潮力発電という発電方法を知っていますか？従来の日本で運用されているダムなどの「水力発電」と違い、海洋のエネルギーを活用して発電を行う仕組みのことです。
この記事では、重要視されている再生可能エネルギーの中でも、特に注目を浴びている潮力発電のメリットに焦点を当てて解説します。発電の仕組みや、日本での具体的な導入例も紹介していますので、これからのサステナブルな発電方法の知識として、ぜひご一読ください。
目次
「潮力発電（潮汐力発電）」の仕組み
潮汐の周期的な動きに伴う潮位差は、発電に活用できる大きなエネルギーとなります。潮力発電（潮汐力発電）はこの潮位差を利用してタービンを回し、発電する方式です。
具体的には、満潮時に水を貯水し、干潮時に水門を開放して水を放出することでタービンを回転させ発電します。発電システムとしては、干潮時のみの一方向の流れで発電する方法や、タービンが両方向の流れに適応し、満潮と干潮の両方で発電を行う方式が存在します。
「潮流発電」と「潮力（潮汐力）発電」の2つの方法に分かれる
潮力発電は大きく「潮流発電」と「潮汐力発電」の2つに分類されます。
潮流そのものを利用する「潮流発電」は、海の水平方向の流れを利用して発電します。
潮の干満差を利用する「潮力（潮汐力）発電」は、海の干満の差、つまり垂直方向の位置エネルギーを活用して発電を行います。
「潮流発電」の仕組み
潮流は、主に地球と月、そして太陽の相互作用により生じる海の流れです。この潮流の運動エネルギーを利用して、タービンを回転させ、発電を行うのが潮流発電の基本的な仕組みとなります。
具体的には、風力発電と同様に、タービンの回転軸の方向により、「水平軸型」と「垂直軸型」の2つに分類されます。潮流はその規則性の高さから、潮流のスピードと水量によって、発電量を比較的予測しやすいのが特徴です。
海洋エネルギーを利用した発電方法の違い
海洋エネルギーを活用した発電方法にはいくつかの種類があります。この章では、それぞれの発電方法がどのような特性を持ち、どのような仕組みで発電するのかを詳しく解説していきます。
「波力発電」との違い
波力発電は、海などの波のエネルギーを利用して電気を発生させる方法です。主な発電方法には振動水柱型、可動物体型、越波型があります。例えば振動水柱型では、波の上下運動により空気室内の空気が押し出され、押し出された空気がタービンを回転させて発電します。
「海洋温度差発電」との違い
海洋温度差発電は、海面近くの暖かい水と深海の冷たい水との温度差を利用して発電を行います。この温度差により生じる熱エネルギーを効率的に捉え、それを動力として発電を実現します。そのため、潮力発電とはエネルギーの取得源が異なります。
なぜ潮力発電に注目が集まったのか
日本では2050年のカーボンニュートラルを実現するという目標を掲げており、再生可能エネルギーの導入推進は欠かせません。そのため、様々な発電方法が模索されています。
また、日本は排他的経済水域が世界第6位という広大な海洋国という背景もあり、海洋再生可能エネルギーの導入が注目されています。海洋エネルギーを利用する発電方法の中でも、1年中安定した発電が可能な潮力発電は、その大きなポテンシャルから普及が期待されています。
潮力発電のメリット
潮力発電のメリットについて、他の再生可能エネルギーとの比較も交えて詳しく解説していきます。
年間を通じて安定した発電が可能
主な再生可能エネルギーを用いた発電方法は、天候によって出力が左右される点が課題となります。対照的に、潮流は規則的に動くため、潮力発電の出力は安定しています。1日の中での出力差は存在しますが、これらの変動は高精度な予測が可能とされています。
海洋国である日本にとって利用しやすい
太陽光発電や風力発電などの導入を進める中で、適地が限られてしまうという点が日本の地理的な難点となっています。しかし、四方を海に囲まれた日本は、潮流発電の導入に関しては大変有利であり、利用しやすい環境が揃っていると言えます。
土地調整や景観への配慮が不要
太陽光発電パネルや風力発電設備（風車など）の設置には、土地の区画整理や景観への配慮が欠かせません。しかし、潮流発電は海中に設置するため、このような配慮が不要となり、土地利用の制約や景観問題を回避しながら、安定的なエネルギー供給が期待できます。
潮力発電のデメリット
潮力発電は数々のメリットを有していますが、いくつかのデメリットもあります。潮力発電のデメリットや導入に関する問題点を具体的に探っていきます。
発電や設備の運用にコストがかかる
潮流発電の設備は海中に設置するため、機材の早期劣化や、貝などの付着によるメンテナンスが必要です。そのため、設備に対する専用の対策やメンテナンスに追加のコストが発生します。島原カーボンニュートラル推進協議会の公表した情報では、プレ実証プロジェクト時の発電コストは59〜70円/kWhと高く、実証プロジェクトでも23〜32円/kWhとなっており、一定のコストが伴うことが分かります。
設置場所が限定される
潮力発電を行うためには、適切な潮流が得られるエリアが必要です。さらに、漁業権や航路といった要因から、設置場所には多くの制約が伴います。これが、発電設備の導入エリアを限定する大きな要因となっています。
