近年、水力発電開発のペースは着実に進み、開発の強度も増しています。水力発電は鉱物エネルギーを消費しません。水力発電の開発は、温室効果ガスの排出削減と生態環境の保護に役立ち、資源の利用率向上と経済社会の総合的利益に貢献します。カーボンニュートラルを背景に、水力発電産業の発展見通しは依然として長期にわたり良好です。
水力発電はカーボンニュートラルを達成するための最良の電源の一つである
水力発電はクリーンエネルギーであるため、二酸化炭素排出や汚染物質の排出がなく、再生可能エネルギーであるため、水がある限り無尽蔵に供給可能です。現在、中国はカーボンピーキングとカーボンニュートラル化という重要な責務に直面しています。水力発電はクリーンで排出ゼロであるだけでなく、環境に優しく、ピークコントロールにも活用できます。水力発電はカーボンニュートラル化を実現するための最適な電源の一つです。将来を見据えると、中国の水力発電は「ダブルカーボン」目標の実現を推進する上で引き続き重要な役割を担っていくでしょう。
1. 揚水発電は何で利益を生むのか
中国の揚水発電所は平均4キロワット時の電力を消費し、揚水後はわずか3キロワット時の電力しか発電せず、効率はわずか75%です。
揚水発電所は、電力網の負荷が低いときに水を汲み上げ、電気エネルギーを水の位置エネルギーに変換して貯水します。負荷が高いときには水を放出して発電します。まるで水でできた巨大な蓄電可能な宝物です。
揚水発電の過程では、損失が生じることは避けられません。揚水発電所では、平均して3kWhの電力を揚水するために4kWhの電力を消費し、平均効率は約75%です。
そこで疑問が湧いてくる。これほど巨大な「充電可能な宝物」を造るには、どれくらいの費用がかかるのだろうか？
陽江揚水発電所は、中国最大の揚水発電所であり、単機容量、実効落差、埋設深度において中国最大規模を誇ります。中国で初めて自主開発・製造された、落差700メートル、出力40万kWの揚水発電ユニットを備え、計画設備容量は240万kWです。
陽江揚水発電所プロジェクトは、総投資額76億2,700万元で、2期に分けて建設される予定である。年間発電量は36億kWh、揚水電力消費量は48億kWhと計画されている。
楊貯蔵発電所は、広東省電力網の季節ピーク負荷を経済的に解決する手段であるだけでなく、原子力発電と西部電力の利用効率と安全レベルの向上、新エネルギーの開発、そして原子力発電の安全かつ安定した運用への協力という重要な手段でもあります。広東省電力網とネットワークシステムの安定的、安全かつ経済的な運用を確保し、電力網運用の安全性と信頼性を向上させる上で、重要かつ積極的な意義を有しています。
エネルギー損失の問題により、揚水発電所は発電量よりもはるかに多くの電気を使用します。つまり、エネルギーの観点から見ると、揚水発電所は必ず損失を被ります。
しかし、揚水発電所の経済的利益は、発電量ではなく、ピークカットと谷埋めの役割に依存します。
ピーク電力消費時に発電を行い、低消費電力時に揚水発電を行うことで、多くの火力発電所の起動停止を回避することができ、火力発電所の起動停止に伴う莫大な経済的損失を回避できます。揚水発電所には、周波数変調、位相変調、ブラックスタートなどの機能も備わっています。
揚水発電所の料金徴収方法は地域によって異なり、容量リース料金制を採用している地域もあれば、二部制電気料金制を採用している地域もあります。容量リース料金に加えて、ピークバレー電力価格差によっても利益を得ることができます。
2. 2022年の新規揚水発電プロジェクト
年初から、揚水発電プロジェクトの調印と着工が相次いで報道されている。1月30日には、投資額86億元超、設備容量120万キロワットの武海揚水発電所プロジェクトが内モンゴル自治区エネルギー局の認可を受けた。2月10日には、総投資額70億元、120万キロワットの小峰河揚水発電所プロジェクトが武漢で調印され、湖北省夷陵に着工した。2月10日には、国貿電力公司と山西省河津市人民政府が揚水発電プロジェクト投資協力協定に調印し、120万キロワットの揚水発電プロジェクトを開発する予定である。2月14日には、総設備容量140万キロワットの湖北省平原揚水発電所の起工式が湖北省羅田で行われた。
不完全な統計によると、2021年以降、1億キロワットを超える揚水発電プロジェクトが重要な進展を遂げている。その中で、国家電網と中国南方電力網は2,470万キロワットを超え、揚水発電プロジェクト建設の主力となっている。
現在、揚水発電は第14次5カ年計画期間における二大電力網公司の重点分野の一つとなっている。中国で稼働している揚水発電所のうち、国家電網公司傘下の国家電網鑫源と、南電網公司傘下の南電ピークカット・周波数変調公司が主要なシェアを占めている。
