群馬県地域新エネルギー詳細ビジョン

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1 地 域 新 エネルギー 省 エネルギービジョン 策 定 等 事 業 群 馬 県 地 域 新 エネルギー 詳 細 ビジョン マイクロ 水 力 発 電 及 び バイオマスエネルギー 利 用 の 詳 細 検 討 平 成 21 年 2 月 群 馬 県

2 群 馬 県 地 域 新 エネルギー 詳 細 ビジョン 目 次 第 1 章 ビジョン 策 定 の 背 景 と 目 的 ビジョンの 概 要 第 1 節 ビジョン 策 定 の 背 景 と 目 的 日 本 のエネルギー 事 情 日 本 のエネルギー 政 策 ビジョン 策 定 の 目 的 1-5 第 2 節 ビジョンの 概 要 実 施 期 間 ビジョンの 概 要 1-6 第 2 章 マイクロ 水 力 発 電 の 導 入 促 進 第 1 節 マイクロ 水 力 発 電 導 入 の 現 状 マイクロ 水 力 発 電 導 入 の 意 義 効 果 県 内 におけるマイクロ 水 力 発 電 導 入 の 現 状 2-2 第 2 節 マイクロ 水 力 発 電 導 入 マニュアル マイクロ 水 力 発 電 の 概 要 マイクロ 水 力 発 電 導 入 の 検 討 手 順 導 入 地 点 の 選 定 導 入 目 的 の 明 確 化 電 力 需 要 計 画 の 策 定 発 電 計 画 の 策 定 主 要 設 備 の 概 略 設 計 概 算 工 事 費 の 算 出 事 業 化 評 価 維 持 管 理 許 認 可 手 続 き 助 成 制 度 マイクロ 水 力 発 電 の 事 例 付 属 資 料 参 考 資 料 許 認 可 窓 口 関 係 機 関 2-92 第 3 節 モデル 地 区 におけるマイクロ 水 力 発 電 の 導 入 検 討 農 業 用 水 利 用 河 川 水 利 用 2-113

3 第 4 節 マイクロ 水 力 発 電 の 導 入 目 標 県 内 のマイクロ 水 力 発 電 の 導 入 状 況 導 入 目 標 導 入 推 進 方 策 第 3 章 畜 産 バイオマスエネルギー 利 用 の 促 進 第 1 節 家 畜 排 せつ 物 利 用 及 び 畜 産 バイオマスエネルギー 利 用 の 現 状 畜 産 バイオマスエネルギー 利 用 の 意 義 効 果 県 内 における 家 畜 排 せつ 物 利 用 及 び 畜 産 バイオマスエネルギー 利 用 の 現 状 3-3 第 2 節 家 畜 排 せつ 物 の 低 温 ガス 化 高 効 率 エネルギー 変 換 技 術 の 概 要 と 特 徴 バイオマスからのエネルギー 変 換 技 術 ( 従 来 技 術 ) 家 畜 排 せつ 物 の 低 温 ガス 化 高 効 率 エネルギー 変 換 技 術 ( 現 在 群 馬 県 内 で 研 究 開 発 している 技 術 ) 3-15 第 3 節 家 畜 排 せつ 物 の 低 温 ガス 化 高 効 率 エネルギー 変 換 技 術 の 畜 産 農 家 への 導 入 モデルの 検 討 モデル 地 区 の 選 定 モデル 地 区 における 事 業 化 の 検 討 総 括 事 業 化 に 向 けての 課 題 3-83 第 4 節 畜 産 バイオマスエネルギー 利 用 の 目 標 県 内 の 畜 産 バイオマスエネルギー 利 用 状 況 目 標 導 入 推 進 方 策 3-86 第 5 節 参 考 資 料 助 成 制 度 3-87 第 4 章 バイオディーゼル 燃 料 製 造 利 用 の 促 進 第 1 節 廃 食 用 油 の 回 収 及 びバイオディーゼル 燃 料 製 造 利 用 の 現 状 廃 食 用 油 の 回 収 及 びバイオディーゼル 燃 料 製 造 利 用 の 意 義 効 果 市 町 村 による 廃 食 用 油 の 回 収 及 び 県 内 におけるバイオディーゼル 燃 料 製 造 利 用 の 現 状 4-3 第 2 節 廃 食 用 油 の 回 収 及 びバイオディーゼル 燃 料 製 造 利 用 システムの 概 要 廃 食 用 油 の 回 収 及 びバイオディーゼル 燃 料 製 造 利 用 システムの 構 成 廃 食 用 油 の 回 収 システム バイオディーゼル 燃 料 の 製 造 システム バイオディーゼル 燃 料 の 利 用 システム 事 業 化 における 留 意 点 等 4-39

4 第 3 節 市 町 村 におけるバイオディーゼル 燃 料 製 造 施 設 新 設 モデルの 検 討 バイオディーゼル 燃 料 製 造 施 設 の 新 設 モデル 計 画 4-41 第 4 節 バイオディーゼル 燃 料 製 造 利 用 の 目 標 県 内 の 廃 食 用 油 の 回 収 及 びバイオディーゼル 燃 料 製 造 利 用 の 状 況 目 標 導 入 推 進 方 策 4-64 第 5 節 参 考 資 料 先 進 事 例 4-66 第 5 章 木 質 バイオマスエネルギー 利 用 促 進 の 参 考 資 料 第 1 節 赤 城 山 南 面 地 域 における 木 質 バイオマス 利 活 用 事 業 化 に 係 る 調 査 結 果 の 概 要 調 査 の 背 景 調 査 の 目 的 と 概 要 調 査 結 果 のまとめ 未 利 用 木 質 バイオマス 供 給 推 進 方 策 検 討 本 調 査 の 位 置 づけと 意 義 未 利 用 木 質 バイオマス 利 活 用 事 業 化 スケジュール 検 討 5-7 資 料 編 1 群 馬 県 地 域 新 エネルギー 詳 細 ビジョン 策 定 委 員 会 開 催 結 果 先 進 地 調 査 結 果 6-2 本 調 査 は 独 立 行 政 法 人 新 エネルギー 産 業 技 術 総 合 開 発 機 構 の 平 成 20 年 度 地 域 新 エネルギー 省 エネルギービジョン 策 定 等 事 業 の 補 助 により 実 施 しました

5 第 1 章 ビジョン 策 定 の 背 景 と 目 的 ビジョンの 概 要 第 1 節 ビジョン 策 定 の 背 景 と 目 的 1 日 本 のエネルギー 事 情 私 たちの 社 会 や 生 活 は 大 量 のエネルギーを 消 費 することにより 成 り 立 っている エネルギーを 生 み 出 すための 資 源 は 石 油 石 炭 天 然 ガスなどの 化 石 資 源 や 原 子 力 発 電 の 燃 料 としてのウラ ンなどで こうしたエネルギー 資 源 を 一 次 エネルギーという 日 本 で 供 給 される 一 次 エネルギーの 約 96%を 海 外 から 輸 入 している 一 次 エネルギーは 石 油 事 業 者 や 電 力 ガス 事 業 者 などによりガソ リンや 灯 油 電 気 都 市 ガス 等 の 使 い 易 い 二 次 エネルギーへと 転 換 されて 消 費 者 のもとへ 届 けられ 使 用 されている 日 本 に 供 給 される 一 次 エネルギーのうち 約 44%を 石 油 が 占 めており 昭 和 48 年 (1973)の 約 76 %をピークとしてその 割 合 は 低 下 してきているものの 他 のエネルギー 資 源 と 比 べ 依 然 として 最 大 の 割 合 を 占 めている また 石 油 の 用 途 は 他 のエネルギー 資 源 に 比 べ 広 い 範 囲 にわたり 私 たちの 生 活 や 社 会 にとって 石 油 は 必 要 不 可 欠 なエネルギー 資 源 である 日 本 の 高 度 経 済 成 長 をエネルギー 面 で 支 えたのは それ 以 前 の 石 炭 に 代 わって 大 量 に 安 価 で 供 給 されるようになった 石 油 である 日 本 は 安 価 な 石 油 を 大 量 に 輸 入 し 昭 和 48 年 (1973)にはエネル ギー 供 給 の 約 76%( 国 内 供 給 ベース)を 石 油 に 頼 っていた 昭 和 48 年 (1973)の 第 一 次 石 油 ショックによって 原 油 価 格 の 高 騰 と 石 油 供 給 途 絶 の 脅 威 を 経 験 した 日 本 は 省 エネルギーを 推 進 するとともにエネルギー 供 給 を 安 定 化 させるため 石 油 依 存 度 を 低 減 させ 石 油 に 代 わるエネルギーとして 原 子 力 や 天 然 ガスなどを 導 入 した 再 び 原 油 価 格 が 大 幅 に 高 騰 した 昭 和 54 年 (1979)の 第 二 次 石 油 ショックは 原 子 力 や 天 然 ガスの 導 入 新 エネルギーの 開 発 を 加 速 させた 現 在 の 石 油 依 存 度 は 国 内 供 給 ベースで 約 44%(LPGを 含 む)と 引 き 続 き 高 率 だが 第 一 次 石 油 ショック 当 時 の 約 76%に 比 べると かなり 低 減 している 石 油 の 代 わりに 原 子 力 ( 約 12%)と 天 然 ガス( 約 17%)が 増 加 しており エネルギー 源 の 多 様 化 が 図 られている 総 合 エネルギー 統 計 は 1990 年 度 以 降 の 数 値 について 算 出 方 法 が 変 更 されている 図 一 次 エネルギー 国 内 供 給 の 推 移 出 典 : エネルギー 白 書 2008 年 版 経 済 産 業 省 (H20.9) 原 典 : 総 合 エネルギー 統 計 資 源 エネルギー 庁 1 1

6 日 本 はかつての 国 産 石 炭 や 水 力 などの 国 内 天 然 資 源 エネルギーの 活 用 により 昭 和 35 年 (1960)に は 約 6 割 のエネルギー 自 給 率 を 達 成 していた しかし その 後 の 高 度 経 済 成 長 の 下 で 安 価 な 石 油 が 大 量 に 供 給 され 石 炭 から 石 油 への 燃 料 転 換 が 進 み 石 油 が 大 量 に 輸 入 されるとともに 石 炭 も 輸 入 中 心 へと 移 行 したこと 等 から エネルギー 自 給 率 は 大 幅 に 低 下 した 更 に 石 油 ショック 以 降 に 導 入 された 天 然 ガスや 原 子 力 の 燃 料 となるウランについてもほぼ 全 量 が 海 外 から 輸 入 されているため 平 成 17 年 (2005)のエネルギー 自 給 率 は 水 力 等 わずか4%である これは 諸 外 国 と 比 較 して 低 い 水 準 となっている このように 国 内 に 資 源 が 乏 しく エネルギーの 大 部 分 を 石 油 をはじめとする 海 外 の 化 石 燃 料 に 依 存 している 日 本 は 将 来 の 世 界 のエネルギー 情 勢 の 変 化 に 大 きく 影 響 される 可 能 性 がある 自 給 率 は 水 力 地 熱 国 産 石 炭 天 然 ガスなどの 比 率 であり ( ) 内 は 供 給 安 定 性 に 優 れた 原 子 力 を 含 んだ 値 図 日 本 のエネルギー 総 供 給 構 成 及 び 自 給 率 の 動 向 出 典 : エネルギー 白 書 2008 年 版 経 済 産 業 省 (H20.9) 原 典 :IEA Energy Balances of OECD Countries 年 には 世 界 のエネルギー 消 費 量 は 現 在 の1.6 倍 に 達 する 見 込 みであり その 増 加 分 の 約 半 分 は 発 展 途 上 のアジア 諸 国 によるものとされている 特 に 中 国 インドなどでは 今 後 の 経 済 成 長 に 伴 い 石 油 や 石 炭 天 然 ガスといった 化 石 燃 料 の 需 要 がますます 大 きくなると 予 想 されている 他 方 世 界 のエネルギー 供 給 可 能 量 ( 可 採 年 数 )は 現 在 の 消 費 ペースを 前 提 として 石 炭 は147 年 分 石 油 は40.5 年 分 天 然 ガスは63.3 年 分 と 見 込 まれている アジアを 中 心 とするエネルギー 需 要 の 急 増 などの 国 際 エネルギー 市 場 の 構 造 変 化 は 短 期 的 には 解 決 されないと 見 込 まれており 日 本 のエネルギーの 安 定 供 給 を 図 るためには グローバルかつ 長 期 的 な 視 点 に 立 って 様 々な 対 策 を 講 じていく 必 要 がある 1 2

7 図 世 界 の 石 油 需 要 の 見 通 し 出 典 : エネルギー 白 書 2008 年 版 経 済 産 業 省 (H20.9) 原 典 :IEA, World Energy Outlook ( 年 ) 石 油 天 然 ガス 石 炭 図 世 界 のエネルギー 資 源 の 推 定 可 採 年 数 出 典 : 世 界 エネルギー 統 計 2007(BP 統 計 ) また 世 界 的 に 深 刻 な 環 境 問 題 の 一 つに 地 球 温 暖 化 問 題 がある 将 来 の 地 球 規 模 での 気 温 上 昇 や 海 面 上 昇 などにより 食 料 供 給 や 居 住 環 境 などに 重 大 な 影 響 を 及 ぼす 恐 れがあると 予 測 されてい る このため 世 界 各 国 が 協 力 して 温 室 効 果 ガスの 排 出 を 抑 えようと 平 成 9 年 (1997)に 京 都 議 定 書 が 採 択 され 平 成 17 年 (2005)2 月 に 発 効 した その 中 で 日 本 は 温 室 効 果 ガス 全 体 を 平 成 20 年 (2008)から 平 成 24 年 (2012)の 平 均 値 で 平 成 2 年 (1990)に 比 べ6% 削 減 することとされて いる 1 3

