昨年はヨーロッパ全土で風力エネルギーの設置実績が記録されましたが、この10年末までにヨーロッパの再生可能エネルギー比率40％という目標を達成するのに必要な水準にはまだ達していません。それにもかかわらず、エネルギー自給自足の達成を急ぐことと、現在設置されている236GWと今後4年間に計画されている116GW（出典：Wind Europe）は、風力発電を増強するという欧州の野心を物語っている。しかし、風が弱いときに、業界はどのようにしてこうした目標を高く保つことができるのでしょうか?
風力干ばつ – ヨーロッパのエネルギーシステムに対する新たな課題?
報道によると、2021年には北西部と中央ヨーロッパの一部で風速が異常に低く、夏の間は過去40年間で最も低い風速の一部を記録したという。コペルニクス気候変動サービス (C3S)。 C3Sのデータによると、英国、チェコ共和国、アイルランド、ドイツ、デンマークの一部の地域では、年間風速が過去30年間の平均よりも10パーセントも低かった。
図 2. (左) 1991 ～ 2020 年の基準期間と比較した、2021 年の風速 100 m の国別の年平均偏差。 (右) 2021 年に最大の負の異常が発生した 5 か国の年平均 100 m 風速異常の時系列。すべてのプロットで、異常は 1991 ～ 2020 年の基準期間の平均のパーセンテージとして表されます。データ ソース: C3S ERA5 から派生したヨーロッパの気候とエネルギー指標。
英国ブリストル大学の気候リスク研究者ハンナ・ブルームフィールド博士は、「ヨーロッパ周辺の北大西洋では長期間にわたって高気圧に見舞われた」と述べている。 「こうした高圧空気の塊がただそこに滞留することは、通常、低風を引き起こす条件であり、私たちはブロッキング現象と呼んでいます」とブルームフィールド博士は言い、英国では昨年の夏にこのようなブロッキングが繰り返し記録されたと付け加えた。科学者はこれらの風による干ばつを「干ばつ」と呼び、嵐や竜巻ほど劇的なものではありませんが、それでも異常気象現象とみなされます。
ブルームフィールド博士によれば、昨年の風力干ばつは主に気候変動と関連しているが、気候変動が長期的には風力状況に影響を与える可能性があることに留意することも重要である。ただし、気候シナリオによっては、風速が増加または減少する可能性があります。のIPCCの第6次評価報告書10 分の 8 の確率でそうなる可能性があることを示唆しています。平均ヨーロッパの地中海地域の風速は減少し、2050年を超えて地球の気温が2度上昇した場合、10分の5の確率で北ヨーロッパでも同様のことが起こるだろう。ブルームフィールド博士は、北極が急速に温暖化しているため、これが起こる可能性があると説明している。低緯度よりも速い速度で、風の挙動に影響を与える温度差を縮めます。つまり、温度差が小さくなればなるほど、風も弱くなる可能性があります。
風力タービンのエネルギー生産は、風速の 3 乗に直接関係します。言い換えれば、風速の変化はエネルギー出力の 3 倍の変化になります。この関係により、風速のわずかな変化でも電力部門に大きな影響を与える可能性があり、その結果、欧州の再生可能風力ポートフォリオを強化する能力に大きな影響を与える可能性があります。
図 3. 陸上 (左) と洋上 (右) 風力発電における、1991 ～ 2020 年の基準期間と比較した、2021 年の国別の風力発電設備利用率 (CF) の年間偏差。異常は 1991 ～ 2020 年の平均に対するパーセンテージとして表されます。データ ソース: C3S ERA5 から派生したヨーロッパの気候とエネルギー指標。
報道によると、昨年の風の弱さにより、英国、ドイツ、デンマークでは、7月から9月にかけて設置された風力発電容量のわずか14％しか使用できなかった（例年の通常は20～26％）。ロイター。昨年上半期、特にドイツでは、風力エネルギーの出力は2020年の同時期（59.4TWh）と比較して25％減少（46.8TWh）したと、ある人は述べています。フォーブスのレポート、化石燃料ベースのプラントへの需要を押し上げ、電力からの国の二酸化炭素排出量を25パーセント増加させます。
変動性の管理
風力エネルギーを推進する団体であるウィンド・ヨーロッパによれば、風の弱さは必ずしも驚くべきことではなく、夏の不足は冬の風によって補われたという。 「風力資源には毎年わずかな違いが常にあります」と Wind Europe のプレスおよびコミュニケーション マネージャーのクリストフ ジンプ氏は言います。 「2021年は、春に強風が吹いて非常に良い風の年だった2020年よりもわずかに低かった。昨年のほとんどの期間、2021 年は風が非常に弱い年で終わると思われていましたが、11 月と 12 月の嵐が通年の発電実績に拍車をかけました。予想される前年比変動幅の範囲内に収まりました。」
