水力エネルギー

水力エネルギーって？

世界のエネルギー消費量のわずか2.6%が水力エネルギーの占める割合です。水力エネルギーは大切な国産エネルギーで、昔は発電のためのエネルギー源の大半は水力でした。ところが、1973年と1978年のオイルショックがきっかけとなり、原子力を中心にエネルギー源が偏らないようにした結果、日本の水力発電の割合は10%以下になってしまいました。今までとは違った発電法が次第に利用され始めたりと、川が多い日本では再び水力エネルギーに注目が集まっています。

水力エネルギー（発電）の歴史

水力エネルギーを動力として利用するという考えは大昔からあって、水車を用いて製粉、紡績などを行なっていました。日本での水力エネルギー開発を年表形式で紹介したいと思います。

水力開発の幕開け
明治21年	初めての水力発電が仙台の三居沢発電所で行なわれました。
明治24年	日本初の電気事業用の発電所が京都の蹴上に誕生しました。
明治43年	第一次発電水力調査が実施されました。
大規模水力開発の時代
昭和31年	静岡の佐久間発電所が完成しました。
昭和38年	富山県に黒部川第四発電所が完成し、日本一の高さを誇る黒部ダムが話題になりました。
環境に優しい水力開発の時代
昭和55年	第五次発電水力調査が実施されました。
昭和56年	香川県に新高瀬川発電所が完成し、東洋一の規模とされる高瀬ダムが作られました。
平成9年	群馬県で世界最大の揚水発電所である神流川発電所が着工開始されました。
平成10年	気球温暖化対策推進大網が決定されました。
平成11年	海水揚水発電の実証実験が開始されました。
平成15年	RPS制度（電気事業者による新エネルギー等の利用に関する特別措置法）が施行されました。
平成17年	京都議定書が発効されました。

水力エネルギーの長所と短所

水力エネルギーの最大の長所（魅力）は、利用する際に二酸化炭素や有害な廃棄物を排出しないクリーンな自然エネルギーであることではないでしょうか？このため永久的に使うことができると考えられ、貴重なエネルギーとなっています。一方、短所は大規模な発電をする際に周辺の川や近隣の自然環境が壊されることが考えられますし、さらにダムを建設するとなると、ダムに沈むことになる村の立ち退き問題なども浮上してきます。また、発電コストが高い、発電に適した場所が限られているといったデメリットもあります。

水力発電の特徴

水の流れを利用して行なう水力発電は、エネルギー密度が高いため、小さな発電システムでも大きな出力を得られるのが特徴です。水力エネルギーは太陽光や風力エネルギーと比べても安定した運転をするので、24時間、1年中使えます。数メートル程度の落差の水流なら、1世帯分の電力を作ることができます。また、一般の人でも日用大工が得意であれば、水力発電機を作ることも可能です。こう考えると水力エネルギーは結構、生活密着型のエネルギー源です。利用可能な状況下にある場合は、水力エネルギーの利用が優先的に検討されると言われているように、積極的な取入れが大切ですね。

どうやって発電するの？

水力発電の仕組み

水力発電は、位置エネルギーと呼ばれる、高いところから低いところへ流れ落ちる水の力を使って発電機をつないである水車を回すことで、電気を起こします。日本の渓谷にあるダムの多くは、私たちがよく知っている、洪水調節や水不足に備えて水を貯めているということ以外に、水をちょっとずつ流して水力発電に使うという役割も持っています。

水力の発電法

水力エネルギーには、4タイプの発電方法があります。

流れ込み式

川の流れを利用して、長い水路で大きな落差を得ることで水車を回します。ですから、発電量は川の流量次第になります。

調整池式

取水ダムや調整池を作って、需要に合わせて水量を調節します。この方式では、1日〜1週間の発電量をコントロールできるようにします。

貯水池式

貯水池は調整池よりも大きく、雪解け水や梅雨、台風時の出水を溜めておいて需要の大きいときに使います。

揚水式

発電所で一度使われて、下の貯水池に溜まった水を夜中に火力や原子力エネルギーの電力を利用して上の貯水池に戻して、また必要なときに使います。

これからの水力発電

小規模の発電システムで大きな出力と得ることができる水力エネルギーの特徴を生かし、今、小水力、ミニ水力、マイクロ水力発電というのが注目されています。はっきりとした定義はありませんが、一応、20000kW〜50000kWが中水力、5000kW〜20000kWが小水力、1000ｋＷ〜5000kWがミニ水力、そして1000kW以下がマイクロ水力として定められています。こういうマイクロ・ミニ水力発電の一番の利点は、燃料が不要なことです。低コストで発電できて、その上、地球環境にも優しいとくれば、開発の余地が十分にある電力技術として、これから更に重要性が高まってくるでしょう。