8 2 日 本 のエネルギー 政 策 日 本 におけるエネルギー 政 策 の 基 本 的 な 方 針 を 定 めたのが 平 成 14 年 (2002)6 月 に 制 定 された エネルギー 政 策 基 本 法 である この 法 律 では 安 定 供 給 の 確 保 環 境 への 適 合 及 びこれら を 十 分 に 考 慮 した 上 での 市 場 原 理 の 活 用 というエネルギー 政 策 の 基 本 的 な 方 針 が 示 された 同 法 に 基 づき 策 定 された エネルギー 基 本 計 画 ( 平 成 15 年 (2003)10 月 策 定 平 成 19 年 (2007)3 月 改 定 )では 国 のエネルギー 政 策 における 新 エネルギーの 位 置 付 けを 次 のように 定 めている 新 エネルギーは エネルギーの 自 給 率 の 向 上 や 地 球 温 暖 化 対 策 に 資 するほか 分 散 型 エネルギー システムとしてのメリットも 期 待 できる 貴 重 なエネルギーである また 燃 料 電 池 を 始 めとして 大 きな 技 術 的 ポテンシャルを 有 する 分 野 であり その 積 極 的 な 技 術 開 発 を 進 めることは 経 済 活 性 化 にも 資 する さらに 風 力 発 電 や 太 陽 光 発 電 等 は 国 民 一 人 一 人 がエネルギー 供 給 に 参 加 する 機 会 を 与 えるものであり 非 営 利 組 織 の 活 動 等 を 通 じて 地 域 の 創 意 工 夫 を 活 かすことができるもので もある これまで 我 が 国 は 例 えば 太 陽 光 発 電 の 導 入 量 が 世 界 最 高 水 準 になるなど 一 定 の 実 績 を あげてきた 他 方 現 時 点 では エネルギー 変 換 効 率 や 設 備 利 用 率 も 上 がらないなど 競 合 するエネ ルギーと 比 較 してコストが 高 く 出 力 の 不 安 定 性 や 電 力 品 質 の 確 保 など 事 業 性 確 保 に 向 け 未 だ 多 く の 課 題 を 抱 えていることも 事 実 であり 一 次 エネルギー 供 給 の2% 程 度 を 占 めるに 止 まっている これらの 課 題 の 克 服 には 更 なる 技 術 開 発 等 の 進 展 が 必 要 である したがって 当 面 は 補 完 的 なエネルギーとして 位 置 付 けつつも 安 全 の 確 保 に 留 意 しつつ コス ト 低 減 や 系 統 安 定 化 性 能 向 上 等 のための 技 術 開 発 等 について 産 学 官 等 関 係 者 が 協 力 して 戦 略 的 に 取 り 組 むことにより 長 期 的 にはエネルギー 源 の 一 翼 を 担 うことを 目 指 し 施 策 を 推 進 する 現 在 では 一 次 エネルギー 供 給 に 占 める 新 エネルギーの 割 合 ( 水 力 地 熱 を 除 く)は 約 2%(2005) にとどまっているが 平 成 22 年 度 (2010)には3% 程 度 にまで 向 上 させる 目 標 を 国 が 設 定 している このため 国 では 新 エネルギーを 導 入 する 自 治 体 事 業 者 NPO( 民 間 非 営 利 組 織 ) 等 に 対 す る 支 援 を 積 極 的 に 行 っている また 中 長 期 的 な 観 点 で 新 エネルギーが 更 に 普 及 するよう 更 なる 技 術 開 発 にも 積 極 的 に 取 り 組 んでくこととしている 表 新 エネルギー 導 入 目 標 2005 年 度 2010 年 度 2010 年 度 対 策 下 限 ケース 対 策 上 限 ケース 太 陽 光 発 電 35 万 kl 73 万 kl 118 万 kl (142 万 kw) (298 万 kw) (482 万 kw) 風 力 発 電 44 万 kl 101 万 kl 134 万 kl (108 万 kw) (225 万 kw) (300 万 kw) 廃 棄 物 発 電 + バイオマス 発 電 252 万 kl (201 万 kw) 449 万 kl (345 万 kw) 586 万 kl (450 万 kw) バイオマス 熱 利 用 142 万 kl 282 万 kl 308 万 kl ( 1) その 他 ( 2) 687 万 kl 655 万 kl 764 万 kl 総 合 計 第 1 次 エネルギー 総 供 給 比 1,160 万 kl (2.0%) 1,560 万 kl (2.7%) 1,910 万 kl (3.0% 程 度 ) 表 中 の 値 は 原 油 換 算 値 ( ) 内 は 設 備 容 量 の 導 入 目 標 値 発 電 分 野 及 び 熱 利 用 分 野 の 各 内 訳 は 目 標 達 成 にあたっての 目 安 である 1: 輸 送 用 燃 料 におけるバイオ 燃 料 (50 万 kl )を 含 む 2: その 他 には 太 陽 熱 利 用 廃 棄 物 熱 利 用 未 利 用 エネルギー 黒 液 廃 材 等 が 含 まれる 黒 液 廃 材 等 はバイオマスの1つであり 発 電 として 利 用 される 分 を 一 部 含 む 黒 液 廃 材 等 の 導 入 量 は エネル ギーモデルにおける 紙 パルプの 生 産 水 準 に 依 存 するため モデルで 内 生 的 に 試 算 出 典 : エネルギー 白 書 2008 年 版 経 済 産 業 省 (H20.9) 1 4

9 3 ビジョン 策 定 の 目 的 群 馬 県 では 平 成 12 年 3 月 に 群 馬 県 地 域 新 エネルギービジョンを 策 定 し 群 馬 県 における 新 エネル ギー 導 入 の 基 本 的 な 方 向 性 を 示 すとともに 県 を 始 め 市 町 村 企 業 県 民 等 への 新 エネルギー 導 入 促 進 のガイドラインと 位 置 付 けて 新 エネルギーの 理 解 増 進 や 導 入 促 進 を 図 ってきた また 平 成 18 年 3 月 に 群 馬 県 環 境 基 本 計 画 及 び 第 2 次 群 馬 県 地 球 温 暖 化 対 策 推 進 計 画 を 策 定 し 新 エネルギーの 導 入 促 進 等 により 二 酸 化 炭 素 排 出 削 減 を 目 指 している さらに 平 成 17 年 3 月 には 群 馬 県 バイオマス 総 合 利 活 用 マスタープラン を 策 定 してバイオマス 利 活 用 の 促 進 を 図 っているとともに 平 成 19 年 度 には 赤 城 山 南 面 地 域 に 存 在 する 未 利 用 の 木 質 バイオマスを 搬 出 し 有 効 活 用 に 結 びつけることを 目 的 に 赤 城 山 南 面 地 域 における 木 質 バイオマス 利 活 用 事 業 化 に 係 る 調 査 を 実 施 している 近 年 石 油 代 替 エネルギーの 必 要 性 や 地 球 温 暖 化 対 策 への 関 心 が 高 まっていることから 新 エ ネルギー 導 入 の 必 要 性 が 一 層 増 加 しており 本 県 の 地 域 特 性 に 適 合 した 新 エネルギーの 導 入 を 具 体 的 重 点 的 に 促 進 する 必 要 がある 本 県 は 山 地 から 平 野 まで 変 化 に 富 んだ 地 形 を 有 しており 利 根 川 を 始 めとする 大 小 多 数 の 河 川 が 流 れ 首 都 圏 の 水 源 であるとともに 古 くから 水 力 発 電 が 盛 んな 地 域 である また 畜 産 農 業 産 出 額 が 全 国 で 第 7 位 と 畜 産 業 が 盛 んであり 畜 産 バイオマスの 有 効 利 用 について 研 究 を 進 めている さらに 県 内 各 地 で 廃 食 用 油 回 収 の 取 り 組 みが 始 まっており バイオディーゼル 燃 料 の 製 造 や 利 用 が 進 められているが 廃 食 用 油 回 収 量 の 不 足 やバイオディーゼル 燃 料 の 品 質 が 一 定 しない 等 の 課 題 がある このように 地 域 の 特 性 に 適 合 した 新 エネルギーとしてマイクロ 水 力 発 電 や 畜 産 バイオマスエネ ルギー 利 用 バイオディーゼル 燃 料 製 造 利 用 について 調 査 検 討 を 実 施 し これらを 県 内 に 導 入 する 方 策 を 具 体 的 に 示 すことにより 導 入 を 促 進 していく なお 本 県 は 全 国 でも 有 数 の 森 林 県 で 県 土 の3 分 の2が 森 林 で 占 められており 木 質 バイオマス エネルギー 利 用 も 地 域 特 性 に 適 合 した 新 エネルギーである 木 質 バイオマスの 有 効 活 用 に 向 けて 赤 城 山 南 面 地 域 における 木 質 バイオマス 利 活 用 事 業 化 に 係 る 調 査 を 既 に 実 施 していることから 導 入 促 進 の 参 考 資 料 として 調 査 結 果 の 概 要 を 示 す 化 石 燃 料 枯 渇 や 地 球 温 暖 化 問 題 等 に 対 応 するため 将 来 的 には 原 油 などの 化 石 資 源 に 頼 らず 新 エネルギーなどの 再 生 可 能 エネルギー 等 を 利 用 して 生 活 する 社 会 がやってくると 考 えられるが 大 量 のエネルギー 消 費 によって 成 り 立 っている 現 在 の 社 会 構 造 のままでは 必 要 とされるエネルギー のすべてを 化 石 資 源 に 頼 らずにまかなうことはできない そこで エネルギー 消 費 量 を 削 減 できる よう 社 会 構 造 を 変 えていくことが 必 要 になると 想 定 される このためには 消 費 エネルギー 削 減 や 環 境 負 荷 低 減 等 について 県 民 一 人 ひとりが 考 え 取 り 組 んでいく 必 要 がある また 持 続 可 能 な 社 会 づくりを 考 えることも 私 たちの 務 めである このような 考 え 取 り 組 むこと を 促 進 するために も 新 エネルギー 導 入 は 重 要 な 役 割 を 果 たすと 考 える 1 5

10 第 2 節 ビジョンの 概 要 1 実 施 期 間 本 ビジョンに 基 づき 取 り 組 みを 行 う 期 間 は 平 成 21 年 度 ~25 年 度 の5 年 間 とする 2 ビジョンの 概 要 本 ビジョンでは マイクロ 水 力 発 電 の 導 入 畜 産 バイオマスエネルギー 利 用 バイオディーゼル 燃 料 製 造 利 用 の3 項 目 について 具 体 的 重 点 的 に 促 進 するため 次 のとおり 調 査 検 討 しその 結 果 をとりまとめた また 平 成 19 年 度 に 実 施 した 赤 城 山 南 面 地 域 における 木 質 バイオマス 利 活 用 事 業 化 に 係 る 調 査 の 結 果 概 要 を 木 質 バイオマスエネルギー 利 用 促 進 の 参 考 資 料 として 掲 載 した (1) マイクロ 水 力 発 電 の 導 入 促 進 マイクロ 水 力 発 電 の 導 入 を 促 進 するため 費 用 や 規 模 等 の 面 から 市 町 村 や 団 体 等 で 導 入 しや すいマイクロ 水 力 発 電 以 下 (100kW 以 下 )の 小 規 模 なものを 対 象 とし 導 入 地 点 の 選 定 発 電 可 能 量 の 把 握 エネルギー 利 用 方 法 事 業 の 採 算 性 関 係 法 令 や 水 利 権 による 規 制 等 について 整 理 し 市 町 村 等 がマイクロ 水 力 発 電 を 導 入 するためのマニュアルとしてまとめた また 本 マニュアルに 基 づく 具 体 的 な 導 入 検 討 例 として モデル 地 区 での 導 入 検 討 結 果 を 掲 載 した (2) 畜 産 バイオマスエネルギー 利 用 の 促 進 畜 産 バイオマスエネルギーの 利 用 を 促 進 するため 家 畜 排 せつ 物 の 利 用 可 能 量 等 について 把 握 するとともに 群 馬 県 地 域 結 集 型 研 究 開 発 プログラムで 研 究 開 発 している 家 畜 排 せつ 物 の 低 温 ガス 化 高 効 率 エネルギー 変 換 技 術 について 畜 産 農 家 への 導 入 モデルを 検 討 した 導 入 モデルに 基 づいて 本 技 術 を 畜 産 農 家 に 導 入 するための 対 策 を 今 後 さらに 検 討 していく (3) バイオディーゼル 燃 料 製 造 利 用 の 促 進 バイオディーゼル 燃 料 の 製 造 利 用 を 促 進 するため 廃 食 用 油 の 利 用 可 能 量 等 について 把 握 するとともに 廃 食 用 油 回 収 やバイオディーゼル 燃 料 製 造 利 用 の 事 例 や 課 題 を 整 理 した また 廃 食 用 油 回 収 量 増 加 に 対 応 するため 市 町 村 におけるバイオディーゼル 燃 料 製 造 施 設 新 設 モデルについて 検 討 した 1 6

11 第 2 章 マイクロ 水 力 発 電 の 導 入 促 進 マイクロ 水 力 発 電 の 導 入 を 促 進 するため 費 用 や 規 模 等 の 面 から 地 方 公 共 団 体 やNPO 等 で 導 入 しやすいマイクロ 水 力 発 電 以 下 (100kW 以 下 )の 小 規 模 なものを 対 象 とし 発 電 方 法 エネルギー 利 用 方 法 事 業 の 採 算 性 関 係 法 令 や 水 利 権 による 規 制 等 の 課 題 を 整 理 し 地 方 公 共 団 体 等 がマイ クロ 水 力 発 電 を 導 入 するためのマニュアルとしてまとめた また 本 マニュアルに 基 づく 具 体 的 な 導 入 検 討 例 として モデル 地 区 での 導 入 検 討 結 果 を 掲 載 し た 第 1 節 マイクロ 水 力 発 電 導 入 の 現 状 1 マイクロ 水 力 発 電 導 入 の 意 義 効 果 水 力 発 電 は 二 酸 化 炭 素 を 排 出 しないクリーンな 再 生 可 能 エネルギーであり 電 力 の 安 定 供 給 の 確 保 地 球 温 暖 化 問 題 への 対 応 等 の 観 点 から 重 要 な 自 然 エネルギーである 水 力 発 電 は 発 電 出 力 の 規 模 によって 分 類 され 出 力 100kW 以 下 のものを マイクロ 水 力 発 電 と いう マイクロ 水 力 発 電 は 規 模 が 小 さいため 発 電 設 備 を 設 置 する 際 の 地 形 改 変 が 小 さく 使 用 水 量 も 少 ないことから 河 川 流 量 や 周 辺 生 態 系 に 及 ぼす 影 響 が 小 さい なお 新 エネルギー 利 用 等 の 促 進 に 関 する 特 別 措 置 法 施 行 令 の 一 部 を 改 正 する 政 令 ( 平 成 20 年 4 月 1 日 施 行 )において 新 エネルギー 利 用 等 に 未 利 用 水 力 を 利 用 する 水 力 発 電 (1,000kW 以 下 で 下 記 の 条 文 に 定 めるものに 限 る) が 追 加 された 新 エネルギー 利 用 等 の 促 進 に 関 する 特 別 措 置 法 施 行 令 の 一 部 を 改 正 する 政 令 ( 平 成 20 年 4 月 1 日 施 行 ) ( 新 エネルギー 利 用 等 ) 第 一 条 新 エネルギー 利 用 等 の 促 進 に 関 する 特 別 措 置 法 第 二 条 の 政 令 で 定 めるものは 次 のとおりと する 九 水 力 を 発 電 (かんがい 利 水 砂 防 その 他 の 発 電 以 外 の 用 途 に 供 される 工 作 物 に 設 置 される 出 力 が 千 キロワット 以 下 である 発 電 設 備 を 利 用 する 発 電 に 限 る )に 利 用 すること マイクロ 水 力 発 電 導 入 の 意 義 効 果 マイクロ 水 力 発 電 導 入 の 意 義 効 果 は 以 下 のとおりである 1 石 油 代 替 エネルギーとして 石 油 依 存 度 の 低 減 水 力 発 電 は クリーンで 再 生 可 能 な 純 国 産 の 石 油 代 替 エネルギーである マイクロ 水 力 発 電 は 発 電 電 力 量 が 小 さいものの 石 油 使 用 量 の 節 減 につながる 2 クリーンエネルギーとして 地 球 温 暖 化 防 止 への 貢 献 水 力 発 電 は 運 転 中 に 窒 素 酸 化 物 や 硫 黄 酸 化 物 を 排 出 せず 石 油 や 石 炭 等 による 発 電 と 比 べ て 二 酸 化 炭 素 の 排 出 量 が 極 めて 小 さいクリーンエネルギーであり 地 球 温 暖 化 防 止 に 貢 献 する 2 1

