2016/09/25
2016年9月25日掲載
環境省は全国の水道施設を対象に小水力発電の導入可能性を調べ、２０１５年度に少なくとも５６３地点で発電出力１９メガワット弱の潜在能力があることが分かった。全国の自治体など１８８８事業者にアンケートを送付し、回答があった１５３６事業者の中から導入可能性の高い８９５地点を抽出。協力を得られた５６３地点について流量・水位や設備状況など詳細な情報を収集し、整理・分析した。
合計の発電潜在能力は１万８７４２キロワットで、５６３地点のうち２７４地点が出力２０キロワット以上だった。全体の年間発電電力量は１億５８４７万キロワット時になり、二酸化炭素（ＣＯ２）９万２０００トン分の排出削減効果が見込まれるという。
水道施設には導水・配水などの圧力差を、小水力発電に生かせる箇所が散在している。全国の水道事業者が消費する年間電力量は約７４億キロワット時で、電力需要全体の約０・８％を占める実態もあり、環境省は１３年度から水道施設への太陽光発電なども含めた再生可能エネルギー、省エネ設備導入を推進する施策を展開。
だが、小水力発電を導入している水道施設の割合は現状で全体の２・７％にとどまっている。
下水処理場に眠る埋蔵エネルギー
下水処理場に眠るエネルギーを活用しよう―。水処理設備やエネルギー関連機器を手がける機械メーカーが、下水処理中に発生するエネルギーの有効利用に寄与する技術の開発や普及に挑んでいる。一方で処理にかかる電力消費の低減が課題となっており、ＩｏＴ（モノのインターネット）を駆使して省エネを後押しする技術革新にも取り組む。
２０１１年の東日本大震災発生以降、節電意識の定着や再生可能エネルギーの利用推進に伴い、いかにエネルギーを生み出すかは下水処理場でも大きな課題だ。バイオマスである下水汚泥は重要なエネルギー資源で、１５年には下水道法の一部改正により汚泥を燃料や肥料として再生利用するよう下水道管理者に努力義務が課せられた。
バイオガスの３割は未活用
汚泥の処理過程で発生する消化ガス（バイオガス）の約３割は活用されていないとされる。こうしたエネルギーの有効活用に向け、ヤンマーエネルギーシステム（大阪市北区）はバイオガスを燃料とする小型コージェネレーション（熱電併給）システムの導入を促進。出力２５キロワットの発電機と付帯装置、配管やポンプ、補機類を２０フィートコンテナに内蔵したシステムを開発。改良を重ね年内に発売する。
同社は下水処理場向けでトップの納入台数を誇る。「下水処理場はエネルギーの宝庫」（林清史営業統括部エンジニアリング部ソリューショングループ部長）とし、設置が簡単で工事期間の短縮や手間の軽減が可能な新システムで「小規模の処理場への提案を加速していきたい」（同）考えだ。同社は自治体の要望にも応え、出力３００キロワットの中型機を１５年１０月に発売。下水処理場からの引き合いも増えているという。
「民設民営方式」で２０年間の発電事業
月島機械は再生可能エネルギーの固定価格買い取り制度（ＦＩＴ）を利用した消化ガスの発電事業を１日に大阪市内の下水処理場で始めた。大阪ガス子会社のＯＧＣＴＳ（大阪市中央区）やグループの月島テクノメンテサービス（東京都江東区）と組み、民設民営方式で２０年間の発電事業を行う。
処理場にはヤンマーエネルギーシステム製の出力２５キロワットのコージェネシステム３０台を設置。発電能力は７５０キロワット、年間発電量は約５５０万キロワット時を見込む。発電に伴う廃熱は消化槽の加温に利用する。月島機械グループとＯＧＣＴＳは今後同市内の処理場３カ所でも消化ガス発電事業を計画し、４カ所合計で４０９０キロワットの発電能力、年間約２５８０万キロワット時の発電を想定する。
下水処理場で使われる電力は国内全体の年間電力使用量の約０・７％を占めるとされ、処理場での消費エネルギーの抑制も重要だ。国土交通省が１４年に定めた「新下水道ビジョン」では、下水道で消費するエネルギーを約１割削減する目標を掲げている。
省エネ技術と組み合わせ
