耐震基準厳格化で風力発電６割計画遅れ

　　　　　?H5>西日本のある計画は建設のめどがたたず、風車の羽根が野積みされていた＝森井英二郎撮影

「耐震基準厳格化で風力発電６割計画遅れ」　朝日新聞 2008/04/02

　耐震強度偽装事件を契機にした建築基準法の改正で、風力発電の新設計画の６割以上が大幅に遅れたり、中止に追い込まれたりしていることが、経済産業省の調査でわかった。一般の超高層ビルと同じ厳しい耐震設計が義務づけられたためだ。風力発電は新エネルギーの柱で、国は１０年に設備量を出力３００万キロワットに増やす目標を掲げているが、達成は厳しくなった。　

　経産省によると、０６、０７年度に国の補助金を受けた風力発電５９計画のうち、３９計画が耐震設計に入れなかったり、国の耐震審査で立ち往生したりしている。

　このうち１９計画は予定工期内の着工、完成が難しく、補助金を新年度に繰り越す手続きをした。また、６計画は変更や中止に追い込まれた。

　原因は、姉歯秀次元建築士による耐震強度偽装事件を受けて改正、昨年６月に施行された建築基準法だ。風力発電設備も高さ６０メートルを超える場合、超高層ビルと同じ耐震審査が課せられた。

　１００年以上に１度の大地震でも損傷・倒壊しないか、実際の地震波も使って計算、設計することが義務づけられた。１基ごとに建設地の地盤調査も必要になった。その結果、大半の計画で費用がかさんだり、審査を通る見通しがたたなくなったりしている。

　約２０基の建設を予定する西日本の計画では、地盤の調査、解析費だけで新たに数億円が必要になったという。

　それまで風力発電設備は広告塔や遊園地の施設などと並んで「工作物」とされ、一定の風圧などに耐える設計であれば建設が認められた。

　日本の風力発電の設備量は０７年末現在１５４万キロワットで、政府目標の達成には今後３年間で倍増させる必要がある。今回、補助金の繰り越し手続きをした１９計画分だけで設備量は約４０万キロワットにのぼり、影響は大きい。

　風力発電の関連企業でつくる風力発電事業者懇話会は「業界全体が困惑、混乱している。山の中にある風力発電設備も、人が住む超高層ビルと同じ基準にすべきなのか、現実的に判断して欲しい」として、近く国土交通省に規制の見直しを申し入れる。

　経産省も、これまで日本であった風車の倒壊は、台風や設備の維持不良が原因と指摘。「風車が地震で倒れた例は一度もない。風力発電については建築基準法の弾力的な運用ができないか、国交省と協議したい」（新エネルギー対策課）という。

　これに対し、国交省は「強風で風車が倒壊する事故も起きており、耐震面でも超高層建築物並みの規制が必要だと判断した。過去の地震で倒壊していないから問題ない、とは言えない」（建築指導課）としている。朝日新聞 2008/04/02（石田勲、編集委員・竹内敬二）

私、阿奉は昨年１月に起こった岩屋ウインドファームの風力発電タワー倒壊事故を私なりに調査検討し、その基礎設計の問題点を指摘してきた。

　　　　　　　　　「風力発電タワーの倒壊事故に関する私見」
　　　　　　　　　岩屋ウィンド・ファーム」の風力発電タワーの基礎からの倒壊＜私の見解＞

去年の秋にはその調査結果を日刊工業新聞社刊行の機械技術者向け雑誌「機械設計」１１月号に寄稿した。

　　　　　　　　　「「機械設計」１１月号に「ものづくり松下村塾」関係者の論文が掲載」
　　　　　　　　　これがその論文

結論として、今回の建築基準法改正でこのような大型工作物の構造設計基準が厳格になったことは大いに評価すべきだと思う。

業界団体の、 風力発電事業者懇話会が「業界全体が困惑、混乱している。山の中にある風力発電設備も、人が住む超高層ビルと同じ基準にすべきなのか、現実的に判断して欲しい」として、近く国土交通省に規制の見直しを申し入れる。という姿勢は如何なもののかと思わざるを得ない。

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> 将来必ず発生するとされている、東海、東南海、南海地震の
> 被害を受ける地域に住むものです。今回の国交省の規制強化
> は当然と考えます。