12 3 ローカルエネルギー 非 常 用 電 源 としての 役 割 マイクロ 水 力 発 電 は 小 規 模 であり 山 間 地 など 点 在 的 に 設 置 することができ 地 域 での 電 力 需 要 に 対 応 した 電 源 や 自 然 災 害 など 非 常 時 の 電 源 として 期 待 できる 4 地 域 住 民 の 環 境 保 全 意 識 醸 成 への 貢 献 身 近 な 場 所 で 水 力 発 電 施 設 を 整 備 することにより 子 どもを 含 む 地 域 住 民 に 対 して エネル ギーや 環 境 に 関 する 学 習 の 場 を 提 供 することができ 新 エネルギー 普 及 や 省 エネルギー 活 動 の 促 進 に 向 けた 環 境 保 全 意 識 の 醸 成 に 貢 献 する 5 地 域 振 興 活 性 化 への 寄 与 水 力 発 電 による 電 気 を 地 域 振 興 のための 各 種 事 業 に 使 用 すれば 地 域 振 興 と 自 然 エネルギー の 利 用 という 相 乗 作 用 によって 経 済 的 社 会 的 な 波 及 効 果 を 与 えることができ 町 づくりや 地 域 の 活 性 化 に 寄 与 する 2 県 内 におけるマイクロ 水 力 発 電 導 入 の 現 状 わが 国 の 最 初 の 水 力 発 電 は 明 治 21 年 (1888) 仙 台 市 の 三 居 沢 にあった 宮 城 紡 績 会 社 が 紡 績 機 用 の 水 車 を 利 用 して 電 灯 を 点 灯 させたものである 電 気 事 業 用 としては 明 治 24 年 (1891)に 稼 動 を 開 始 した 京 都 市 の 蹴 上 水 力 発 電 所 が 最 初 であり 琵 琶 湖 疎 水 事 業 に 伴 い 設 置 された 群 馬 県 では 明 治 27 年 (1894)に 植 野 発 電 所 ( 総 社 発 電 所 )が 電 気 事 業 用 として 全 国 で5 番 目 に 設 置 された 前 橋 市 内 で50kWの 発 電 を 行 い 市 内 の 電 灯 用 の 電 力 として 利 用 されていた 県 内 には 地 形 条 件 を 活 かし 県 企 業 局 及 び 電 力 会 社 等 により 多 くの 水 力 発 電 所 が 設 置 されて いる 公 営 電 気 事 業 において 群 馬 県 は 認 可 出 力 (218MW)で 全 国 第 2 位 発 電 電 力 量 (H19 年 度 : 811,279MWh)で 全 国 第 1 位 と 水 力 発 電 (30 箇 所 )が 盛 んな 地 域 である 1) 群 馬 県 内 のマイクロ 水 力 発 電 所 県 内 において マイクロ 水 力 発 電 所 は 以 下 のとおり7 箇 所 で 設 置 されている 利 平 茶 屋 小 水 力 発 電 所 若 田 発 電 所 1) 電 力 会 社 等 を 含 めると 群 馬 県 は 全 国 で 第 8 位 の 発 電 出 力 の 規 模 である 2 2

13 中 之 条 ダム 発 電 所 (51kW, 群 馬 県 ) 温 川 発 電 所 (37kW, 民 間 会 社 ) 沼 田 市 浄 水 場 発 電 所 (35kW, 沼 田 市 ) 狩 宿 第 二 発 電 所 (61kW, 群 馬 県 ) 利 平 茶 屋 小 水 力 発 電 所 (22kW, 桐 生 市 ) 若 田 発 電 所 ( 高 崎 市 若 田 浄 水 場 内 )(78kW, 民 間 会 社 ) まるへい 水 力 発 電 所 (24kW, 民 間 会 社 ) 図 県 内 のマイクロ 水 力 発 電 所 ( 出 力 100kW 以 下 ) 表 県 内 のマイクロ 水 力 発 電 所 ( 出 力 100kW 以 下 ) 発 電 所 所 在 地 運 転 開 始 最 大 出 力 事 業 主 体 年 月 (kw) 備 考 沼 田 市 浄 水 場 沼 田 市 下 久 屋 町 S62. 3 沼 田 市 35 上 水 道 利 用 発 電 所 中 之 条 ダム 発 電 所 中 之 条 町 大 字 折 田 H10. 7 群 馬 県 51 河 川 水 利 用 (ダム 式 ) 利 平 茶 屋 小 水 力 桐 生 市 黒 保 根 町 H16. 4 桐 生 市 22 治 山 堰 堤 利 用 発 電 所 利 平 茶 屋 公 園 内 ( 旧 黒 保 根 村 ) 狩 宿 第 二 発 電 所 長 野 原 町 大 字 大 桑 字 狩 宿 H16. 6 群 馬 県 61 河 川 水 利 用 ( 水 路 式 ) 温 川 発 電 所 東 吾 妻 町 厚 田 H17. 1 民 間 会 社 37 水 力 発 電 所 の 放 水 路 利 用 若 田 発 電 所 高 崎 市 若 田 町 若 田 浄 水 場 内 H19.11 民 間 会 社 78 上 水 道 利 用 ( 浄 水 前 ) まるへい 水 力 発 電 所 下 仁 田 町 大 字 下 仁 田 H20. 9 民 間 会 社 24 河 川 水 利 用 ( 水 路 式 ) 若 田 発 電 所 は 浄 水 場 内 での 発 電 であるため 上 水 道 利 用 に 区 分 しているが 浄 水 前 の 河 川 水 を 利 用 した 発 電 である 2 3

14 第 2 節 マイクロ 水 力 発 電 導 入 マニュアル 1.マイクロ 水 力 発 電 の 概 要 マイクロ 水 力 発 電 導 入 の 検 討 手 順 導 入 地 点 の 選 定 導 入 目 的 の 明 確 化 電 力 需 要 計 画 の 策 定 発 電 計 画 の 策 定 主 要 設 備 の 概 略 設 計 概 算 工 事 費 の 算 出 事 業 化 評 価 維 持 管 理 許 認 可 手 続 き 助 成 制 度 マイクロ 水 力 発 電 の 事 例 付 属 資 料 参 考 資 料 許 可 窓 口 関 係 機 関

15 1.マイクロ 水 力 発 電 の 概 要 (1) 水 力 発 電 の 概 要 水 力 発 電 は 水 が 高 いところから 低 いところに 向 かって 流 れ 落 ちるエネルギーを 水 車 によって 機 械 エネルギーに 変 換 し 発 電 機 によって 電 気 エネルギーを 作 るものである 高 い 位 置 にある 河 川 等 の 水 を 低 い 位 置 にある 水 車 に 導 き この 高 低 差 ( 落 差 )を 利 用 して 水 車 で 発 電 機 を 回 し 電 気 を 発 生 させるものである 落 差 が 大 きいほど また 水 量 が 多 いほど 大 きな 電 力 を 取 り 出 せる 水 車 タイプによって 落 差 の 取 り 方 は 異 なる 図 水 力 発 電 のしくみ 図 水 力 発 電 システム 例 2 5

16 (2) マイクロ 水 力 発 電 の 特 徴 ア マイクロ 水 力 発 電 の 規 模 水 力 発 電 は その 出 力 の 規 模 によって 次 のように 分 類 されている 表 水 力 発 電 の 出 力 分 類 分 類 大 水 力 中 水 力 小 水 力 ミ ニ 水 力 マイクロ 水 力 出 力 100,000kW 以 上 10,000kW ~ 100,000kW 1,000kW ~ 10,000kW 100kW ~ 1,000kW 100kW 以 下 本 マニュアルでは 出 力 100kW 以 下 のものを マイクロ 水 力 発 電 とし その 導 入 手 続 きにつ いて 示 す なお 電 気 事 業 法 において 水 力 発 電 設 備 は 電 気 工 作 物 とされ 出 力 10kW 未 満 のものは 一 般 用 電 気 工 作 物 1) 10kW 以 上 のものは 事 業 用 電 気 工 作 物 に 区 分 されており 10kW 以 上 の 事 業 用 電 気 工 作 物 については 電 気 事 業 法 により 保 安 等 の 規 制 があるため 規 制 がかからず 比 較 的 導 入 が 容 易 な 出 力 10kW 未 満 のマイクロ 水 力 発 電 を 主 に 対 象 とする また 新 エネルギー 利 用 等 の 促 進 に 関 する 特 別 措 置 法 施 行 令 の 一 部 を 改 正 する 政 令 ( 平 成 20 年 4 月 1 日 施 行 )において 新 エネルギー 利 用 等 に 未 利 用 水 力 を 利 用 する 水 力 発 電 が 追 加 され マイクロ 水 力 発 電 (かんがい 利 水 砂 防 その 他 の 発 電 以 外 の 用 途 に 供 される 工 作 物 に 設 置 される 出 力 1,000kW 以 下 の 発 電 に 限 る)は 新 エネルギー 利 用 等 に 該 当 することとなった 電 気 工 作 物 事 業 用 電 気 工 作 物 一 般 用 電 気 工 作 物 電 気 事 業 の 用 に 供 する 電 気 工 作 物 自 家 用 電 気 工 作 物 出 力 10kW 未 満 の 水 力 発 電 設 備 (タ ムを 伴 うものを 除 く) 電 気 事 業 者 一 般 電 気 事 業 者 ( 電 力 会 社 ) 卸 電 気 事 業 者 特 定 電 気 事 業 者 特 定 規 模 電 気 事 業 者 卸 供 給 事 業 者 公 営 卸 供 給 事 業 者 その 他 卸 供 給 事 業 者 図 電 気 工 作 物 の 区 分 と 事 業 者 の 関 係 1) 発 電 に 係 る 電 気 を600V 以 下 の 電 圧 で 他 の 者 がその 構 内 において 受 電 するための 電 線 路 以 外 の 電 線 路 により 構 内 以 外 の 場 所 にあ る 電 気 工 作 物 と 電 気 的 に 接 続 されていないもの 2 6

17 イ 発 電 方 式 ( 水 利 用 タイプ) マイクロ 水 力 発 電 は 既 存 施 設 を 利 用 し 簡 易 な 発 電 設 備 を 設 置 することにより 水 力 エネル ギーを 回 収 する 場 合 が 多 く 流 れ 込 み 式 で 水 路 式 の 発 電 方 式 が 一 般 的 である 水 利 用 から 分 類 される 発 電 方 式 には 以 下 のタイプがある (ア) 河 川 水 利 用 河 川 から 取 水 し 沈 砂 池 導 水 路 水 槽 水 圧 管 路 により 発 電 所 まで 導 水 し 発 電 後 に 再 び 河 川 等 に 放 流 する 方 式 であり 下 図 の2タイプに 大 きく 区 分 される 取 水 方 法 は 経 済 性 及 び 自 然 環 境 保 全 の 観 点 から 既 設 の 堰 砂 防 ダム 河 川 に 形 成 された 淵 等 を 利 用 することが 望 ましい 既 設 ダムから 放 流 される 河 川 維 持 流 量 を 利 用 する 方 式 もある 水 槽 導 水 路 水 槽 水 圧 管 路 水 圧 管 路 水 車 発 電 機 水 車 発 電 機 図 河 川 水 利 用 1 図 河 川 水 利 用 2 河 川 水 利 用 1 開 渠 を 山 腹 沿 いに 設 置 し 導 水 路 下 流 端 に 設 置 した 水 槽 から 発 電 所 までの 落 差 ( 水 位 の 標 高 差 )を 利 用 して 発 電 するものであり 山 腹 傾 斜 が 比 較 的 緩 い 地 点 に 適 している 河 川 水 利 用 2 取 水 地 点 の 沈 砂 池 から 導 水 路 を 省 略 し 河 川 沿 いに 水 圧 管 路 を 敷 設 する 方 式 であり 山 腹 斜 面 が 急 な 場 合 や 地 形 的 に 水 路 を 水 平 に 設 置 することが 困 難 な 場 合 に 適 している (イ) 農 業 用 水 利 用 農 業 用 水 路 においては 以 下 のタイプがある a 導 水 タイプ 急 な 地 形 勾 配 を 流 れるところでは 河 川 水 利 用 と 同 様 に 農 業 用 水 路 から 導 水 して 水 圧 管 路 を 敷 設 して 水 力 発 電 を 設 置 する 方 式 である 落 差 工 水 槽 水 圧 管 路 水 車 発 電 機 農 業 用 水 利 用 1 連 続 した 落 差 工 あるいは 急 流 工 等 水 路 の 途 中 に 大 きな 落 差 が 得 られる 場 合 に 落 差 工 をバイパスする 形 で 取 水 し 発 電 後 既 設 水 路 に 再 び 放 流 する 方 式 である 図 農 業 用 水 利 用 1 2 7

