Offshore Wind Foundation Engineering: 2025’s Breakthroughs & the Next 5 Years of Explosive Growth Revealed

目次

エグゼクティブサマリー:2025年のスナップショットと主要な洞察

洋上風力業界は、2025年において重要な時期を迎えており、プロジェクトの導入が加速し、基礎工学の急速な進歩が特徴です。風力タービンの容量が15 MWに近づき、これを超える中で、深い水域や厳しい環境での設置に関する新たな技術的要求が生じています。モノパイル基礎は引き続きヨーロッパで主流を占めており、50メートルまでの水深で、直径が12メートルに達するタービンを支えることが可能で、これはSmuldersSif Groupなどの業界リーダーによる鋼製品の製造や設置船の革新によって実現されています。並行して、深いサイトや困難な海底条件で好まれるジャケット基礎は、北海やアジア太平洋地域での導入が増えており、Stiesdal Offshoreのようなメーカーがモジュール式でコスト効率の良いデザインを進めています。

浮体基礎技術は、特に英国、ノルウェー、日本、そしてアメリカの市場ではパイロットからプレコマーシャル規模に移行しています。2025年には、半潜水式やスパー・ブイプラットフォームを利用する複数のプロジェクトが資金調達を完了するか、設置を開始する予定で、業界の技術的な成熟に対する自信を反映しています。Principle PowerEquinorなどの企業は、60メートルを超える水深に適したスケーラブルな浮体基礎ソリューションを提供しており、最前線に立っています。

業界は、進化する規制や環境基準に応じており、基礎設計には徐々に二次鋼材、腐食防止措置、革新的な浸食防止システムが統合されています。デジタル化や自動化 (リモートモニタリングやロボット溶接など)は、製造や設置プロセスの最適化をさらに進めており、DNVが報告しています。さらに、サプライチェーンの能力や港のインフラのアップグレードは重要なボトルネックとして認識されており、プロジェクトのタイムラインや基礎の納品に影響を与えています(DEMEによる)。

今後、洋上風力基礎市場は2025年以降も引き続き成長する見込みで、国家の野心的な目標や投資家の信頼感が後押しとなります。基礎工学は革新の焦点であり、大型タービンの支持と複雑な海洋環境でのコスト削減の二重の課題に取り組むでしょう。開発者、製造業者、技術プロバイダーとの戦略的コラボレーションは、勢いを維持し、業界のグローバルな野心を達成するために crucial です。

グローバル市場予測:2030年までの成長予測

洋上風力発電基礎工学のグローバル市場は、2030年まで強力な成長が見込まれており、洋上風力の発電容量の急増、技術革新、再生可能エネルギーへの政策支援の増加に支えられています。2025年現在、このセクターは、ヨーロッパ、アジア太平洋地域、北米における大規模な入札やオークションに応じて、深い水域やより困難な海底条件に対応するための固定底および浮体の基礎ソリューションの組み合わせに焦点を当てています。

ヨーロッパは依然として最も大きく成熟した市場であり、WindEurope協会は2025年から2030年にかけて30 GW以上の新しい洋上風力発電設備を予測しています。英国、ドイツ、オランダは基礎需要のリーダーであり、英国は2030年までに最大50 GWの洋上風力発電容量を目指しています。この拡張は、モノパイル、ジャケット、さらには浮体基礎に対する重要な発注を推進しています。Smulders、BiFab、およびSif Groupなどの製造業者は、大型モノパイルと革新的なジャケットソリューションに対して生産を増加させています。デンマークのØrstedも、複雑な海底条件に応じた特注の基礎工学が必要な大規模プロジェクトを進めています。

アジア-Pacific地域では洋上風力が最も速い成長を遂げており、中国は新しい設置のリーダーであり、韓国、日本、台湾も急速に規模を拡大しています。Goldwindによると、中国は2025年までに累積50 GWを超える洋上風力容量を達成する見込みであり、従来の基礎タイプと新しい基礎タイプの両方に大規模な投資が必要です。この地域では、深水向けの浮体式風力デモプロジェクトも先駆的に行われており、三菱重工業のような日本の企業が深水向けの半潜水式およびスパー型プラットフォームを開発しています。