下水道施設の中でも電力消費が大きい水処理の工程で省エネ技術の開発に乗り出したのはクボタだ。東芝と共同で、膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ）を用いた下水処理システムの電力使用量の削減を目指す。高度処理に使われるＭＢＲシステムは従来の重力沈降による活性汚泥法に比べ設置スペースを取らず、水質の高い処理が可能。既設設備を収容する土木構造物を活用できるため老朽化設備の改築・更新に有用で、小規模の処理場を中心に導入されてきた。
ただ、膜分離装置や反応タンクに空気を供給する送風機の電力使用量が水処理施設全体の９割以上を占めており、中規模・大規模の処理場に普及させるためには電力使用量の削減が不可欠だ。
そこで東芝のビッグデータ（大量データ）解析技術を利用し、各下水処理場の運転状況に応じて供給する空気の量を制御する技術を確立し、膜分離装置との組み合わせにより年間電力使用量を従来比５０％削減する計画だ。名古屋市内の処理場で実証実験を進めている。
メンテナンス性の高さが重要に
日立造船は撹拌（かくはん）状態を維持したまま空気供給が可能な装置「ドラフトチューブエアレーター（ＤＴＡ）」で省エネを提案する。同社は日本下水道新技術機構の省エネ型反応タンク撹拌機の導入促進に関する共同研究に参画し、研究成果は技術マニュアルで紹介された。
新明和工業も１０月に発売する現行比最大４０％の使用電力削減が可能な水中ミキサーや、従来の水中モーター撹拌機に比べ低動力の縦型撹拌機で省エネを促進する。同撹拌機は反応タンクの上部に駆動装置を設置して保守点検をしやすくした。
財政面の制約に加えベテラン職員の退職など人手不足から「メンテナンス性が高い装置が重宝されている」（小森勲流体事業部事業企画部担当部長）とし、こうしたニーズへの対応を強化しつつ更新需要を取り込む。
（文＝大阪・窪田美沙）
2016/09/25
2016年9月25日掲載
農業用水路などの水の流れを利用する「マイクロ水力発電」の見学会と勉強会が２４日、愛媛県西条市安用の「まんがら農園」付近一帯であり、市内外の農家ら約２０人が発電装置の仕組みや再生可能エネルギーの展望などを学んだ。
マイクロ水力発電を身近に感じてもらい、電力の自給自足につなげてもらおうと、県自然エネルギー利用推進協議会員で同農園を営む野満育朗さん（４３）が企画。新居浜工業高等専門学校（新居浜高専）の近藤康夫名誉教授（７８）を講師に招いた。
参加者は、近藤名誉教授が製作し、農園近くの用水路に設置した３種類の発電装置を見学。勉強会では、近藤名誉教授が写真やグラフを見せながら、「国内の小規模水力発電の適地は未利用で、全部合わせると原発１５基くらいの電力があるとされている」などと紹介した。
2016/09/23
経済産業省資源エネルギー庁が主催する「まちエネ大学」。
今年度も引き続き、滋賀県米原市で10月21日（金）から毎月1回、来年2月まで開催されます。
地域資源の活かし方、再エネ活用法、地域協働型事業の形成、事業化にむけたファイナンスなどが学べます。
【日程】
①10月21日（金）米原公民館（終了後、懇親会）
②11月11日（金）米原庁舎
③12月 2日（金）米原庁舎
④ 1月20日（金）米原庁舎
⑤ 2月17日（金）滋賀県文化産業交流会館（終了後、懇親会）
いずれも13:30開始予定です。
※第1回目の翌10月22日（土）には、米原市内の再エネ施設（水力・木室バイオマス）を見学するエクスカーションを行ないます。
詳細はFacebookまちエネ大学 滋賀・湖北スクール 放課後クラブをご参照ください。
https://www.facebook.com/113727049012944/
【申込方法】
●ホームページより：www.greenpower.ws/
●EメールもしくはFAXにて：
希望会場、氏名／所属、連絡先アドレス（携帯アドレス不可）を明記のうえ、まちエネ大学事務局まで事前にお申込みください。
Eメール：gpp@greenpower.ws
FAX：0467-55-9393
【問い合わせ先】：まちエネ大学事務局（株式会社TREE内）
050-3735-8600
主催：経済産業省資源エネルギー庁
協力：滋賀銀行、滋賀県、滋賀県米原市
企画・運営:まちエネ大学事務局（（株）TREE内）
2016/09/23