地震に対する安全性を確保するのは当然のことであり，風力発電事業者は社会的に受容されるだけの必要な安全性を確保できるような設備を選定，また設計することが求められることに，異存はないでしょう。

改正建築基準法の問題は，基準を厳しくしたのではなく，手続きを必要以上に厳格化して，安全性と直接関係のない事務的手続きとも言える部分に多大な時間と費用を要することになった点にあります。
これによって，性能評価機関などへ支払う費用など必要コストが大幅に増大することになりましたが，風力発電所での売電収入が増加するわけでも，安全性が向上するわけでもありませんので，環境対策などの部分に支出する費用が削減されてしまうような副次的効果が大きくなることが心配されます。

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日本の電力系統に対して風力発電設備からの出力が与える影響については，経済産業省の下記委員会で議論が行われています。この内容をご確認いただければ，風力発電事業者の考え，電力会社の考えなどについての整理をしていただけることと思います。

風力発電系統連系対策小委員会
http://www.meti.go.jp/committee/gizi_8/8.html

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電力会社の系統を運用する上では，常に電力の需要と供給をバランスさせ続ける必要があります。このバランスが崩れると，系統全体の周波数が上がったり（供給過剰），下がったり（供給不足）しますので，その変動が規定の範囲（例えば50Hz±0.2Hz）に収まるような制御が実施されています。
もともとの電力需要は，常時変動しています。これは季節単位や１日単位の変動だけではなく，数時間〜１秒以下という広い範囲の成分があります。ミクロな視点では，例えば各家庭が電子レンジや電気ストーブの電源を入れたり切ったりするたびに，需要と供給のバランスが崩れて，周波数が変動しますので，電力会社の側でこれを調整しているのです。このような変動はランダムに発生しており，その調整は自動的に行われています（ガバナーフリー運転）。

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このような調整力をもった電源は，石油や天然ガスによる火力発電所や水力発電所が相当し，発電機のガバナーによって自動的に制御が実施されます。これは，「アスカ」氏が指摘するような「現実には不可能」なことではなく，時々刻々と実施されています。なお，石油火力発電所の出力を変化させる際に調整するのは，直接的には発電機を駆動している蒸気タービンに供給する蒸気量であり，蒸気を作るためのボイラに供給する燃料ではありません（これも調整は必要ですが）し，ガスタービンの場合には，燃料を調節することになりますが，石油火力よりも調整は容易です。

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電力系統に出力が常に一定の電源がある場合，その電源だけでは需要と供給をバランスさせて周波数を維持することができません。調整力をもった石油火力などと併用することで全体として需要と供給のバランスを取るような系統運用が必要です。例えば，原子力発電所は出力を一定にして運転しているため，必ず火力や水力等と同時に使用する必要があります。
すなわち，「ランダムな需要」と「一定の供給」の差の分を調整力のある電源で補う必要があるのですが，この差もランダムに変化するので，それに合わせて発電出力を調整する能力を持った電源が使われており，それは現在の石油火力などで実現しています。

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逆に風力や太陽光のように常時変動する電源がある場合も，出力一定の電源と同じことが必要になります。「ランダムな需要」と「ランダムな供給」の差の分を調整力のある電源で補う必要があるのですが，この需給の差も電源が出力一定の場合と同様にランダムに変化するので，その能力を持った電源が必要になります。前述の通り，現在の石油火力などではその能力が既に実現しています。
すなわち，周波数の変動が規定の範囲に収まるように石油火力など調整力を持った電源の発電出力を調整することによって，電力系統を維持することができ，これは前述の通り既に実現しています。

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風車１基ごとの発電出力は風速に応じて変動しますが，多数の風車を集合させることによって，風力発電所（ウィンドファーム）からの出力の変動は緩和されます。統計的には風車の数Ｎの平方根に反比例して変動が小さくなると言われており，実際にそれに近いデータが観測されています。
そのようなウィンドファームが地理的に広い範囲に分散することによって，風力発電設備からの出力変動が緩和され（滑らかになる）電力系統に対して影響を与えるような確率はさらに小さくなりますので，調整力の必要量はさらに下がることになります。ここで，系統の周波数に与える影響は，風力発電所近傍のようなローカルな事象ではなく，電力系統全体（日本では，基本的には電力会社ごと）を考える必要がある点には注意が必要です。

