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2016/08/09

電力の8割を自給自足する先進県、小水力発電と木質バイオマスが活気づく【スマートジャパン】

2016年８月9日掲載
水力発電が盛んな長野県では電力需要の8割以上を再生可能エネルギーで供給できる。2017年度に自給率100％を目指して、農業用水路に小水力発電所を拡大中だ。森林資源を生かした木質バイオマスによるガス化発電、牧草地やゴルフ場の跡地を利用した巨大なメガソーラーの建設計画も始まった。
[石田雅也，スマートジャパン]

　長野県が運営する水力発電所は14カ所にあって、発電能力を合わせると99MW（メガワット）に達する。北部の北アルプスと南部の南アルプスから流れ出る川の周辺に、大小さまざまな水力発電所が運転中だ。最近では川の流域に広がる農業用水路で小水力発電が活発に始まっている。
　水力を含めて再生可能エネルギーの電力を地産地消する取り組みで長野県は全国の先頭を走る。固定価格買取制度が始まった2012年度から導入量が急速に伸びて、県内の最大需要に対して再生可能エネルギーで電力を供給できる割合は8割に達した。このペースで2017年度には電力の自給率を100％まで高める計画だ。
　特に力を入れて取り組んでいるのは、農業用水路を利用した小水力発電である。北部から南部まで各地域の農業用水路で導入プロジェクトが広がっている。北部の白馬村（はくばむら）を流れる用水路では、「白馬平川小水力発電所」が2015年4月に運転を開始した。
　北アルプスを水源とする川から引き込んだ用水路に沿って小水力発電設備がある。用水路の上流にあるヘッドタンクから630メートルにわたって導水管を敷設して、発電所まで水を送り込む方式だ。この長い距離のあいだに生まれる29メートルの水流の落差で発電する。
　発電能力は180kW（キロワット）になり、年間に146万kWh（キロワット時）の電力を供給できる。一般家庭の使用量（年間3600kWh）に換算して400世帯分に相当する。白馬村の総世帯数（3400世帯）の1割強をカバーできる電力になる。
　用水路を流れる水の量は、農耕期の5月から9月までは通常の1.5～2倍に増える。従来どおり農地に水を供給しても、発電に利用できる水量は年間を通じて一定に保てる見込みだ。発電量が安定して、設備利用率（発電能力に対する実際の発電量）は93％と極めて高い水準になる。標準的な小水力発電の設備利用率は60％である。

　　大きな用水路は4カ所に発電設備

　南アルプスの裾野に広がる南部の伊那市でも、農業用水路を利用して「美和小水力発電所」が2015年9月から運転を開始している。用水路に設けたヘッドタンクから発電所まで、56メートルにわたって地中に水圧管路を埋設した。発電所の地下に設置したスクリュー式の水車発電機に水を流し込んで発電する仕組みだ。水流の落差は13メートルで、最大12kWの電力を作ることができる。
　年間の発電量は9万3000kWhを見込んでいて、一般家庭の26世帯分に相当する電力になる。この小水力発電所でも利用できる水量が安定しているために、設備利用率は87％と高い。用水路は険しい山のあいだを縫って13キロメートルの距離を流れている。ほかの場所でも小水力発電を実施できる可能性がある。
　大きな農業用水路には勾配を調整する「落差工（らくさこう）」と呼ぶ階段状の場所が何カ所も設けられていて、小水力発電を実施するのに適している。長野県の中部を流れる梓川（あずさがわ）の右岸に沿って幹線の用水路がある。数多くある落差工のうち4カ所に小水力発電設備を設置する計画が進行中だ。
　いずれも落差は2～3メートル程度と小さいものの、幹線の用水路であるため横幅が6メートルもあって流れる水の量が多い。農耕期に毎秒1.5立方メートル、かんがい期には2.5立方メートルまで水量が増える。1カ所あたりの発電能力は農耕期で35kW前後、かんがい期で45～50kW程度を見込める。
　4カ所すべてに小水力発電設備の設置を完了すると、発電能力は合計で192kWになって、年間に140万kWhの電力を供給できる。すでに1カ所の落差工で2016年6月に運転を開始した。続いて3カ所で同様の小水力発電設備が稼働する予定だ。発電した電力は固定価格買取制度で売電して、水門の電気代など施設の維持管理費の軽減に役立てる。
　県の支援で各地の農業用水路に小水力発電が拡大する一方、村が民間企業と共同で小水力発電に取り組む例もある。北部の高山村（たかやまむら）で2015年10月に運転を開始した「高井発電所」である。川の土砂災害を防ぐために設けた砂防堤堰（ていせき）から水を取り込んで発電に利用している。
　砂防堤堰は川の上流の山から流れてくる土や砂をせき止めながら、水と一緒に少しずつ土砂を下流に流して災害を防ぐことが主な役割だ。高井発電所は高さが36メートルある堤堰の上部に穴をあけて、そこから取り込んだ水を水車発電機に送って発電する。
　大きな落差と水量を生かして発電能力は420kWにもなる。年間の発電量は270万kWhを見込んでいて、一般家庭の750世帯分に相当する。高山村の総世帯数（2300世帯）が消費する電力量の3割以上を供給できる。
　この川を流れる水は火山に由来する成分によって酸性が強く、飲料水や農業用水には使えない。酸性度を示すpHが3.1と低いため、発電設備にも対策が必要だった。水車発電機は腐食しにくいステンレス製を採用したほか、水を送り込む水圧管にも腐食や摩耗に強いFRPM（強化プラスチック複合）管を使っている。

