2016/06/21
2016年6月21日掲載
農山村を「スマートビレッジ」へ発展させる構想を進める栃木県では、小水力発電の電力を電気自動車に蓄電して農業施設に供給するモデル事業を実施中だ。高原地帯ではゴルフ場の跡地が続々とメガソーラーに生まれ変わり、都市部には下水の汚泥を利用したバイオガス発電が広がっていく。
[石田雅也，スマートジャパン]
栃木県は東日本大震災の直後から、農山村を対象にエネルギーの地産地消を推進する「スマートビレッジ」の拡大計画に取り組んできた。そのモデル事業の先駆けになったのが「鬼怒中央飛山（きぬちゅうおうとびやま）発電所」で、2012年3月から運転を続けている（図1 「鬼怒中央飛山発電所」の全景と水の流れ。出典：栃木県農政部）。
この小水力発電所は宇都宮市内を流れる農業用水路に設置した。発電能力は2.5kW（キロワット）と小規模ながら、農山村で再生可能エネルギーを有効に活用するための工夫が随所に見られる。蓄電池と急速充電器を発電所に併設して、小水力発電で作った電力を電気自動車に供給できるようにした（図2 発電した電力を電気自動車に充電して農業で利用。出典：栃木県農政部）。全国で初めての試みである。
同じ市内にある農業大学校まで電気自動車で電力を運び、園芸施設や酪農施設で利用する。災害が発生して電力の供給が止まっても農作物や家畜の育成に影響を及ぼさない仕組みを構築した。このほかに電気自動車から電動草刈機に充電できるようにするなど、再生可能エネルギーを利用して農作業に伴う燃料費とCO2排出量の削減に取り組んでいる。
小水力発電で工夫した点の1つに、ゴミ処理の効率化がある。農業用水路には木の枝をはじめさまざまなゴミが流れていて、水車の回転を妨げてしまう状況が頻繁に発生しかねない。そこで水車の上部に除塵機を設置して、農業用水路を流れてくるゴミを除去できるようにした（図3 農業用水路を流れるゴミを除去する除塵機。出典：栃木県農政部）。
鬼怒中央飛山発電所に設置した除塵機は材質を金属からプラスチックに変更したほか、先端部を下に向けてゴミを落ちやすくするなどの改良を加えた。この結果、人手でゴミを除去する作業は1年間に3回程度で済み、発電機の停止や発電量の低下は1度も発生していない。小水力発電の運転維持費を軽減できるうえに、年間を通して安定した電力の供給が可能なことを実証した。
農山村の小水力発電はダムでも始まろうとしている。栃木県の北部にある「五十里（いかり）ダム」は60年前の1956年に完成して、当時は日本で最も高い112メートルの堤体で造った（図4 「五十里ダム」の全景。出典：国土交通省）。しかし洪水時にたまった水が濁ってしまい、下流の農業用水路などに供給する水質を悪化させる問題が生じていた。
この問題を解消するため、ダムの取水設備と放水設備を更新するのと同時に、放流する水を利用して小水力発電を実施することにした。ダムから水を取り込む位置を調整できる選択取水設備を導入して、水が濁っている場合には上部から汚れのない水を取り入れる。取水設備の下に放流設備を新設して水車発電機に水を送り込む方式だ（図5 水力発電設備の導入イメージ（上）、選択取水設備の仕組み（下）。出典：国土交通省）。
ダムからの高い落差を生かして発電能力は1100kWと大きい。年間の発電量は800万kWh（キロワット時）を見込んでいて、一般家庭の使用量（年間3600kWh）に換算して2200世帯分の電力を供給できる。栃木県が9億2500万円を投入して実施する発電事業で、2018年度末に運転を開始する予定だ。
○ゴルフ場の跡地にメガソーラーが続々と誕生
栃木県の北部に広がる那須高原は国内有数のリゾート地である。一帯にはゴルフ場が点在しているが、最近では閉鎖するケースが増えてきた。広大なゴルフ場の跡地をメガソーラーに転換するプロジェクトが相次いで始まっている。
栃木県の北部に広がる那須高原は国内有数のリゾート地である。一帯にはゴルフ場が点在しているが、最近では閉鎖するケースが増えてきた。広大なゴルフ場の跡地をメガソーラーに転換するプロジェクトが相次いで始まっている。
その中で最大の「KEN那須烏山太陽光発電所」は2016年4月に運転を開始した。ゴルフ場のレイアウトに合わせて太陽光パネルを設置して、発電能力は28.8MW（メガワット）に達する（図6 「KEN那須烏山太陽光発電所」の全景。出典：ケン・コーポレーション）。年間の発電量は3500万kWhになる見込みだ。一般家庭で約1万世帯分の電力を供給できる。
