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小水力発電で全国第2位、農業用水から下水までエネルギーに：エネルギー列島2013年版（18）富山

大規模な水力発電所が数多く稼働している富山県で、新しい小水力の発電設備が相次いで動き始めている。農業用水路や下水処理場で導入が進む一方、電力会社は既存の発電所を生かして設備の増強に取り組む。民間企業を中心にメガソーラーの建設計画もようやく広がってきた。

» 2013年07月30日 09時00分公開

[石田雅也，スマートジャパン]

　岐阜県から富山県へ流れる庄川の流域は雨と雪が多く降ることから、かんがいのための用水路が両岸に設けられている。その用水路の水流を活用した「庄（しょう）発電所」が2012年9月に稼働を開始した。富山県の企業局が農業用水路に設置した2つ目の小水力発電所である。

　用水路から取り込んだ水を使って水車を回す設備で、5.1メートルの落差を生かして190kWの電力を作ることができる（図1）。小さい落差でも発電できるように、水車と発電機が一体になった設備を採用した。年間の発電量は132万kWhを見込み、約400世帯分の電力使用量に相当する規模になる。

図1　「庄発電所」の外観と発電設備。出典：富山県企業局

　このような用水路の水流を活用した小水力発電は最近になって全国各地で広がっている。特に多いのは農業用水路を利用したもので、自治体では富山県が先行した。2009年12月に運転を開始した「仁右ヱ門（にえもん）用水発電所」が全国の自治体で初めての事例だ。

　発電所の規模は庄発電所よりも大きく、発電に使う水流の落差は24メートルある（図2）。水車と発電機は分かれていて、最大460kWの発電能力がある。年間の発電量は346万kWhと庄発電所の約3倍に達する。それでも取水用と放水用の設備を含めて工事は6カ月で完了した。

図2　「仁右ヱ門用水発電所」の外観と発電設備。出典：富山県企業局

　富山県内には2012年末の時点で小水力発電所が21カ所も稼働中だ。さらに3年後の2016年末までに30カ所以上に増やすことを計画している。2013年に入ってから運転を開始した新しい設備では、県西部の高岡市にある「二上（ふたがみ）浄化センター」の小水力発電がある。

　下水の処理水を川に流す施設に発電設備を導入して、わずか2メートルの落差を生かして10kWの発電を可能にした（図3）。年間の発電量は8万kWhで、一般家庭で20世帯分の電力になる。浄化センターの電力の一部に利用することで年間に74万円程度の電気料金を削減できる。設置費は3200万円かかっているが、半分を国の補助金でまかなった。

図3　「二上浄化センター」の外観と発電設備。出典：富山県下水道公社、富山県土木部

　自治体に加えて電力会社の取り組みも増えている。富山県には北陸電力のほかに関西電力の水力発電所もある。関西電力が運転している「黒薙（くろなぎ）第二発電所」に送り込む水流の一部を利用して、新たに小水力発電を2012年12月から開始した。

　古くからある水力発電所では、当初と比べて水量が大幅に増えているケースがある。より多くの水量を発電に利用するためには、既存の設備を入れ替えるか、水量の一部を別の発電設備に回すか、いずれかの方法をとるのが一般的だ。関西電力は後者の方法を採用して、「新黒薙第二発電所」を建設した。

　川から取り込んだ毎秒7.9立方メートルの水量のうち、1.7立方メートル分を新しい発電所に分岐させることで、1900kWの発電が可能になった（図4）。年間の発電量は約1200万kWhを見込み、同じ関西電力が大阪府で運営している1MW（メガワット）の「堺太陽光発電所」と同程度の発電量がある。

図4　「新黒薙第二発電所」の外観と水路。出典：関西電力

　一方で既存の設備のまま、発電量だけ増やせる場合もある。北陸電力が1954年から富山市内で稼働を続けている「神通川（じんつうがわ）第二発電所」では、長年にわたって発電能力を4万1000kWに固定して運転してきた。水量が増えてもダムから放流するだけで、発電には使ってこなかった。

　新たに試験を実施したところ、古い設備を変更しなくても、取り込む水量を増やすだけで発電能力が3000kWも増やせることを確認できた（図5）。発電量の増加分は年間に600万kWhにものぼり、通常のメガソーラーの約半分に匹敵する。小水力発電とは違う取り組みではあるが、未利用の自然エネルギーを効率的に活用した典型例と言える。