上接 如何實施光明富足的零排放社會？（一）從去碳開始的日本活性化
如何實施光明富足的零排放社會？（二）個人能爲去碳做的貢獻
如何實施光明富足的零排放社會？（三）利用生質挑戰去碳化
如何實施光明富足的零排放社會？（四）2050年的電流源構成方案
淺田 龍造
低碳社會戰略中心 主任研究員
河原崎 裏子
低碳社會戰略中心 研究員
【導讀】本文爲《如何實習光明富足的零排放社會？》的第五回，以虛構的商社青年員工皆川豐爲主人公解讀低碳社會戰略中心（LCS）公佈的提案。上一回，皆川向LCS的井上智弘客座研究員和古木真研究員學習了2050年的電流源構成方案。本回皆川將採訪在LCS研究作爲電力貯藏系統的新型縮水蓄能發電的淺田龍造主任研究員和河原崎裏子研究員，請他們介紹了再生能源轉型的前景。
擴大再生能源必不可少的
電力貯藏功能和調整功能
皆川：此次前來拜訪二位，希望能夠介紹一下「新型縮水蓄能發電」這個新提案。
淺田：感謝你對這個課題感興趣。在進入正題之前，請問你知道什麼是縮水蓄能發電嗎？
皆川：當然知道，就是用多餘的電力把下水庫的水提升到上水庫，在電力供給不足時再將水瀉下，帶動水力渦輪機發電。
淺田：正是這樣。也就是說把電力先貯存起來作爲「蓄電池」，日本從昭和初期就開始使用這種方式了。煤炭火力發電和核能發電不能隨時停下來，所以利用夜晚的剩餘電力縮水，等到必要的時候再用來發電，這樣就能夠降低整個電力系統的燃料費用。現在隨着再生能源增加，比如太陽能發電，在天氣好的時候白天發電量過多的情況下，就可以利用剩餘電力縮水，等到陰天發電量減量時，或者晚上太陽能發電停止時，再放水發電。這樣就能夠有效利用剩餘電力，電力的供求能得到細緻的調整（圖1）。
用太陽能發電的剩餘電力縮水蓄能，發電量不足時放水發電
圖片：本文作者根據2022年度網路研討會「2050年零排放社會願景～藍圖和計劃～」「新型縮水蓄能發電的提案—日本的電力貯存系統」 中的圖2製作
皆川：確實，太陽光和風力發電受天氣的影響而不穩定，今後要想擴大，電力的調整功能必不可少。
淺田：雖然電力調整的需求在升高，但即使想增加抽水蓄能電廠，也很難建造一個大到足以改變地形的電站，而且建設需要很長時間。所以我們轉而探討能否做比較小的電站，這就是小規模分散型的「新型縮水蓄能發電」。
靈活利用現有的多用途水庫
小型低價、環境負荷也得以降低
淺田：縮水蓄能發電需要一個上水庫和一個下水庫，如果把現有的多用途水庫作爲下水庫，那麼就只需要再建一個上水庫即可，我們認爲此舉不僅給環境帶來的負荷少，且建設費用也可得到抑制（圖2）。
圖片：本文作者根據《日本作爲蓄電池系統的縮水蓄能發電的潛力和成本（Vol.4）》中「因應氣候變遷的提案」（fy2021-pp-04 表1・圖1）編輯製作
皆川：原來是這樣！不是從零開始建造電廠，而是活用現有的水庫。
淺田：日本有2700個多用途水庫，可以在全國分散建造（抽水蓄能電廠）。上水庫只需要直徑100米的小水庫，建在比下水庫高出200米以上的地方。根據我們的調查，符合條件的多用途水庫全日本大致有近1000個。
皆川：居然有那麼多！這種模式很適合山地較多的日本地形呢。請教一下，你們是怎麼調查的？難道實地考察了所有的水庫嗎？
淺田：不是不是，對候補地點的甄選是用地圖進行的，我和河原崎老師分別負責東日本和西日本。即使這樣也花了兩三個月的時間。
河原崎：我們使用日本水庫協會出版的《水庫便覽》調查了水庫位置，然後與日本國土地理院出版的地圖相重疊，查看周圍有沒有落差200米的地方，與下水庫的距離是否在1500米以内，能否建設直徑100米的上水庫等。選址避開了有自然公園和容易發生山體山崩的地區。
