風力発電のメリット・デメリットを解説！日本の現状と普及に向けた取り組みも紹介

風力発電には様々なメリットがあります。代表的なものを見ていきましょう。

• 風の力で発電するため環境負荷が少ない
  
• 一定の風速を確保できれば夜でも発電できる
  
• 洋上風力発電なら設置場所の選択肢が増える
  
• 他の再生可能エネルギーと比べて変換効率が高い
  
• 他の発電方法よりコスト低減が見込める
  
• 枯渇しない自国の資源を活用できる
   

風力発電では、風の力でプロペラを回し発電するため、発電の過程でCO2（二酸化炭素）が排出されません。風力発電所の建設や廃棄の際には排出されますが、発電時には排出されない点が評価されます。

また、風力発電は燃料が不要な仕組みのため、発電時にはCO2だけでなく排気ガスや燃えカスなども発生しません。風力発電が普及すればCO2の排出削減が進み、世界規模で問題となっている地球温暖化対策に役立つと考えられます。

一定の強さの風を確保できれば、昼夜問わず発電できる点も風力発電の大きなメリットです。再生可能エネルギーとして代表的な太陽光発電は、太陽が出ていない時には発電できません。

風力発電を併用すれば、太陽光発電が機能しない夜間や曇天時にカバーできるでしょう。

風力発電機は、陸上だけでなく洋上（海上）にも設置できます。洋上は陸上よりも強い風が安定的に吹くため、風力発電設置に適した環境です。

洋上風力発電には、「着床式」と「浮体式」の2つのタイプがあります。着床式洋上風力発電は、海底に基礎構造物を設置し風車を乗せて発電する従来の方法です。

一方、浮体式洋上風力発電では、基礎を設置せず浮体に風車を乗せて発電します。浮体式は海底に基礎を設置できない場所でも利用できる反面、浮体のコストが高い点が課題です。

日本は海に囲まれた島国のため、設置場所をより確保しやすい洋上風力発電が注目されるようになりました。現在の日本は風力発電の拡大にともない、陸上では設置に適した場所が減少してきている状況です。

また、洋上風力発電であれば、生活圏の景観を損ねる問題や、騒音問題への心配が少ないメリットもあります。日本での再生可能エネルギーの拡大には、洋上風力の拡大も同時に目指すことが望ましいと考えられるでしょう。

洋上風力発電についてより詳しく知りたい方は、以下の記事もあわせてご覧ください。

▶関連記事：洋上風力発電とは？種類からメリット・デメリットや日本での取り組みまで解説
▶関連記事：浮体式洋上風力発電とは？種類別のメリット・課題や日本と各国の導入事例も紹介

風力発電で生み出されたエネルギーは、他の再生可能エネルギーと比べて、高効率で電気エネルギーに変換できます。

風力発電の変換効率は、平均で30～40％程度とされています。一方、太陽光発電の変換効率は20％程度、地熱発電は8％程度と、いずれも風力発電より低いです。

なお、変換効率は風車の形状（高さやブレードの長さ）、設置場所などにより異なるため、数値はあくまでも目安ですが、比較的高い点は大きなメリットでしょう。

前述のとおり、風力発電はエネルギーの変換効率が高いことが起因し、発電コストが比較的安価です。発電効率が80％程度である水力発電に次いで、費用対効果が高い発電方法とされています。大規模な導入が進めば、火力発電と同等までコストを低減できる可能性もあります。
 

国内で得られる自然の力を利用する風力発電は、自国資源のみで完結する発電方法です。日本は化石燃料などの資源を輸入に頼っているため、自給率を上げるのにも役立ちます。風力は枯渇しない資源であり、資源の供給がなくなる心配もありません。

なお、風力エネルギーそのものを利用する他、風車がある光景を観光資源として活用する地域もあります。

風力発電にはメリットだけでなくデメリットもあるため、どちらの面も理解することが大切です。代表的なデメリットを説明します。

• 風の状況に影響を受けて発電量が安定しづらい
  
• 設置に適した場所には複数の条件がある
  
• 設備の初期費用・メンテナンス費用がかかる
  
• 居住地域への騒音問題に配慮する必要がある
  
• 落雷・台風などの自然災害で破損する可能性がある
   

風力発電は、風の状況（風況）に大きな影響を受ける発電方法です。風況によっては発電量が少なくなる、または発電できないなどの問題が起きることもあります。発電には一定の風量が必要ですが、自然の力のため調整ができず不安定さは避けられません。

また、風の強さだけでなく、風の方向も発電に影響します。最も効率が良いのは風がブレードに真っすぐ当たる状態のため、風車の向きを制御できる仕組みが重要です。

風力発電機の設置場所には複数の条件があり、限られた場所にしか設置できません。原則として、発電に適した風が通年吹く風況の良い立地が望ましく、風速の目安が年平均で6.5m／秒以上である場所に限られます。