18 b 落 差 工 タイプ 農 業 用 水 路 の 落 差 工 部 に 下 図 のような 簡 易 な 発 電 設 備 を 設 置 する 方 式 である 農 業 用 水 利 用 2 既 設 水 路 の 流 量 が 比 較 的 大 きく 安 定 している 場 合 に 水 中 式 発 電 機 一 体 型 水 車 または 投 げ 込 み 式 発 電 機 一 体 型 水 車 を 設 置 する 方 式 である 水 中 式 発 電 機 一 体 型 水 車 の 例 出 典 : 新 エネルギー 大 事 典 工 業 調 査 会 (H14.2) 投 げ 込 み 式 発 電 機 一 体 型 水 車 の 例 図 農 業 用 水 利 用 2 空 き 容 量 の 利 用 落 差 を 有 する 農 業 用 水 路 において 期 別 のかんがい 用 水 量 が 変 動 する 場 合 水 路 の 空 き 容 量 (= 最 大 用 水 量 - 期 別 かんがい 用 水 量 )を 発 電 用 水 量 として 取 水 し 水 力 発 電 に 利 用 する ことができる この 場 合 には 導 水 路 や 水 圧 管 路 等 の 施 設 費 の 削 減 が 可 能 となる 農 業 用 水 路 の 空 き 容 量 利 用 の 例 農 業 用 水 路 かんがい 用 水 m /s ( 水 路 通 水 能 力 = 最 大 用 水 量 ) 発 電 用 水 かんがい 用 水 水 車 発 電 機 0.2 図 農 業 用 水 利 用 月 c 流 量 利 用 タイプ 落 差 は 小 さいが 流 量 が 比 較 的 安 定 している 場 合 に 設 置 する 方 式 である 流 量 が 安 定 している 小 河 川 においても 設 置 は 可 能 である 農 業 用 水 利 用 4 既 設 水 路 の 流 量 が 比 較 的 安 定 している 場 合 に 開 放 型 下 掛 け 水 車 を 設 置 する 方 式 である 図 農 業 用 水 利 用 4 2 8

19 d 余 剰 圧 力 等 利 用 タイプ 農 業 用 水 路 においては 高 低 落 差 による 自 然 流 下 またはポンプにより 農 地 へ 用 水 を 配 水 している 送 配 水 システムによっては 水 圧 が 場 所 により 所 要 水 圧 より 大 きく 減 圧 弁 等 を 設 けて 余 剰 圧 力 を 減 圧 している 箇 所 がある このような 余 剰 圧 力 や 遊 休 圧 力 を 有 効 利 用 し 水 力 発 電 を 設 置 する 方 式 である 上 部 水 槽 あるいは 取 水 設 備 減 圧 弁 等 調 整 水 槽 等 下 流 域 へ 用 水 の 配 水 水 車 発 電 機 図 農 業 用 水 利 用 5 (ウ) 湧 水 利 用 敷 地 内 の 湧 水 道 路 鉄 道 等 のトンネル 湧 水 を 利 用 するもので 発 電 方 式 は 水 路 の 落 差 を 利 用 する 方 式 が 一 般 的 である 実 験 的 にはトンネル 湧 水 の 水 流 を 利 用 した 発 電 の 事 例 もある 図 湧 水 利 用 (エ) 上 下 水 道 利 用 a 上 水 道 工 業 用 水 道 利 用 上 水 道 工 業 用 水 道 を 利 用 する 発 電 は 原 水 取 水 箇 所 から 浄 水 場 または 浄 水 場 から 配 水 場 までの 間 で 得 られる 落 差 を 利 用 する 方 式 である これらの 送 水 過 程 で は 通 常 管 路 末 端 部 において 保 有 する 水 圧 を 減 圧 するための 減 圧 用 バルブ 等 が 設 置 されており この 減 圧 される 水 圧 を 水 力 発 電 に 有 効 利 用 することができる 具 体 的 にはバルブ 等 に 並 列 する 形 で 水 車 発 電 機 を 設 置 し 発 電 するとともに 水 車 による 水 量 調 整 も 行 う 方 式 である 図 上 水 道 利 用 2 9

20 b 下 水 道 利 用 下 水 道 を 利 用 する 発 電 は 基 本 的 には 最 終 処 理 施 設 からの 排 水 を 河 川 や 海 域 へ 放 水 する 際 の 落 差 を 有 効 利 用 しようとす る 発 電 である 得 られる 落 差 は 数 m 程 度 と 小 さい 場 合 が 多 い レイアウトによっ ては 上 水 道 と 同 様 に 下 水 処 理 後 の 送 水 途 中 減 圧 用 バルブ 部 において 得 られる 落 差 にて 発 電 する 事 例 がある 図 下 水 道 利 用 c その 他 利 用 工 場 等 からの 排 水 を 敷 地 内 または 河 川 海 域 等 へ 放 水 する 際 の 落 差 を 利 用 して 発 電 するタ イプである また 工 場 内 やビル 内 の 循 環 水 の 循 環 過 程 で 得 られる 落 差 を 利 用 した 発 電 の 事 例 がある ウ 水 利 用 に 係 る 許 可 ( 水 利 権 に 関 する 詳 細 は 10. 許 認 可 手 続 き 参 照 ) 水 力 発 電 は 利 用 する 水 によって 水 利 使 用 の 許 可 が 必 要 である 水 利 使 用 の 許 可 は 河 川 法 に 基 づくもので 一 般 に 水 利 権 と 称 されており 一 級 河 川 二 級 河 川 及 び 準 用 河 川 が 適 用 河 川 である 水 利 権 は 流 水 を 特 定 の 目 的 のために 排 他 的 独 占 的 に また 継 続 的 に 占 用 する 権 利 であり 河 川 の 流 水 を 支 配 の 対 象 として 成 立 する 物 権 的 性 格 を 有 する 公 法 上 の 権 利 で 河 川 管 理 者 の 許 可 によって 成 立 するものをいい 水 力 発 電 のために 利 用 する 場 合 は 国 土 交 通 大 臣 等 の 河 川 管 理 者 の 許 可 が 必 要 である 発 電 のための 水 利 使 用 は 特 定 水 利 使 用 と 呼 ばれ 出 力 の 大 小 に 係 らず 水 利 権 の 取 得 が 必 要 となる 法 定 外 河 川 である 普 通 河 川 は 国 土 交 通 省 所 管 国 有 財 産 取 扱 規 則 または 地 方 公 共 団 体 条 例 によって 管 理 されており 河 川 法 の 適 用 は 受 けないが 特 定 水 利 使 用 を 行 う 場 合 には 新 たに 河 川 指 定 を 受 けるよう 行 政 指 導 されている また かんがい 用 水 等 の 水 利 権 を 既 に 取 得 済 みの 場 合 でも 発 電 用 に 利 用 する 場 合 には 水 利 使 用 の 目 的 が 異 なるため 新 たに 水 利 権 の 取 得 が 必 要 となる (ア) 水 利 用 許 可 が 不 要 な 発 電 方 式 湧 水 浄 水 後 の 上 水 道 水 工 業 用 水 下 水 道 処 理 水 工 場 ビル 内 の 循 環 水 工 場 内 等 での 利 用 後 の 排 水 農 業 用 水 の 農 地 での 利 用 後 の 落 水 などは 水 利 使 用 許 可 が 基 本 的 に 不 要 である ただし 湧 水 利 用 は 河 川 の 流 水 とみなされる 場 合 には 水 利 権 を 取 得 する 必 要 があることか ら 事 前 に 河 川 管 理 者 と 協 議 を 行 う また 許 可 不 要 の 湧 水 普 通 河 川 であっても 当 該 水 が 存 する 地 方 自 治 体 に 財 産 管 理 規 程 がある 場 合 や 国 有 林 野 内 に 存 する 場 合 は 各 規 程 に 従 った 許 可 が 必 要 である (イ) 水 利 用 許 可 が 必 要 な 発 電 方 式 河 川 法 で 河 川 に 指 定 されている 河 川 または 準 用 河 川 から 取 水 される 水 の 利 用 ( 河 川 水 利 用 農 業 用 水 利 用 )は 水 利 使 用 許 可 が 必 要 である 2 10

21 エ マイクロ 水 力 発 電 の 特 徴 マイクロ 水 力 発 電 の 特 徴 は 以 下 のとおりである (ア) クリーンエネルギー 水 力 発 電 は 運 転 中 に 窒 素 酸 化 物 や 硫 黄 酸 化 物 を 排 出 せず 石 油 や 石 炭 などによる 発 電 と 比 べ て 二 酸 化 炭 素 の 排 出 量 が 極 めて 小 さいクリーンエネルギーであり 地 球 温 暖 化 防 止 に 貢 献 する 原 子 力 については 現 在 計 画 中 の 使 用 燃 料 国 内 再 処 理 プルサーマル 利 用 (1 回 リサイクルを 前 提 ) 高 レベル 放 射 性 廃 棄 物 処 理 等 を 含 めて 算 出 図 各 種 電 源 別 の CO 2 排 出 量 出 典 : 電 力 中 央 研 究 所 ライフサイクルCO 2 排 出 量 による 原 子 力 発 電 技 術 の 評 価 ( 平 成 13 年 8 月 ) 電 力 中 央 研 究 所 ライフサイクルCO 2 排 出 量 による 発 電 技 術 の 評 価 ( 平 成 12 年 3 月 ) (イ) 環 境 調 和 型 エネルギー 小 規 模 であるため 発 電 設 備 を 設 置 する 際 の 地 形 改 変 が 小 さく 使 用 水 量 も 少 ないことから 河 川 水 質 や 周 辺 生 態 系 に 及 ぼす 影 響 が 小 さく 自 然 にやさしい 環 境 調 和 型 エネルギーである (ウ) 安 定 的 な 再 生 可 能 エネルギー 年 間 を 通 じて 使 用 可 能 な 水 量 データをもとに 計 画 されており 太 陽 光 発 電 や 風 力 発 電 等 の 他 の 自 然 エネルギーに 比 較 して 電 力 供 給 の 安 定 性 に 優 れている (エ) 既 存 施 設 の 活 用 による 低 コスト 化 既 存 の 農 業 用 水 利 施 設 や 上 水 道 施 設 等 の 利 用 が 可 能 であり 発 生 電 力 により 施 設 の 維 持 管 理 費 の 軽 減 に 寄 与 する また 比 較 的 簡 易 な 設 備 であることから 短 期 間 での 建 設 が 可 能 であり 維 持 管 理 も 容 易 に 行 える (オ) 地 域 住 民 の 環 境 保 全 意 識 醸 成 への 貢 献 身 近 な 場 所 で 水 力 発 電 施 設 を 整 備 することにより 子 どもを 含 む 地 域 住 民 に 対 して エネル ギーや 環 境 に 関 する 学 習 の 場 を 提 供 することができ 新 エネルギー 普 及 や 省 エネルギー 活 動 の 促 進 に 向 けた 環 境 意 識 の 醸 成 に 貢 献 する 2 11

22 (カ) 地 域 振 興 活 性 化 への 寄 与 水 力 発 電 による 電 気 を 地 域 振 興 のための 各 種 事 業 に 使 用 すれば 地 域 振 興 と 自 然 エネルギー の 利 用 という 相 乗 作 用 によって 経 済 的 社 会 的 な 波 及 効 果 を 与 えることができ まちづくり や 地 域 の 活 性 化 に 寄 与 する 2 12

23 2.マイクロ 水 力 発 電 導 入 の 検 討 手 順 マイクロ 水 力 発 電 の 導 入 にあたってのフローを 以 下 に 示 す 導 入 概 略 検 討 1 導 入 地 点 の 選 定 2 導 入 目 的 の 明 確 化 3-1 電 力 需 要 計 画 の 検 討 4-1 発 電 計 画 の 検 討 4-2 需 給 バランス 発 電 規 模 の 検 討 系 統 連 系 の 選 択 3-2 電 力 需 要 計 画 の 策 定 4-3 発 電 計 画 の 策 定 5 主 要 設 備 の 概 略 設 計 6 助 成 制 度 活 用 の 検 討 7 概 算 工 事 費 の 算 出 8 事 業 実 施 管 理 運 営 体 制 の 検 討 9 事 業 化 評 価 10 資 金 計 画 の 検 討 事 業 実 施 の 決 定 許 認 可 事 前 説 明 電 力 会 社 事 前 協 議 実 施 設 計 工 事 資 金 調 達 の 検 討 工 事 発 注 11 実 施 設 計 工 事 費 積 算 許 認 可 申 請 電 力 会 社 協 議 地 権 者 交 渉 河 川 法 等 許 可 電 力 会 社 契 約 用 地 取 得 工 事 施 工 運 転 開 始 図 マイクロ 水 力 発 電 導 入 の 検 討 手 順 例 2 13