昨年9月、国家電網の辛宝安総裁は、今後5年間で最大3,500億米ドル（約2兆元）を投資し、電力網の変革と高度化を推進する計画であると公表した。2030年までに、中国の揚水発電設備容量は現在の2,341万キロワットから1億キロワットに増加する予定だ。
昨年10月、中国南方電力網公司会長（党指導グループ書記）の孟振平氏は、南方5省・地域の揚水発電所建設動員会議において、揚水発電所の建設を加速すると発表した。今後10年間で、2100万キロワットの揚水発電所を竣工・稼働させる。同時に、第16次5カ年計画期間中に稼働予定の1500万キロワットの揚水発電所の建設に着工する。総投資額は約2000億元で、南方5省・地域の約2億5000万キロワットの新エネルギーの供給と消費に対応できる。
２大電力会社は、壮大な青写真を積極的に描きながら、揚水発電資産の再編を進めた。
昨年11月、中国国家電網公司は、国家電網鑫源ホールディングス株式会社の株式51.54%を全て国家電網鑫源グループ株式会社に無償譲渡し、同社の揚水発電資産を統合しました。今後、国家電網鑫源グループ株式会社は、国家電網の揚水発電事業のプラットフォーム企業となる予定です。
2月15日、水力発電を主力事業とする雲南文山電力は、資産入替と株式発行を通じて、中国南方電力網有限公司が保有する中国南方電力網ピークカット及び周波数変調発電有限公司の株式100%を買収する計画を発表した。以前の発表によると、文山電力は中国南方電力網の揚水発電事業の上場企業プラットフォームとなる。
「揚水発電は現在、世界で最も成熟度が高く、信頼性が高く、クリーンで経済的なエネルギー貯蔵手段として認められています。また、電力システムに必要な慣性モーメントを提供し、システムの安定した運用を確保します。新エネルギーを主体とする新しい電力システムにとって重要な支えとなります。既存のピークカットやエネルギー貯蔵手段と比較して、より総合的なメリットがはるかに大きいのです」と、シノハイドロのチーフエンジニアである彭蔡徳氏は指摘した。
電力網の容量を向上させ、新エネルギーを受け入れるための最良の方法は、揚水発電または電気化学的エネルギー貯蔵システムを構築することであることは明らかです。しかし、技術的な観点から見ると、現在の電力網において最も経済的かつ効果的なエネルギー貯蔵方式は揚水発電です。これは現在の国際社会のコンセンサスでもあります。
記者の調査によると、現在、中国の揚水発電ユニットの設計・製造はほぼ国産化が実現しており、技術も成熟している。今後の投資コストは約6500元/kWに維持される見込みだ。石炭火力発電のフレキシブル変換によるピークカット能力の1kWあたりのコストは500～1500元と低くなる可能性があるものの、石炭火力発電のフレキシブル変換によって得られるピークカット能力は1kWあたり約20%に過ぎない。これは、石炭火力発電のフレキシブル変換は1kWのピークカット能力を得る必要があり、実際の投資は約2500～7500元であることを意味する。
「中長期的には、揚水発電は最も経済的なエネルギー貯蔵技術です。揚水発電所は、新しい電力システムのニーズを満たす柔軟な電源であり、経済性も優れています」と、業界関係者は記者に強調した。
投資の漸進的な増加、継続的な技術革新、およびプロジェクトの実施の加速により、揚水発電業界は飛躍的な発展を迎えるでしょう。
国家エネルギー局は昨年9月、「揚水発電中長期発展計画（2021～2035年）」（以下、「計画」という）を公布し、2025年までに稼働開始する揚水発電容量の総規模を第13次5カ年計画の2倍となる6,200万キロワット以上に、2030年までに稼働開始する揚水発電容量の総規模を第14次5カ年計画の2倍となる約1億2,000万キロワットにすることを提案した。
新たな電力システムの構築に不可欠な要素として、エネルギー貯蔵の一部門である揚水発電の建設進捗が予想を上回ることが期待されます。
「第14次5カ年計画」期間中、揚水発電の年間新規設置容量は約600万キロワットに達し、「第15次5カ年計画」期間中にはさらに1,200万キロワットに増加する見込みです。過去のデータによると、揚水発電の年間新規設置容量は約200万キロワットに過ぎません。1キロワットあたり平均5,000元という投資規模を前提とすると、「第14次5カ年計画」と「第15次5カ年計画」期間中の年間新規投資規模はそれぞれ約200億元と500億元に達することになります。
計画に盛り込まれた「従来型水力発電所の揚水発電への転換」も非常に重要です。従来型水力発電所をハイブリッド揚水発電に転換することで、運用コストが低く、新たなエネルギー消費や新たな電力システムの構築において明らかなメリットが得られる場合が多く、注目すべき点です。
投稿日時: 2022年8月15日
