小規模水力発電は、カーボンニュートラル目標の達成においてどのような役割を果たすのか？

中国における小水力発電資源の平均開発率は60%に達しており、一部地域では90%近くに達している。炭素排出量のピークアウトとカーボンニュートラルという背景のもと、小水力発電がグリーン転換と新エネルギーシステムの開発にどのように貢献できるかを探る。
小水力発電は、中国の農村部における電力消費問題の解決、農村の経済社会発展の支援、気候変動対策において重要な役割を果たしてきました。現在、中国の小水力発電資源の平均開発率は60%に達しており、一部地域では90%近くに達しています。小水力発電開発の焦点は、漸進的な開発からストックの掘削と管理へと移行しています。最近、記者は水利部国際小水力発電センター所長であり、中国水利協会水力発電委員会の委員長でもある徐金才博士にインタビューを行い、炭素ピークとカーボンニュートラルを背景に、小水力発電が新エネルギーシステムのグリーン転換と発展にどのように貢献できるかを探りました。
小規模水力発電は、カーボンニュートラル目標の達成においてどのような役割を果たすのか？
昨年末時点で、136カ国がカーボンニュートラル目標を提案しており、これは世界の二酸化炭素排出量の88%、GDPの90%、人口の85%をカバーしている。世界的なグリーン化と低炭素化への流れは止められない。中国もまた、強力な政策と措置を採用し、2030年までに二酸化炭素排出量をピークアウトさせ、2060年までにカーボンニュートラルを達成することを目指している。
世界の温室効果ガス排出量の70%以上はエネルギー関連であり、気候危機は温室効果ガス排出量の厳格な抑制を必要としている。中国は世界最大のエネルギー生産国であり消費国でもあり、世界のエネルギー生産量の約5分の1、消費量の約4分の1を占めている。エネルギー特性としては、石炭が豊富で石油が少なく、天然ガスが少ない。石油と天然ガスの外部依存度はそれぞれ70%と40%を超えている。
しかし、近年の中国における再生可能エネルギーの発展速度は誰の目にも明らかである。昨年末時点で、再生可能エネルギーの総設備容量は12億キロワットを超え、世界の再生可能エネルギー設備容量は約33億キロワットに達した。世界の再生可能エネルギー設備容量の3分の1以上は中国によるものと言える。中国のクリーンエネルギー産業は世界をリードする優位性を確立しており、太陽光発電と風力発電という主要構成要素が世界市場の70%を占めている。
再生可能エネルギーの急速な発展は、必然的に規制資源への需要増加につながり、水力発電の規制上の優位性もより顕著になるでしょう。水力発電は最も成熟した再生可能エネルギー技術であり、世界のカーボンニュートラルにおいて積極的な役割を果たすでしょう。これに対し、米国政府は全国の水力発電設備の近代化とアップグレードに6億3000万ドルを投資する計画であり、水力発電設備の保守と効率改善を主な重点としています。
中国の水力発電産業において、小水力発電が占める割合は比較的小さいものの、非常に重要な役割を担っている。中国には貯水容量10万立方メートル以上の小水力発電所が1万カ所以上あり、これらは地域における新エネルギーの統合と消費を高い割合で支えることができる、他に類を見ない分散型エネルギー貯蔵・調整資源である。
小水力発電の開発と生態環境との調和のとれた共存
炭素排出量ピークアウトとカーボンニュートラルという状況において、小水力発電の開発方向は、新たな電力システムの構築への適応と、小水力発電の開発と生態環境との調和のとれた共存の実現へとシフトしている。2030年までの炭素排出量ピークアウトに向けた行動計画では、エネルギーのグリーン化と低炭素化への転換行動の重要な一環として、小水力発電のグリーン開発を加速させることを明確に提唱している。
近年、中国は小水力発電のグリーン化と発展において多くの実践を行ってきた。その一つが、小水力発電の効率化と容量拡張改修である。第12次五カ年計画期間中、中央政府は85億元を投じて4300の農村水力発電所の効率化と拡張改修を完了した。第13次五カ年計画期間中、中央政府は総額46億元を投じ、22省の2100以上の小水力発電所の効率化と拡張改修を完了し、1300以上の河川で生態系の転換と復元を完了した。2017年には、国際小水力発電センターが「地球環境基金」中国小水力発電効率化・拡張・転換付加価値プロジェクトを組織・実施した。現在、8省の19プロジェクトでパイロット作業が完了し、経験がまとめられ国際的に共有されている。