同じ高原地帯で2015年11月に稼働した「神奈川電力栃木太陽光発電所」も、ゴルフ場の跡地を利用した大規模なメガソーラーである。40万平方メートルを超える用地に7万7000枚の太陽光パネルを設置した（図7 「神奈川電力栃木太陽光発電所」の太陽光パネル（上）、ゴルフコースの跡地（下）。出典：オーイズミ）。発電能力は20MWで年間に2300万kWhの発電量を想定している。
このメガソーラーの近くにあるゴルフ場の跡地では、「LS那須那珂川発電所」が2016年4月に運転を開始した（図8 「LS那須那珂川発電所」の全景。出典：タカラレーベン）。発電能力は15MWだが、発電設備の構成を通常のメガソーラーから大きく変えた点に特徴がある。発電した電力を外部に供給するためのパワーコンディショナーに小型の製品を採用して、建設費を抑えながら故障時のリスクを分散させた。
合計で750台の小型パワーコンディショナー（出力20kW）を配置して電力を供給している。ゴルフ場の跡地は土地の形状がさまざまで、1カ所に設置できる太陽光パネルの枚数にばらつきが出る。小型のパワーコンディショナーを使えば、区画ごとに最適な台数を設置して効率を高めることができる。
海に面していない栃木県の再生可能エネルギーは太陽光発電を中心に、中小水力とバイオマス発電を加えた3種類が拡大中だ。固定価格買取制度の認定を受けた太陽光発電設備の規模は全国で4位に躍進した（図9 固定価格買取制度の認定設備（2015年11月末時点））。最近の1年間ではバイオマス発電の導入量も大きく伸びている。
○下水と食品廃棄物でバイオガス発電
特にバイオマス発電の取り組みが活発に進んでいるのは、下水を処理する浄化センターである。栃木県が運営する4カ所の浄化センターでは、2015年2月から5月にかけてバイオガスを利用する発電設備が相次いで運転を開始している（図10 栃木県が運営する浄化センターの再生可能エネルギー導入状況。出典：栃木県県土整備部）。
従来は下水の処理過程で発生する大量のバイオガス（消化ガス）を焼却処分してきたが、新たに発電用の燃料として用途が生まれた。4カ所を合わせて7台の燃料電池と8台のガスエンジン発電機を導入して、合計で935kWの電力を再生可能エネルギーで供給できる（図11 「県央浄化センター」に設置した燃料電池。出典：建築技術研究所）。年間の発電量は1900世帯分に相当する680万kWhになる。
県営だけではなく市営の浄化センターにもバイオガス発電の取り組みが広がっている。県内で最大の下水処理量を誇る宇都宮市の「川田水再生センター」では、年間に330万立方メートルも発生するバイオガスを使って発電事業を実施中だ。発電能力が105kWの燃料電池8台を導入して2016年4月に運転を開始した（図12 「川田水再生センター」のバイオガス発電設備。出典：メタウォーター）。
年間の発電量は717万kWを見込んでいて、2000世帯分の電力使用量に匹敵する。この発電事業は宇都宮市が民間企業に委託する方式で、市は初期投資なしにバイオガスと土地の使用料を得ることができる。一方で民間の発電事業者は固定価格買取制度で電力を売却して、建設費と運転維持費を回収するスキームである。
宇都宮市の西側に隣接する鹿沼市でも、同様のスキームによるバイオガス発電事業に取り組んでいる。下水や食品廃棄物を処理する「黒川終末処理場」に発電能力250kWのガスエンジン機を設置して、2015年7月に運転を開始した（図13 「鹿沼市黒川消化ガス発電所」の全景（上）、ガスエンジン発電機（下）。出典：月島機械、サンエコサーマル）。
当初は下水の汚泥だけを利用して年間に90万kWhの発電量を見込んでいる。2016年度以降に食品廃棄物も加えてバイオガスの発生量を増やし、160万kWhまで電力の供給量を拡大させる計画だ（図14 下水汚泥と食品廃棄物を組み合わせたバイオガス発電計画。出典：月島機械、サンエコサーマル）。そのために食品廃棄物からバイオマス液を作り出す装置も導入する。下水と食品廃棄物を混合処理するバイオガス発電は全国でも珍しく、先進的な事例になる。
http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1606/21/news026.html
2016/06/18
2016年6月18日掲載
「われわれの既存電力は再生可能エネルギーのバックアップのためにある」。ドイツの大手電力会社幹部は言い放つ。欧州、中国、中東さえ、世界は変わり始めている。ためらう日本を置き去りに。
