[일본] 하수센터에 바이오매스와 태양광 발전 도입
- 오키나와(Okinawa, 沖縄)의 하수도에서 바이오매스와 태양광 발전, 2개소의 정화 센터에 설치 -
일본 전국 지자체에서 하수처리장에 재생 가능 에너지를 도입하는 움직임이 활발하게 활동하고 있다. 오키나와 현은 본섬에 4개소가 있는 정화 센터 중 2개소에서 발전 프로젝트를 개시한다. 하수 처리로 발생하는 소화(消火) 가스를 사용하여 발전하는 것 외에 1개소에서는 태양광 발전도 실시할 계획이다. 2016년의 운전 개시가 목표이다.
오키나와 본섬에는 하수처리장이 9개소에 있어 주요한 정화 센터는 4개소라고 한다(<그림 1>). 처리 능력이 최대인 `나하(Naha, 那覇) 정화 센터`에서는 1984년부터 자가 발전에 임해 왔다. 남는 3개소 중 `기노완(Ginowan, 宜野湾)) 정화 센터`와 `구시카와(Gushigawa, 具志川) 정화 센터`에도 발전 설비를 도입하여 재생 가능 에너지를 확대할 예정이라고 한다.
발전에 이용하는 재생 가능 에너지는 하수처리의 과정에서 발생하는 소화 가스이다. 정화 센터에 모아진 하수는 침전지에서 오니를 분리하여 발효 처리한다. 이 때 발생하는 것이 소화 가스로 메탄이 주성분이기 때문에 발전용 연료로 사용할 수 있다.
이미 실시 중인 나하 정화 센터에서는 4기의 발전기로 합계 1.2 MW의 전력을 센터 내에서 소비하고 있다. 연간 발전량은 720만 kWh가 되어 센터 전체로 사용하는 전력량의 3분의 1 이상을 차지한다. 발전 시의 배열을 이용하여 온수도 공급할 수 있는 구조로 하였다고 한다.
새롭게 발전 설비를 도입하는 2개소의 정화 센터에서는 고정가격 매입 제도를 활용한 운영 방법으로 변경한다. 오키나와 현은 소화 가스와 토지를 제공하고 사업자로부터 이용료와 온수를 얻는 사업 개요이다(<그림 2>). 사업 기간은 고정가격 매입 제도에 맞추어 20년간이라고 한다.
오키나와 현은 발전 설비를 도입・운영하는 사업자의 공모를 8월 중에 개시한다. 11월까지 사업자를 결정하고 구시카와 정화 센터에서는 2016년 4월, 기노완 정화 센터에서는 2016년 10월에 운전을 개시할 예정이라고 한다. 구시카와 정화 센터에는 부지 내에 태양광 패널을 설치하여 소화 가스와 태양광에 의한 이중 발전을 실시한다.
1일당 소화 가스의 양은 기노완이 나하의 2분의 1 정도, 구시카와는 6분의 1 정도가 된다. 구시카와의 태양광 발전은 6,000평방미터의 용지를 제공하고 발전 능력은 299 kW 이상을 상정하고 있다. 오키나와 본섬에서는 300 kW 이상의 태양광 발전 설비의 경우에는 대형 축전지를 병설하는 등의 대책이 필요하게 되기 때문에 299 kW로 응모하는 것도 가능하게 되었다고 한다.
<그림 1> 오키나와 현의 하수처리장
<그림 2> 발전 사업의 개요(태양광과 소화 가스의 양쪽 모두를 실시하는 케이스)
<그림 3> (좌) `기노완 정화 센터` 전경 / (우) `구시카와 정화 센터` 전경
図1 沖縄県の下水処理場。出典：沖縄県土木建築部
沖縄本島には下水処理場が9カ所にあり、主要な浄化センターは4カ所だ（図1）。処理能力が最大の「那覇浄化センター」では1984年から自家発電に取り組んできた。残る3カ所のうち「宜野湾（ぎのわん）浄化センター」と「具志川（ぐしかわ）浄化センター」にも発電設備を導入して、再生可能エネルギーを拡大する。
発電に利用する再生可能エネルギーは、下水処理の過程で発生する消化ガスである。浄化センターに集められた下水は沈殿池で汚泥を分離して発酵処理する。この時に発生するのが消化ガスで、メタンが主成分であるため発電用の燃料に使える。
すでに実施中の那覇浄化センターでは4基の発電機で合計1.2MW（メガワット）の電力をセンター内で消費している。年間の発電量は720万kWhになり、センター全体で使用する電力量の3分の1以上を占める。発電時の排熱を利用して温水も供給することができる。
新たに発電設備を導入する2カ所の浄化センターでは、固定価格買取制度を活用した運営方法に変更する。沖縄県は消化ガスと土地を提供して、事業者から利用料と温水を得るスキームだ（図2）。事業期間は固定価格買取制度に合わせて20年間である。
図2 発電事業のスキーム（太陽光と消化ガスの両方を実施するケース）。出典：沖縄県土木建築部
沖縄県は発電設備を導入・運営する事業者の公募を8月中に開始する。11月までに事業者を決めて、具志川浄化センターでは2016年4月に、宜野湾浄化センターでは2016年10月に運転を開始する予定である。具志川浄化センターには敷地内に太陽光パネルを設置して、消化ガスと太陽光によるダブル発電を実施する。
1日あたりの消化ガスの量は、宜野湾が那覇の2分の1程度、具志川は6分の1程度になる。具志川の太陽光発電は6000平方メートルの用地を提供して、発電能力は299kW以上を想定している。沖縄本島では300kW以上の太陽光発電設備の場合には大型蓄電池を併設するなどの対策が必要になるために、299kWで応募することも可能にした。
図3 「宜野湾浄化センター」（左）と「具志川浄化センター」（右）の全景。出典：沖縄県土木建築部
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