2つ目は、水資源部が実施する小水力発電所の浄化と是正であり、これには河川の接続性の回復や干上がった河川区間の修復が含まれます。2018年から2020年にかけて、長江経済ベルトでは25,000以上の小水力発電所の浄化と是正が行われ、21,000以上の発電所が規定に従って生態系流量を実施し、さまざまなレベルの規制プラットフォームに接続されました。現在、黄河流域では2,800以上の小水力発電所の浄化と是正が進行中です。
3つ目は、グリーン小水力発電の実証発電所を建設することです。2017年にグリーン小水力発電が設立されて以来、昨年末までに中国は900以上のグリーン小水力発電所を建設しました。現在、小水力発電のグリーン化と発展は国家政策となっています。各省市の多くの小水力発電所は、グリーン小水力発電基準を改正し、生態流量の放流と監視設備を改善し、河川生態系の回復を実施しています。数多くの典型的なグリーン小水力発電の実証発電所を建設することで、河川流域、地域、さらには小水力発電産業におけるグリーン化の質の高い発展を加速させることを目指しています。
4つ目は、小水力発電所の近代化です。現在、多くの小水力発電所は、従来の単独発電所による独立分散型の運用方式から、地域や流域単位で発電所群を統合した統一運用方式へと移行しつつあります。
「デュアルカーボン」目標の達成を支援する
概して、過去における小水力発電所の建設は、電力供給と農村電化の実現を目的としていました。現在の小水力発電所の改修は、発電所の効率性、安全性、環境効果の向上、そして質の高いグリーン転換の実現を目指しています。今後の小水力発電所の持続可能な発展は、エネルギー貯蔵の調整において独自の役割を果たし、「デュアルカーボン」目標の達成に貢献するでしょう。
将来を見据えると、既存の小規模水力発電所群を揚水発電所に転換することで、再生可能エネルギーの普及を促進し、小規模水力発電のグリーン化を実現できる。例えば、昨年5月、四川省アバ州小金県にある春昌壩揚水発電所の改修工事が完了し、水力発電、太陽光発電、揚水発電を統合したシステムが構築された。
さらに、水力発電と新エネルギーは強い相補性を持っています。小規模水力発電所は広範囲に分布し、数も多いものの、電力供給の調整において十分な役割を果たせていません。小規模水力発電所は仮想発電所に参加することで、運転制御と市場取引の協調的な最適化を実現し、ピークカット、周波数調整、電力系統のバックアップといった補助サービスを提供することができます。
無視できないもう一つの機会は、水力発電とグリーン証明書、グリーン電力、炭素取引を組み合わせることで新たな価値が生まれることです。国際グリーン証明書を例にとると、2022年に小水力発電向けの国際グリーン証明書の開発に着手しました。国際小水力発電センター麗水実証区の19の発電所を国際グリーン証明書開発の実証地として選定し、最初の6つの発電所向けに14万枚の国際グリーン証明書の登録、発行、取引を完了しました。現在、風力発電、太陽光発電、水力発電などすべての国際グリーン証明書の中で、水力発電は発行量が最も多いプロジェクトであり、そのうち小水力発電が約23%を占めています。グリーン証明書、グリーン電力、炭素取引は、新エネルギープロジェクトの環境価値を反映し、グリーンエネルギーの生産と消費のための市場システムと長期的なメカニズムの形成に役立ちます。
最後に、中国における小水力発電のグリーン開発は、農村の活性化にも貢献できることを強調しておきたい。中国は今年、「数千の村と町のための風力発電行動」と「数千世帯と家庭のための太陽光発電行動」を実施し、全国で分散型屋上太陽光発電の試験的開発を着実に推進し、農村部におけるクリーンエネルギーの利用を促進し、農村エネルギー革命の試験的構築を進めている。小水力発電は、独自のエネルギー貯蔵・調整機能を備えた再生可能エネルギー源であり、山間部において比較的容易に価値転換が可能なエコ製品でもある。農村エネルギーのクリーンで低炭素な転換を促進し、共通の繁栄を促進するのに役立つ。