昨年ドイツでは、総発電量に占める再生可能エネルギー（水力を含む）の割合が３０％に到達した。
二位の褐炭火力は２４％。風力、特に洋上風力の増設が目立つ。
日本では１２・６％（二〇一四年度）。うち８・２％が水力だ。
ドイツは３・１１を教訓に、二二年までの原発廃止をめざし、再生エネの割合を８０％以上にするとの目標を掲げている。
ことし元日、ドイツ（欧州）最大手の電力会社「エーオン」が、売り上げの大半を占める石炭火力部門などを「ユニパー」という新会社をつくって切り離し、再生エネ中心の会社に生まれ変わった。
エネルギーの未来を見据えたこの大胆な改革は“エーオン・ショック”と呼ばれている。
ドイツは特別な国なのか。
自然エネルギー財団（東京）によると、今年第一・四半期の米国の再生エネ導入量は、化石燃料の七十倍以上も増加した。
中国の研究機関は昨年、二〇五〇年までに電力の８５％を再生エネで賄うビジョンを公表した。
産油国のドバイでさえ、太陽光による電気の売値が、わずか一年半で半分に値下がりした。それだけ増えたということだ。
国際再生可能エネルギー機関（ＩＲＥＮＡ）は、今後十年で太陽光の発電コストは５９％、洋上風力は３５％、削減可能と予想する。
一方、原発の建設コストは３・１１以降、安全対策の必要性から高騰を余儀なくされている。膨大な廃炉コストも経営の重荷になる。
英南西部で二五年の稼働をめざすヒンクリー・ポイント原発は、当初百二十億ポンド（約二兆円）と見込んだ事業費がすでに一・五倍に膨らんだ。「原発は割に合わない」。もはや世界の常識だ。
膨らむ再生エネ市場には、毎年三十兆円の資金が流れ込んでいる。ドイツの狙いはそこにもある。
３・１１や温暖化対策だけではない。
コストと投資。資金の流れがエネルギー社会の基盤を根底から変えつつある。
原発事故に膨大なコストを費やしながら、ウランや化石燃料への依存から逃れられない日本こそ、特別な国とは言えないか。
風向きではなく、時代が大きく変わる。乗り遅れてはならない。
http://www.tokyo-np.co.jp/article/column/editorial/CK2016061802000136.html
2016/06/14
2016年6月14日掲載
島根県美郷町は6月6日、美郷町の地域活性や新産業創出のため、木質バイオマス発電、小水力発電についての調査・基本設計業務の事業者を公募すると発表した。
地元の事業者以外でも公募可能 電力会社の創設も
この事業では、地元のみならず、日本全国の事業者から公募している。助成される金額は木質バイオマス発電が1100万円、小水力が1000万円。
また、運営形態・地域経済の活性化・経営の安定などを検討しつつ、地域新電力会社の創設も目指す。公募期間は6月20日（月）まで。事業の委託期間は契約締結の日から2017年2月28日まで。
業務内容は下記の通り。
01．調査業務
田水川地点における小水力・木質バイオマス発電所建設に伴う、設計業務に必要となる調査業務を実施する。
02．設計業務
田水川地点における小水力・木質バイオマス発電所建設が実施できる内容の基本設計図書を作成すること。
03．事業性・採算性の把握
上記の調査に基づいて、設備の導入・維持に伴う、イニシャルコスト・ランニングコスト・補助金などを考慮した投資キャッシュフローを作成する。
04．導入スケジュールの検討
3で作成した投資キャッシュフローをもとに、導入スケジュールを検討する。
05．工事費の積算
水力発電設備導入のための工事費の概算設計書を作成する。
調査～発電事業まで一貫して補助
この事業は、2014年10月に策定した「美郷町まち・ひと・しごと創生総合戦略」に掲げる仕事づくりを目的とした再生可能エネルギーによる循環型の町づくりを推進していくためのもの。
小水力・木質バイオマス発電事業では安定的な運営手法や経済性の詳細などの多岐にわたる検討が必要であり、基本設計から事業化までを同一事業者が行う事が望ましい。このため、この調査・基本設計業務に選定された委託事業者は、発電事業についても美郷町から優先的に支援を受けられる。
2016/06/13
2016年6月13日
石坂 朋久
栃木県の「小水力のシンボル」
1999（平成11）年に世界遺産に指定され、年間を通じて国内外から多くの観光客でにぎわう、栃木県日光市にある「日光の社寺」。その山内の木々が鬱蒼と生い茂る一角に、今回ご紹介する小水力発電所である「滝尾発電所」が建つ。