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上では，出力一定の電源と変動する電源のそれぞれを個別にベース電源と考えましたが，実際には，これらの様々な電源が電力系統上に存在していて，互いをバックアップするようになっています。柏崎刈羽原子力発電所が昨年の地震で緊急停止し，400万kW相当の電源が喪失しても，東京電力管内で停電が生じなかったのは，その400万kWに相当するバックアップ電源が系統上に存在していたからです。
東京電力のように非常に大きな系統では，調整力のある火力発電所などがバックアップ電源としても接続されているため，需給調整（周波数調整）のための電源には余裕がありますので，現在のように風車が全体の1%にも満たない容量であれば，いつでも風車を連系することができるようになっています。

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これに対して，東北電力や北海道電力では，系統の規模が比較的小さいために電力会社管内に有している調整電源が東京電力ほど大きくありません。この調整力を増やすには石炭火力の出力を減らして，石油やLNG火力に切り替えるとか，長期的には原子力発電所を増設しないなどの対策が必要になり，そのためのコストが発生するということになっています（原子力は発電コストが「安い」ので）。
経済産業省の部会などで議論されているのが，そのための追加的コストをだれが負担するかという点であり，税金（例えば環境税，炭素税）と言う形で国が負担するにしても，ドイツのように電力料金に上乗せする形にするにしても，最終的には電気の使用者（国民）が広く負担する形にならざるを得ません。
そうしなければ，京都議定書で要求されたCO2排出量削減を遵守するために，排出権を海外から購入するという形で，国富が海外に流出することになり，こうなっても最終的には国民が負担するのです。

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> 風力発電の電力を、電力会社の送電線に送り込んでしまえば
> その分の発電に要する化石燃料が減らせるというのは机上の
> 空論でしょう。

とのことですが，これは机上の空論ではなく，電力会社殿が主張していることです。
風車は停止することがあるので，それに備えてバックアップ電源を用意する必要がある（これは既存の火力発電所）ので，風力発電所からの電力はエネルギーとしてのkWh価値はあっても，パワーとしてのkW価値がない，すなわち「燃料の焚き減らし」としての価値しかない，という主張です。そのため，燃料（石油など）の費用分として3円/kWh程度の電力で購入する（環境付加価値は別途）ということになっています。

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しかし，資源価格の高騰によって，この「焚き減らし」自体にも大きな価値が生じており，燃料代という直接的価値が大きくなっているだけではなく，燃料を使わないことによって確実に化石燃料の消費を減らすことができますので，温室効果ガスの排出量削減に伴う環境付加価値（温室効果ガス排出権やRPS価値）も生まれています。
また，多数の風車を分散して設置すること，気象予測に基づいた発電量の予測システムを本格的に運用し，その精度を上げることなどによって，風力発電所からの発電出力を確率的に予測することができるようになり，系統運用をする上での統計的なkW価値を風力発電所に与えることが，日本以外の先進国並みできるようになることが期待できます。

[アスカ]

ガバナフリー運転、火力発電（汽力発電）のスチーム調整など、燃料カットをやっているわけではありません。また風力発電を受け入れる側の電力会社が解列を持ち出さなければいけないのは、燃料カットどころか風力発電の出力変化に即応できていないことの証でもあります。
このことについて、これ以上議論をするつもりはありませんが、私は、風力発電云々はともかく、この国の（というより世界の）環境対策に対して大きな疑念と危機感を持っています。誤診した医師の処方箋で出された薬を、（私たちは）飲まされ続けているような気がしてなりません。たとえば地球温暖化が真実であるとして、その原因が大気中の二酸化炭素の増加であるとするならば、本来、真っ先にやらなければならないのはエネルギー消費の抑制であるはずです。それがどの程度実効があったかはともかく、オイルショックの時、TVの深夜放送を止め、道路照明まで間引きして消し、広告のネオンサインなども少なくなった町の情景を、私はまだ覚えています。

[アスカ]

