海上の風を活用する：イノベーションを通じて課題を克服する

風力発電は、大きく分けて2種類に分類されます。よりよく知られているのは陸上風力発電です。高速道路沿いで時折目にする、高くそびえ立つ白い風力タービンも、このカテゴリーに属します。

あまり知られていないタイプは、風力タービンを水域（通常は海）に設置する洋上風力発電です。このタイプの風力発電には、陸上風力発電に比べて2つの利点があります。第一に、海上では陸上よりも風速が高く、かつ安定している傾向があるため、風力タービン1基あたりの発電量が増え、電力供給もより安定します。第二の利点は、洋上風力タービンが人々に与える影響が少ないことです。視覚的な影響や騒音は、陸上風力タービンほど大きな問題にはなりません。

こうした利点があるにもかかわらず、洋上風力発電には大きな課題も少なくない。この技術は陸上風力発電よりもコストが高く、タービンの導入に向けたサプライチェーンはより複雑で未整備であり、克服すべき技術的な課題もより大きい。

EPO／IRENAの2023年報告書

2023年後半、欧州特許庁（EPO）と国際再生可能エネルギー機関（IRENA）は、洋上風力発電業界の動向を調査するための共同特許インサイト報告書を公表した。この報告書は、市場の関係各社が研究開発リソースを投入している技術について、その実態を明らかにしている。

2002年から2022年にかけて、洋上風力発電に関連する特許ファミリーが17,000件公開された。また、この期間における洋上風力発電関連の特許出願件数は、年平均18％の増加を示した。

イノベーションを通じて課題を克服する

EPO／IRENAの報告書では、7つの異なる技術コンセプトのグループが挙げられています。ここでは、そのうちの2つを取り上げ、業界が直面する課題にどのように対処しているかを見ていきます。

固定基礎と浮き基礎

洋上風力発電所の主な形態は、海底に固定された風力タービンである「固定式基礎型風力タービン」です。しかし、世界の洋上風力資源の80％は水深60メートルを超える海域に存在しています。このような水深で固定式基礎型風力タービンを導入するには、技術的および経済的な面で大きな課題があります。

風力タービンの浮体式基礎は、風力タービンを固定する浮体式プラットフォームを用いることで、固定式タービンが抱える問題を回避しようとする技術である。特許出願の動向は、この有望な解決策に投じられるリソースが増加していることを示している。浮体式基礎に関する特許出願件数は2002年以降、1桁増しており、2022年には洋上風力発電用基礎に関する特許出願全体の80％を占めた。

浮体式風力タービンの導入により、固定式基礎のタービンでは適さない市場を開拓することが可能となる。特に米国の西海岸は、目立った浅い大陸棚がなく、浮体式システムを活用することで市場を拡大できる好例である。特許出願データもこの傾向を裏付けているようで、過去20年間における浮体式基礎技術分野の特許出願件数では、米国が世界トップとなっている。

エネルギー貯蔵

発電したエネルギーを蓄えることができれば、より柔軟なエネルギー供給が可能になります。風力発電は発電量が一定ではないため、発電量が多い時期に余剰となったエネルギーを蓄える手段が業界で求められています。

洋上風力発電所におけるエネルギー貯蔵ソリューションに関連する国際特許ファミリー（IPF）の件数は、過去4年間で4倍に増加した。これは主に、水素製造用電解槽の技術革新によるものである。2022年にエネルギー貯蔵分野で出願されたIPFのうち、63％は洋上発電所敷地内設置型の電解槽に関するものであった。

洋上水素には、各国が石油やガスといったエネルギー源からの脱却を進める中で、さもなくば遊休資産となりかねない既存の石油・ガスインフラを再利用できるという追加の利点がある。ガイドハウスとエナーシーが2023年に実施した調査によると、北海では早ければ2030年にもこの再利用が可能になる見込みです。この再利用は、コストを最大90％削減できるという費用対効果の高さだけでなく、新たなパイプラインの敷設に伴う環境への影響を排除できるという利点もあります。

将来のイノベーション

洋上風力発電技術は、技術革新が急速に進んでいる分野であり、市場のプレイヤーたちは直面する課題を克服するために絶えず革新に取り組んでいる。洋上風力発電が気候変動対策において重要な役割を果たすことになるならば、こうした革新と、それを促進する特許保護は間違いなく重要となるだろう。

バーカー・ブレテルには、エネルギー分野を専門とするチームがあります。発明を保護するための選択肢についてご相談をご希望の場合は、本記事の著者、または普段お取引いただいているバーカー・ブレテルの弁理士までご連絡ください。