24 表 マイクロ 水 力 発 電 導 入 の 検 討 内 容 項 目 検 討 内 容 本 マニュアルの 章 1 導 入 地 点 の 選 定 水 力 発 電 は 落 差 が 大 きく 流 量 が 多 い 程 発 電 電 力 量 が 大 きくなることをふまえ ある 程 度 の 安 定 的 な 流 量 とともに 落 差 を 確 保 できる 地 点 を 選 定 する 併 せて 発 電 した 電 気 を 利 用 する 需 要 施 設 及 び 導 入 目 的 について 検 討 する 2 導 入 目 的 の 明 確 化 マイクロ 水 力 発 電 の 導 入 候 補 地 においては 周 辺 の 需 要 施 設 や 環 境 をふまえ 導 入 目 的 及 び 発 電 電 力 の 活 用 方 法 を 明 確 にする 3-1 電 力 需 要 計 画 の 検 討 電 力 需 要 計 画 は 水 力 発 電 所 で 発 電 した 電 気 の 使 用 施 3-2 電 力 需 要 計 画 の 策 定 設 及 び 使 用 量 について 策 定 する 策 定 に 当 たっては 需 要 施 設 の 選 定 施 設 の 電 気 容 量 等 を 調 査 整 理 し 需 要 の 平 準 化 を 図 りながら 供 給 と のバランスを 検 討 する 4-1 発 電 計 画 の 検 討 発 電 計 画 では 水 路 ルート 等 の 設 定 のもとに 最 大 使 4-2 需 給 バランス 発 電 用 水 量 有 効 落 差 発 電 出 力 発 電 電 力 量 を 決 定 する 規 模 の 検 討 系 統 連 発 電 規 模 は 異 なる 複 数 案 について 電 力 需 要 計 画 の 系 の 選 択 検 討 後 需 給 バランスを 検 討 し 決 定 する 4-3 発 電 計 画 の 策 定 系 統 連 系 は 電 力 需 要 施 設 の 特 性 経 済 性 を 勘 案 し 系 統 連 系 または 単 独 系 統 を 選 択 する 5 主 要 設 備 の 概 略 設 計 発 電 計 画 に 基 づき 土 木 構 造 物 ( 取 水 設 備 導 水 設 備 発 電 所 放 水 路 放 水 口 ) 電 気 等 設 備 ( 水 車 発 電 機 電 気 機 器 ) 送 配 電 線 の 概 略 設 計 を 行 う 6 助 成 制 度 活 用 の 検 討 発 電 計 画 の 経 済 性 を 検 討 するにあたり 各 種 助 成 制 度 の 活 用 を 検 討 する 7 概 算 工 事 費 の 算 出 主 要 構 造 物 の 概 略 設 計 に 基 づき 各 工 事 に 関 する 概 略 数 量 を 算 出 し 概 算 工 事 費 を 積 算 する 8 事 業 実 施 管 理 運 営 体 発 電 事 業 の 実 施 体 制 ( 事 業 主 体 ) 及 び 管 理 運 営 体 制 ( 管 制 の 検 討 理 主 体 )を 検 討 する 9 事 業 化 評 価 経 済 性 評 価 施 工 性 用 地 取 得 及 び 関 係 法 令 の 許 認 可 等 から 事 業 化 について 総 合 的 に 評 価 する 10 資 金 計 画 の 検 討 事 業 化 が 可 能 な 場 合 には 事 業 主 体 及 び 管 理 主 体 によ る 資 金 計 画 について 検 討 し 事 業 実 施 を 決 定 する 11 実 施 設 計 工 事 費 積 算 水 路 発 電 所 等 の 施 設 設 置 場 所 については 測 量 及 び 土 質 調 査 等 を 行 い 実 施 設 計 及 び 施 工 計 画 を 行 う 実 施 設 計 及 び 施 工 計 画 に 基 づき 工 事 費 を 積 算 し 工 事 予 定 価 格 を 設 定 する 3. 導 入 地 点 の 選 定 (P.2-15~19) 4. 導 入 目 的 の 明 確 化 (P.2-20~21) 5. 電 力 需 要 計 画 の 策 定 (P.2-22~23) 6. 発 電 計 画 の 策 定 (P.2-24~32) 7. 主 要 設 備 の 概 略 設 計 概 算 工 事 費 の 算 出 (P.2-33~37) 11. 助 成 制 度 (P.2-50~60) 7. 主 要 設 備 の 概 略 設 計 概 算 工 事 費 の 算 出 (P.2-33~37) 9. 維 持 管 理 (P.2-42~44) 8. 事 業 化 評 価 (P.2-38~41) 10. 許 認 可 手 続 き(P.2-45~49) 13. 付 属 資 料 (P.2-77~91) 2 14

25 3. 導 入 地 点 の 選 定 (1) 導 入 候 補 地 点 の 条 件 と 調 査 方 法 水 力 発 電 は 落 差 が 大 きく 流 量 が 多 い 程 発 電 電 力 量 が 大 きくなる このため 導 入 候 補 地 は ある 程 度 の 安 定 的 な 流 量 とともに 落 差 を 確 保 できる 地 点 が 条 件 となる また 経 済 性 の 観 点 から 発 電 した 電 気 を 利 用 する 需 要 施 設 と 併 設 または 近 距 離 であることが 望 まれる 導 入 候 補 地 については 地 形 図 や 流 量 データ 等 の 既 存 資 料 ( 表 参 照 )を 有 効 に 活 用 する とともに 必 要 に 応 じて 現 地 調 査 を 行 い 総 合 的 な 評 価 により 有 望 地 点 を 選 定 する 導 入 候 補 地 点 の 条 件 及 び 調 査 方 法 を 表 に 示 す 表 導 入 候 補 地 点 の 条 件 調 査 方 法 項 目 条 件 等 調 査 方 法 1 落 差 落 差 が 大 きい 程 経 済 性 が 高 く 導 入 に 適 する ( 現 在 の 水 車 の 技 術 から 2m 以 上 必 要 ) 取 水 候 補 地 点 と 放 水 候 補 地 点 の 標 高 差 を 地 形 図 構 造 図 等 から 読 み 取 り 現 地 にて 測 定 2 流 量 流 量 が 多 い 程 経 済 性 が 高 い 既 存 の 流 量 データまたは 流 量 測 定 により 流 量 を 把 握 3 需 要 施 設 発 電 所 に 併 設 または 近 距 離 に 需 要 施 設 が ある 需 要 施 設 の 位 置 用 途 等 を 地 形 図 か らの 読 み 取 り 現 地 調 査 聞 き 取 り 調 査 により 把 握 4 周 辺 環 境 十 分 な 工 事 仮 設 スペース 管 理 スペース が 確 保 できること 管 理 用 道 路 があることが 望 ましい 自 然 環 境 及 び 周 辺 の 景 観 への 影 響 が 問 題 ないこと 地 形 図 からの 読 み 取 り 現 地 調 査 により 周 辺 環 境 ( 既 設 道 路 家 屋 等 の 状 況 )の 把 握 必 要 に 応 じて 自 然 環 境 景 観 調 査 条 例 及 び 住 民 意 向 等 の 把 握 5 電 力 会 社 の 配 電 線 状 況 需 要 施 設 の 近 くに 送 配 電 線 があること 系 統 連 系 が 可 能 なこと 現 地 調 査 電 力 会 社 への 聞 き 取 り 調 査 か ら 需 要 施 設 と 配 電 線 との 距 離 等 の 把 握 6 権 利 関 係 発 電 設 備 の 設 置 及 び 工 事 に 際 して 用 地 の 確 保 が 可 能 であること( 公 共 用 地 また は 用 地 取 得 が 可 能 等 ) 権 利 関 係 の 許 諾 調 整 が 可 能 なこと 整 備 範 囲 を 基 に 公 図 等 により 導 入 候 補 地 点 の 土 地 所 有 者 の 確 認 権 利 関 係 ( 土 地 権 利 水 利 権 漁 業 権 等 ) の 把 握 7 法 規 制 法 規 制 がないこと または 法 規 制 に 対 応 可 能 なこと 河 川 法 自 然 公 園 法 等 の 対 象 地 域 の 場 合 には 法 律 の 規 制 等 の 把 握 8 開 発 計 画 各 種 開 発 計 画 がないこと または 水 利 用 等 において 調 整 が 可 能 なこと 市 町 村 及 び 県 内 の 宅 地 開 発 道 路 計 画 河 川 整 備 計 画 観 光 開 発 計 画 等 の 各 種 開 発 計 画 の 把 握 2 15

26 表 導 入 地 点 選 定 に 必 要 な 資 料 水 の 利 用 形 態 必 要 な 資 料 河 川 水 の 利 用 地 形 図 : 国 土 地 理 院 発 行 1/25,000 地 方 公 共 団 体 所 有 の 地 形 図 1/2,500 1/5,000 河 川 流 量 : 国 土 交 通 省 河 川 局 編 日 本 河 川 協 会 流 量 年 表 経 済 産 業 省 資 源 エネルギー 庁 編 流 量 要 覧 需 要 先 の 電 力 利 用 形 態 と 負 荷 ( 消 費 )パターン 農 業 用 水 の 利 用 地 形 図 : 国 土 地 理 院 発 行 1/25,000 地 方 公 共 団 体 所 有 の 地 形 図 1/2,500 1/5,000 水 路 等 施 設 図 : 施 設 管 理 者 の 施 設 図 取 水 量 データ: 施 設 管 理 者 の 観 測 データ 需 要 先 の 電 力 利 用 形 態 と 負 荷 ( 消 費 )パターン 上 下 水 道 工 場 内 水 の 水 路 等 施 設 図 : 施 設 管 理 者 の 施 設 図 利 用 流 量 データ: 施 設 管 理 者 の 観 測 データ 需 要 先 の 電 力 利 用 形 態 と 負 荷 ( 消 費 )パターン 砂 防 堰 堤 の 利 用 地 形 図 : 国 土 地 理 院 発 行 1/25,000 地 方 公 共 団 体 所 有 の 地 形 図 1/2,500 1/5,000 河 川 流 量 : 国 土 交 通 省 河 川 局 編 日 本 河 川 協 会 流 量 年 表 経 済 産 業 省 資 源 エネルギー 庁 編 流 量 要 覧 砂 防 堰 堤 構 造 図 : 施 設 管 理 者 の 施 設 図 設 計 図 書 需 要 先 の 電 力 利 用 形 態 と 負 荷 ( 消 費 )パターン 1 落 差 落 差 は 取 水 口 水 面 と 発 電 所 放 水 口 水 面 の 水 位 の 差 から 求 めるものであり 以 下 の 方 法 によ り 把 握 する 地 形 図 からの 概 略 的 な 標 高 の 読 み 取 り 測 量 ( 水 準 測 量 またはハンドレベルによる 簡 易 測 量 ) ハンドレベルによる 簡 易 測 量 ハンドレベル( 高 低 差 を 測 る 器 械 で 簡 易 に 高 低 差 を 求 める 場 合 に 使 用 )と 測 量 用 スタッ フ( 標 尺 )により 高 低 差 を 測 定 する 2 流 量 流 量 は 利 用 する 河 川 や 水 路 等 の 流 量 資 料 がある 場 合 は それらを 使 用 または 活 用 する 流 量 データは 日 単 位 で 10 年 間 分 必 要 である 流 量 資 料 がない 場 合 は 以 下 の 方 法 により 把 握 する 河 川 における 取 水 地 点 近 傍 の 流 量 資 料 の 活 用 ( 13. 付 属 資 料 (3)ア 参 照 ) 河 川 や 水 路 等 における 流 量 測 定 ( 量 水 せき 法 浮 子 法 流 速 計 法 ) 農 業 用 水 は かんがい 期 と 非 かんがい 期 の 流 量 が 大 きく 異 なる 場 合 があるため 留 意 する 量 水 せき 法 ( 渓 流 水 路 ) 渓 流 や 水 路 に 流 れをせき 止 める 板 を 置 き 板 上 部 の 切 欠 きから 流 出 させるものを せき という せきによる 上 流 の 水 面 と せき 上 縁 の 高 さ(せきのヘッド)H を 測 定 し 越 流 公 式 を 用 いて 流 量 を 求 める これは 日 本 工 業 規 格 (JIS B 8302)に 規 定 されている 図 量 水 せき 法 2 流 量 = 流 出 係 数 b 3 流 出 係 数 : 通 常 0.6 g: 重 力 加 速 度 9.8 2g H 2 16

27 浮 子 法 河 川 や 水 路 で 浮 子 ( 浮 き 等 )を 用 いて 流 速 を 測 定 し 平 均 流 速 を 求 め それに 断 面 積 を 乗 じて 流 量 を 算 出 する 方 法 である 助 走 区 間 計 測 区 間 (L) 1 あらかじめ 計 測 区 間 を 設 定 後 浮 きを 投 入 し 計 測 区 間 における 通 過 時 間 を 計 測 する 2 計 測 区 間 における 浮 きの 通 過 時 間 t(m)と 計 測 区 間 の 距 離 L(m)から 流 速 V(m/s)を 算 出 する 流 速 (V) 3 数 回 計 測 を 行 い 平 均 流 速 を 算 出 する 4 流 量 は 下 式 により 求 める 流 量 Q(m 3 /s)= 流 速 V(m/s) 通 水 断 面 積 A(m2) 浮 計 計 留 意 事 項 き 測 測 測 定 区 間 は できるだけ 直 線 で 水 面 幅 水 深 勾 配 が 投 開 終 入 始 了 一 定 の 場 所 を 選 定 する 地 地 地 点 点 点 浮 きが 底 につかないように また まっすぐ 流 れるよう 通 水 断 面 積 A に 留 意 する 計 測 区 間 及 び 助 走 区 間 は 測 定 場 所 ( 直 線 区 間 距 離 水 路 図 浮 子 法 幅 流 速 等 )に 応 じて 設 定 する 国 土 交 通 省 河 川 砂 防 技 術 基 準 ( 案 ) 調 査 編 (1997)では 計 測 区 間 を 原 則 として50mとしている 流 速 計 法 流 速 計 を 用 い 平 均 流 速 を 計 測 し 断 面 積 を 乗 じ 流 量 を 算 出 する 流 速 計 には プライス 電 気 式 プロペラ 電 気 式 プロペラ 計 数 式 電 波 式 超 音 波 式 電 磁 式 などがある 流 量 調 査 の 規 程 として 水 位 及 び 流 量 調 査 作 業 規 程 準 則 ( 総 理 府 令 第 75 号 ) があるため 導 入 時 には 参 考 とする 3 需 要 施 設 需 要 施 設 が 発 電 所 に 併 設 してあること または 近 距 離 にあることが 望 ましい 地 形 図 からの 読 み 取 り 現 地 調 査 及 び 聞 き 取 り 調 査 により 導 入 候 補 地 の 周 辺 における 需 要 施 設 について 導 入 候 補 地 点 からの 距 離 施 設 用 途 等 を 把 握 する 距 離 については 配 電 線 を 考 慮 し 道 路 距 離 等 を 測 定 する 4 周 辺 環 境 導 入 候 補 地 点 の 周 辺 環 境 については 地 形 図 からの 読 み 取 り 及 び 現 地 調 査 により 以 下 の 事 項 を 把 握 する 建 設 時 における 仮 設 スペース 工 事 用 道 路 の 確 保 自 然 環 境 への 影 響 維 持 管 理 時 の 十 分 な 管 理 スペース 管 理 用 道 路 の 確 保 5 電 力 会 社 の 配 電 線 状 況 系 統 連 系 の 選 択 ( 本 章 の (2) 系 統 連 系 参 照 ) 及 び 経 済 性 を 検 討 するうえで 電 力 会 社 の 配 電 線 状 況 について 現 地 調 査 及 び 電 力 会 社 への 聞 き 取 り 調 査 により 把 握 する 配 電 線 の 位 置 : 導 入 候 補 地 点 から 配 電 線 までの 距 離 配 電 線 の 種 類 : 単 相 2 線 式 100V 単 相 3 線 式 100V/200V 三 相 3 線 式 200V など 逆 潮 流 の 制 限 : 連 系 する 配 電 用 変 電 所 のバンク 1) において 逆 潮 流 が 発 生 しないこと 1) 配 電 用 変 電 所 に 設 置 される 変 圧 器 における 一 変 圧 器 により 供 給 される 設 備 の 範 囲 2 17

