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小水力発電の現状と課題

全国小水力利用推進協議会

副会長 沖 武宏

資料４

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■小水力発電所設備概要

発電所

取水設備 ヘッドタンク

河川（用水路） 放水路

水圧管

余水路

水力発電設備の全体

水車 発電機

配電盤

変圧器

配電線

発電所内部

■ 設備の構成は、設置場所や条件等により大きく異なる。

■ 設備は、大きく土木設備、水車発電機器、送電設備に分けられる。

● 土木設備は、取水設備、ヘッドタンク、除塵設備、水圧管、放水路など

● 水車発電機器は、水車、発電機、配電盤など

● 送電設備は、送変電機器、送電線路など

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① ＥＬ ○ ○ ○m

② ＥＬ ○ ○ ○m

落差＝①－② m

流量＝河川流量 ㎥／ｓ

① ＥＬ ○ ○ ○m

落差＝①－② m

流量＝河川流量 ㎥／ｓ

② ＥＬ ○ ○ ○m

スクリーン

ゲート２門

除塵機

トンネル

開渠又は管路

サイフォン

スクリーン

ゲート２門

■一般的な水路式発電所

埋設管

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■ ダム維持放流使用例

出 力：570kW

有効落差：10.69m

使用水量：6.5㎥/s

ダム軸

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■設置可能地点とその留意点

一般河川 砂防/治山ダム 農業用水 上水道

下水処理排水 ダムの維持放流水 既設発電所放流水 ビル冷却水

工場排水

トンネル湧水

基本的に、落差と流量のあるところであれば、場所を問わず発電は可能 ただし、適用技術、法的手続き、経済性は、地点毎に全て異なる 出力（ｋW) = ９．８×落差（ｍ）×流量（㎥/s）×機械効率（％）

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自給エネルギー 事業用エネルギー

３ｋW以下程度 100kW以上

手作り感覚（汎用品利用） 億単位の投資

趣味、モニュメント、観光 全量売電

割高、短寿命

⇒お金以外の価値

投資効果優先と半永久使用

⇒発電事業として

引用：岐阜県小水力利用推進協議会平野事務局長殿の岐阜県小水力サミットのプレゼン資料より

● 自給(自家消費）のエネルギー ⇒ お金以外の価値 ● 事業用のエネルギー(全量売電） ⇒ 発電事業としての価値

■ 小水力発電の目的

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1,000kW以上

30,000kW未満 200kW以上

1,000kW未満 200kW未満

調達価格 ２５．２円 ３０．４５円 ３５．７円

調達期間 ２０年間 ２０年間 ２０年間

＜価格表記は、消費税込み＞

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■ 全国での小水力発電設備導入状況（平成２６年２月現在）

平成24年度 （7月～3月)

平成25年度 （4月～7月末）

２，０００ｋＷ ４，０００ｋＷ

平成24年7月～ 平成25年７月末

２６１，０００ｋＷ

運転を開始したもの 認定されたもの

■ 小水力発電調達価格と期間（平成２６年度） 既設（発） 9円/kwh

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■ 島根県内の既存水力発電所 35か所 238,335kW

小水力 （売電式）

公営企業 （県営）

中国電力

500kW未満 10か所

1,635kW ４か所

1,050kW ３か所 460kW

500～1,000kW １か所 770kW

３か所 2,170kW

1,000kW以上

ダム式４か所 19,200kW

ダム式４か所 86,400kW

水路式３か所 6,230kW

水路式３か所 120,420kW

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■ 開発への課題（取り組み）

島根県内での新規開発地点は

● 県内の河川は電力会社と公営企業で経済性の高い地点は開発済み

小河川は昭和２０～３０年代に地域経済活性化で小水力が建設された

● 通常の一般河川利用としての残存地点は投資対効果が厳しい

景勝地や自然公園指定地を小水力発電と協調させる思考が必要

自然公園、景勝地は人が来なければ地域に貢献しない。

この地域に小水力発電を設置しても水量は必要に応じて確保でき、遊歩

道と発電取水管を一体化すれば景観は変わらず、発電所建物の位置は

地下埋設または区域外も可能

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景勝地の活用方法

遊歩道を利用する

自然公園等は人工的な建造物や景観を変えることは出来ないとされている、

遊歩道が設置可能ならこの下に導水管を組み込むことで発電用の取水が可能となるし、遊歩道の維持費は発電維持費で対応できる

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■ 河川の水量と発電使用水量の関係

水量選定基準

河川の年間流量を多い順に日数で並べた下記流況曲線によって決める

小水力発電の使用水量は通常 常時出力＝渇水量(355日）

最大出力＝低水量(275日）

＊最大出力運転でも275日は河川に余剰水が流れている

＊河川への必要な水量確保は発電量調整で任意に可能、休日や平日の昼間を観光放流しても年間の電力量として経済効果を計算する

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初期投資の大きい発電事業は地域団体限定で可能なのか 県外企業の参加を認めれば資金的には簡単（参加基準の設定）

経済性の良い地点を発掘するのが開発の重要なポイント 景勝地的な急流(滝）の地点が発電所として経済性が高い 砂防ダムを貯水可とすれば経済性が出るケースもある ダム維持放流の活用（ダム設置者でなく放流を受ける地域での活用）

■ 経済性を高めるためのポイント

地点毎に経済性は大きく異なる ハイドロバレー開発計画調査でも、建設単価で50円/kWh～1,000円/kWh

の違いあり (kW当りでは建設費１00～３00万円が開発可能地点) 初期投資が大きく減価償却20年程度だが、60年以上運転が続けられる これは、風力、太陽光発電などと大きく異なる特徴でもある

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砂防ダム貯水化

砂防ダムを貯水ダムにすると溢流堤までの貯水量とダム高さが発電に利用でき、下流の渓流も落差に利用するために発電位置まで導水管を設置することで経済性が高まる。

発電に使用すれば負荷率を高めるためダム内の「しゅんせつ」を行うため砂防効果は維持できる。

問題点として常時貯水で周辺への浸透水問題等が発生する可能性があり要検討

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維持放流の活用

このダムは下流の河川環境維持の目的で魚道放流とは別に３６５日ゲート放流がされている

ダムの設置者は電力会社で放流水による環境改善の影響を受けるのは下流の地域であり、発電利用には難しい問題があると言われている

技術的には年間ベースで５００ｋｗ程度の発電が見込まれるこのエネルギーは地域として有効活用できないか

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島根県内の小水力発電開発に取り組むには、地域活性化の有効な手段として、大切な水資源を既存の設備や観光資源と複合的に生かす発想の転換がなければ、地点的に厳しい状況にあると考えられます。

現在中国地方の地域小水力発電は、昭和２０，３０年代に建設され、６０年以上たった今も、建設当初と変わらぬ電力を発生して、地域のエネルギー資源として貢献することを証明している。

建設当初、戦後の疲弊した地域社会に売電料金の収入が大きく貢献したが、国家のエネルギー政策が変わることで、発電事業が厳しい状況に追い込まれたことも事実。

しかし今、小水力発電は貴重な再生可能エネルギーとして再び認められる時代となった。

まとめ