初期検討•FSに資する海洋再生可能エネルギー資源量推定: 波浪•海流•潮流•温度差発電エネルギーポテンシャル

摘要

Resource assessment is an essential step in the reconnaissance to feasibility study stages of marine renewable energy development. However, minimization of uncertainties associated with the estimation requires that data be provided at a sufficiently high resolution and duration long enough to include effects of climate variation. This paper describes a recently completed dataset of wave power, ocean and tidal current power, and ocean temperature power. The estimate is based on a 21-year hindcast of waves at a 1 km resolution along the coast of Japan and a 10-year hindcast of ocean and tidal current at a 3 km resolution around Japan. Power is estimated as a long-time mean at various scales and uncertainties are quantified as well.%人類の持続的な発展のためには，エネルギー源の多様化が重要であり，化石燃料•原子力発電に代わるエネルギー源として，再生可能エネルギーの利用が望まれる.しかしながら，太陽光発電や陸上風力発電などと比べ，海洋再生可能エネルギーの導入は遅れている.その理由の一つとして開発の初期段階で必要な情報の不足が挙げられる.開発の初期段階では，エネルギー賦存量と社会的な制約など諸条件をもとに適地を選定し，年間発電量の推定を行う.賦存量の推定には観測または過去を再現する再解析データを用いるが，得られる情報は空間的にまばらで，時系列も十分な長さを持っていないことが多い.多くの開発で，社会的な制約から海域がまず限定されるが，その海域における長期的なデータが有ることは極めて稀で，従って，最も近い地点での情報を利用することになる.しかし，そのデータもある特定の期間に限定されるため，数10年規模の気候変動の影響は考慮できない.欧州を中心として作成されたガイドラインや規準では，FS(Feasibility Study)に資する波浪発電資源量推定には，例えば500mの解像度で10年以上の長さのデータが必要と定める(Equimar, EMEC guideline, IEC TC/114-101, 201).これは事業者にとっては大きな負担であり，実質的には実行不可能である.必然的に資源量推定の不確かさは大きくなり，投資という観点からはリスクの大きな開発事業と判断されかねない.初期検討•FSに資する情報の収集自体が海洋再生可能エネルギー開発の大きな足かせとならないよう，エネルギーポテンシャルを共通基盤情報として整備し，事業者に提供する必要が有ることがわかる.本研究では，この様な観点から，これまでにない解像度と精度で，資源量推定を行った.波浪に関しては日本全国沿岸域を解像度1km,21年間のハインドキャストを行った.海流•潮流•水温に関しては，日本近海を解像度3km,10年間のハインドキャストを行った.2節にこれらのシミュレーション要件を定めるに至った日本近海の自然変動の特性を説明する.3節に波浪モデルとその検証について，4節に海流•潮流モデルとその検証についてまとめる.5節ではポテンシャルとその変動幅の定量化についてまとめる.最後に6節で年間発電ポテンシャルの推定について記す.