皆川：這是一項非常細緻的工作呢！假說有了合適的場所，實際建造的時候要進行哪些工程呢？
淺田：上水庫要建成十米的深度，從上水庫鋪設管道到下水庫，在下水庫邊建設電廠，設置發電機。一個上水庫可建成1萬瓩級電站。一座抽水蓄能電廠的建設費用估計最低也要21～22億日元，平均爲27億日元。
皆川：我聽說過建造一座水庫需要花費數千億日元，相比之下抽水蓄能電廠不但規模小，花費的成本也相對得到控制。不過，要在大自然中建造新設施，會不會招致破壞環境的批評？
淺田：肯定會有。但批評的程度不會很大，考慮到抽水蓄能電廠設施能夠用作治理水患對策、水庫管理用道路還可兼作林業道路管理荒山，從這個角度來說反而對環境有益。
皆川：就是說這是一個兼有其他優點的提案。治理水患對策具體是怎麼回事呢？
對發生災害時的防洪和枯水對策均有效
技術以外的「調整」是普及的關鍵
淺田：多用途水庫會在洪水到來之前預先排放一部分蓄水。如果按預報的那樣下雨了，那倒沒什麼，但如果沒有下，排放的水就浪費了。
皆川：歷史上有過圍繞水發生的爭端，所以水被浪費掉的話，水資源權益人會發怒的吧。
淺田：關於這一點，如果建了新型抽水蓄能電廠，在確定洪水要來的時候可以事先用泵把水抽到上水庫，洪水過去之後再逐漸放水回到下水庫。因爲水只是在上水庫和下水庫之間的轉移，所以不會浪費。另外，如果上水庫能夠深至20米的話，還可以儲存缺水期的用水（圖3）。
上水庫的深度再增加10米的化，還可以貯存缺水期用水。
圖片：本文作者根據《日本作爲蓄電池系統的縮水蓄能發電的潛力和成本（Vol.4）》中「因應氣候變遷的提案」（fy2021-pp-04圖3）編輯製作
皆川：不浪費水，還可以作爲防洪和缺水對策，這一點也很有吸引力。對這個提案感興趣的人肯定很多吧。
淺田：是的，有一些企業來諮詢，但理想的情況是讓縣市等當地政府有所行動。因爲水庫的水資源權益人通常有很多家，能進行相關調整的就是管理水庫的當地政府。另外，建造上水庫也需要與土地所有者進行協商。還有配管經過之處的土地所有者不同、有些土地已經不清楚所有者是誰，需要採取將土地託管給當地政府的方式等等，有時甚至還有必要修改法律。
河原崎：無論是設置太陽能發電板，還是開展地熱發電，都會遇到土地所有權問題，所以有必要重新進行大的調整，我認爲現在正是時機。
淺田：讓地方政府參與的時候，首先要規畫好區域整體的去碳化目標藍圖，如果要增加太陽能發電和風力發電，就更需要有蓄電功能。當然，當地還需要有水庫。如果有適合新型縮水蓄能發電的條件，技術上的難度並不大，剩下的就是如何做預算、如何實施了。
皆川：現在有很多地方政府都計劃在2050年實施去碳，所以如果新型縮水蓄能發電能和他們的願景配對分組，順利完成制度方面的調整並做出預算，就有望獲得普及。
淺田：如果想把再生能源作爲主要能源，那麼電力調節功能就必不可少。如果能成功建成模版案例，並在日本全國橫向推廣，各地可能會爭相建設這種新型抽水蓄能電廠。如果把各地透過電網連接起來，就可以根據天氣情況相互調配剩餘的電力，將其用來縮水。太陽能發電和風力發電的潛力分佈在日本全國各地，理論上是可以實施的。
皆川：技術以外的因素如果協調好，新型抽水蓄能電廠的實施很值得期待！ 我們公司也會關注今後的動向。
——以上對話根據採訪内容虛構而成。（TEXT：岩崎茜、PHOTO：石原秀樹）
原文：JSTnews 11月號
翻譯：JST客觀日本編輯部