米国は洋上風力に対する野心を加速させており、Vineyard WindやOcean Windのプロジェクトには2030年までに数千の基礎が必要です。国内製造能力が拡大しており、DEME Groupのような企業が大規模なモノパイルやジャケットの展開に適した製造ヤードや設置船に投資しています。

2030年を見据えると、グローバルな洋上風力基礎市場は年間200億ドルを超えると予測されています。プロジェクトがスコットランド、ノルウェー、カリフォルニア、韓国の深い水域に移行するにつれて、浮体基礎が増加する見込みです。材料科学、デジタル工学、設置技術の革新がコストをさらに低下させ、世界中の洋上風力の展開可能領域を拡大するでしょう(Global Wind Energy Council)。

基礎の種類と技術革新

2025年の洋上風力業界では、より大きなタービンや深い水域、効率的な設置プロセスを推進する中で基礎工学の急速な進歩が続いています。基礎の選択は、プロジェクトの実現可能性やコストに影響を与えるため、依然として重要です。洋上風力タービンの主要な基礎の種類は、40メートルまでの水深での設置に特に適したモノパイルです。モノパイルは、15 MWを超えるタービンを支えるために成功裏にスケールアップされており、今や直径10メートルを超えるものが大規模に製造・展開されています。SmuldersSif Groupは、ヨーロッパやアメリカの主要なプロジェクト向けにこれらのXXLモノパイルを提供する主要なサプライヤーです。

しかし、風力発電所が深い水域にますます進出するにつれ、ジャケット基礎の導入も急増しています。ジャケットは、パイルで固定された格子状の鋼構造で、40〜60メートルの水深において安定性を高めるため、英国のシーグリーン洋上風力発電所などのプロジェクトで利用されています。SaipemやStiesdalは、コストを削減し、有効な深度範囲を拡大するためのジャケットの製造および設置技術を進化させています。

浮体基礎は、60メートルを超える水域における風力資源の可能性を開く、最も革新的な技術です。2025年には、スパーブイ、半潜水式、テンションレッグプラットフォームなどの技術を使用する、いくつかのプレコマーシャルおよび初期商業用浮体プロジェクトが進行中です。Principle PowerのWindFloatやEquinorのHywindコンセプトがデモから複数タービンの配列に移行し、工業化が進むにつれてさらなるコスト削減が期待されています。FLOTANTプロジェクトなどは、商業化を支えるために新しい係留およびアンカーシステムを開発しています。

材料の革新も焦点となっており、高強度鋼、腐食防止コーティング、ハイブリッド(鋼-コンクリート)構造の現場テストが行われて、運用寿命の延長とメンテナンスの削減が図られています。デジタル化は、高度な地質調査、リアルタイムモニタリング、予測モデリングを通じて、基礎のサイズを最適化し、設置を迅速化しています。DNVなどの組織は、これらの革新を支援するための基準やデジタルツールを開発しています。

今後数年の間、固定および浮体風力用の基礎設計においてさらなる改善が期待されるとともに、エネルギーコストのレベル化(LCOE)の削減や環境影響の最小化に注力することが重要です。これにより、洋上風力業界は世界的に拡大していく考えです。

主要企業と戦略的パートナーシップ

2025年の洋上風力発電基礎工学セクターは、主要企業間の活発な活動と、ますます野心的なプロジェクトによって提示された技術的、物流的、環境的な課題に対処するための戦略的パートナーシップの増加が特徴です。主要な基礎タイプ(モノパイル、ジャケット、浮体の基礎)は、深い水域への進出とより大きなタービンの導入に伴い急速に革新が進んでいます。

主要企業は、戦略的なコラボレーションを通じて市場での存在感を拡大し続けています。世界最大の洋上風力開発会社であるØrstedは、SmuldersやBiFabなどの基礎メーカーと長期的なフレームワーク契約を結び、ヨーロッパと北米のプロジェクト向けに鋼製モノパイルやジャケットの供給を確保しています。RWEは、業界をリードするモノパイル供給業者であるSif Groupなどの企業とのジョイントベンチャーを設立し、15 MW以上のタービンに必要なXXLモノパイルを生産できる先進的な製造施設に共同投資しています。

