<사진. 용수발전소의 주요 설비
출처. KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』>
소수력발전소를 45군데 설치: 농촌에서 온천지까지의 용수로에
도야마현(富山?)은 험한 지형과 풍부한 수량이 특색으로 수력에너지의 이용 가능량에서는 전국에서 제2위이다. 전력회사가 운전하는 대규모 수력발전소 주변에는 용수로를 활용한 수수력발전소가 지속적으로 가동하고 있다. 온천지에서는 용수로를 사용하여 발전한 전력으로 버스를 운행하는 자급자족의 대응도 시작하였다.
전국 47개 도도부현 중 수력발전만으로 현 내의 전력 수요 대부분을 담당할 수 있는 곳은 도야마현밖에 없다. 이미 2011년도 시점에 현 내의 수요 84%에 상당하는 전력을 수력발전으로 생산하고 있다. 그 대부분은 호쿠리쿠전력과 간사이전력의 수력발전소이지만, 지자체를 중심으로 소수력발전소가 현 내 각지에 널리 존재한다.
도야마현은 수력에너지의 이용가능량이 전국에서 두 번째로 많다. 그 중 약 80%의 에너지는 개발 완료이며, 남은 것이 20%이다. 모두 개발하면 수력발전만으로 현 내의 수요를 만족시키는 것이 가능하다. 재생가능에너지를 확대하는 제1의 중점시책으로서 “물의 왕국과 도야마 소수력발전 도입촉진 프로젝트”를 추진하고 있다.
이 프로젝트의 목표는 현 내 23개소로 가동하고 있는 소수력발전소의 수를 7년 후인 2021년도까지 45개소로 증가시키는 것이다. 수력에너지는 하천 외에 현 내 각지를 둘러싼 농업용수로에도 대량으로 존재한다. 소수력발전의 개발 여지는 크게 남아 있어 현재에도 5개소로 건설계획이 진행되고 있다.
농업용수로를 활용한 대표적 사례는 현 서부의 난토시(南?市)에서 2013년 3월에 운전을 개시한 용수발전소이다. 농촌지대를 흐르는 강에서 유입된 용수로의 물이 다시 강으로 되돌리기까지의 사이에 25미터의 낙차를 활용하여 발전하는 구조이다. 이 용수로는 주변의 수전에 물을 공급하기 위하여 벼농사 시기에 해당하는 4월부터 9월까지 거의 전량을 논에 보낼 필요가 있다. 그 외의 계절은 대부분의 물이 불필요하다. 그래서 잉여분의 수류를 헤드 탱크로 불리는 저수조를 사용하여 분기시켜, 발전소에 물을 보내도록 하였다.
발전능력은 520kW로 연간 발전량은 257만kWh를 예상한다. 일반가정 약 700세대분의 전력사용량에 해당한다. 계절에 따라 이용할 수 있는 수량이 크게 변동하기 때문에 설비 이용률(발전능력에 대한 실제의 발전량)은 소수력발전에서는 낮은 56%가 된다. 그렇지만 발전한 전력의 판매수입에 따라 용수로의 유지관리비를 경감할 수 있는 장점이 있다.
이러한 농업용수로를 활용한 소수력발전소는 오래 전부터 수력발전이 왕성한 현 동부의 구로베시에서도 전개되었다. 구로베시에서는 2012년에 “미야노 용수발전소”의 운전을 개시한 것이 최초 시도이다. 이 발전소는 물을 유입하기까지의 경로에 특징이 있다. 근원을 찾으면 온천지로 유명한 우나즈키(宇奈月) 온천의 가까이에 있는 “우나즈키댐”에 도달한다. 그 댐으로부터의 수류에서 간사이전력의 우나즈키발전소(발전능력 2만kW)가 전력을 만든 후에 산의 중턱에 설치된 수조까지 물이 운반된다. 거기서부터 3개의 수로로 나뉘며 그 중 2개는 별도의 발전소로 남은 1개는 미야노용수가 되어 근처의 논으로 물을 보낸다.
이 용수로의 도중에 미야노 용수발전소를 설치하였다. 수조에서 약 50미터의 낙차를 이용하여 최대 780kW의 전력을 공급할 수 있다. 연간 발전량은 530만kWh가 되며, 약 1500세대분의 전력사용량에 해당한다. 그리고 설비 이용률은 78%로 상당히 높다. 원래 농업용수로로서 4월부터 11월까지 수량을 많이 확보할 수 있기 때문에 연간 발전에 사용할 수 있는 수량이 그다지 증감하지 않는 이점이 있다.
구로베시에서는 우나즈키온천에서도 소수력발전소가 가동하고 있다. 온천가를 흐르는 방화용수로 중간에 수차발전기를 설치하여 발전하는 방식이다. 매초 0.04입방미터의 적은 수량에서 10미터의 낙차를 사용하여 2.2kW의 전력을 만들 수가 있다. 연간 발전량은 1만 5000kWh로 일반가정 4세대분의 전력사용량에 지나지 않는다. 적은 전력이나, 온천가를 순환하는 전동버스에 전력을 공급하는 것 외에 발전소의 주변에 있는 방범등의 전원으로서 이용한다. 규모는 작지만, 에너지의 자급자족을 실천하여 환경에 무해한 “에코온천”을 어필하는 것에 도움이 될 것이다.
도야마현의 재생가능에너지의 도입량을 보면, 새롭게 고정가격매입제도로 인정을 받은 발전설비의 규모는 전국에서도 두 번째로 적다. 앞으로는 소수력에 이어 풍력과 태양광, 그리고 지역의 삼림자원을 살린 바이오매스발전도 증가시킬 예정이다. 기존의 수력발전에 새로운 재생가능에너지의 전력이 추가되어 화력과 원자력에 의존하지 않는 에너지공급체제를 착실히 실현해 나갈 것이다.
■ KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 http://mirian.kisti.re.kr