小水力発電と低落差水力発電の技術と展望

気候変動への懸念から、化石燃料由来の電力に代わる可能性として、水力発電の増産に新たな注目が集まっています。現在、米国の電力生産量の約6%を水力発電が占めており、水力発電による発電は実質的に二酸化炭素を排出しません。しかし、より大規模で従来型の水力発電資源のほとんどは既に開発されているため、小規模で低落差の水力発電資源の開発には、クリーンエネルギーとしての根拠が存在する可能性があります。
河川や小川からの発電には議論の余地があり、これらの資源からエネルギーを生産する能力は、環境やその他の公共の利益に対する懸念とバランスを取る必要があります。このバランスは、これらの資源を費用対効果が高く環境に優しい方法で開発することを促進する新技術の研究と、建設された施設が少なくとも50年間は持続することを考慮した先進的な規制によって促進されます。
アイダホ国立研究所が2006年に実施した実現可能性調査では、米国における水力発電のための小規模および低落差電源開発の可能性に関する評価が発表されました。10万地点のうち約5,400地点が小規模水力発電プロジェクト（年間平均発電量が1～30メガワット）の可能性があると判断されました。米国エネルギー省は、これらのプロジェクトが開発されれば、水力発電の総発電量が50%以上増加すると推定しています。低落差水力発電とは、通常、落差（標高差）が5メートル（約16フィート）未満の地点を指します。

流れ込み式水力発電施設は、一般的に河川や小川の自然な流れを利用し、大規模な貯水池を建設することなく、より少ない水量で発電することができます。水路、灌漑用水路、導水橋、パイプラインなど、導管で水を移動させるように設計されたインフラも、発電に利用できます。給水システムや産業で使用される減圧弁は、弁内の流体圧力の上昇を抑制したり、水道利用者が使用できるレベルまで圧力を下げたりするため、発電の可能性をさらに広げます。
現在議会で審議中の気候変動緩和とクリーン エネルギーに関する法案がいくつかあり、連邦レベルの再生可能エネルギー (または電力) 基準 (RES) を確立することを目指しています。その中でも特に注目すべきは、2009 年の米国クリーン エネルギー安全保障法 (HR 2454) と、2009 年の米国クリーン エネルギー リーダーシップ法 (S. 1462) です。現在の提案では、RES は小売電気供給業者に、顧客に提供する電力に占める再生可能電力の割合を増やすことを義務付けます。水力発電は一般にクリーンな電力源と考えられていますが、RES の対象となるのは、流水を利用する流体動力学技術と、水力発電の限定的な用途のみです。審議中の法案の現在の文言から判断すると、ほとんどの新しい流れ込み式低落差水力発電プロジェクトと小規模水力発電プロジェクトは、既存の非水力発電ダムに設置されない限り、「適格水力発電」の要件を満たす可能性は低いでしょう。
小水力発電および低落差水力発電の開発コストに比べてプロジェクト規模が小さいことを踏まえると、長期にわたる発電量に対するインセンティブ率は、売電ベースのプロジェクトの実現可能性を高める可能性がある。したがって、クリーンエネルギー政策を推進力とする政府のインセンティブは有益となる可能性がある。小水力発電および低落差水力発電の大規模な開発は、クリーンエネルギー目標の推進を目的とした国家政策の結果としてのみ実現する可能性が高い。