2016年9月23日掲載
小規模な水力発電を全国の水道施設に導入すれば、年間50億円以上の売電収入になることが、環境省と厚生労働省の調査で分かった。現在、小水力発電を導入している水道事業者は、全国で3%にすぎない。今回の調査結果は、水道事業者が小水力導入を検討するうえで参考になる。
小水力発電事業は、上下水道施設のほか、河川や砂防ダム、農業用水路、ダムの放流口などで、水の落差と一定の流量のある場所であれば導入できる。特に水量が安定している水道施設は、小水力発電を導入できる可能性が高いと言われている。
水道のなかでも導水、送水、配水施設では、標高の高い場所から低い場所へ水を流す場合に、その圧力差がエネルギーとして利用されずに失われている例が多い。例えば、ダムから取水して浄水場に導水するケースなどだ。落差によって生じる高い水圧を抑えるために、途中に配水池を設けて、圧力を抜いている。
厚生、環境の両省が水道施設における小水力発電の導入可能性を調査したところ、全国1500以上の水道事業者が持つ施設のうち、発電が可能な候補地は563カ所あった。発電出力の総量は1万9000kWに上る。
電力量に換算すると年間1億5800万kWh。総務省の統計では、1世帯が1年間に使用する平均電力消費量は5000kWh弱なので、3万世帯ほどの電力を賄える量だ。
全量を再生可能エネルギーの固定価格買取制度に基づいて売電した場合、2015年度の水力発電の調達価格を用いると、年間54億円になる。
将来は20kW未満でも導入可能に
両省はさらに、既存の発電技術で採算が合うとされる20kW以上の出力のある場所を詳細に調査。その結果、全国で274地点あることが判明した。
ただし近年では、20kW未満しか発電できない候補地でも、小水力発電を導入できるような技術開発が進んでいる。例えば、環境省が13年度から試験的に導入している「管路用マイクロ水力発電システム」はその一つだ。
安価な磁石や汎用性の高いポンプを使って、部品を標準化することでコストを低減。そのほか、発電機と制御装置を一体化して、配管上に配置できるコンパクトな発電機が開発されている。
既に富山県南砺市の森清配水池や福島県相馬市の大野台浄水場、神戸市水道局の福谷中層配水池などで実証実験を開始。10kW以下の超小型のマイクロ水力発電システムの開発を目指し、研究を進めている。
国や都道府県認可の水道事業者は、全国に1800以上いる。環境省は厚労省と連携して16年度に、「上水道システムにおける省CO2促進モデル事業」に予算24億円を計上した。水道施設の小水力発電を後押ししている。
真鍋 政彦 ［日経コンストラクション］
2016/09/21
2016年9月21日掲載
精密機器製造、販売のＮＴＮ（大阪市、大久保博司社長）は、既存の用水路の壁面に設置できる小水力発電装置「ＮＴＮマイクロ水車」を開発した。２０日までに、須賀川市守屋の新安積疏水の水路で実証実験を行い、水車の発電性能や水路への影響などを調べた。
出力１００キロワット以下はマイクロ水力発電と呼ばれる。同社は「低炭素化社会の実現につながってほしい」とマイクロ水車に願いを込める。
地元の市議や関係者から、「地域振興につなげてほしい」との要望を受けた同社が復興の一助になればと、水流の安定している同市で実証実験を行った。従来の水力発電は、水位の落差を利用するもので、大がかりな工事が必要だった。マイクロ水車は重さ約１５０キロで簡単に設置でき、自然の水流をせき止めずに発電できることが特長。
マイクロ水車は独自のプロペラの形状で、水の流れのエネルギーを効率良く電力に変換する仕組みを持つ。プロペラは先端部分に厚みを持たせたほか、角度を付けるなどして直列に並べた時、水流への抵抗が少なくなるよう工夫した。
実証実験では、約１００メートルの用水路に最大１０基のマイクロ水車を並べた。翼径９０センチのモデルでは、流速毎秒２メートル時に１キロワット発電できる計算となった。１日当たり１基で２４キロワット時の発電ができ、一般家庭２世帯分の電力に相当する。
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