- 분산형 전력 125만 kW -

오사카부는 원자력발전의 의존도를 저하시키기 위해 에너지의 자급자족을 추진한다. 태양광과 폐기물에 의한 발전설비를 중심으로 분산형 전력원을 125만 kW 이상으로 증가시킬 방침이다. 호수 및 바다의 수면 위에도 태양광 패널을 전개하면서 도시부에서는 폐기물을 이용한 바이오가스 발전을 확대해 나간다.

도쿄 및 오사카 등 대도시권에는 자연에너지 자원이 적은 반면에 생쓰레기를 비롯한 대량의 폐기물이 매일 넘처나고 있다. 이러한 도시부에서 재생가능 에너지를 이용한 발전설비가 오사카만의 공업지대에서 8월에 운전을 개시하였다. 인근 지역을 중심으로 폐기물의 재활용 사업을 취급하는 리마테크가 건설한 바이오가스 발전 플랜트이다. 1일 17톤에 달하는 식품폐기물을 발효시켜 만든 바이오가스를 연료로 사용한다. 가스엔진발전기에서 250kW의 전력을 공급하면서 발전에 따른 폐열을 사용하여 85도의 온수도 만들 수 있다. 바이오가스를 연료로 한 코제너레이션(열전공급) 시스템으로 온수는 식품폐기물 발효에 이용된다. 생물유래의 바이오매스를 활용한 에너지가 효율적으로 순환하는 구조이다.

이 발전플랜트는 공업지대에 있는 주차장의 용지에 건설하였다. 부지면적은 1000평방미터 정도로 충분하므로 넓은 공터가 없는 도시부에서도 건설하기 쉽다. 1일 24시간 연속운전으로 연간 300일 가동을 계속하면 발전량은 180만kWh가 된다. 일반가정 사용량(연간 3600kWh)으로 환산하여 500세대분에 해당한다. 지금까지는 처분해 왔던 식품폐기물에서 새로운 에너지가 생기는 체제로 바뀌었다.

폐기물에서 바이오매스를 만들어내는 구조는 하수처리장에서도 추진되고 있다. 하수를 처리하는 과정에서 발생하는 대량의 슬러지를 줄이기 위하여 슬러지를 발효시켜 바이오가스(하수처리에서는 “소화가스”로 불린다)를 생성하는 방법이 일반적이다. 종래에는 바이오가스를 연소한 열로 온수를 만들어 슬러지의 발효에 이용하였으나, 최근에는 발전설비를 도입하여 전력을 공급하는 사례가 늘어났다.

오사카시는 시내 4개소의 하수처리장에 바이오가스 발전 설비를 도입한다. 발전능력은 4개소를 합하면 4MW가 된다. 연간 발전량은 2,580만kWh으로 예상되며, 7,100세대분의 전력을 만들 수 있다. 2017년 4월에 4개소에서 일제히 운전을 개시할 예정이다.

오사카시는 발전설비의 건설에서 운영까지 민간사업자에 위탁하였다. 오사카가스 그룹회사 등이 사업자가 되어 발전한 전력은 고정가격매수제도로 판매한다. 오사카시는 발전설비의 토지사용료와 소화가스 이용료를 얻을 수 있으며, 발전 시 폐열로 만든 온수를 공급받을 계획이다. 지금까지는 하수처리장 속에서만 이용해 온 바이오가스가 지역을 순환하는 재생가능에너지로서 널리 사용되었다.

폐기물을 주체로 오사카부의 바이오매스 발전은 급속히 확대 중이다. 고정가격매수제도의 인정을 받은 발전설비 규모는 전국에서 제3위에 들어간다. 한편으로 태양광발전도 증가되었으나 건설장소는 통상적인 토지에 한정되지 않는다. 공터가 적은 문제를 극복하기 위하여 연못과 바다 위에서도 태양광 패널을 설치하여 발전설비를 증가시킨다.