28 6 権 利 関 係 発 電 設 備 の 設 置 及 び 工 事 に 際 して 以 下 の 権 利 関 係 について 把 握 する 土 地 所 有 権 : 用 地 の 確 保 の 可 能 性 について 整 備 範 囲 をふまえ 公 図 及 び 聞 き 取 り 調 査 に よる 土 地 所 有 状 況 ( 買 収 借 地 を 要 する 場 合 は 地 権 者 と 協 議 ) 水 利 権 : 河 川 水 路 等 においては 水 利 権 の 設 定 状 況 ( 電 力 会 社 による 水 力 発 電 に 係 る 水 利 権 など) 漁 業 権 : 河 川 においては 漁 業 権 の 設 定 状 況 ( 漁 業 権 者 と 協 議 ) 7 法 規 制 水 力 発 電 の 導 入 において 関 係 する 法 規 制 は 10. 許 認 可 手 続 き に 示 すとおりであり 法 規 制 がないこと または 法 規 制 への 対 応 性 について 把 握 する (2) 系 統 連 系 ア 系 統 連 系 と 単 独 系 統 需 要 施 設 の 種 類 によって 電 力 会 社 の 商 用 電 力 系 統 への 連 系 の 必 要 性 が 異 なるため 導 入 地 点 の 選 定 においては 既 設 の 電 力 系 統 を 調 査 し 系 統 連 系 の 可 能 性 の 有 無 を 確 認 する 水 力 発 電 設 備 を 電 力 会 社 の 商 用 電 力 系 統 に 連 系 する 場 合 は 電 力 品 質 確 保 に 係 る 系 統 連 系 技 術 要 件 ガイドライン ( 平 成 16 年 10 月 1 日 経 済 産 業 省 資 源 エネルギー 庁 以 下 系 統 連 系 技 術 要 件 ガイドライン という )の 技 術 要 件 に 従 う また 連 系 するための 技 術 要 件 余 剰 電 力 の 売 電 料 金 等 に 関 して 事 前 に 電 力 会 社 と 協 議 する 表 系 統 連 系 単 独 系 統 の 特 徴 系 統 連 系 単 独 系 統 ( 独 立 電 源 ) 概 要 需 要 設 備 が 商 用 電 力 系 統 に 接 続 された 状 態 にあり 水 力 発 電 設 備 をこの 系 統 に 連 系 す ることにより 発 電 電 力 の 全 部 または 一 部 を 需 要 設 備 に 供 給 する 発 電 システム 特 徴 消 費 電 力 が 水 力 発 電 の 発 電 電 力 より 大 きい 場 合 は 不 足 分 を 商 用 電 力 から 買 電 し 逆 の 場 合 には 余 剰 電 力 を 電 力 会 社 に 売 電 できる 需 要 設 備 が 商 用 電 力 系 統 に 接 続 されていな い 状 態 にあり 需 要 設 備 に 直 接 水 力 発 電 を 配 電 線 で 接 続 し 発 電 電 力 の 全 部 または 一 部 を 需 要 設 備 に 供 給 する 発 電 システム 需 要 設 備 の 近 傍 に 電 力 会 社 の 配 電 線 がな く 無 電 化 の 状 況 にある 場 合 に 水 力 発 電 により 電 力 を 供 給 する 余 剰 電 力 の 売 電 あり( 電 力 会 社 との 交 渉 による) = マイクロ 水 力 発 電 設 備 ( 逆 潮 流 あり) 配 電 盤 ( 逆 潮 流 なし) = 余 剰 電 力 の 売 電 なし 系 統 ( 電 力 会 社 ) マイクロ 水 力 発 電 設 備 配 電 盤 需 要 設 備 需 要 設 備 図 系 統 連 系 の 模 式 図 図 単 独 系 統 の 模 式 図 2 18

29 低 圧 連 系 : 出 力 50kW 以 下 のマイクロ 水 力 発 電 は 可 能 である ただし 原 則 として 交 流 発 電 設 備 により 余 剰 電 力 を 電 力 会 社 の 配 電 線 に 流 すことはできない( 逆 潮 流 なし) 1) 高 圧 連 系 : 出 力 50kW 以 上 の 場 合 は 高 圧 配 電 線 (600V を 超 え 7,000V 以 下 )への 連 系 となる 逆 潮 流 することができ 余 剰 電 力 を 電 力 会 社 へ 売 電 することは 可 能 である 電 力 品 質 確 保 に 係 る 系 統 連 系 技 術 要 件 ガイドライン 発 電 設 備 等 の 系 統 連 系 は 系 統 運 用 者 である 一 般 電 気 事 業 者 の 送 配 電 部 門 と 発 電 設 備 等 設 置 者 の 両 者 間 で その 条 件 について 個 別 に 協 議 を 行 い 設 定 されるものである しかし 連 系 に 係 る 協 議 が 円 滑 に 行 われ 系 統 連 系 に 係 る 情 報 の 透 明 性 及 び 公 平 性 が 確 保 されることが 必 要 なため 本 ガイドラインは 系 統 に 連 系 することを 可 能 とするために 必 要 となる 要 件 のうち 電 圧 周 波 数 等 の 電 力 品 質 を 確 保 していくための 事 項 及 び 連 絡 体 制 等 について 考 え 方 を 整 理 したものである 一 般 電 気 事 業 者 がその 供 給 区 域 内 で 設 置 する 発 電 設 備 等 以 外 の 発 電 設 備 等 を 系 統 と 連 系 する 場 合 に 適 用 するものである 系 統 連 系 に 必 要 な 技 術 要 件 は 13. 付 属 資 料 (1) 参 照 ガイドラインを 補 足 補 完 する 民 間 の 自 主 的 な 技 術 指 針 として 系 統 連 系 規 程 ( 社 ) 日 本 電 気 協 会 がある イ 電 力 会 社 との 事 前 協 議 系 統 連 系 する 場 合 には 電 力 会 社 と 以 下 の 協 議 を 行 う 電 力 会 社 との 系 統 連 系 等 の 契 約 申 し 込 み 前 に 事 前 系 統 連 系 協 議 を 行 う 契 約 申 し 込 み 後 には 系 統 連 系 運 用 等 の 運 用 申 合 書 締 結 のための 協 議 を 行 う 表 系 統 連 系 の 協 議 事 前 系 統 連 系 協 議 系 統 連 系 協 議 協 議 項 目 系 統 連 系 に 必 要 な 需 要 者 設 備 に 関 する 協 議 系 統 連 系 に 必 要 な 工 事 費 負 担 金 に 関 する 協 議 電 力 会 社 の 設 備 対 策 に 関 する 検 討 事 前 系 統 連 系 協 議 結 果 の 確 認 電 力 会 社 の 設 備 対 策 に 関 する 検 討 結 果 の 確 認 運 用 申 合 書 締 結 のための 検 討 系 統 連 系 の 承 諾 のための 検 討 等 実 施 時 期 系 統 連 系 等 の 契 約 申 し 込 み 前 に 実 施 系 統 連 系 等 の 契 約 申 し 込 みか ら 運 用 申 合 書 の 締 結 間 に 実 施 (3) 発 電 可 能 量 の 把 握 水 力 発 電 の 導 入 目 的 及 び 需 要 施 設 を 検 討 するにあたり 概 ねの 発 生 電 力 を 下 式 より 算 出 する P=9.8 Q He η ただし P : 発 生 電 力 (kw) Q : 流 量 (m 3 /s) He: 有 効 落 差 (m) η : 水 車 と 発 電 機 の 総 合 効 率 ( 概 略 の 場 合 は 0.6~0.7) 1) 合 資 会 社 嵐 山 保 勝 会 水 力 発 電 においては 電 力 会 社 との 協 議 により 低 圧 連 系 逆 潮 流 あり により 余 剰 電 力 を 売 電 している ( 12.マイクロ 水 力 発 電 の 事 例 参 照 ) 2 19

30 4. 導 入 目 的 の 明 確 化 マイクロ 水 力 発 電 の 導 入 にあたっては 導 入 地 点 周 辺 の 需 要 施 設 等 の 状 況 をふまえ 導 入 目 的 及 び 発 電 電 力 発 電 所 の 活 用 方 法 を 明 確 にする 事 業 主 体 は 導 入 地 点 の 場 所 周 辺 環 境 発 電 規 模 発 生 電 力 量 発 電 期 間 等 を 勘 案 するとともに 地 域 住 民 の 意 向 等 をふまえて 導 入 目 的 を 決 定 する マイクロ 水 力 発 電 は 小 規 模 であるため 経 済 的 効 果 は 小 さいことから 導 入 においては 地 球 温 暖 化 防 止 等 の 環 境 保 全 への 貢 献 を 含 め 導 入 目 的 を 明 確 にすることが 重 要 である 導 入 目 的 に は 下 記 のものが 考 えられる 表 導 入 目 的 の 例 導 入 目 的 需 要 施 設 例 導 入 条 件 等 主 目 的 付 随 目 的 1 需 要 施 設 の 電 気 料 金 低 減 公 共 施 設 ( 公 民 館 学 校 福 祉 施 設 等 ) 水 力 発 電 施 設 に 近 接 して 電 力 需 要 施 設 がある 場 合 独 立 電 源 利 用 の 場 合 ( 商 用 電 力 の 配 電 線 が 離 れている 場 合 など) 2 産 業 振 興 のための 利 用 かんがい 排 水 施 設 畜 産 施 設 農 産 物 栽 培 施 設 水 産 施 設 農 林 産 加 工 施 設 等 獣 害 防 止 電 気 柵 水 力 発 電 施 設 に 近 接 して 農 林 漁 業 施 設 がある 場 合 独 立 電 源 利 用 の 場 合 ( 商 用 電 力 の 配 電 線 が 離 れている 場 合 など) 3 防 災 施 設 用 電 源 としての 利 用 地 滑 り 観 測 用 施 設 商 用 電 力 の 配 電 線 が 離 れている 場 合 ( 独 立 電 源 利 用 ) 4 観 光 等 地 域 振 興 のための 利 用 観 光 施 設 レクリエーション 観 光 客 利 用 者 の 多 い 観 光 施 設 公 施 設 ( 管 理 所 含 む) 等 (トイ 共 施 設 等 レ 街 灯 イルミネーション) ( 各 種 施 設 の 照 明 (イルミネーショ ン 等 )による 景 観 づくりの 場 合 ) 5 非 常 用 電 源 としての 利 用 学 校 等 の 避 難 施 設 災 害 時 に 電 気 の 使 用 が 必 要 な 施 設 等 の 場 合 6 環 境 学 習 の 場 としての 利 用 1~4の 目 的 と 併 せて 環 境 水 力 発 電 施 設 に 近 接 して 小 学 校 や 公 学 習 の 場 として 利 用 園 等 の 公 共 施 設 がある 場 合 独 立 電 源 利 用 電 力 需 要 施 設 を 商 用 電 力 の 配 電 線 に 接 続 しない 場 合 には 独 立 電 源 利 用 となり 配 電 線 の 設 置 費 用 及 び 接 続 する 場 合 に 支 払 う 電 気 料 金 ( 基 本 料 金 と 電 力 量 料 金 )が 導 入 効 果 となる 2 20

31 導 入 事 例 ( 詳 細 は 12.マイクロ 水 力 発 電 の 事 例 参 照 ) 観 光 地 域 振 興 環 境 学 習 の 場 として 利 用 合 資 会 社 嵐 山 保 勝 会 水 力 発 電 所 桂 川 ( 一 級 河 川 )に 架 かる 渡 月 橋 の 照 明 灯 電 源 (LED 照 明 灯 60 基 計 1kW) 余 剰 電 力 は 売 電 発 電 出 力 :5.5kW( 最 大 ) 4.3kW( 常 時 ) 観 光 地 域 振 興 環 境 学 習 の 場 として 利 用 三 分 一 湧 水 公 園 小 水 力 発 電 所 発 電 所 内 に 設 置 した 展 示 物 ( 模 型 電 車 照 明 ) 発 電 所 近 くの 橋 の 照 明 灯 電 源 発 電 出 力 :1.0kW 京 都 嵐 山 渡 月 橋 照 明 灯 三 分 一 湧 水 公 園 の 照 明 灯 観 光 振 興 電 力 需 要 施 設 の 電 気 料 金 低 減 赤 岳 鉱 泉 水 力 発 電 所 山 小 屋 の 照 明 灯 合 併 浄 化 槽 電 源 発 電 出 力 :9.0kW( 最 大 ) 産 業 振 興 養 魚 場 の 電 気 料 金 低 減 遠 山 郷 小 水 力 発 電 所 養 魚 場 のブロア 装 置 発 電 出 力 :2.5kW( 常 時 ) オーレン 小 屋 ( 山 小 屋 ) 養 魚 場 災 害 対 策 電 力 需 要 施 設 の 電 気 料 金 低 減 長 野 県 小 谷 村 大 平 地 区 水 力 発 電 所 地 滑 り 観 測 システム 用 電 源 発 電 出 力 :150W( 最 大 ) 産 業 振 興 電 力 需 要 施 設 の 電 気 料 金 低 減 長 野 県 中 川 村 水 力 発 電 所 獣 害 防 止 電 気 柵 山 間 集 落 の 常 夜 灯 電 源 発 電 出 力 :300W( 最 大 ) 150W( 常 時 ) 監 視 局 ( 北 安 曇 地 方 事 務 所 ) 大 平 地 すべり 観 測 局 電 話 回 線 地 下 水 集 水 枡 2 集 水 井 戸 ( 径 3.5m 深 さ25m) 落 差 約 15m 電 力 電 気 柵 地 滑 り 観 測 所 水 力 発 電 機 獣 害 防 止 電 気 柵 2 21

