~ 농업용수로 및 수도설비를 활용 ~

야마가타현에는 태양광에서 바이오매스까지 재생가능 에너지의 자원이 풍부하다. 최근에는 소수력발전 개발 프로젝트가 급속하게 확대되었다. 산간부에서 평야로 흐르는 농업용수로를 활용할 수 있으며, 정수장 등 수도설비에도 발전기를 도입하여 다양한 방식으로 전력의 자급자족을 추진 중이다. 도호쿠지방에는 전국 논의 약 30%가 있다. 산에서 평야에 위치한 농업용수로에는 대량의 물이 흐르고 있어 소수력발전의 최적지이다. 야마가타현은 후쿠시마현 다음으로 소수력발전의 도입 잠재력이 있어 대규모 화력발전소에 필적하는 75만 kW의 잠재량을 가지고 있다.

농림수산성이 추진하는 소수력발전 도입 프로젝트도 야마가타현 내에 많이 모여 있다. 농업용수로의 관리시설에 수력발전기를 도입하여 발전한 전력을 자가소비 또는 전력회사에 판매한다. 미이용 재생가능 에너지를 활용하여 농업용수로의 유지관리비를 경감하는 것이 목적이다. 대표적인 사례가 2014년 11월에 운전을 개시한 ‘노가와소수력발전소’이다. 현 남부의 나가이시를 흐르는 아키타마노강에서 분기한 농업용수로에 건설하였다. 풍부한 수량을 활용하여 2기의 수차발전기를 병렬로 설치하여 최대 198kW의 전력을 공급할 수 있다.

봄부터 가을에 걸쳐 논에 대량의 물을 공급하는 관개시기에는 수량이 증가하기 때문에 최대 매초 4.4입방미터를 발전에 이용할 수 있다. 연간 발전량은 108만 kWh를 상정하고 있다. 일반가정 사용량(연간 3,600kWh)으로 환산하면 300세대분에 해당한다. 농업용수로에서 발전한 전력을 고정가격매입제도로 판매한다. 출력이 200kW 미만의 소수력발전의 매입가격은 1kWh당 34엔(세금 제외)이 되기 때문에 연간 전력판매 수입은 3,670만 엔으로 예상된다. 건설비는 4억 4,000만 엔 소요되었지만, 운전유지비를 더해 15년 정도에 회수할 수 있다.

현 남부의 요네자와시에서도 농업용수로를 활용한 소수력발전의 도입계획이 추진되고 있다. 농업용수로에 물을 공급하는 댐을 포함하여 광범위하게 설비를 보수하는 프로젝트의 일환으로 실시한다. 2군데에 소수력발전소를 건설할 예정이며, 그 중 ‘미사쿠바댐’에 설치하는 발전설비의 규모가 크다. 미사쿠바댐은 취수탑에서 물을 끌어 올려 농업용수로에 흘린다. 최대 매초 20평방미터에 이르는 대량의 물이 50미터의 높이에서 흐른다. 이 수력을 이용하여 755kW의 전력을 공급한다. 연간 발전량은 348만 kWh를 상정하고 있으며, 2016년 4월에 운전을 개시할 예정이다 .

또 하나 건설하고 있는 소수력발전소도 같은 시기에 운전을 개시하여 2군데 합계로 연간 발전량은 400만 kWh에 이른다. 이것은 요네자와 평야의 농업용수로 관리시설에서 소비하는 전력량과 거의 동등하다. 발전소를 운영하는 요네자와 토지개량지구에서는 전력회사에 전력판매를 한 후 관리시설에서 필요한 전력을 구입하는 대체공급방식을 채용할 방침이다. 이 방식에서도 고정가격매입제도로 전력을 판매할 수 있다.

농업용수로뿐만 아니라 지자체가 운영하는 수도시설에서도 소수력발전의 도입이 활발하게 추진되고 있다. 야마가타현의 해안측에 펼쳐진 광역수도에는 2군데의 정수장과 3군데의 양수장이 있다. 정수장에서 지역별로 공급하는 물의 유량을 도중에 조정하는 시설이 양수장이다. 3군데 중 유량이 많은 양수장에 소수력발전 설비를 도입하여 2014년 11월에 운전을 개시하였다. 정수장에서 양수장까지 사이에 69미터의 낙차가 있어 최대 매초 0.39입방미터의 물이 흐르고 있다. 이 수력을 사용하여 199kW의 전력을 공급할 수 있으며, 연간 발전량을 170만 kWh로 예상하고 있다. 연간 전력판매 수입은 5,800만 엔이며, 예상한데로 발전할 수 있으면 건설비인 3억 엔을 10년 이내에 회수할 수 있다.

한편 내륙지역에 있는 야마가타시에서는 시내에 있는 2군데의 정수장 중 하나에 소수력발전 설비를 도입하였다. 수원이 되는 표고 573미터의 댐으로부터 시가지인 표고 221미터의 정수장까지 도중에 4군데에서 수압을 낮추면서 도수관으로 물을 흘리고 있다. 마지막 4번째 감압지점에서 정수장까지 77미터의 낙차를 이용하여 발전하는 방식이다. 발전능력은 140kW로 2014년 9월에 운전을 개시하였다. 연간 발전량은 100만 kWh이며, 정수장에서 소비하는 전력을 모두 충당할 수 있다. 연간 약 1,000만 엔의 경비삭감이 가능하며, 잉여전력의 판매수입이 70만 엔 정도가 된다. 정수장에서 자가발전할 수 있으면, 정전이 발생하더라도 수도 공급을 지속할 수 있다. 농업용수로와 수도설비를 합쳐 야마가타현 내에는 재해 후에 5군데의 소수력발전소가 운전을 개시하고 있다. 정수장과 양수장 2군데씩이며, 농업용수로로는 노가와소수력발전소가 최초 사례이다. 5군데를 합하면 연간 발전량은 440만 kWh에 이르며, 일반가정 1,200세대분의 전력을 공급할 수 있다.

그림 1. 소수력발전소의 외관(상), 설비구성(하)
그림 2. 소수력발전소의 건설계획(상), 전경(하)
그림 3. 양수장에 도입한 소수력발전설비

 

[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2015년 5월 29일]