上接 如何实现光明富足的零排放社会？（一）从脱碳开始的日本活性化
如何实现光明富足的零排放社会？（二）个人能为脱碳做的贡献
如何实现光明富足的零排放社会？（三）利用生物质挑战脱碳化
如何实现光明富足的零排放社会？（四）2050年的电源构成方案
浅田 龙造
低碳社会战略中心 主任研究员
河原崎 里子
低碳社会战略中心 研究员
【导读】本文为《如何实习光明富足的零排放社会？》的第五回，以虚构的商社青年员工皆川丰为主人公解读低碳社会战略中心（LCS）公布的提案。上一回，皆川向LCS的井上智弘客座研究员和古木真研究员学习了2050年的电源构成方案。本回皆川将采访在LCS研究作为电力贮藏系统的新型抽水蓄能发电的浅田龙造主任研究员和河原崎里子研究员，请他们介绍了可再生能源转型的前景。
扩大可再生能源必不可少的
电力贮藏功能和调整功能
皆川：此次前来拜访二位，希望能够介绍一下“新型抽水蓄能发电”这个新提案。
浅田：感谢你对这个课题感兴趣。在进入正题之前，请问你知道什么是抽水蓄能发电吗？
皆川：当然知道，就是用多余的电力把下水库的水提升到上水库，在电力供给不足时再将水泻下，带动水轮机发电。
浅田：正是这样。也就是说把电力先贮存起来作为“蓄电池”，日本从昭和初期就开始使用这种方式了。煤炭火力发电和核能发电不能随时停下来，所以利用夜晚的剩余电力抽水，等到必要的时候再用来发电，这样就能够降低整个电力系统的燃料费用。现在随着可再生能源增加，比如太阳能发电，在天气好的时候白天发电量过多的情况下，就可以利用剩余电力抽水，等到阴天发电量减少时，或者晚上太阳能发电停止时，再放水发电。这样就能够有效利用剩余电力，电力的供求能得到细致的调整（图1）。
用太阳能发电的剩余电力抽水蓄能，发电量不足时放水发电
图片：本文作者根据2022年度网络研讨会“2050年零排放社会愿景～蓝图和计划～”“新型抽水蓄能发电的提案—日本的电力贮存系统” 中的图2制作
皆川：确实，太阳光和风力发电受天气的影响而不稳定，今后要想扩大，电力的调整功能必不可少。
浅田：虽然电力调整的需求在升高，但即使想增加抽水蓄能电站，也很难建造一个大到足以改变地形的电站，而且建设需要很长时间。所以我们转而探讨能否做比较小的电站，这就是小规模分散型的“新型抽水蓄能发电”。
灵活利用现有的多用途水库
小型低价、环境负荷也得以降低
浅田：抽水蓄能发电需要一个上水库和一个下水库，如果把现有的多用途水库作为下水库，那么就只需要再建一个上水库即可，我们认为此举不仅给环境带来的负荷少，且建设费用也可得到抑制（图2）。
图片：本文作者根据《日本作为蓄电池系统的抽水蓄能发电的潜力和成本（Vol.4）》中“应对气候变化的提案”（fy2021-pp-04 表1・图1）编辑制作
皆川：原来是这样！不是从零开始建造发电站，而是活用现有的水库。
浅田：日本有2700个多用途水库，可以在全国分散建造（抽水蓄能电站）。上水库只需要直径100米的小水库，建在比下水库高出200米以上的地方。根据我们的调查，符合条件的多用途水库全日本大致有近1000个。
皆川：居然有那么多！这种模式很适合山地较多的日本地形呢。请教一下，你们是怎么调查的？难道实地考察了所有的水库吗？
浅田：不是不是，对候补地点的甄选是用地图进行的，我和河原崎老师分别负责东日本和西日本。即使这样也花了两三个月的时间。
河原崎：我们使用日本水库协会出版的《水库便览》调查了水库位置，然后与日本国土地理院出版的地图相重叠，查看周围有没有落差200米的地方，与下水库的距离是否在1500米以内，能否建设直径100米的上水库等。选址避开了有自然公园和容易发生山体滑坡的地区。