　　木質チップをガス化して電力と熱を作る

　長野県で最も北にある栄村（さかえむら）では、木質バイオマス発電所の建設が進んでいる。村の面積の86％を占める森林の資源を生かしてエネルギーの地産地消に取り組む計画だ。すでに地元の森林組合が製材工場の敷地内に木質チップの製造設備を導入して、発電用の燃料を供給する体制ができあがっている。
　栄村で実施する木質バイオマス発電はチップを高温で燃焼してガスを発生させる。同様の発電装置は南部の伊那市で2015年6月に運転を開始した「かぶちゃん村森の発電所」で導入した実績がある。ガスを冷却してから発電に利用する方法で、電力と合わせて排熱もエネルギーとして利用できる点が特徴だ。
　製材工場の隣接地に建設中の発電所は2016年12月に運転を開始する予定である。発電能力は500kWになり、年間の発電量は396万kWhを見込んでいる。一般家庭の1100世帯分に相当する電力を供給できて、栄村の総世帯数（780世帯）を上回る。
　中部の安曇野市（あずみのし）の農園では、さらに大規模な木質バイオマス発電設備が動き出している。ガス事業を手がけるエア・ウォーターがトマトを栽培する農園の敷地内に、「安曇野バイオマス・エネルギーセンター」を2016年5月に稼働させた。地域の森林で発生する間伐材などを燃料に使って電力と熱を供給する。
　このエネルギーセンターの木質バイオマス発電設備でも、チップを燃焼してガスを発生させる方式を採用した。発電能力は1900kWで、熱の出力は電力に換算して3800kWに相当する。年間の発電量は3000世帯分になり、一部を自家消費する以外は中部電力に売電してエネルギーセンターの運転維持費にあてる方針だ。
　電力と同時に発生する熱から温水を作って、トマトを栽培するガラスハウスに供給する。今後は木質チップの燃焼時に生じる二酸化炭素を利用することも検討中で、トマトの光合成を促進する用途に生かす考えだ。このほかに燃焼後の炭を木質チップの乾燥に利用するなど、エネルギーを地産地消するメリットを最大限に発揮していく。

　　太陽光発電にも環境影響評価を求める

　長野県では農山村を中心に小水力発電とバイオマス発電が活発になってきた。固定価格買取制度の認定を受けた小水力発電の規模は全国で第2位になり、10万kWを超えている。このほかに太陽光発電が高原地帯を中心に広がる。
　中部の諏訪市（すわし）では牧草地として利用していた広大な土地に、巨大なメガソーラーを開発するプロジェクトが始まった。太陽光発電事業者のLooopが関東・甲信越で最大級の89MW（メガワット）のメガソーラーを建設する計画だ。およそ100万平方メートルの用地に31万枚の太陽光パネルを設置する。
　年間の発電量は1億kWhに達する見込みで、実に3万世帯分に相当する電力を供給できる。諏訪市の総世帯数（2万世帯）の1.5倍に匹敵する。5年後の2021年度に運転を開始する予定だが、建設に着手する前に環境影響評価の手続きを実施しなくてはならない。
　長野県では自然環境を守りながら再生可能エネルギーを拡大できるように、2016年1月に「長野県環境影響評価条例」を改正した。従来は県の環境影響評価の対象に含めていなかった水力・風力・地熱・太陽光発電所を新たに追加して、市町村や地元住民と一体になって開発計画をチェックできる体制を整えた。
　太陽光発電は国の環境影響評価の対象に入っていない。長野県は独自に規制を設けて、敷地面積が50万平方メートル（50ヘクタール）以上の場合に環境影響評価を義務づけることに決めた。諏訪市で開発するLooopのメガソーラーが第1号の案件である。
　現在の開発計画では用地の4割以上を森林や湿原のまま残したうえで、発電設備の周囲に緑地を整備して景観を保つ対策を盛り込んでいる。さらに敷地内に調整池を4カ所に造って、地域の洪水対策にも役立てる。
　同じ諏訪市内ではゴルフ場の跡地を利用した大規模なメガソーラーの建設計画も決まった。米国の太陽光発電事業者であるGSSG Solarが主体になって、126万平方メートルの用地に47MWのメガソーラーを展開する。2017年11月に運転開始を目指しているが、このプロジェクトも環境影響評価の対象になる見通しだ。
　再生可能エネルギーの先進県で始まった自然環境の保護とエネルギーの地産地消を両立させる取り組みに、全国の自治体から注目が集まっている。

http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1608/09/news029_4.html

タグ：伊那, 栄村, 白馬, 諏訪, 長野