32 5. 電 力 需 要 計 画 の 策 定 電 力 需 要 計 画 は 水 力 発 電 所 で 発 電 した 電 気 を 使 用 する 施 設 及 び 使 用 量 を 定 めるものである 発 電 電 力 を 可 能 な 限 り 有 効 に 利 用 することが 経 済 的 となるとともに 産 業 振 興 など 地 域 への 貢 献 度 が 高 くなる 電 力 需 要 計 画 の 策 定 に 当 たっては 需 要 施 設 の 特 性 を 把 握 するとともに 需 要 の 平 準 化 を 図 りな がら 供 給 とのバランスを 検 討 する( 需 給 バランスの 検 討 方 法 は 13. 付 属 資 料 (3)オ 参 照 ) 需 要 施 設 の 選 定 需 用 施 設 の 選 定 においては 水 力 発 電 導 入 地 点 の 周 辺 に 存 在 する 需 要 施 設 ( 公 共 施 設 街 灯 等 ) をリストアップし 施 設 毎 に 需 要 設 備 の 内 容 設 備 容 量 電 気 の 利 用 形 態 ( 動 力 電 熱 電 灯 制 御 用 ) 負 荷 変 動 ( 需 要 パターン) 等 を 調 査 し 整 理 する リストアップした 需 要 施 設 について 選 定 条 件 をふまえ 概 略 選 定 する 表 需 要 施 設 に 関 する 調 査 内 容 及 び 選 定 条 件 項 目 調 査 内 容 選 定 条 件 1 需 要 施 設 の 用 途 公 共 施 設 農 林 水 産 業 施 設 観 光 レクリエーション 施 設 等 需 要 施 設 の 用 途 及 び 電 気 設 備 が 導 入 目 的 に 合 致 すること 観 光 等 地 域 振 興 を 目 的 の 場 合 は 地 域 のシン ボル 的 施 設 であるなど 地 域 特 性 を 活 かした 導 入 となること 2 電 力 の 利 用 形 態 利 用 形 態 ( 動 力 電 灯 電 熱 制 御 用 等 ) 送 電 が 停 止 した 場 合 や 供 給 電 力 が 一 定 でない 場 合 に 問 題 となる 電 気 機 器 がないことが 望 ましい(ある 場 合 には 系 統 連 系 を 選 択 する) 3 設 備 容 量 ( 需 要 規 模 ) 需 要 施 設 の 容 量 ( 消 費 電 力 ) 需 要 施 設 の 需 要 ( 負 荷 )パターン 導 入 地 点 の 選 定 における 概 略 発 電 出 力 以 下 で あること 最 適 発 電 規 模 の 検 討 において 需 給 バランス の 良 い 規 模 であること 4 発 電 所 からの 距 離 発 電 所 から 需 要 施 設 までの 距 離 送 電 線 の 費 用 は 経 済 性 に 大 きく 影 響 を 与 え ることから できるだけ 短 距 離 が 望 ましい 送 電 線 の 概 算 費 用 は 7. 主 要 設 備 の 概 略 設 計 概 算 工 事 費 の 算 出 参 照 水 力 発 電 機 により 発 電 された 電 力 は 交 流 電 力 として 取 り 出 され 一 般 に 交 流 電 力 のまま 利 用 される 直 流 で 利 用 する 場 合 として 獣 害 防 止 電 気 柵 蓄 電 池 (バッテリー) 等 があるが こ の 場 合 は 交 流 直 流 変 換 器 が 必 要 となる 2 22

33 需 要 施 設 別 の 調 査 方 法 選 定 留 意 点 表 需 要 施 設 別 の 調 査 方 法 留 意 点 需 要 施 設 需 要 規 模 需 要 パターンの 調 査 方 法 選 定 にあたっての 留 意 点 導 入 効 果 公 共 施 設 照 明 冷 暖 房 機 器 給 湯 装 置 街 蛍 光 灯 等 は 始 動 時 電 力 が 消 費 電 環 境 学 習 機 会 提 灯 浄 化 槽 等 の 消 費 電 力 と 設 置 数 力 より 大 きいため 留 意 する 供 効 果 及 び 稼 動 時 間 帯 を 現 地 調 査 聞 き 取 り 調 査 により 把 握 する 街 灯 防 犯 灯 電 球 類 等 の 消 費 電 力 と 設 置 数 及 び 防 犯 灯 においては 防 犯 上 から 設 置 場 所 によっ 使 用 時 間 帯 を 現 地 調 査 聞 き 取 り 送 電 の 停 止 及 び 供 給 電 力 が 一 ては 環 境 学 習 機 調 査 により 把 握 する 定 でない 場 合 の 対 策 として 蓄 会 提 供 効 果 電 池 の 設 置 または 系 統 連 系 を 選 択 する 水 銀 灯 は 始 動 時 電 力 が 消 費 電 力 より 大 きいため 留 意 する 農 林 水 産 業 施 設 ポンプ ブロワ 照 明 換 気 装 置 揚 水 排 水 ポンプ 等 の 利 水 及 び 産 業 振 興 効 果 ( 揚 水 排 水 ポン 等 の 電 気 機 器 の 出 力 消 費 電 力 と 安 全 上 から 送 電 の 停 止 及 び 供 設 置 場 所 によっ プ 施 設 園 芸 の 照 設 置 数 及 び 稼 動 時 間 帯 を 現 地 調 給 電 力 が 一 定 でない 場 合 の 対 ては 環 境 学 習 機 明 獣 害 防 止 電 気 査 聞 き 取 り 調 査 により 把 握 する 策 として 蓄 電 池 の 設 置 または 会 提 供 効 果 柵 養 魚 場 のばっ 系 統 連 系 を 選 択 する 気 装 置 水 循 環 装 獣 害 防 止 電 気 柵 の 稼 働 時 間 は 一 ポンプ 等 の 動 力 機 器 は 始 動 時 電 置 等 ) 般 的 に24 時 間 力 が 消 費 電 力 より 大 きいため 留 意 する 農 林 産 加 工 施 設 照 明 空 調 乾 燥 施 設 等 の 電 気 機 製 造 機 械 等 の 動 力 機 器 は 始 動 時 産 業 振 興 効 果 器 の 出 力 消 費 電 力 と 設 置 数 及 び 電 力 が 消 費 電 力 より 大 きいた 設 置 場 所 によっ 稼 動 時 間 帯 を 現 地 調 査 聞 き 取 り め 留 意 する ては 環 境 学 習 機 調 査 により 把 握 する 会 提 供 効 果 観 光 レクリエー 街 灯 イルミネーション 等 の 消 費 街 灯 に 防 犯 灯 の 役 割 があり 防 観 光 等 地 域 振 興 ション 施 設 電 力 と 設 置 数 及 び 稼 動 時 間 帯 を 犯 上 から 送 電 の 停 止 及 び 供 給 効 果 ( 街 灯 イルミネー 現 地 調 査 聞 き 取 り 調 査 により 把 電 力 が 一 定 でない 場 合 の 対 策 設 置 場 所 によっ ション 管 理 所 の 握 する として 蓄 電 池 の 設 置 または 系 ては 環 境 学 習 機 照 明 トイレの 照 統 連 系 を 選 択 する 会 提 供 効 果 明 処 理 設 備 等 ) 水 銀 灯 は 始 動 時 電 力 が 消 費 電 力 より 大 きいため 留 意 する その 他 地 滑 り 観 測 システム 等 の 機 器 の 消 防 災 上 の 役 割 から 送 電 の 停 止 及 ( 地 滑 り 観 測 用 施 費 電 力 (24 時 間 稼 動 )と 設 置 数 を び 供 給 電 力 が 一 定 でない 場 合 設 等 ) 現 地 調 査 聞 き 取 り 調 査 により 把 の 対 策 として 蓄 電 池 の 設 置 ま 握 する たは 系 統 連 系 を 選 択 する 2 23

34 6. 発 電 計 画 の 策 定 発 電 計 画 は 電 力 需 要 計 画 における 需 要 施 設 での 自 家 消 費 をふまえ 需 給 バランス 及 び 最 適 発 電 規 模 の 検 討 のもと 水 路 ルート 等 の 発 電 設 備 の 配 置 形 式 及 び 発 電 規 模 を 決 定 する (1) 水 路 ルート 主 要 構 造 物 の 配 置 検 討 河 川 農 業 用 水 路 等 を 利 用 する 場 合 には 取 水 口 導 水 路 水 槽 水 圧 管 路 発 電 所 放 水 口 等 の 構 造 物 の 位 置 は 既 存 資 料 及 び 現 地 調 査 により 設 定 する 地 形 条 件 によっては 水 路 ルート を2~3 案 選 定 する 取 水 口 と 放 水 口 の 位 置 は 最 短 で 標 高 差 が 大 きいほど 経 済 的 となり 望 まれる 構 造 物 の 位 置 は コスト 縮 減 の 観 点 から 既 存 施 設 を 最 大 限 利 用 するとともに 用 地 条 件 施 工 性 及 び 経 済 性 等 を 検 討 し 決 定 する A 点 B 点 取 水 口 地 点 の 選 定 時 の 留 意 点 河 川 が 蛇 行 しているような 場 合 は 左 図 のよ うにショートカット(A 点 からのルート)により 短 い 水 路 長 で 同 程 度 あるいはそれを 上 廻 る 落 差 が 得 られる 場 合 がある しかし ショートカットにより 落 差 が 大 きく なっても 取 水 流 量 が 小 さくなる 場 合 (B 点 からの ルートと 比 較 して)もあり 留 意 が 必 要 である 図 水 路 ルートの 選 定 例 (2) 最 大 使 用 水 量 の 設 定 最 大 使 用 水 量 は 発 電 所 で 使 用 する 最 大 の 水 量 ( 流 量 )であり 想 定 する 需 要 に 対 して 自 家 用 発 電 設 備 として 電 力 供 給 する 場 合 の 需 給 バランスを 検 討 する 中 で 決 定 される また 最 適 発 電 規 模 の 検 討 において 発 電 規 模 とともに 最 大 使 用 水 量 が 決 定 される 発 電 所 の 最 大 出 力 は 最 大 使 用 水 量 によって 定 まる 最 大 使 用 水 量 は 流 量 データを 基 に 設 定 するが 電 気 事 業 法 ( 出 力 10kW 以 上 の 場 合 ) 及 び 河 川 法 によると 原 則 的 に 取 水 計 画 地 点 における 最 近 10か 年 の 流 量 資 料 が 必 要 である 農 業 用 水 利 用 の 場 合 には 流 量 資 料 として 水 文 ( 水 収 支 計 算 等 ) 資 料 を 利 用 することもできる 最 大 使 用 水 量 の 設 定 方 法 は 13. 付 属 資 料 (3)ア 参 照 (3) 有 効 落 差 の 算 出 主 要 構 造 物 のレイアウトから 取 水 位 放 水 位 を 設 定 し 総 落 差 を 把 握 する ア 取 水 位 放 水 位 河 川 や 水 路 等 における 取 水 位 及 び 放 水 位 は 次 のとおり 設 定 する 2 24

35 取 水 位 : 取 水 堰 の 高 さを 考 慮 した 標 高 ( 堰 頂 高 等 )とし 地 形 図 等 から 読 み 取 る 放 水 位 : 放 水 地 点 の 河 川 における 平 水 時 の 標 高 とする イ 有 効 落 差 有 効 落 差 は 水 車 に 有 効 に 働 く 落 差 であり 次 式 で 表 される 有 効 落 差 =( 総 落 差 )-( 損 失 落 差 ) 総 落 差 : 取 水 位 と 放 水 位 の 高 低 差 損 失 落 差 : 水 が 流 下 する 場 合 に 消 耗 する 速 度 水 頭 位 置 水 頭 圧 力 水 頭 等 の 和 を 高 さ で 表 したもの( 13. 付 属 資 料 (3)イ 参 照 ) ウ 上 下 水 道 工 場 内 水 利 用 農 業 用 水 利 用 上 下 水 道 工 場 内 水 利 用 農 業 用 水 利 用 においては 既 存 設 備 の 施 設 図 等 により 取 水 位 置 と 放 水 位 置 の 落 差 を 把 握 する また 減 圧 バルブの 代 替 に 水 車 発 電 機 を 設 置 する 場 合 には 減 圧 バルブの 入 口 側 圧 力 と 出 口 側 圧 力 の 差 が 落 差 となる (4) 発 電 出 力 の 算 出 ア 理 論 水 力 ( 包 蔵 水 力 ) 理 論 水 力 は 下 式 により 算 出 し 河 川 法 に 基 づく 水 利 使 用 料 の 計 算 に 用 いる 理 論 最 大 水 力 及 び 理 論 常 時 水 力 の 算 出 式 は 13. 付 属 資 料 (3)ウ 参 照 理 論 水 力 (kw) = 9.8( 重 力 加 速 度 ) 使 用 水 量 (m 3 /s) 有 効 落 差 (m) イ 発 電 出 力 水 力 発 電 では 水 力 エネルギーを 発 電 機 の 軸 を 回 す 動 力 に 換 える 水 車 や 軸 動 力 を 電 力 に 換 え る 発 電 機 で 損 失 が 生 じる 発 電 出 力 は 理 論 出 力 に 水 車 発 電 機 の 効 率 を 乗 じたものであり 理 論 出 力 より 小 さいものになる 使 用 水 量 が 変 動 する 場 合 には 発 電 出 力 も 変 動 するため 留 意 する 発 電 出 力 P(kW) = 9.8( 重 力 加 速 度 ) 使 用 水 量 (m 3 /s) 有 効 落 差 (m) 水 車 効 率 発 電 機 効 率 ただし 水 車 効 率 :0.75~0.90 発 電 機 効 率 :0.82~0.93 ウ 発 電 電 力 量 の 算 出 発 電 電 力 量 は 下 式 により 算 出 する 発 電 電 力 量 (kwh) = 発 電 出 力 (kw) 発 電 時 間 (hr) 発 電 電 力 量 には 年 間 可 能 発 電 電 力 量 と 年 間 発 電 電 力 量 があり 発 電 原 価 ( 発 電 所 の 発 電 量 1kWh 当 たり 単 価 )を 算 定 する 場 合 には 後 者 の 年 間 発 電 電 力 量 を 用 いる 2 25

36 (ア) 年 間 可 能 発 電 電 力 量 年 間 可 能 発 電 電 力 量 は 発 電 所 が 年 間 を 通 じて 事 故 停 止 せず 点 検 維 持 補 修 による 停 止 をしないものと 仮 定 した 場 合 に 1か 年 に 発 生 が 可 能 な 電 力 量 をいう 年 間 可 能 発 電 電 力 量 は 年 間 累 積 値 であり 発 電 出 力 は 年 間 を 通 して 変 動 するため それを 変 数 pとすると 下 式 で 算 出 される 発 電 出 力 を 最 大 発 電 電 力 として 計 算 するなど 年 間 可 能 発 電 電 力 量 を 過 大 に 算 出 す ると 収 支 計 算 に 大 きく 影 響 することから 留 意 して 算 出 する 流 況 図 から 概 略 の 年 間 可 能 発 電 電 力 量 を 算 出 する 方 法 は 13. 付 属 資 料 (3)エ 参 照 年 間 可 能 発 電 電 力 量 (kwh) = Σ 発 電 出 力 p(kw) 24hr/ 日 365 日 年 間 を 通 じて 出 力 が 一 定 の 場 合 は 以 下 のとおりである 年 間 可 能 発 電 電 力 量 (kwh) = 発 電 出 力 (kw) 24hr/ 日 365 日 (イ) 年 間 発 電 電 力 量 年 間 発 電 電 力 量 は 発 電 所 の 停 止 により 発 電 できない 分 を 差 し 引 いた 電 力 量 であり 次 式 に より 算 出 する 年 間 発 電 電 力 量 (kwh) = 年 間 可 能 発 電 電 力 量 (kwh) 利 用 率 ( 一 般 に 0.95) 利 用 率 は 理 想 的 な 仮 定 で 計 算 された 年 間 可 能 発 電 電 力 量 のうち 実 際 に 発 電 量 として 期 待 できる 割 合 をいう 発 電 所 の 停 止 には 事 故 停 止 のほか 計 画 的 な 点 検 停 止 補 修 停 止 等 がある エ 水 車 等 の 選 定 (ア) 水 車 水 車 は 型 式 別 の 最 大 使 用 水 量 及 び 有 効 落 差 の 適 用 範 囲 をふまえ 維 持 管 理 性 経 済 性 等 を 総 合 的 に 検 討 して 最 適 な 型 式 を 選 定 する 水 車 の 種 類 衝 動 水 車 反 動 水 車 重 力 水 車 ペルトン 水 車 クロスフロー 水 車 ターゴインパルス 水 車 フランシス 水 車 カプラン 水 車 斜 流 (デリア) 水 車 プロペラ 水 車 チューブラ 水 車 (S 形 立 軸 パッケージ 式 ) ストレートフロー 水 車 (ランナローター 体 形 水 中 ホ ンフ 形 ) 上 掛 水 車 下 掛 水 車 らせん 水 車 クロスフロー 水 車 は 反 動 水 車 の 特 性 も 合 わせ 持 つため 反 動 衝 動 水 車 に 区 分 されることもある 図 水 車 の 種 類 2 26

