洋上風力発電の低コスト化

【プロジェクト概要】

2050 年カーボンニュートラル実現に向け、再生可能エネルギーを最大限導入することが求められます。洋上風力発電は、大量導入やコスト低減が可能であるとともに、経済波及効果が期待されることから、再生可能エネルギーの主力電源化に向けた切り札とされています。
これまで欧州を中心に洋上風力発電の導入が拡大していますが、2050年にかけてはアジア市場の急成長が見込まれます。特に、急深な地形が広がる日本・アジアにおいて、低風速・台風・落雷等の気象条件や海象等を踏まえて最適化するニーズが高まっています。

【プロジェクトの特徴】

陸上風力で培った技術力や国内ものづくり基盤の他、日本の強みである生産技術・品質管理、工場の自動化等のロボティクスを活かし、風車全体のバリューチェーンを効率化・最適化するため、グローバルメーカーとの協働を視野に入れつつ、風車仕様の最適化、風車の高品質大量生産技術等に関する技術開発を推進します。

【研究開発項目:フェーズ1-➀ 次世代風車技術開発事業】

2030年までに一定条件下(風況など)で、着床式洋上風力発電の発電コストが8~9円/kWhを見通せる技術 または浮体式洋上風力発電を国際競争力のあるコスト水準で商用化する技術の確立を目標に、グローバルメーカー との協働を視野に入れながら、日本・アジア市場向けの洋上風車要素技術(次世代発電機、台風・落雷対応、低 風速域向けブレードなど)を開発し、設備利用率の向上および大量生産技術の確立によりコストを低減する。
(予算)
事業規模 :約211億円
支援規模:約150億円

(事業期間)
2021年度から原則最大5年間

(事業イメージ)
・風車の高品質大量生産技術・・日本の生産技術やロボティクス技術を生かし、 大型風車の国内における高効率生産を実現

・次世代風車要素技術開発・・発電機、電力変換装置、増速器および周辺機器などの ナセル部品の高性能、高信頼・耐久性、 低コスト化技術開発

(実施体制)
①大同メタル工業
②石橋製作所
③NTN
④駒井ハルテック

【研究開発項目:フェーズ1-2 浮体式基礎製造・設置低コスト化技術開発事業】

(事業の目的・概要)
2030年までに一定条件下(風況など)で、浮体式洋上風力発電を国際競争力のあるコスト水準で商用化する技術の確立を目 標に、造船技術や建設インフラなどを活用しながら各種浮体の最適化、大量生産技術を確立し、先進的な浮体・係留システムを世界に先駆けて開発する。

(事業規模)
事業規模:約133億円
支援規模:約100億円

(事業期間)
2021年度から原則最大3年間

(事業イメージ)
・浮体基礎の最適化・・風車の大型化および台風、地震、複雑な海底地形などの 自然条件に対応した浮体基礎の最適化 および材料削減によるコスト低減

・浮体の量産化・・連続製造に適した浮体を設計し、浮体製造のパネル化やブロック化、 分割施工、ドックに依存しない浮体の大量製造など の技術を確立

・ハイブリッド係留システム・・軽量化可能な合成繊維索の特性を生かし、 合成繊維索と鋼製索からなるハイブリッド係留システムの 設計・製造技術を開発し、係留システムを低コスト化

・低コスト施行技術の開発・・浮体製作場所に対応した浮体基礎の浜出し・えい航方法、クレーン付き 台船やジャッキアップ型作業構台を活用した大型風車の据え付け 方法、ハイブリッド係留システムおよび共用アンカーの 施工技術の開発による低コスト化

(実施体制)
①日立造船、鹿島建設
②三井海洋開発、東洋建設、古河電気工業、JERA
③ ジャパン マリンユナイテッド、日本シップヤード、ケイライン・ウインド・サービス、東亜建設工業株式会社
④東京電力リニューアブルパワー、東京電力ホールディングス⑤戸田建設
⑥東京ガス

【研究開発項目:フェーズ1-3 洋上風力関連電気システム技術開発事業】

(事業の目的・概要)
2030年までに一定条件下(風況など)で、着床式洋上風力発電の発電コストが8~9円/kWhを見通せる技術または浮体式洋 上風力発電を国際競争力のあるコスト水準で商用化する技術の確立を目標に、台風などの厳しい気象条件やうねりなどの海象条件 の中で、浮体の挙動によるケーブルの曲がりやねじれに耐えうる強度や、浮体式変換設備の揺れに対する制御技術、ウィンドファームの 大規模化を見据えた、ダイナミックケーブルなどの高電圧化や高耐久性・低コスト化の技術開発を行う。また、大規模浮体式洋上ウィン ドファームの実現に向けた浮体式洋上変電所技術を確立する。

(事業規模)
事業規模 約32億円
支援規模約25億円

(事業期間)
2021年度から原則最大3年間

(事業イメージ)
・高電圧ダイナミックケーブル・・風車の大型化に対応できる66kV超えの高圧アレイと 送電用のダイナミックケーブルを開発し、 洋上送電を低コスト化

・浮体式洋上変電所・・大規模浮体式洋上ウィンドファームの実現に向けた高効率・高密度 な電力変換技術、並びに電気機器やケーブルの疲労荷重を 抑制した浮体式洋上変電所の開発

(実施体制)
①東京電力リニューアブルパワー(幹事企業)
東北電力、北陸電力、 電源開発、中部電力、 関西電力、
四国電力、 九電みらいエナジー、 住友電気工業、 古河電、 東芝エネルギーシステムズ、 三菱電機

【研究開発項目:フェーズ1-4 洋上風力運転保守高度化事業】

(事業の目的・概要)
・2030年までに一定条件下(風況など)で、着床式洋上風力発電の発電コストが8~9円/kWhを見通せる技術または浮体式洋 上風力発電を国際競争力のあるコスト水準で商用化する技術の確立を目標に、運転中のデータを集積、分析・管理するプラットフォー ムの構築や人員などの輸送ソリューションを視野に入れつつ、台風、落雷、うねりなど日本、アジア市場特有の事象に対応するため、陸 上風車のスマートメンテナンスや落雷対策技術を活用し、先進的な運転保守技術の開発を行う。

(事業規模)
事業規模 約24億円
支援規模 約19億円

(事業期間)
2021年度から原則最大3年間

(事業イメージ)
・運転保守および修理技術の開発・・洋上環境に適した修理技術や塗装管理技術の開発、浮体式風車を えい航せず現地で大規模修理を行う技術の開発、係留索の張力調整 技術、ダイナミックケーブルの脱着技術、高稼働率の 作業船や作業員輸送船の開発

・デジタル技術による予防保全・メンテナンス高度化・・
風車運転保守データおよびCMSデータ収集システムの高度化、 デジタルツインによる予防保全技術、 AI技術を活用した部品寿命予測の高精度化

・監視および点検技術の高度化・・低コストの監視および点検技術(遠隔モニタリングと状態監視メンテナンス のための新たなセンサーとアルゴリズム、空中・水中ドローン、 点検ロボット、通信技術など)の開発

(事業体制)
①関西電力、関電プラント
②古河電、東京汽船、イーストブリッジリニューアブル
③東京電力リニューアブルパワー、東芝エネルギーシステムズ ④東京汽船、イーストブリッジリニューアブル株式会社
⑤北拓
⑥NTN

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