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小水力発電 知られざる身近なクリーンエネルギー

  • 河川・水工

東日本大震災は、原子力発電の安全性について今一度考え直すきっかけとなりました。今月は、新たなエネルギー源の一つである小水力発電についてご紹介します。

様々なエネルギー

知られざる身近なクリーンエネルギー

Written by nakano hiroyuki 中野裕之

以前から新エネルギーをご存じだった方、最近興味を持つようになった方、いらっしゃると思います。今では太陽光発電などで新エネルギー(再生可能エネルギー)も一般語になりました。でも「小水力発電」ってご存知ですか?!

小水力発電をご存知ですか?

かねてより地球温暖化対策として二酸化炭素の排出の抑制が唱えられ、2011年3月11日の東日本大震災による原子力発電所の事故により、安全性について今一度考え直すきっかけになりました。ここで注目を集めているのが再生可能エネルギーで、小水力発電は再生可能エネルギーのうちの1つです。

一般的には太陽光発電や風力発電が身近に知られています。でも再生可能エネルギーにはもっとたくさんの種類があります。一般的な名称と種類は図-1のようになります。この中から各地域で導入できそうな再生可能エネルギーを選択して導入するのです。

日本で最も大きな再生可能エネルギー源はダムによる水力発電です。有名なところでは、黒部ダム(黒部第四発電所)などがあります。この規模を小さいくしたものが小水力発電で、一般に出力10,000kW以下の水力発電のことを示します(表-1)。最近では、10,000kW以下の水力発電の総称として使われていることが多いです。

法令によるエネルギーの分類 図1 法令によるエネルギーの分類
表1 水力発電の規模別の名称
分類目安出力
大水力100,000 kW以上
中水力10,000 kW ~ 100,000 kW
小水力1,000 kW ~ 10,000 kW
ミニ水力100 kW ~ 1,000 kW
マイクロ水力100 kW以下

あれ、ウチの近くにも水力発電所が?!

これまで水力発電所は山間部の谷合いやダム近くの山間に造られてきました。私たちの生活に電力源としてとても恩恵を受けているのですが、近場まで行かない限り発電所はなかなか目にすることが少ないところでした。

しかし、これからの小水力発電は、ダムや山間部だけでなく近くの河川や農業用水路、砂防ダム、上下水道施設などで行われます。ひょっとすると、気がつけば自分のウチの近くでも小水力発電が行われるかもしれません。そうなると、もっと身近なクリーンエネルギーとして親しんでいただけるかもしれません。

小水力発電は何がいいの?

水力発電は他の再生可能エネルギーと比べて、電気の製造単価(1kWhを発生させる設備費用)が安いのが最大のメリットです。水力発電は、太陽光発電のように急に曇って発電量が下がったり、風力発電のように風の強さが変わったりという急な条件変化が無く、一定以上の水流があれば安定して発電することができます。また、図-2に示すように、発生する二酸化炭素が極めて少ないことも特徴です。身近な水流を利用して発電ができるため、河川や水路、ダム、水道施設など色々な箇所で発電が行われています。また発電するための水車は落差や水量に合わせて様々な種類が開発され、国内ではすでに成熟した発電方式と呼べます(小水力発電の小型の機器はまだ開発中のものも多くあります)。

クリーンエネルギーは色々な箇所で発電することが出来るため、分散型エネルギーとも呼ばれます。これは1箇所当たりの発電量が大きくないことも意味します。家庭用の太陽光発電などは発電する時間が限られますが、小水力発電は24時間発電することが出来るため、夜間の発電も出来、電気の用途は幅広くなります。

水力発電の規模別の名称 図-2 発電別二酸化炭素(co2)排出量
出典:新エネルギー財団「ハイドロバレー計画ガイドブック」P.2-2
身近になった小水力発電用水車事例(長野県松本市) 身近になった小水力発電用水車事例(長野県松本市) 身近になった小水力発電用水車事例(山梨県都留市) 身近になった小水力発電用水車事例(山梨県都留市)

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小水力発電ならこのようなこともできる!

小水力発電は24時間発電可能なため、夜間の余剰電力を有効活用することが出来ます。

たとえば、smart-moveとして注目されている電動アシスト自転車や電気自動車(EV)なども、夜間に充電して朝から利用する!ということも、小水力発電ならば電源として活用することが出来ます。このような取り組みも社会実験が始まっており、実働する事例も出てきています。

東日本大震災では、燃料不足・停電の中で移動手段もなく、不自由な時期を経験された地域もあったと報道されています。豊富な水資源があれば、小水力発電とsmart-moveを組み合わせた新しい移動形態も考えられます。

でもあまり有名ではないのはなぜ?

小水力発電には水流を使用します。日本では、河川の水流の利用(取水する)について河川法により水利権というものを取得しなければいけません(河川法第23条)。これには許可を得るまでの時間と専門の知識を必要とするためなかなか一般には普及していません。このように専門の企業による調査や計画が必要になるので、小水力発電は太陽光発電や風力発電と比べてメジャーになれないのです。

次にコスト(初期費用)です。例えば太陽光発電はパネルを設置した面積が広ければ、それに比例して発電量が大きくなります。小水力発電は太陽光発電と比べて規模が大きくなるため、ベースとなる機器費用が高く(安くても数百万円)、工事費を含めると割高になるため、なかなか一般的に広がらないのが現状です。

これから変わる国の制度や方針!

水利権は河川の管理者(国・都道府県・市町村、河川によって異なります)の許可を得なければなりません。これまでは前述の水利権申請に時間と費用が掛かりました。

しかし、再生可能エネルギーの促進から制度が一部緩和されました。特に農業用水路や上下水道、砂防施設に設置する場合は緩和措置により、水利権申請の作業はとても簡略化されました。詳しくは国土交通省のホームページをご覧ください。

また2011年8月には「電気事業者による再生可能エネルギー電気の調達に関する特別措置法案」が国会で承認されました。これにより再生可能エネルギーの促進は急速に進むものと思われます。1,000kw以下の小水力発電も対策を待っており、小水力発電も!と言いたいのですが、この法案が可決されても小水力発電は設備の初期費用が大きいため、その費用の工面が課題となっています。これには関係自治体や企業、市民、NPOなど色々な参加者が集まって前向きに普及していこうとすることが必要です。とは言え、この法案が小水力発電の普及に追い風となることは事実です。yecでは小水力発電の調査・計画・設計も数多く実施し、いくつかは既に稼働しています。

これからはもっと小水力発電やその他のクリーンエネルギーの普及を基本にして、私たちの次の世代へ安心・安全で持続可能な社会形成を引き継いでいくことが、今の私たちの課題ではないでしょうか。yecは総合コンサルタントとして、まちづくりと小水力発電の連携による地域活性化の検討を進めています。

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