浮体式風力では、基礎工学が急速に進化しているため、パートナーシップが特に重要です。Equinorは、Aker SolutionsおよびSamkang M&Tとのコラボレーションを通じてHywind Tampenプロジェクトで浮体基礎技術を進めており、半潜水コンクリートサブストラクチャーを活用しています。一方で、Principle Powerは、フランス、英国、米国の海岸でプロジェクトを開発している共同体にWindFloat®技術をライセンス供与し続けています。

急増する需要とサプライチェーンの圧力に対応するため、製造業者はパートナーシップや投資を通じて生産能力を拡大しています。Windar RenovablesNavantiaは、スペインでの共同事業を運営し、大規模プロジェクト向けに鉄鋼ジャケットと浮体基礎の連続生産に注力しています。BoskalisSeaway7は、エンジニアリングおよび製造会社との提携を結び、プロジェクトのタイムラインを効率化する統合基礎輸送および設置ソリューションを提供しています。

今後、Vattenfallの調達戦略が基礎工学をタービン供給や設置と統合することを示すように、さらに統合と国境を越えたコラボレーションが期待されます。また、Shellが業界の共同体を通じて基礎技術のパイロットに参加する例も見られます。洋上風力の規模が拡大し、新しい市場が開かれる中で、これらの戦略的パートナーシップは、洋上風力基礎工学における革新、コスト削減、リスク分担の推進において重要であり続けるでしょう。

2025年の洋上風力セクターは、特に基礎工学の分野において急速に進化する規制動向と基準に直面しています。再生可能エネルギーに対する世界的な野心が高まる中、規制機関や標準化団体は、洋上風力発電所の基礎の設計、設置、運用において安全性、信頼性、環境責任を確保する努力を強めています。

基礎工学の基準の礎となるのは、DNV(旧DNV GL)が発表した洋上風力ガイドラインのシリーズです。現在のDNV-ST-0126およびDNV-RP-C207基準は、洋上風力タービン構造およびその基礎の設計と分析に関する要件を設定しており、土壌-構造相互作用、疲労、極端な荷重を網羅しています。2024年には、DNVはこれらの基準を更新し、より深い水域および厳しい環境におけるモノパイルおよびジャケット基礎の展開から得られた教訓を統合しました。これらの改訂には、循環的荷重に関するモデルの強化や、設置許容誤差に関する改善されたガイドラインが含まれており、大型タービンおよびより困難な海底条件への業界のシフトを反映しています。

国際的な規模では、国際電気標準会議(IEC)が、洋上風力タービン、サブストラクチャーおよび基礎の設計要件を扱うIEC 61400-3-1基準を中心に重要な役割を果たしており、進行中の改訂サイクルは2025年末に終結する見込みです。これにより、吸引バケットや浮体サブストラクチャーなど、新しい基礎タイプに対応できるように範囲が拡張されることが期待されています。これは、技術革新のペースと、洋上風力発電所の深水へ進出に対して柔軟な規制フレームワークが必要なことを反映しています。

国家当局も規制の監視を厳格化しています。英国の海洋管理機関(MMO)やドイツの連邦海洋水路局(BSH)は、基礎設置前により強力な地盤調査や環境影響評価を要求するように最近許可枠組みを更新しました。これらの変更は、パイル打設による海洋生物への騒音の影響などのリスクを軽減し、海洋空間計画イニシアティブとの整合性を確保することを目的としています。

  • 見通し:今後数年の間、洋上風力発電所の基礎工学に関する規制環境は、DNV、IEC、国の当局間のコラボレーションによって調和の取れた基準に向かって進むことが期待されています。業界は、基礎の性能、耐久性、廃止プロセスに対する厳格な監視を受けるとともに、コンプライアンス文書やリアルタイムモニタリングにおけるデジタルソリューションの要求が高まるでしょう。

サプライチェーンの進化と素材の革新

洋上風力発電所基礎の供給チェーンの進化は、2025年以降も急速に進展しています。風力発電所が深い水域や厳しい環境に進出する中で、モノパイル、ジャケット、重力基盤、浮体基礎などの革新的な基礎ソリューションに対する需要が、材料や製造プロセスの大きな変革を促しています。

