波の力を电気に変える、平塚市で波力発電の実証実験がスタート【エネルギー自由化コラム】
神奈川県平塚市で寄せては返す波の力を电気に変える波力発電の実証実験が始まりました。平塚市と東京大学生産技術研究所が環境省の実証実験に採択され、進めているもので、1年間継続してデータを集め、商業発電としての実用化を目指します。日本は国土が狭いものの、海岸線の長さや排他的経済水域の広さはともに世界6位の海洋大国です。波力発電が実用化されればエネルギー事情を大きく変える可能性を秘めます。
押し寄せる波だけでなく、防波堤で跳ね返る波も利用
発电所名は平塚波力発电所で、东京大学生产技术研究所の林昌奎教授が研究を率いています。施设は平塚市千石河岸の平塚新港に2月、设置されました。防波堤から冲へ约20メートルの海上に広さ约100平方メートルの建屋が置かれ、中に设置された幅8メートルの波受け板が受けた波の力で発电机を回しています。
冲合から押し寄せる波だけでなく、防波堤で跳ね返る波も利用するのが特徴。冲合からの波だけで発电机を回す方式より発电効率を高めることができ、波高1.5メートルで45キロワットの発电を可能にすると考えられています。
波受け板には軽量のアルミニウムとゴムの复合材を活用し、强い波がやってきたときにゴムの一部が変形し、エネルギーを逃がすことができるようにして安全性を确保しました。逆に、波が弱いときはすべてのエネルギーを逃がさないようにする性质を持っています。
洋上风力発电を上回る高効率が目标
东京大学生产技术研究所は岩手県久慈市の久慈港に波力発电を设置していますが、この経験から油圧シリンダーと発电机を接続する部分に改良を加え、発电量を増やせるように工夫しました。
1年间の実証実験では设备利用率35％以上を目指しています。35％という数字は洋上风力発电の目标とされる30％を上回る高効率です。発电能力が実証されれば、现在の1基当たり45キロワットから実用化に必要とされる1基当たり100～200キロワットの発电に向け、视野が広がります。
东京大学生产技术研究所は将来、今回设置した発电システムを复数组み合わせ、より大きな出力の波力発电所を実现させたい考えです。10年后の実用化を目指す一方で、30年后には原子力発电所1基分に相当する规模の波力発电システムを全国展开することも考えています。
平塚市は地域経済への波及を期待
米中央情报局の资料によると、日本は国土面积が世界61位であるにもかかわらず、海岸线の総延长は世界6位です。日本よりはるかに国土が広い大陆国家の米国や中国、オーストラリアを上回っています。排他的経済水域の広さも世界で6位です。
平塚市はこうした海の恵みを波力発电に生かし、新产业创出と地域活性化を図ろうと2016年、东京大学生产技术研究所と协力して平塚海洋エネルギー研究会を设立しました。共同研究部会では波力発电、新产业创出部会では波力発电分野での产业创出と地域活性化について研究を重ねています。
平塚市は神奈川県で有数の工业集积地で、自动车関连产业などさまざまな技术を持つ公司が集积しています。公司の研究所も多数立地していますから、それらを生かして波力発电で地域経済の振兴を考えているのです。
平塚市内の公司も実証実験に协力
今回の実証実験には平塚市内の公司が多数参加しています。新しく开発された波受け板の一部は平塚市内に平塚製造所、ハマタイト工场、研究开発センターを置く横浜ゴムが生み出しました。
水中の工事は平塚市内に本社を置く渋谷潜水工業が受け持ち、配線工事は平塚市電設協会が担当しました。このほか、川崎重工業、東京久栄、中部電力、電源開発など日本を代表する企業が参画する中、平塚市内から山川機械製作所、ワイテック、鈴木精機、岡崎电気工事などが協力しています。
平塚市产业振兴课は「波力発电を二酸化炭素排出削减につながる新エネルギーとして期待するだけでなく、地域の活性化につながる新产业として育てたい。今回の実証実験に协力した地元公司が中心となり、波力発电で平塚市の产业をさらに発展させてほしい」と期待を语りました。
航路用ブイの电源として海上保安庁が活用
波力発電は波の運動エネルギーを活用して电気を作る技術です。世界中に広まっている太陽光発電や風力発電に比べ、まだ発展途上ですが、エネルギー源となる海が身近に存在するだけに、研究者や電力業界が注目しています。
空気より比重が重い水を使うため、発电効率が高いとされています。理论上は风力発电の5倍以上、太阳光発电の10倍以上ともいわれているのです。风力発电や太阳光発电は気象条件で発电量が大きく増减しますが、海は全く波のない状态になることが非常に少なく、安定した発电を可能にすると期待されています。资源が枯渇する心配もありません。
発电方式は大きく分けて（1）振动水柱型（2）可动物体型（3）越波型（4）ジャイロ式－の4タイプがあり、港湾内などで海底に固定して设置するものと浮游させて使用する方式のものが存在します。このうち、海上保安庁が设置する航路用ブイの电源として活用されている振动水柱型だけが広く実用化されています。
| 方式 | 発电方法 |
|---|---|
| 振动水柱型 | 波のエネルギーで空気を动かし、タービンを回す |
| 可动物体型 | 波のエネルギーを振り子の运动エネルギーに変换、モーターを回す |
| 越波型 | 贮留池と海水面の高低差を利用してタービンを回す |
| ジャイロ式 | 回転する物体が回転轴を一定に保とうとするジャイロ効果を利用する |
建设コストやメンテナンス费用にデメリット
デメリットも存在します。海に设置しますから、潜水作业を伴い、陆上より建设コストが高くなります。海水による腐食が考えられるため、メンテナンスにもコストがかかります。台风の大波や津波などにも耐える必要があります。しかし、これらのデメリットを乗り越えられれば、日本のエネルギー事情に大きな変化を与えられる潜在能力を秘めています。
欧米ではすでに一部、実用化が始まっています。2019年にはベルギー冲の海上に浮体式の波力発电が设置されました。下部构造を海底のアンカーに固定するだけにするなど、设置费用を抑え、工期も短くしています。
设置したのはドイツのスタートアップ公司である狈贰惭翱厂社。同社は波の力の70％をエネルギー変换することが可能と発表し、世界の注目を集めています。
日本のエネルギー事情に大きな変化を与える潜在能力
世界で初めて波力発电を稼働させたのは日本で、海上保安庁が1965年に益田式航路标识ブイを採用しました。その后、化石燃料や原子力などに押され、商业用発电に育つことはありませんでしたが、东日本大震灾や地球环境意识の高まりとともに注目を高めてきました。
商业発电として実用化に成功すれば、资源小国の日本が无尽蔵のエネルギー源を手にすることになります。今后、平塚市での実証実験から目を离せなくなりそうです。
この记事を书いた人
政治ジャーナリスト
高田泰
関西学院大卒。地方新闻社で文化部、社会部、政経部记者を歴任したあと、编集委员として年间企画记事、子供新闻などを担当。2015年に独立し、フリージャーナリストとしてウェブニュースサイトなどで执笔している。