海洋動物に影響を及ぼす危険性がある
タービンの羽根は、海洋生物にダメージを与える危険性があります。例として、カナダにて37年に渡って稼働していた潮汐発電所は、水産海洋省によって魚への影響が発見され、その後2022年に閉鎖されました。これは、潮流発電の環境への影響を示す一例となっています。
日本ではあまり普及していないのが現実
日本の潮流発電の取り組みは、まだまだ一般的な普及には至っていません。1980年代に日本大学グループによるダリウス式水車を使った瀬戸内海・来島海峡で世界初の潮流発電に成功しました。その後、徳島大学や海上保安庁が潮流発電の開発・実用化を進めましたが、最大35kWという小規模な発電しか実現できず、普及までは進めることができませんでした。
NEDOの再生可能エネルギー技術白書によれば、国際的にも日本での潮流発電の普及は進んでいない現状が確認できます。
環境省が「潮流発電技術実用化推進事業」を実施
環境省は、海洋再生可能エネルギーの実証場所として長崎県五島市久賀島沖を選定しました。この場所での取り組みや各種調査で取得したデータは広く公開され、実用化に向けたステップとして注目されています。
長崎県の五島列島で開発が進む
長崎県五島市沖奈留瀬は、国内初の商用スケールの大型潮流発電の実証試験地として採択されました。2024年には九州電力の子会社「九電みらいエナジー」による、国内初の導入が予定されており、安定的な発電に向けたコスト面の課題克服にも挑戦する計画が進んでいます。
中部電力・川崎汽船とDP Energyがカナダで再生可能エネルギー開発
中部電力株式会社と川崎汽船株式会社は、アイルランドのDP Energy（再生可能エネルギー開発企業）と連携し、カナダのノバスコシア州で「イシュカ・タパ潮流発電事業」を推進します。
これら2社は、環境への取り組みが特色で、中部電力株式会社は「ゼロエミチャレンジ2050」、川崎汽船株式会社は「環境ビジョン 2050」などの環境ビジョンを掲げています。
潮力発電に対する今後の取り組み
今後の潮力発電の取り組みについて、日本政府の発電目標、効率・コスト面の課題、そして離島での利用可能性を詳しく解説します。
日本政府の今後の見込みとは
日本政府は、2050年までに潮流と海流発電を合わせて200億kWh/年を達成すると展望しています。島国である日本にとって、ポテンシャルの高い潮力発電への大きな期待を示すものです。
効率化と低コスト化の実現へ
潮力発電の普及には、高効率かつ低コストの実現が必要です。競争力のある価格での製品提供が不可欠であり、他の再生可能エネルギーシステムよりも優先度が下がってしまう懸念があります。
特に日本は、欧州と比較して年間の平均的な波浪エネルギーが低く、台風などによる厳しい海象条件も考慮しなければなりません。そのため、経済的にも効率的な発電システムの確立が求められます。
離島での利用が有望か
日本にある離島の電力供給については、多くがディーゼル発電に依存しています。その背景から、海洋エネルギー発電の事業化初期には、離島での利用が特に有望と考えられます。離島の電力系統は、多くの場合、本土との連系がないため、この新たなエネルギーソースの導入が期待されています。
世界が進める潮力発電導入への取り組み
世界各地の潮力発電の先進的な取り組みを中心に、スコットランド、フランス、韓国の事例を詳しく解説していきます。
スコットランドで潮流発電ファームを構築予定
スコットランド西海岸にあるアイラ海峡は、時速約11kmという強く安定した潮流が特徴です。この特性を活かし、世界初の「潮流発電ファーム」が構築されています。10基の潮力発電装置「HS1000」を海底に設置する計画となっており、新たな再生可能エネルギーの拠点としての期待が寄せられています。
昔からフランスには潮汐発電所がある
1966年、フランス北西部のブルータニュ地方のサン・マロ近郊に、世界初のランス潮力発電所が完成しました。ランス川の河口に位置するこの発電所は、現在も稼働中で、フランスの電気消費量の0.12％を供給しています。歴史的な背景を持ちながらも、持続的なエネルギー供給源としての役割を果たしています。
韓国では世界最大級の潮汐発電所が稼働中
2011年から韓国の始華湖で稼働している潮汐発電所は、10基の発電設備で合計254MWの出力を持ち、世界最大級となっています。この大規模な設備は、韓国の持続可能なエネルギー源としての貢献が大きく、潮力発電の可能性を世界に示す存在となっています。
話題の潮力発電から、再生可能エネルギーへ目を向けてみよう
再生可能エネルギーは、私たちの未来のエネルギー需要を守るため、また地球環境を保護するためにも重要視されているものです。その中で、海の潮の流れが一定で安定的な電力供給が期待できる潮力発電は、特に普及が注目されている発電方法です。
二酸化炭素の排出を伴わないクリーンなエネルギーとして、地球環境の保護にも貢献しており、各国での具体的な導入事例を見ても、その可能性と効果が確認されていることが分かります。
潮力発電の導入は、再生可能エネルギーの普及と持続可能な社会の実現に向けた一助となるでしょう。
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