自然エネルギーの利用にしても、この国の風土に合うものは何かということを検討すべきでしょう。水力、地熱、風力、太陽光、海流、潮汐、波力など数多くある中から何を選択するのか。それぞれに一長一短はありますが、風力発電が普及したヨーロッパではその自然が風力に比較的適していたということでしょう。
四方を海に囲まれ、自然豊かな山地に富み、四季の変化に恵まれた私たちの国は、それ故に風速と風向の周年変化、日変化ともに大きく、また毎年必ずいくつかの台風が襲来するなど、欧米に比べてその自然環境は風力発電には適していないのです。
この国の自然環境に合わせた、例えば火山国である特徴を生かした地熱発電、あるいは周囲が海である地の利を生かした潮流発電や潮汐発電などの、予測可能で人為的にコントローしやすい自然エネルギーの利用、開発に尽力すべきでしょう。個人的には、風力発電は、この国の風土に最も合わない選択であると考えます。

[ものづくり松下村塾]

weit_jpさん、貴重なコメント感謝いたします。
>改正建築基準法の問題は，基準を厳しくしたのではなく，手続きを必要以上に厳格化して，安全性と直接関係のない事務的手続きとも言える部分に多大な時間と費用を要することになった点にあります。
現在、このような混乱があることは事実ですが、公平な立場の認定機関が設計図書の審査をすることになったのは喜ばしいことだと思います。今までの工作物に対する審査が甘すぎたのです。ただ、現在は書類上の不備をあげつらうような傾向があるのは事実のようです。

[ものづくり松下村塾]

＞風力発電系統連系対策小委員会
http://www.meti.go.jp/committee/gizi_8/8.html
じっくり読ませていただきます。weit_jp先生はこの委員会に関与されているのですか？

weit_jpさんの発電エネルギーのリソースを分散させざるを得ないとのご指摘誠にごもっともでが、アスカさんが、後段で仰っているように
＞本来、真っ先にやらなければならないのはエネルギー消費の抑制であるはずです。それがどの程度実効があったかはともかく、オイルショックの時、TVの深夜放送を止め、道路照明まで間引きして消し、広告のネオンサインなども少なくなった町の情景を、私はまだ覚えています。
私も第１次オイルショック世代ですからよく覚えています。ともかく今の日本、ビルも交通信号も空調も、高層ビルのエレベーターも電力無しではニッチもサッチモ行かない状況です。文明観の転換が必要な気がします。

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> ガバナフリー運転、火力発電（汽力発電）のスチーム調整など、
> 燃料カットをやっているわけではありません。

風力発電による電力に相当する分の燃料が削減されています。
調整力を供給する火力からの出力の変動分ではなく，平均値が下がることになります。

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> また風力発電を受け入れる側の電力会社が解列を持ち出さなければ
> いけないのは、燃料カットどころか風力発電の出力変化に即応でき
> ていないことの証でもあります。

これは，「下げ代不足」と呼ばれているもので，発電量が変化することとは別の問題です。
季候が良く，冷暖房需要の少ない時期，例えば5月の深夜早朝には電力需要が小さくなります。電力系統を維持するためには，需要と供給のバランスを取る必要がありますから，小さくなった需要に合わせて発電量も小さくしなければなりません。
しかし，電力系統には停止することが困難な電源，主として原子力のようなベース電源と，以前にも述べた調整力（LFC調整力）を確保するための火力を残さなければなりません。それらの発電量と風力の和が，電力需要よりも多くなる可能性がある場合には，風力発電所からの電力購入ができなくなるのです。
これは，風力発電所の出力が変動していようと一定であろうと同じであって，「風力発電所の出力変化に即応できないことの証」ではありません。

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上記の対策として，電力会社間の系統をつなぐ「会社間連系線」の活用が提案されています。例えば，風況はよいが規模が（比較的）小さい東北電力管内から，系統に余力のある東京電力に風力の電力に相当する電力を送電することで，深夜帯でも風力発電による電力を活用できることになります。
これは技術的には問題なく実行可能ですが，制度上の壁があるために実現していないことです。さらに中長期的には会社間連系線の強化・拡充も検討課題になっています。

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省エネルギーと，温暖化ガス排出の少ない電源への切り替えは，二者択一というものではなく，同時並行で進めなければならない状況だと思います。