산과 강에 혜택을 받고 있는 군마(群馬, Gunma) 현에서 새로운 수력 발전의 대처가 진행되고 있다. 세계 최대급 양수식에 의한 발전소의 건설 현장 근처에서는 댐의 물을 사용한 소수력 발전이 시작되었다. 그리고 태양광과 바이오매스의 발전 설비도 증가하기 시작하여 세 가지 종류의 재생 가능 에너지가 확대 중이다.

일본의 하천 중 유역이 가장 넓은 것은 간토(關東, Kanto)의 북부를 흐르는 도네가와 유역이다. 태평양으로 연결되는 거대한 강의 상류로 거슬러 올라가면 정상에는 군마 현의 산악 지대가 있다.

지류를 포함하면 군마 현의 거의 전역에 도네가와의 풍부한 물이 흘러 댐이나 용수로가 많이 설치되고 있다. 군마 현에 따르면 현 내에는 수력 발전소가 76개소나 있다. 재생 가능 에너지의 도입량을 봐도 소수력 발전이 압도적으로 많아 일본 전국에서 4번째 규모로 확대되고 있다.

지금부터 4년 정도 전에 건설 중지가 결정되어 화제가 된 `얀바(八ツ場, Yanba) 댐`의 공사 현장도 군마 현의 도네가와 유역에 있다. 최근 들어 공사 재개를 향한 움직임이 시작된 것 같지만 그 밖에도 새로운 수력 발전의 프로젝트가 대규모부터 소규모까지 도네가와의 수자원을 활용하는 형태로 순조롭게 진행되고 있다.

그 중에서도 규모가 큰 것은 `간나가와(神流川, Kannagawa) 발전소`이다. 도쿄(Tokyo) 전력이 1997년에 건설을 개시하여 2015년도 이후에 완성될 것으로 전망하는 장기의 대형 프로젝트이다. 이 수력 발전소는 `양수식`이라고 부르는 타입으로 야간의 잉여 전력을 사용하여 하류 댐으로부터 상류 댐으로 물을 퍼 올려 전력 수요가 많은 시간대에 방류해 발전한다.

이미 2기의 발전기가 운전을 개시하고 있고 계획하는 6기 모두 가동하면 발전 능력은 282만 kW에 이른다. 일본 국내에서는 최대의 수력 발전소가 되어 양수식으로서는 세계에서도 최대급의 규모가 될 예정이다. 그리고 원자력 발전소에서 유일하게 가동하고 있는 간사이(Kansai) 전력의 오오이(大飯, Ooi) 발전소가 2기로 236만 kW이다.

실제로 발전소의 스케일도 크다. 상부와 하부에 있는 2개의 댐을 잇는 물의 도관은 직경 6.6미터로 길이는 약 1킬로미터에 이른다. 물이 흐르는 고저차(高低差)는 약 650미터로, 지하에 설치한 6기의 발전기가 수류로부터 전력을 만들어 내는 구조이다.

양수식의 수력 발전은 화력 등에 의한 잉여 전력을 이용하여 물을 퍼 올리기 때문에 통상 재생 가능 에너지라고는 간주하지 않는다. 간나가와 발전소의 근처에서는 다른 수류를 사용하여 소수력 발전 발전도 실시하고 있다. 2011년 11월 도쿄 전력이 운전을 개시한 `도라오우(虎王, Toraou) 발전소`이다.

댐의 상류에서 간나가와 발전소를 우회하는 수로를 만들어 일정량의 물을 계속 흘리고 발전기를 돌린다. 발전 규모는 270 kW로 작기는 하지만 양수식과 달리 항상 발전할 수 있는 점이 장점이다. 연간의 발전량은 160만 kWh로 전망되며 일반 가정 약 450세대 분의 전력을 공급할 수 있다.

최근에는 댐에 저장된 물의 일부를 흘려 하류의 환경을 보호하는 것이 의무화되고 있다. 기존에는 방류하는 것만으로 발전에 사용되지 않았지만 이용가치가 높은 재생 가능 에너지로서 소수력 발전 발전을 도입하는 사례가 많아졌다. 댐이 있는 장소에서는 반드시 적용할 수 있기 때문에 지금부터 수많은 댐의 주변에 적용되고 있다.

군마 현에서는 2013년 1월 `전원(電源) 군마 프로젝트`를 시작하였다. 풍부한 물에 이어 태양광과 바이오매스를 활용한 발전 설비를 조기에 확대하는 것이 목적이다. 특히 지자체나 민간 기업이 소유하고 있는 시설이나 유휴지를 발전 사업자와 매칭시키는 것에 노력하고 있다.

그 선행 사례가 되는 것이 현 중부에 있는 신토무라(榛東村, Shintomura)의 `소프트뱅크 신토 솔러 파크`이다. 마을이 소유하는 3만 6,000평방미터의 토지에 2.4 MW(메가와트)의 태양광 발전 설비를 도입하여 2012년 7월부터 운전을 개시하였다. 이것을 계기로 2013년에 들어가고 나서 각지에서 메가 솔러의 건설 계획이 시작되고 있다.

바이오매스 분야에서도 대규모 발전소가 움직이기 시작하였다. 군마 현을 대표하는 하루나산(榛名山, Harunasan)의 기슭에서 2011년 9월에 `아즈마(吾妻, Azuma) 목질 바이오매스 발전소`가 발전을 개시하였다.

현 내를 중심으로 연간 약 13만 톤의 목질 자원을 집약하여 연료로 이용한다. 발전 능력은 13.6 MW로, 목질 바이오매스만을 연료로 사용하는 발전 설비로서는 일본 국내 최대 규모가 된다. 연간 발전량은 8,500만 kWh에 이르러 일반 가정 2만 4,000세대 분에 달하는 대량의 전력을 공급할 수 있다.