これらの枯渇期間に対処できることは、欧州が石油とガスへの依存を迅速に終わらせるために強化する必要がある再生可能エネルギー産業にとって引き続き重要です。 5月18日、欧州委員会はロシアのウクライナ侵略に対する政策対応としてREPowerEU行動計画を発表した。 「欧州委員会は、ロシアなどからの化石燃料輸入への過度の依存をやめるべきであることを明確にしている」とジンプ氏は言う。国内の再生可能エネルギーの大規模な拡大は、新たなエネルギー輸入源の発見とエネルギー効率の向上と並んで、計画の 3 本柱の 1 つである、と Zimpf 氏は説明します。 「風力エネルギーがその中心です[…]。欧州委員会は2050年までにEU内で使用される全電力の50％を風力発電にすることを目指している。現在では 15% です」と Zimpf 氏は言います。 「中期的には、風力エネルギーは大幅に加速し、輸入化石燃料の代替となるでしょう。この目的のために、欧州委員会はEUの風力発電設備容量を現在の190GWから2030年までに少なくとも480GWまで引き上げたいと考えている。」
ブリュッセルの発表に続いて、ドイツ、デンマーク、オランダ、ベルギーが、2050年までに少なくとも150GWの洋上風力発電施設を建設する1500億ユーロの契約に署名した。非常に多くの計画が検討されており、REPowerEU計画は、風力プロジェクトの承認に関する官僚的なやり方、気候の変動に直面して風力発電の効率を改善することが、より注目を集めています。
「2021年に中欧と西欧の大部分に影響を及ぼした風力干ばつは、エネルギーミックスの管理において気候データが重要であることを示しています」とC3Sディレクターのカルロ・ブオンテンポ博士は言う。 「再生可能エネルギーの設備容量が増加するにつれて、これらの事象が発生する可能性がどのようなものなのか、またその頻度が変化する可能性があるのかを理解することがより重要になるでしょう。最近の観察と現在の予測は、ヨーロッパにおける風力エネルギー生産を増加させる可能性を大きく変えるものではありません。これらは、管理する必要があるいくつかの脆弱性とリスクの存在をより明確にしただけです。 C3S が提供するデータとツールは、そのようなプロセスにおいて業界と政策立案者を支援します。」
ブルームフィールド博士は、多くの科学者が風力エネルギー業界が将来に適応するのに役立つデータセットを作成しているものの、ずっと先の弱風を予測するのは依然として困難であると述べています。 「風力エネルギー施設の長期的なリスク評価が容易になりました。業界はエネルギー気象コミュニティから大きな恩恵を受けることができると思います」とブルームフィールド博士は言います。 「オープンであり、コペルニクスのような組織に問題を抱えてやってくることは、科学コミュニティが業界に関連する問題に目を向けるよう導く上で非常に役立つ可能性があります。」風力エネルギーの生産者は、意思決定を行う際に科学的観測と予測を統合する方法を開発でき、それが気候変動の課題の管理に役立つとブオンテンポ博士は説明します。
昨年の風力エネルギー生産量の減少にもかかわらず、各国はその差を埋めるために他のエネルギー源を見つけることに成功しました。ドイツは太陽光発電を活用し、英国はフランスとノルウェーのエネルギーシステムとの連携を利用して生産量を増やした。 Wind Europe が示唆しているように、管理が非常に変動しやすい風力は、ヨーロッパの再生可能エネルギーポートフォリオにおいて重要な役割を果たしていますが、唯一のプレーヤーではありません。 「一般的に言って、将来のヨーロッパの再生可能エネルギー システムには、すべての再生可能エネルギー源が必要になります[…]」とジンプ氏は言います。 「風力と太陽光は自然のパートナーです。風力発電は通常、秋、冬、春に最も強くなりますが、太陽光発電がちょうどピークに達する夏にはかなり低くなります。その意味で、2 つのテクノロジーは補完的です。それにもかかわらず、エネルギーシステムにおける再生可能エネルギーの割合を高めるには、バッテリー貯蔵や再生可能水素などの他の貯蔵媒体とリンクする必要があります。どちらのテクノロジーも急速にコストを削減しており、間もなく大規模に利用可能になるでしょう。」