37 衝 動 水 車 : 圧 力 水 頭 を 持 つ 水 をノズルから 噴 出 させて すべて 速 度 水 頭 にかえ 噴 出 水 の 衝 突 によりランナを 回 転 させる 構 造 の 水 車 反 動 水 車 : 圧 力 水 頭 を 持 つ 流 水 の 水 圧 をランナに 作 用 させる 構 造 の 水 車 重 力 水 車 : 水 の 質 量 ( 重 さ)によって 回 転 する 水 車 通 称 開 放 形 という マイクロ 水 力 発 電 (100kW 以 下 )に 採 用 可 能 な 水 車 形 式 の 特 徴 を 以 下 に 示 す 汎 用 品 は 有 効 落 差 2m 以 上 が 適 用 範 囲 であり 有 効 落 差 2m 未 満 は 特 注 品 となる ペルトン 水 車 ノズルから 噴 射 する 水 をバケットに 衝 突 させる 機 構 の 衝 動 水 車 高 落 差 に 適 し 大 型 機 から 小 型 機 まで 導 入 実 績 が 多 い 流 量 調 整 できる 機 構 (ニードル)を 備 え 流 量 調 整 が 最 優 先 される 場 合 にも 使 用 できる 出 力 :0.1~4,000kW 程 度 落 差 :15~500m 程 度 流 量 :0.01~2m 3 /s クロスフロー 水 車 水 流 が 円 筒 形 のランナに 軸 と 直 角 方 向 より 流 入 し ランナ 内 を 貫 通 して 流 出 する 衝 動 水 車 であり 流 量 調 整 できる 機 構 (ガイドベーン)を 備 えている 外 側 のカバーを 外 すだけでランナを 点 検 すること ができ 容 易 に 除 塵 できる 出 力 :10~1,000kW 程 度 落 差 :5~200m 程 度 流 量 :0.1~8m 3 /s ニードル フランシス 水 車 水 はランナの 全 周 から 中 心 に 向 かって 流 入 し 水 圧 によりランナを 回 転 させつつ ランナ 内 で 軸 方 向 に 向 きを 変 えて 流 出 する 流 量 調 整 できる 機 構 (ガイドベーン)を 備 え 水 道 等 の 流 量 調 整 が 最 優 先 される 場 合 にも 使 用 で きる 出 力 :1~4,000kW 程 度 落 差 :10~300m 程 度 流 量 :0.01~10m 3 /s チューブラ 水 車 (プロペラ 水 車 ) 円 筒 形 (チューブラ)のプロペラ 水 車 のことをい い 低 落 差 に 使 用 される 水 流 の 流 入 流 出 とも 軸 方 向 であり 配 管 直 線 部 に 挿 入 する 機 器 配 置 が 可 能 ランナの 羽 根 は 小 容 量 では 固 定 式 が 多 く 大 容 量 では 可 動 式 となる 中 小 水 力 発 電 用 にはS 形 立 軸 バルブ 等 がある <プロペラ 水 車 > 出 力 :1~200kW 程 度 落 差 :2~150m 程 度 流 量 :0.01~3m 3 /s 2 27

38 水 中 ポンプ 形 ;ポンプ 逆 転 水 車 一 般 的 なポンプ( 渦 巻 ポンプ 軸 流 ポンプ)に 水 を 逆 に 流 し ポンプを 逆 方 向 に 回 転 させることで 発 電 に 使 用 する 水 車 ランナの 羽 根 形 状 以 外 はポンプと 同 じ 部 品 が 使 え るため 安 価 であるが 効 率 は 他 の 水 車 よりも 低 い 出 力 :1~200kW 程 度 落 差 :6~80m 程 度 流 量 :0.02~1m 3 /s 水 中 ポンプ 形 ; 水 中 式 発 電 機 一 体 型 水 車 ポンプと 電 動 機 が 一 体 となっている 水 中 ポンプに 水 を 逆 に 流 し ポンプを 逆 方 向 に 回 転 させること で 発 電 に 使 用 する 水 車 ランナの 羽 根 形 状 以 外 はポンプと 同 じ 部 品 が 使 え るため 安 価 であるが 効 率 は 他 の 水 車 よりも 低 い 水 槽 底 部 や 配 管 内 に 設 置 するため 点 検 や 部 品 交 換 が 可 能 なように 据 付 けることが 必 要 出 力 :1~200kW 程 度 落 差 :1.5~7m 程 度 流 量 :0.1~4m 3 /s 重 力 水 車 ; 上 掛 け 水 車 下 掛 け 水 車 落 差 が 小 さく 少 流 量 でも 利 用 可 能 であるが 発 電 効 率 が 低 い 水 車 構 造 が 簡 単 でメンテナンスが 容 易 であるため モ ニュメントとして 設 置 されている 例 もある 出 典 :マイクロ 水 力 発 電 導 入 ガイドブック( 独 立 行 政 法 人 新 エネルギー 産 業 技 術 総 合 開 発 機 構 (NEDO),2003) 2 28

39 水 車 の 適 用 範 囲 を 図 に 示 す 注 :ポンプ 逆 転 水 車 水 中 式 発 電 機 一 体 型 水 車 は 水 中 ポンプ 水 車 ともいう 横 軸 固 定 羽 根 機 プロペラ 水 車 は チューブラ 水 車 の 一 種 である グラフの 見 方 使 用 水 量 0.1m 3 /s 落 差 4mの 場 合 には 横 軸 固 定 羽 根 機 プロペラ 水 車 が 適 用 可 能 出 力 は1~3kWが 見 込 まれる 図 水 車 の 適 用 範 囲 出 典 :マイクロ 水 力 発 電 導 入 ガイドブック( 独 立 行 政 法 人 新 エネルギー 産 業 技 術 総 合 開 発 機 構 (NEDO),2003) (イ) 発 電 機 発 電 機 には 同 期 発 電 機 と 誘 導 発 電 機 があり 電 力 系 統 との 連 系 の 有 無 及 び 経 済 性 を 考 慮 し て 選 定 する 電 力 会 社 からの 買 電 の 場 合 には 経 済 性 及 び 保 守 の 面 から 誘 導 発 電 機 が 有 利 であ る 単 独 系 統 の 場 合 には 同 期 発 電 機 を 採 用 する 表 誘 導 発 電 機 と 同 期 発 電 機 の 特 徴 項 目 誘 導 発 電 機 同 期 発 電 機 保 守 構 造 が 簡 単 で 励 磁 装 置 もなく 保 守 が 容 易 界 磁 巻 線 や 励 磁 装 置 等 の 保 守 点 検 を 要 す 価 格 安 価 であるが 低 速 機 は 割 高 誘 導 発 電 機 と 比 べて 高 価 単 独 運 転 通 常 できない 常 に 可 能 2 29

40 (5) 需 給 バランスの 検 討 及 び 運 転 方 式 の 選 定 水 力 発 電 の 導 入 においては 需 給 バランスを 考 慮 した 運 転 方 式 を 検 討 する 需 要 と 供 給 ( 発 電 量 )の 関 係 は 1 需 要 に 対 して 供 給 が 下 回 る 場 合 と 2 需 要 に 対 して 供 給 が 上 回 る 場 合 の2ケースに 大 別 され 需 給 バランスにおいて 需 要 あるいは 供 給 のいずれか 一 方 を 縮 小 できる 状 態 か 否 かによって 運 転 方 式 を 選 定 する 需 給 バランスの 検 討 方 法 は 13. 付 属 資 料 (3)オ 参 照 需 給 バランス 1 需 要 に 対 して 供 給 が 下 回 る 場 合 需 要 規 模 の 縮 小 が 可 能 需 要 規 模 の 縮 小 が 困 難 単 独 運 転 系 統 との 並 列 運 転 に よるバックアップ 系 統 以 外 のハ ック アッフ システムの 導 入 2 需 要 に 対 して 供 給 が 上 回 る 場 合 供 給 規 模 を 縮 小 単 独 運 転 系 統 との 並 列 運 転 に よる 売 電 熱 変 換 ( 温 水 含 む) 図 需 給 バランスと 運 転 方 式 バックアップシステム 学 校 や 福 祉 施 設 など 電 力 供 給 を 長 時 間 停 止 すると 支 障 が 発 生 する 需 要 施 設 については 発 電 設 備 または 配 電 設 備 の 事 故 が 長 時 間 にわたる 場 合 や 渇 水 などにより 著 しく 発 電 力 が 低 下 する 場 合 を 考 慮 し バックアップによる 電 力 供 給 を 検 討 しておく 現 時 点 では ディーゼルエンジンや 自 然 エネルギーを 利 用 した 発 電 設 備 は 商 用 電 源 に 比 べて 高 価 であり 定 期 的 な 保 守 点 検 が 必 要 なため 経 済 的 に 不 利 となることが 多 い このため バック アップシステムとしては 電 力 会 社 からの 買 電 が 望 ましい (6) 系 統 連 系 の 選 択 以 下 の 場 合 には 系 統 連 系 を 採 用 する 需 要 規 模 が 発 電 規 模 より 大 きい 場 合 ( 需 要 施 設 が 発 電 電 力 により 稼 動 できない 規 模 の 場 合 ) 需 要 施 設 が 常 に 一 定 規 模 以 上 の 電 力 が 必 要 な 場 合 ( 需 要 施 設 が 災 害 時 の 避 難 場 所 など 電 力 の 不 足 停 止 が 問 題 となる 場 合 ) 需 要 施 設 が 発 電 所 から 離 れており 単 独 系 統 が 非 経 済 的 な 場 合 (7) 最 適 発 電 規 模 の 決 定 ア 最 適 発 電 規 模 の 検 討 最 適 発 電 規 模 は 各 需 要 パターンについて 発 電 原 価 により 経 済 性 評 価 を 行 い 経 済 的 なケー スを 採 用 する 水 力 発 電 導 入 規 模 別 の 比 較 検 討 表 例 を 表 に 示 す 2 30

41 表 水 力 発 電 導 入 規 模 別 の 比 較 検 討 表 例 項 目 単 位 ケース 1 ケース 2 ケース 3 備 考 最 大 使 用 水 量 m 3 /s 最 大 出 力 kw 電 力 量 1 供 給 電 力 量 ( 年 間 発 電 電 力 量 ) 2 需 要 電 力 量 kwh kwh 3 余 剰 電 力 4 買 電 電 力 量 ( 停 止 時 ) kwh kwh =1-2 = 買 電 電 力 量 ( 不 足 時 ) kwh 発 電 経 費 6 工 事 費 7 送 電 費 千 円 千 円 8 工 事 費 の 計 9 経 費 率 2 10 年 経 費 千 円 % 千 円 =6+7 =8 9 バックアップ 1 経 費 11 基 本 料 金 12 契 約 月 数 13 電 力 量 料 金 千 円 月 千 円 14バックアップ 年 経 費 千 円 =11+13 売 電 考 慮 時 の 収 入 15 売 電 単 価 16 売 電 収 入 円 /kwh 千 円 =3 15 経 済 性 評 価 3 17 発 電 所 建 設 による 電 気 料 金 効 果 18 建 設 単 価 ( 受 電 端 単 価 ) 19 発 電 原 価 4 20 合 成 発 電 原 価 21 合 成 発 電 原 価 ( 売 電 考 慮 ) 22 合 成 発 電 収 支 千 円 円 /kwh 円 /kwh 円 /kwh 円 /kwh 円 /kwh =8/1 =10/1 =(10+14)/2 =( )/2 =(17/1)-19 有 効 使 用 率 23 有 効 使 用 率 % =2/1 総 合 評 価 1:バックアップ 経 費 は 系 統 連 系 による 電 力 会 社 からの 買 電 の 場 合 は 電 気 料 金 とする 2: 年 経 費 は 表 を 参 考 に 資 本 費 や 直 接 費 等 の 積 み 上 げを 基 本 とする( 経 費 率 については ハイドロバレー 計 画 ガイドブック (2005.3) 経 済 産 業 省 資 源 エネルギー 庁 財 団 法 人 新 エネルギー 財 団 を 参 照 ) 3: 発 電 所 建 設 による 電 気 料 金 効 果 = 建 設 前 ( 需 要 施 設 の 支 払 い 電 気 料 金 )+ 建 設 後 ( 余 剰 電 力 の 売 電 収 入 - 不 足 電 力 の 購 入 支 出 ) 4: 合 成 発 電 原 価 は 年 経 費 にバックアップ 経 費 を 加 えた 経 費 による 発 電 原 価 イ 発 電 原 価 発 電 原 価 は 発 電 施 設 の 建 設 維 持 管 理 により 発 生 する 年 経 費 ( 資 本 費 + 直 接 費 + 間 接 費 ) を 当 該 発 電 所 の 年 間 発 電 電 力 量 で 除 した 値 である 発 電 原 価 ( 円 /kwh)= 年 経 費 ( 円 ) 年 間 発 電 電 力 量 (kwh) 年 経 費 年 経 費 は 水 力 発 電 所 の 管 理 運 営 の 年 間 経 費 である( 表 参 照 ) 発 電 設 備 が 簡 易 的 なものである 場 合 などは 地 域 住 民 や 団 体 のなかで 機 械 電 気 設 備 等 に 知 識 がある 人 が 維 持 管 理 等 を 行 うことで 人 件 費 及 び 修 繕 費 を 低 減 させることが 望 まれる 2 31