2025年には、英国、ドイツ、デンマーク、オランダが率いるヨーロッパの洋上風力市場が基礎工学のグローバルな中心地であり続けます。220メートルを超えるローター直径や20 MWに近い容量を持つタービンのサイズが増加しているため、より大きく、重く、複雑な基礎が求められています。モノパイルは現在、3,000トンを超え、直径12メートルを超え、かつてない速さで生産されています。この需要に応じて、Smulders、OWC、およびBLADT Industriesのような製造業者が製造施設を拡張し、高容量の溶接およびコーティング技術に投資しています。

サプライチェーンの課題は依然として存在しており、特に大口径の鋼管や大型リフトロジスティクスの調達に関する問題が顕著です。モノパイルの主要な製造業者であるSif Groupは、オランダのマースフラフト2での施設を拡張し、2025年までに50万トン以上の鋼製基礎の年間生産能力を増加させ、北海やバルト海のプロジェクトの迅速な拡大を支えています。一方、重鋼板の重要な供給業者であるDillingerは、疲労抵抗や溶接性に最適化された新しい鋼種や生産ラインに投資し、次世代洋上基礎に対するますます厳しい要求に応えています。

材料の革新も焦点となっており、高強度鋼(S500以上)や腐食防止コーティングの研究と商業展開が行われ、運用寿命延長とメンテナンスの削減が進められています。OWCとRambollは、コストと炭素フットプリントを低減することを目的とした、鋼とコンクリートを組み合わせたハイブリッド基礎設計で協力しています。デジタルツイン技術の採用や高度な非破壊検査(NDT)が、サプライチェーン全体での品質保証を向上させています。

今後、浮体基礎――半潜水式やスパー・ブイ――が急速にプロトタイピングされ、プレコマーシャル展開が進んでいます。Principle PowerやStiesdalなどの企業が、モジュール式で工業化された製造アプローチを先導しています。これらの革新は、特に英国、フランス、ノルウェー、アジア太平洋地域の深水市場に新たな市場を開くと期待されています。

設置技術:効率化とコスト削減

2025年において、洋上風力発電所基礎工学は急速に進化し、効率を向上させ、コストを削減する手段として設置技術が重要な役割を果たしています。世界的な洋上風力発電の設置容量は100 GWを超えると期待されており、迅速、安全かつ経済的な基礎設置方法に対する需要が高まっています。モノパイルおよび浮体基礎の各セグメントでは独自の技術革新が進行中で、エンジニアリング上の課題とロジスティクスの課題に対応しています。

モノパイル基礎は、特に50メートルまでの水深での固定底洋上風力タービンに対して最も広く使用されています。最近の進展は、大口径のモノパイルと高容量の設置船に焦点を当てています。2024年には、SmuldersDEMEが、ヨーロッパの港で新しいマシャリングおよびハンドリングシステムを導入し、陸上物流を効率化し、設置のタイムラインを短縮しました。次世代のジャッキアップ船、たとえばDEMEの「オリオン」やJan De Nul Groupの「Les Alizés」は、長さ120メートル、重量2,500トンを超えるモノパイルの取り扱いや打設を可能にし、各タービンに対するオフショア持ち上げや設置サイクルの回数を減少させています。

革新的なパイリング技術も環境と効率の懸念に取り組んでいます。Sif GroupによるBLUEパイリング技術など、騒音を軽減した設置方法の採用は、海洋生物への干渉を減少させつつ、パイル打設速度を向上させています。さらに、デジタルモニタリングシステムやリアルタイムデータ分析の統合により、設置精度の向上や天候ウィンドウや地盤不確実性によるダウンタイムの削減が進められています。

深い水域向けには、浮体基礎が注目を集めています。2025年には、EquinorのHywindPrinciple PowerのWindFloatなどのプロジェクトにより、半潜水式およびスパー型浮体プラットフォームが拡大します。モジュール式組立および工場から現場への牽引戦略により、オフショア建設時間や船舶の要件が減少します。予備設備された浮体ユニットが、専門のヤードで増産され、現場へ牽引されることにより、従来の固定基礎設置に対して大幅なコストおよびスケジュールの利点が提供されています。

今後、業界は2030年までに基礎設置コストを20〜30%削減することを目指しており、より大きく効率的な船舶、オートメーション、および地域のサプライチェーンの統合を進めています。これらの改善は、洋上風力の新市場や深い水域への拡大を促進し、業界がグローバルエネルギー移行の中で競争力を維持することを保障します。

