수력발전의 주요 방식. 양수식(왼쪽)은 화력이나 원자력 발전을 이용하기 때문에 '고정가격 매입제도'의 대상에서 제외됨.수력발전이라고 하면 산간지역의 대규모 댐을 떠올리기 십상인데 이 댐이 지금까지는 환경파괴의 주범으로 여겨지기도 했다. 최근 수력발전이 '고정가격 매입제도'의 대상으로 포함된 것을 계기로 하천이나 공업·농업 용수로 등을 활용한 '소형 수력발전'이 주목을 받기 시작해 일본 각지에서 소규모 발전시설의 도입이 추진되고 있다.
본래 수력발전은 화석연료에 의존하지 않는 신재생에너지의 대표격이나, 대규모 댐이나 화력·원자력 발전을 필요로 하는 양수식(揚水式)이 주류였기 때문에 신재생에너지로 분류되지 않는 경향이 강했다. 그러나 원래 수력발전은 자연의 물의 흐름을 이용한 발전 방식이며, 일정 규모 이하의 설비라면 '고정가격 매입제도'의 대상으로 인정된다.
특히 주목받고 있는 것이 발전 규모가 작은 '소형 수력발전'이라는 것인데, 일반적으로 발전용량이 200kW 미만인 경우를 지칭한다. 소형 수력발전의 비용과 효율성을 태양광 발전과 비교하며 장점과 단점을 정리해 보자.수량도 안정적, 발전량도 일정최신 태양광 패널의 발전능력은 면적 1평방미터 당 150W 정도이다. 따라서 150kW의 발전능력을 실현하려면 1000평방미터의 태양광 패널이 필요한 셈이다. 그에 비해 200kW 이하의 소형 수력발전에 필요한 터빈의 크기는 직경 1미터 이하가 대부분이므로 보호막도 소규모이다.
발전설비의 형태가 다르기 때문에 단순 비교는 할 수 없지만 태양광 발전에 비해 필요한 용지도 훨씬 작다. 특히 하천에 근접하여 물을 많이 사용하는 공장이나 농장에 적합하다.
소형 수력발전의 구조
그러면 실제로 소요되는 건설비와 기대할 수 발전량은 어느 정도인가. 환경부가 분석한 결과에 따르면 1kWh의 전력을 만드는 비용은 태양광보다 적다. 그 최대 요인은 날씨의 영향을 받지 않기 때문이다.태양광이나 풍력의 경우 1kW의 발전능력에 비해 실제로 얻을 수 있는 전력량은 평균 10%〜20%에 그친다. 그에 비해 소형 수력발전은 수량과 낙차에 따라 결정되며, 평균 70%의 발전효율(설비이용률)을 유지할 수 있다. 우량에 따라 다소 수량이 영향을 받으나 태양의 일사량이나 바람의 세기처럼 변동이 심하지 않다.
소형 수력발전·태양광·풍력발전 비교
발전효율 70%일 경우 10년 내 투자금 회수가장 큰 문제점은 건설비와 운영·유지비가 비싸다는 점이다. 발전 용량이 200kW 미만의 소규모 수력발전의 경우, 1kW당 건설비가 100만엔으로 태양광 발전의 2배 이상이 된다. 운영·유지비도 연간 7만 5000엔/kW으로 다른 발전 방식보다 훨씬 비싸다.
100kW의 소형 수력발전의 경우 건설비는 1억엔, 운영·유지비는 매년 750만엔이 소요된다. 물론 이 비용을 감안하여 매입가격이 결정되기 때문에 다른 발전 방식에 비해 결코 불리한 것은 아니다.
200kW 미만인 경우 매입가격은 세금공제 후 34엔/kWh로 설정되어 있다. 발전효율을 평균 70%라고 가정하면 100kW의 발전설비로 연간 약 60만kWh의 전력을 생산할 수 있으므로 2000만엔 정도의 수익을 기대할 수 있다. 10년이면 건설비와 운영·유지비를 충분히 커버하고 자본금을 회수할 수 있게 된다.
문제는 수량과 낙차로 결정되는 발전효율이 높은 장소를 택하는 일이다. 만일 발전효율이 50% 이하라면 채산성을 맞출 때까지 15년 이상 소요되며, 매입기간인 20년 이내에 비용을 회수하지 못할 수도 있다. 따라서 설비를 도입하기 전에 세심한 설계가 필요하다.
발전 방식에 따른 '고정매입가격'
89년 전 가동된 수력발전소 파워업, 약 1000세대 분 전기 공급량 증가