Wind Power

基本概念
風力発電は、風の持つ運動エネルギーを風車（タービン）のブレード回転により機械エネルギーに変換し、発電機で電気エネルギーを生成する技術です。風速の3乗に比例して発電量が増加するベッツの法則に従い、理論的には風の持つエネルギーの最大59.3%を電力に変換可能です。現代の大型風車は高さ100-200m、ブレード直径100-220mに達し、1基で5-15MWの出力を持ちます。発電時にCO2を排出せず、燃料費不要で、設備寿命20-25年にわたり安定した電力供給が可能な脱炭素電源です。

技術と種類
水平軸風車が主流（市場の99%）で、3枚ブレード、アップウィンド型が標準です。陸上風力は技術が成熟し、設備利用率20-30%を実現します。洋上風力は着床式（水深50mまで）と浮体式（50m以深）があり、より強く安定した風により設備利用率30-40%を達成します。最新技術では、15MW級の超大型機、炭素繊維ブレード、永久磁石同期発電機、デジタルツインによる予知保全が導入されています。垂直軸風車は都市部や小型用途で開発が進んでいます。

導入状況
2023年の世界累積導入量は1.05TWで、年間新規導入は116GWでした。中国（400GW）、米国（150GW）、ドイツ（70GW）、インド（45GW）、スペイン（30GW）が主要国です。洋上風力は欧州が主導し、英国（14GW）、中国（31GW）、ドイツ（8GW）で急拡大しています。日本は陸上5GW、洋上0.1GWと出遅れていますが、2040年までに洋上30-45GWの野心的目標を掲げています。発電コストは陸上3-8円/kWh、洋上8-15円/kWhまで低下しました。

利点と課題
利点は、大規模発電が可能、設備利用率が太陽光より高い、夜間も発電可能、CO2削減効果が大きい（ライフサイクルで10g-CO2/kWh）、地域経済効果（建設- 運用で雇用創出）です。洋上は陸上より風況が良く、騒音- 景観問題も少ないです。課題は、風況依存による出力変動、送電網の整備コスト、環境アセスメント（鳥類、海洋生態系）、漁業との調整、台風- 地震対策です。系統安定化には蓄電池や水素製造との組み合わせが必要です。

支援制度と政策
日本では洋上風力にFIP制度を適用し、29円/kWhの基準価格を設定しています。再エネ海域利用法により、促進区域の指定と30年間の海域占用を可能にしました。公募により秋田、千葉、長崎で大規模プロジェクトが進行中です。欧州はグリーンディール で2030年に洋上60GW、米国は2030年に洋上30GW目標を設定しています。グローバル洋上風力アライアンス（GOWA）は2030年に世界380GWを目指しています。

将来展望
2030年に世界で陸上1.5TW、洋上380GW、2050年には陸上3TW、洋上2TWへの拡大が予測されます。日本は2030年に陸上10GW、洋上10GW、2040年に洋上30-45GWを目標としています。設備コストの更なる低下により、2030年代には補助金なしでも競争力を持つ見込みです。