ケーススタディ:最近のプロジェクトと得られた教訓

近年、ヨーロッパ、アジア、北米での大型プロジェクトにおいて洋上風力発電基礎工学における重要な進展が見られました。これらのケーススタディは、進化する設計アプローチ、設置に関する課題から得た教訓、ますます大きなタービンや深水展開を支えるための革新的な基礎タイプの採用を示しています。

一つの顕著な例は、2022年に基礎設置フェーズが始まり、2026年までにすべてのフェーズが完了する見込みの英国北海のDogger Bank Wind Farmです。Dogger Bankは、13 MWおよび14 MWタービンを支えるために、長さ100メートルを超え、重量1,300トンを超える前例のない規模のモノパイル基礎を利用しています。重要な教訓には、特大モノパイルの輸送および設置に特化した船舶の調達や、困難な海底条件への適応が含まれます。このプロジェクトではまた、環境影響を最小限に抑えながら設置を最適化するために、パイル打設用にリアルタイムモニタリングシステムを導入しました。

アメリカでは、South Fork Wind Farmが2023年に基礎設置を開始し、地域の大西洋環境に合わせた高度な腐食防止策の使用を先駆けました。加えて、プロジェクトはジョーンズ法に対応するために迅速な国内供給者との早期の関与の重要性を強調しており、これは成長中の米国の洋上風力セクターにおいて重要な教訓です。

浮体基礎は、特に深水地域で急速に普及しています。Hywind Tampenプロジェクトは、ノルウェーのEquinorにより主導され、2023年末から稼働しており、260〜300メートルの水深で風力タービンを支持するための浮体コンクリートスパー基礎の実現可能性を示しています。Hywind Tampenからの教訓は、係留システムの信頼性向上の必要性や、港湾施設でのモジュラー組立技術の価値を強調しています。

アジアでは、Ørstedの台湾におけるGreater Changhuaプロジェクトがジャケット基礎を使用し、地域特有の地震や台風のリスクに対応しています。2025年まで進展するこれらのプロジェクトは、変動する海底層や極端な気象負荷を考慮した際の場特有の地質調査と適応的基礎設計の利点を示しています。

今後、これらのプロジェクトは、基礎の革新、堅牢なサプライチェーンの計画、現場に応じたエンジニアリングの必要性を強調しています。タービンがより大きくなり、風力発電所がさらに沖合に移動する中で、最近のインストールから得た教訓が、次世代の洋上風力プロジェクトにおけるより安全、効率的かつ経済的な基礎ソリューションの情報源となるでしょう。

持続可能性、環境影響、及び廃止処理

洋上風力発電所基礎工学は、持続可能性の要請、環境保護、及び廃止処理の課題に応じて急速に進化しています。2030年までに380 GW以上が目標となる中、基礎の環境影響や使用終了時の管理は、プロジェクト開発者や規制当局の間で大きな注目を集めています(Global Wind Energy Council)。

2025年には、設置された洋上風力容量の大多数がモノパイルおよびジャケット基礎に依存していますが、深水地域において重力型および浮体式サブストラクチャーの導入が増加しています。各基礎タイプは独自の環境的及び持続可能性のプロファイルを持っています。たとえば、モノパイルは設置中に海底を乱す可能性がありますが、振動パイル打設技術や騒音軽減システムなどの技術革新により、海洋生物への影響が軽減されつつあります(DEME Group)。業界は、海洋生物多様性を高めるための浸食防止ソリューションの採用が広がっており、エコエンジニアリングロックバッグや人工リーフモジュールなどが例に挙げられます(Vattenfall)。

2025年の持続可能性への取り組みは、材料効率と循環性を強調しています。基礎製造業者は、高級で低炭素鋼を使用し、ハイブリッドのコンクリート/鋼ソリューションのような代替製品を探求して、体積排出量を削減しています(Siemens Gamesa Renewable Energy)。ライフサイクルアセスメント(LCA)手法が標準化され、基礎の持続可能性の透明なベンチマークを行い、プロジェクトの入札や規制の承認を情報の基準にしています(DNV)。