また、大きな設備機器をスムーズに運搬できる道路があることも条件のひとつです。さらに、生じた電気を送るための送電線との距離が遠いとコストがかかるため、接続しやすい場所であることも求められます。

一般的には、風況が良く土地が広い山の尾根沿いや海岸沿いに設置されることが多いです。

風力発電機の設置にかかる費用は、太陽光発電の約1.5倍（1kWあたり)とされています。設備の規模によっても変動しますが、高額な初期費用が発生するため気軽に設置できるものではありません。

また、風力発電機は事故防止のためにも、定期的なメンテナンスが必要です。メンテナンス費用は業者によっても異なりますが、一例として1基あたり約200万円/年（12回）の費用が発生するケースがあります。

特に、洋上風力発電は陸上風力発電と比較し、設置費用・メンテナンス費用が高めの傾向です。海上での設置作業に加えて海底電力ケーブルの敷設が必要なことと、波の浸食作用で設備が劣化しやすく早期のメンテナンスが必要になることが、費用が高額になる理由です。

風力発電機を居住地域に設置すると、騒音被害が出る可能性があります。ブレードが回転する際の風切り音、歯車の機械音などが騒音問題につながる他、不快に感じやすい低周波音も発生します。

騒音被害を避けるためにも、風力発電機は居住地域から離れた場所に設置しなければなりません。先に風力発電機の設置場所は限定されると述べましたが、騒音問題への配慮が必要なことも要因のひとつです。

力発電機は、落雷や台風をはじめとする自然災害で故障する場合があります。例えば、落雷によりブレードが落下した事例が報告されており、他には乱流によるブレード損傷、雪による回転数の低下、洋上では塩分による腐食なども考えられます。

特に多いのは落雷による故障とされていますが、台風やその他の自然災害のリスクもあるため、重点的な対策が必要です。

自然災害が及ぼす影響は、風力発電機自体の故障のみではありません。発電停止による利益減少、復旧の費用負担など、経済面のリスクも生じます。故障による数々のリスクを抑えるためにも、適切なメンテナンスが欠かせません。

欧州風力協会（Wind Europe）によると、EUの2023年の発電電力量の約19％を風力発電が占めています。EUでは再生可能エネルギー（総エネルギーの約44％）のうち風力発電が最も多く、水力が約13％、太陽光が約8％、バイオマスが約3％と続きます。

2023年は、風力発電の新規設備容量が過去最大となりました。ヨーロッパでは特に洋上風力発電の導入が進んできましたが、普及してきた背景にはいくつかの要因があります。

まず挙げられるのは、自然環境に恵まれていることです。ヨーロッパは風況が良く、広域に渡り遠浅の地形が続くため、洋上風力発電機を多く設置できます。

また、風力をエネルギーとして活用してきた歴史があり、風車製造の技術的な蓄積も持っています。陸上風車の技術を改良して洋上風車の建設を20年ほどかけて進め、開発に成功しました。

さらに、ルール整備により事業者が開発するリスクが低減されたことも普及に役立っています。ヨーロッパでは、2000年代後半より洋上風力発電に関するルール整備が進められてきました。政府が設置のための調査や事業可能な区域の選定、電力系統の確保など、多様な役割を負うようになったのです。

その他、入札による事業者間の競争化から価格低下が実現したことや、風力発電関連産業の成熟により、コスト低下が叶ったことも要因といえます。加えて、大型風車の開発や建設期間の短縮、基地港湾での産業集積の進展など、多様な要因がヨーロッパでの風力発電の普及を促してきたと考えられます。

日本でも、FIT制度の影響もあり再生可能エネルギーの導入量は全体的に増えています。FIT制度とは、一定期間にわたり、再生可能エネルギー由来の電力を一定価格で買い取る制度です。

環境エネルギー政策研究所の資料※によると、2023年の再生可能エネルギー（自然エネルギー）は、国内の全発電電力量の25.7％でした。内訳で最も多いのは太陽光発電で11.2％、次いで水力7.5％、バイオマス5.7％、風力1.0％と発表されています。

日本での風力発電の導入量は、増えてはいるものの伸び悩んでいる状況です。2012年度から2022年度までの10年間の累計導入量は510万kWですが、そのなかの多くが陸上風力発電であり、洋上風力発電の導入状況が思わしくありません。

導入が進まない理由は、陸上風力発電を設置できる場所が限定されることが第一に考えられます。海に囲まれている島国の日本では洋上風力発電の導入が望ましいですが、コスト面で困難です。