皆川：这是一项非常细致的工作呢！假设有了合适的场所，实际建造的时候要进行哪些工程呢？
浅田：上水库要建成十米的深度，从上水库铺设管道到下水库，在下水库边建设发电站，设置发电机。一个上水库可建成1万千瓦级电站。一座抽水蓄能电站的建设费用估计最低也要21～22亿日元，平均为27亿日元。
皆川：我听说过建造一座水库需要花费数千亿日元，相比之下抽水蓄能电站不但规模小，花费的成本也相对得到控制。不过，要在大自然中建造新设施，会不会招致破坏环境的批评？
浅田：肯定会有。但批评的程度不会很大，考虑到抽水蓄能电站设施能够用作治理水患对策、水库管理用道路还可兼作林业道路管理荒山，从这个角度来说反而对环境有益。
皆川：就是说这是一个兼有其他优点的提案。治理水患对策具体是怎么回事呢？
对发生灾害时的防洪和枯水对策均有效
技术以外的“调整”是普及的关键
浅田：多用途水库会在洪水到来之前预先排放一部分蓄水。如果按预报的那样下雨了，那倒没什么，但如果没有下，排放的水就浪费了。
皆川：历史上有过围绕水发生的争端，所以水被浪费掉的话，水资源权益人会发怒的吧。
浅田：关于这一点，如果建了新型抽水蓄能电站，在确定洪水要来的时候可以事先用泵把水抽到上水库，洪水过去之后再逐渐放水回到下水库。因为水只是在上水库和下水库之间的转移，所以不会浪费。另外，如果上水库能够深至20米的话，还可以储存缺水期的用水（图3）。
上水库的深度再增加10米的化，还可以贮存缺水期用水。
图片：本文作者根据《日本作为蓄电池系统的抽水蓄能发电的潜力和成本（Vol.4）》中“应对气候变化的提案”（fy2021-pp-04图3）编辑制作
皆川：不浪费水，还可以作为防洪和缺水对策，这一点也很有吸引力。对这个提案感兴趣的人肯定很多吧。
浅田：是的，有一些企业来咨询，但理想的情况是让县市等当地政府有所行动。因为水库的水资源权益人通常有很多家，能进行相关调整的就是管理水库的当地政府。另外，建造上水库也需要与土地所有者进行协商。还有配管经过之处的土地所有者不同、有些土地已经不清楚所有者是谁，需要采取将土地托管给当地政府的方式等等，有时甚至还有必要修改法律。
河原崎：无论是设置太阳能发电板，还是开展地热发电，都会遇到土地所有权问题，所以有必要重新进行大的调整，我认为现在正是时机。
浅田：让地方政府参与的时候，首先要规划好区域整体的脱碳化目标蓝图，如果要增加太阳能发电和风力发电，就更需要有蓄电功能。当然，当地还需要有水库。如果有适合新型抽水蓄能发电的条件，技术上的难度并不大，剩下的就是如何做预算、如何实现了。
皆川：现在有很多地方政府都计划在2050年实现脱碳，所以如果新型抽水蓄能发电能和他们的愿景匹配，顺利完成制度方面的调整并做出预算，就有望获得普及。
浅田：如果想把可再生能源作为主要能源，那么电力调节功能就必不可少。如果能成功建成样板案例，并在日本全国横向推广，各地可能会争相建设这种新型抽水蓄能电站。如果把各地通过电网连接起来，就可以根据天气情况相互调配剩余的电力，将其用来抽水。太阳能发电和风力发电的潜力分布在日本全国各地，理论上是可以实现的。
皆川：技术以外的因素如果协调好，新型抽水蓄能电站的实现很值得期待！ 我们公司也会关注今后的动向。
——以上对话根据采访内容虚构而成。（TEXT：岩崎茜、PHOTO：石原秀树）
原文：JSTnews 11月号
翻译：JST客观日本编辑部