滝尾発電所を運営するのは、日光の社寺を構成する日光東照宮と日光二荒山神社、輪王寺が共同で設立した「日光二社一寺自家用共同組合」の電気事務所だ。現在の滝尾発電所は1955（昭和30）年の運転開始だが、日光の社寺が水力発電に取り組んだ歴史は古く、その起源は1914（大正3）年に運転を開始した発電所に遡ることができ、栃木県内における小水力発電のシンボル的な施設となっている。
歴史を重ねる中で発電所の規模や取水地点も変化しているが、現在の滝尾発電所は、近くを流れる鬼怒川の支流・稲荷川から取水している。最大使用水量は0.4立方メートル毎秒で、36メートルの落差により出力100kWの発電を行っている。得られた電力は自営の送配電網を通じ、日光山内の施設で消費されている。
発電所の『心臓』に当たる水車は何度か補修されているものの、基本的には運転開始時の姿を保つ。部品や周辺機器の中には、現在では国内での入手が難しくなったものも使われており、電気事務所の責任者である阿久津善徳所長は、「古くなった設備の保守が課題」と話す。
発電所の一角には、ピークカット用に設けたディーゼル発電機も備えられている。標高の高い日光山内では冷房用の電力消費は私たちが考えるほどではなく、電力消費のピークは「多くの参拝者を迎える、年末年始と節分会の行事の時期」（阿久津所長）という。
「自然との共生」実践
わが国の仏教や神道は、古くから「自然との共生」を説いてきた。それは、日光の社寺が運営する滝尾発電所においても例外ではなく、取水や導水の仕組みの中に、その精神がふんだんに生かされている。
最も特徴的なのは取水の方法だ。発電所から稲荷川を少し上った場所にある砂防堰堤を利用して水を引いているのだが、付近には取水用の土木構造物が見当たらない。取水の方法を阿久津所長に尋ねると、「あれですよ」と堰堤に並行して延びる丸太の列を教えてくれた。
丸太は集水溝の蓋の役割を果たしていて、隣の丸太とすき間を空けながら設置されている。稲荷川を流れてきた水は、このすき間を通じて集水溝に集められ、近くに設けられた沈砂池に流れ込む。大雨の後には集水溝の上に大きな岩石が載ることもあるが、その際は重機で岩石を移動させ、傷んだ丸太の蓋を取り換える。大規模な構造物を設けなくて済むので初期費用が抑えられ、日常の保守管理も比較的容易であるなど、きわめて合理的な取水方法だ。
また、稲荷川から取り込んだ水は山内の防火用水としても活用されているほか、別の水源から取水している二社一寺の共同水道との間で、相互に水を融通する仕組みもできている。自然に逆らわず折り合いながら、その恵みを無駄なく役立てるという考え方は、現代の小水力発電においてもっと生かされるべきだ。
（全文は掲載元より会員登録のうえ閲覧できます）
2016/06/13
2016年6月13日掲載
奄美大島にある九州電力の小水力発電所「新名音川発電所」の再開発工事が終了し、営業運転を再開した。出力は従来の5倍以上、年間の発電量は4倍に増強されている。年間600世帯分の電力を発電する見込みだ。
[陰山遼将，スマートジャパン]
九州電力が進めていた鹿児島県の奄美大島にある小水力発電所「名音川発電所」の再開発工事が終了し、2016年6月9日から営業運転が始まった。
1956年に建設されてから58年間運転を継続していた発電所だが、主要機器の老朽化が進み、設備更新が求められていた。そこで九州電力が2014年9月から再開発工事を実施。最大出力は従来の65kW（キロワット）から5倍以上となる370kWに増強している。
同発電所は名音川から取水し、有効落差約76.87メートルを利用して発電する。最大使用水量は毎秒0.6立方メートルで、年間の発電量は一般家庭約600世帯分の使用電力量に相当する200万kWh（キロワット時）を見込んでいる。これまでの年間発電量は50万kWhだったが、出力が増強したことで発電量も4倍にアップした。
奄美大島は奄美群島の主要島で、沖縄本島、佐渡島に次ぎ日本で3番目に大きな離島である。これまで島内の電力の約66％は、島北部にある単機出力1万kWのディーゼル発電機6台を備える「竜郷発電所」が担っていた。小水力発電所の発電量を増やすこと火力発電所の稼働量を減らせれば、CO2排出量の削減などにも寄与できる。
http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1606/13/news086.html
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