広域な遠浅の地形で設置場所を確保しやすいヨーロッパと比べると、日本では海底の地形が急峻で水深が深い場所が多いため、基礎が設置しづらい問題があります。基礎が不要な浮体式の拡大が求められますが、水深が深いほどコストがかかります。設置費用やメンテナンス費用の高さに加え、送電にもコストがかかる点が大きな課題です。

さらに、海上の占用に関するルールが定められていなかったことも、導入を妨げていた理由といえます。普及促進を実現するには事業者だけでは限界があるので、政府主体の取り組みが必要と考えられます。

日本の風力発電の現状についてより詳しく知りたい方は、以下の記事もあわせてご覧ください。

▶関連記事：日本の風力発電の現状とは？導入事例や課題と今後の展望を解説

※出典：環境エネルギー政策研究所「2023年の自然エネルギー電力の割合（暦年・速報）」

風力発電を普及させるために、日本でも課題を踏まえて様々な取り組みが行われています。

2019年、国は「再エネ海域利用法」を制定しました。先行利用者（漁業者など）と意見調整を行い、洋上風力発電を推進する「促進区域」を国が指定するものです。公募で選定された発電事業者は、一般海域の占用許可を最大30年間得られます。

2020年の「洋上風力産業ビジョン（第1次）」では、「洋上風力の産業競争力強化に向けた基本戦略」を公表しました。2030年までに1,000万kW、2040年までに3,000～4,500万kWの案件形成を目標とすることを掲げています。

また、2021年に閣議決定された第6次エネルギー基本計画にて「2030年度エネルギーミックス」を提示し、風力発電の割合を5％まで引き上げる目標が定められました。

そして、経済産業省はNEDOとともに、グリーンイノベーション基金による洋上風力発電の低コスト化のプロジェクトを実施しており、要素技術開発や実証事業が行われる予定です。事業者の実施計画に基づいた審査を行い、秋田県南部沖と愛知県田原市・豊橋市沖が選定されています。

さらに、洋上風力発電のコスト削減の観点から、NEDOの委託により2枚羽風車とバージ型鋼製浮体を組み合わせた実証研究も進められています。2019年より、北九州沖にて実証機を設置し研究を実施中です。

2030年の発電コスト20円/kWh以下を目指すとともに、比較的浅い海域（水深50～100m程度）に適した係留システムの確立、最適な保守管理技術の確立も目的としています。

再生可能エネルギーとして期待されながら課題も抱える風力発電は、最新の動向を注視していく必要があります。風力発電の情報を得たい方や設備導入の検討を行いたい方には、「WIND EXPO 風力発電展」への参加がおすすめです。

WIND EXPO 風力発電展は、日本最大の風力発電の展示会です。日本風力発電協会（JWPA）との共催で、日本の風力発電の普及に寄与すべく業界を挙げて開催します。世界各国から専門家が来場し、風車や風力発電所の建設、保守・運用、洋上風力技術などあらゆる製品・技術が出展します。

ご来場の対象者となるのは、風車メーカーや風力発電事業者、輸送・据付・建設関連業者、メンテナンス業者、商社・販売代理店、自治体・法人ユーザーなど、風力発電システムに関わる専門家です。

ご出展の対象社は、風力発電に関連するメーカー、商社などです。具体的には、部材・構成機器、風車、洋上風力技術、調査・計測・分析、輸送、送配電設備などが挙げられます。

ご来場いただくと、風力発電に関する設備を見られる、システムや技術の説明を受けられるなどのメリットがあります。ご出展いただいた場合には、来場者へ自社のアピールができる他、技術の提案や設計相談、業務提携につながる内容など、具体的な商談が行える可能性もあります。

来場・出展ともにメリットの多い展示会のため、ぜひ参加を検討されてはいかがでしょうか。

■WIND EXPO 風力発電展
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再生可能エネルギーのひとつである風力発電は、国内の資源を活用でき、夜間でも発電できるなどメリットが多く、日本でも普及促進を目指しています。島国の日本は海に囲まれているため、特に洋上風力発電の普及が望ましいです。

洋上風力発電には多様なメリットがある一方、コスト面を中心に課題も多く、日本では導入量が伸び悩んでいます。課題に対し、政府を中心に風力発電の導入を促す取り組みもはじまっており、今後の普及が見込まれます。

風力発電の情報を収集して知識を深めるには、「WIND EXPO 風力発電展」への参加がおすすめです。多様なメリットのある展示会ですので、ぜひご検討ください。　　　　　　　　　　　　　　　

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※「WIND EXPO 風力発電展」は、「スマートエネルギーWeek（SMART ENERGY WEEK）」の構成展です。