先ごろ、NEDO(新エネルギー・産業技術総合開発機構)とIHIが、世界で初めて100kW級の海流発電の実証試験に成功したというニュースがマスコミをにぎわせた。四面を海に囲まれ、黒潮などの海流に恵まれている日本にとって、有望な再生可能エネルギーであることは確かである。しかし、海流発電とは一体どんな発電なのか、果たして私たちのエネルギー消費をどの程度賄えるのか、その仕組みやコスト、環境問題など、解決を迫られる課題が山積している。海流発電商用化に向けた課題とその見通しを検証してみた。

NEDOとIHIが共同実証試験

海流発電,次世代エネルギー
(写真=Alex Mi/Shutterstock.com)

実証試験成功のニュースは去る8月下旬、NEDOとIHIの共同実証試験として発表された。試験の場所は鹿児島県口之島沖合である。口之島は屋久島の西南方向にあり、周囲を黒潮の流れる、海流発電の適地とされている。発電装置は水中浮遊式海流発電システムと呼ばれるもので、プロペラのついた発電装置を水深約50mほどの海に浮かべる。海流によって発電機を回す、いわば水力発電の海流版というイメージである。太陽光発電や風力発電と違って、出力変動がないという点が最大の利点である。発電装置は50kW装置2基で、装置があちらこちらに移動しないよう水深約100mの海底に設置されたアンカーに係留される。係留索は発電装置の位置の安定化やメンテナンス時の浮上のために使われる。

今回は実証試験のため、試験機は50kWと小型だが、将来は実機での発電を目指すことにしている。実機の発電規模は1000kW2基、合計2MW(2000kW)の発電を目指す計画である。

海洋エネルギーの研究開発の一環

海流発電は、海のエネルギーを発電という形で取り出す方式で、一般的には海洋エネルギーと呼ばれる。海洋エネルギーは、潜在的なポテンシャルは極めて大きく、欧米では早くから発電のための研究開発が進められてきた。海洋エネルギーとしては、海流発電のほかに、波力発電や潮力発電などの研究開発も進められている。フランスでは、潮の満ち引きを利用した潮汐発電が商業化されているが、海流発電や波力発電などの方式は、現在のところ世界的に実用化されていない。

海流発電の実証試験の成功は、近い将来の商業化にむけて大きく前進したといえるが、課題はエネルギーとして取り出せる発電量がどの程度あるかという点である。NEDOの「再生可能エネルギー技術白書」(2014年2月)の試算によると、日本列島の沖合100kmまでの海流のエネルギー賦存量は、約205GW(ギガワット、2億500万kW)と試算されている。この賦存量は、波力発電の賦存量(195GW)とほぼ同じ水準である。国内の大手電力会社10社の総発電容量は約2億4000万kW(エネルギー白書2017)となっており、それに匹敵する規模である。つまり、海流発電だけで、理論的に国内の全電力量を賄える規模である。

現実的には年間電力需要の1%程度

しかし、現実問題として、海流の流れの強い海域は陸地から数km以上離れており、しかも水深が深いため、装置の設置や管理が難しい。大量の発電量を得ようとすれば、設置装置の大型化や多数の装置の設置が必要となる。また送電距離が長くなるなどの課題がある。それらを考慮すると、現実的に取り出せる発電可能量は年間電力需要の約1%とNEDOでは見ている。

発電コストの点では、今回の実証試験は、商業化時点の2020年以降にkWh40円以下を目指すのが目標とされている。kWh40円以下というのは、現在の太陽光発電の発電コスト(kWh24円~30円)、陸上風力発電の21円に比べてなお割高の水準といえる。

コスト以外では、漁業権との調整も大きな課題だ。商業化の段階では、周辺漁業者との海域調整などの必要性も出てくる見通しだ。また、海洋生態系への影響を調べる環境影響調査も不可欠である。

海流発電は、エネルギーポテンシャルとしては、期待の大きい再生可能エネルギーではあるが、商業化までには、多くの課題の解決を迫られることになりそうだ。(西条誠、エネルギー・経済ジャーナリスト)

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