新しい風力発電所には環境監視が義務付けられており、海底の生物群集、魚類、海洋哺乳類に対する影響を定量化するための基準調査および設置後の調査が必要です。企業は、基礎の強度と環境パラメーターをリアルタイムで監視するためにデジタルツイン技術やリモートセンシング技術を導入しています(Ørsted)。これらのデータは適応型管理計画に統合され、環境パフォーマンスが進化する基準や公共の期待に合わせて調整されます。

廃止処理の計画も急速に進展しており、2030年までに設計寿命の終わりに近づくいくつかの欧州の洋上風力発電所があります。オペレーターは、海底の攪乱を最小限に抑え、材料のリサイクルや再利用を促進する基礎撤去技術を試行しています(Equinor)。規制当局は、責任ある使用終了時の管理を保証するために、廃止処理保証金や金融保障を要求しており、業界の協力が基礎の再利用や材料回収のための循環ビジネスモデルを実施しています(DNV</a)。今後、これらのトレンドがさらに強化され、持続可能性、環境保護、および責任ある廃止処理が洋上風力基礎工学の中心となると予想されます。

将来の展望:課題、機会、投資ターゲット

洋上風力発電所基礎工学は、より大きなタービン、深い水域、そして広範な地理的拡大に向けて加速する現在、重要な節目を迎えています。2025年以降の数年間では、未来の課題、機会、投資の焦点を形作るいくつかの重要なトレンドが見られます。

最も重要な課題の1つは、15 MW以上のタービンに対応する次世代基礎に対するエンジニアリング需要です。タービンのサイズが大きくなるにつれて、基礎に伝えられる荷重も増加し、モノパイル設計、XXLモノパイルの製造、ジャケットや浮体基礎のような代替ソリューションの採用を駆動しています。たとえば、SmuldersEiffageは、深水サイトや重いタービンに対応するための構造要件に応じた長さ100メートルを超えるXXLモノパイルを最近提供しました。

浮体基礎は大きな機会と投資の焦点を表しており、特に米国西海岸やアジアの深水資源をもつ市場でそうです。商業規模の浮体プロジェクトは、Principle PowerEquinorのような企業が推進し、デモから早期展開へと進む予定で、英国、ノルウェー、および韓国でのパイプラインが増加しています。標準化されたスケーラブルな浮体基礎ソリューションの開発は、コストを削減し、洋上風力の新しい地域を開発することが期待されています。

材料や製造の観点からは、鋼の価格上昇圧力とサプライチェーンの制約に直面しています。これにより、地域の製造ヤードや新しい製造技術(自動溶接や高度な腐食防護システムなど)への投資が進められています。これらはDillingerSif Groupのような企業によって追求されています。

地質的な課題も大きくなり、プロジェクトがより複雑な海底条件や深い水域に移動する中で、リモートおよび自律型の地質調査など、リスクを軽減し設計を最適化するための革新が進んでいます。これをFugroが強調しています。

地域的には、投資が北海、バルト海、および新興の米国とアジア市場に集中しています。英国の第4ラウンドとScotWindのリース、拡大する米国の連邦リースオークションは、世界的なプレイヤーを引き寄せ、基礎設計と設置の新たな基準を設定しています。投資家や開発者は、技術的および財務的リスクを管理するために基礎専門家とのパートナーシップを求める傾向が高まっています。

要するに、今後数年間は、技術革新、サプライチェーンの進化、地域の政策のダイナミックな相互作用が、洋上風力発電所基礎工学の未来を形成し、浮体風、XXL基礎、そして高度な地質的方法が最前線に立つことになります。

出典と参考文献

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ByQuinlan Newhart

クインラン・ニューハートは、新技術と金融技術(フィンテック)の分野で経験豊富な著者および思想的リーダーです。名高いブラケット工科大学を卒業したクインランは、革新的な技術ソリューションと金融セクターの交差点について深い理解を持っています。業界で10年以上の経験を持つクインランは、デジタルファイナンスの推進に取り組む企業、エッジテックソリューションズで重要なポジションを歴任しました。洞察に富んだ分析と先見の明に基づく視点を通じて、クインランは複雑な技術の進展と現代の金融への影響を分かりやすく解明することを目指しており、厳密さとアクセス可能性を兼ね備えた形で読者を惹きつけています。

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