군마 현은 2021년도까지 바이오매스의 이용률을 큰 폭으로 향상시키는 10년 계획을 실행 중이다. 농업·축산·목질·식품·배수의 5개 항목으로 미이용의 자원을 분석하고 연료 등에 재이용하는 시책을 진행시키고 있는 중이다. 그 중에서도 축산 자원과 목질 자원의 이용 가능량이 많아 축산업이나 임업과 제휴한 재생 가능 에너지의 도입 프로젝트가 산간부를 중심으로 폭넓게 적용되고 있다고 한다.

 

 

 

[원문보기]

 

 

日本の河川の中で流域が最も広いのは、関東の北部を流れる利根川だ。太平洋につながる巨大な川を上流にさかのぼると、最後は群馬県の山岳地帯にたどり着く（図1）。支流を含めると群馬県のほぼ全域に利根川の豊富な水が流れ、ダムや用水路が数多く設けられている。

 図1　利根川の流域と主なダム（画像をクリックすると拡大）。出典：国土交通省関東地方整備局

　

群馬県庁によると、県内には水力発電所が76か所もある。再生可能エネルギーの導入量を見ても小水力発電が圧倒的に多く、全国で4番目の規模に拡大している（図2）。

 
図2　群馬県の再生可能エネルギー供給量。出典：千葉大学倉阪研究室、環境エネルギー政策研究所

　

今から4年ほど前に建設中止が決まって話題になった「八ツ場（やんば）ダム」の工事現場も群馬県の利根川流域にある。最近になって工事再開に向けた動きが始まったようだが、ほかにも新しい水力発電のプロジェクトが大規模から小規模まで、利根川の水資源を活用する形で着々と進んでいる。

　中でも規模が大きいのは「神流川（かんながわ）発電所」である。東京電力が1997年に建設を開始して、完成は2015年度以降を見込む長期の大型プロジェクトだ。この水力発電所は「揚水式」と呼ばれるタイプで、夜間の余剰電力を使って下のダムから上のダムに水をくみ上げ、日中の電力需要が多い時間帯に放流して発電する（図3）。

 
図3　「神流川発電所」の揚水発電に利用する2つのダムのうちの下部ダム。出典：東京電力

　

すでに2基の発電機が運転を開始していて、計画する6基すべてが稼働すると発電能力は282万kWに達する。国内では最大の水力発電所になり、揚水式としては世界でも最大級の規模になる予定だ。ちなみに原子力発電所で唯一稼働している関西電力の大飯発電所が2基で236万kWである。

　実際に発電所のスケールも大きい。上部と下部にある2つのダムをつなぐ水の導管は直径6.6メートルで、長さは約1キロメートルに及ぶ。水が流れる高低差は約650メートルもあって、地下に設置した6基の発電機が水流から電力を作り出す仕組みだ。

　ただし揚水式の水力発電は火力などによる余剰電力を利用して水をくみ上げるために、通常は再生可能エネルギーとはみなされない。神流川発電所のすぐ近くでは別の水流を使って小水力発電も実施している。2011年11月に東京電力が運転を開始した「虎王（とらおう）発電所」である（図4）。

　ダムの上流から神流川発電所を迂回する水路を造り、一定量の水を流し続けて発電機を回す。発電規模は270kWと小さいものの、揚水式と違って常に発電できる点がメリットだ。年間の発電量は160万kWhを見込み、一般家庭で約450世帯分の電力を供給することができる。

 
図4　「虎王発電所」の小水力発電設備。出典：東京電力

　

最近ではダムに貯めた水の一部を流して下流の環境を保護することが義務づけられている。従来は放流するだけで発電に使われることはなかったが、利用価値の高い再生可能エネルギーとして小水力発電を導入する事例が増えてきた。ダムがある場所では必ずと言ってよいほど実現できるため、これから数多くのダムの周辺に広がっていくだろう。

　群馬県では2013年1月に「電源群馬プロジェクト」をスタートさせた。豊かな水に加えて太陽光とバイオマスを活用した発電設備を早期に拡大することが目的だ。特に自治体や民間企業が所有する施設や遊休地を発電事業者とマッチングさせることに力を注ぐ。

　その先行事例になったのが、県の中部にある榛東村（しんとうむら）の「ソフトバンク榛東ソーラーパーク」である（図5）。村が所有する3万6000平方メートルの土地に、2.4MW（メガワット）の太陽光発電設備を導入して2012年7月から運転を開始した。これを皮切りに2013年に入ってから各地でメガソーラーの建設計画が始まっている。

 
図5　「ソフトバンク榛東ソーラーパーク」。出典：SBエナジー

　

バイオマスの分野でも大規模な発電所が動き出した。群馬県を代表する榛名山（はるなさん）のふもとで、2011年9月に「吾妻（あがつま）木質バイオマス発電所」が発電を開始した（図6）。県内を中心に年間に約13万トンの木質資源を集約して燃料に利用する。

　発電能力は13.6MWもあり、木質バイオマスだけを燃料に使う発電設備としては国内有数の規模になる。年間の発電量は8500万kWhに達し、一般家庭で2万4000世帯分にのぼる大量の電力を供給することができる。

 
図6　「吾妻木質バイオマス発電所」。出典：吾妻バイオパワー

　
群馬県は2021年度までにバイオマスの利用率を大幅に向上させる10年計画を実行中である。農業・畜産・木質・食品・排水の5項目で未利用の資源を分析して、燃料などに再利用する施策を進めているところだ。中でも畜産資源と木質資源の利用可能量が多く、畜産業や林業と連携した再生可能エネルギーの導入プロジェクトが山間部を中心に広がりつつある。