오사카부는 전국에서 두 번째로 면적이 작으나 농업용 연못은 1만개소 이상이다. 특히 농업이 활발한 중부에서 남부에 걸쳐 많이 위치하고 있다. 그 중에서도 면적이 넓고 정방형에 가까우며, 태양광발전에 안성맞춤인 연못이 있다. 기시와다시의 “호우지연못(傍示池)”에는 만수 시에 1만 6000평방미터의 수면이 펼쳐져 있다. 이 사각형 연못에 4,000장의 태양광 패널이 떠 있다. 주택 제조사 중 대기업인 다이와하우스그룹이 연못의 수면을 빌려 2015년 8월에 발전을 개시하였다. 발전능력은 1MW로 오사카부에서는 최초의 수상 메가솔라이다. 연간 발전량은 120만kWh로 예상되며, 330세대분의 전력이 된다. 다이와하우스그룹은 연못의 사용료에 추가로 전력판매 수입의 일부를 오사카부와 기시와다시에 기부하여 지역의 환경보전에 공헌하고 있다.

호우지연못의 메가솔라를 건설하는 데는 사전에 태양광패널을 띄우기 위한 부유체와 받침대를 시험제작하여 발전량과 방수성을 검증하였다. 수상에서 메가솔라가 가동되었으므로, 앞으로는 실증데이터를 취하면서 개량해 나갈 것이다.

부유식 태양광발전 설비는 연못의 수면에만 그치지 않는다. 해수 위에서도 태양광패널을 띄우는 것이 가능하다. 오사카만 안에 있는 2개소의 저목장의 해수면을 사용하여 2014년부터 오사카부의 실증실험이 시작되었다. 해수의 경우에는 연못과 달리 태양광패널과 받침대에 염수가 닿는다. 금속은 녹이 슬기 때문에 지역의 삼림에서 발생하는 간벌재를 이용하여 받침대를 만들었다. 그리고 태양광패널에도 내염성이 있는 산업용 제품을 채용하였다. 부유체 위에는 파워콘디셔너도 탑재되어 있으나, 배선부분을 커버로 덮는 등 대책을 세웠다. 2개소의 실증실험을 통하여 발전량과 염해의 영향을 검증하면서 실용화 가능성을 검토하는 단계이다.

물과 관련 있는 장소를 이용한 태양광발전은 다른 장소에서도 시작되었다. 평야부의 동쪽에 위치한 동오사카시에서는 평탄한 토지가 많으므로 큰 비가 내리면 홍수가 발생하기 쉽다. 홍수대책으로서 넘치는 강물을 저장하는 치수용 녹지가 있다.

동오사카시를 흐르는 온찌강(恩地川)을 따라 펼쳐진 “온찌강 치수녹지”의 일각에 발전능력 2MW 의 메가솔라가 2015년 6월에 운전을 개시하였다. 연간 발전량은 330만kWh를 예상하고 있으며, 900세대분의 전력을 공급할 수 있다. 재해시에는 태양광으로 발전한 전력을 주민이 이용할 수 있도록 비상용 콘덴서와 이동식 축전지도 갖추고 있다. 이 메가솔라는 오사카부가 에너지 자급자족을 추진하는 첫 번째 프로젝트로 사업자를 공모하여 실시하였다. 오사카부는 토지 사용료로서 연간 약 1700만 엔을 받는 한편 홍수가 발생한 경우의 손해는 사업자가 부담하는 조건이다.

오사카부는 2020년도까지 태양광발전으로 90만kW의 공급력을 확보하는 것을 목표로 한다. 그리고 가스 코제너레이션을 중심으로 분산형 전원을 30만kW, 폐기물발전 등에서 5만kW 이상을 공급할 수 있도록 할 방침이다. 합계 125만kW 이상의 발전설비를 지역 내에 전개하여 원자력발전에 의존하지 않는 전력공급체제를 강화해 나갔다.

(그림 1) 바이오가스발전 플랜트의 처리 흐름
(그림 2) 바이오가스를 이용한 순환형 사회시스템
(그림 3) “DREAM Solar 플롯1호”의 전경

 

[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2015년 10월 22일]