2011年4月20日水曜日

原子力発電の無駄

 原子力発電は出力を短時間で変化させることができないこととよく言われる、無駄な電力を作る原発の増設は必要なのだろうか?
 福島第一原発事故が起きたおかげで、原発が廃炉にして更地にできないものでであることがよく判った。
 廃炉にしても、何十年から何百年も管理していかないといけない、終了させる技術が確立されていないまま、作ってきたことが良く判りました。
 作って運転してしまうと廃炉にしたあと、ずーっとエネルギーと管理が必要な設備って?本当に無駄です。これから石油が無くなり、日本の経済が落ち込んでいった場合、だれが、この管理コストを払い続けるのでしょうか。
 2050年には日本は無いと言われる時代、もしかすると、50年後は原発のゴミ管理を放棄した、生き物の住めない島になっていたしたら、SF小説です。
 
 東京電力の夏場電力が足りなくなる話の中で”揚水式発電所”の話が良く出ていたので、調べてみると・・・・原発の無駄(非効率)が判りました。

電力を捨てる「発電所」 揚水式発電
〜〜「ベストミックス」というけれど〜〜

「ベストミックス」とは
 電力会社の発電方針は、いわゆる「ベストミックス」ということをうたっています。前出のグラフ1やグラフ3のように、刻々と変わる電力使用量に応じて、地熱・流入式水力・原子力・石炭火力・LNG火力・石油火力・揚水式水力などの発電方法を組み合わせるといういうものです。このうち、地熱・流入式水力や原子力はベース電力とされ、常時定格出力で運転されています。昼と夜とで大きく変わる電力消費に対応するため、その他の発電方法が利用されています。これを負荷追従運転といいますが、なかでも各地に建設されている揚水式発電所は、わずか数分で発電量を上下させられることから、負荷追従運転にもっとも適した発電というように最近は宣伝されています。
 しかし、原発に偏重した現在の体制は、このベストミックスのしくみにもゆがみを生じさせています。

揚水式発電所は原発の付属施設
 そもそも、揚水式発電所はどうしてつくられるようになったのでしょうか。
全国に42か所(2000年9月現在)、1,472.4kw分の揚水式発電所が建設されています。そもそも揚水式発電所は、必ず原子力発電所と対になって建設されているもので、揚水式発電所の建設費用は、原発建設の必要経費の一部といってもいい性格のものです。実際、揚水式発電所がなければ、余剰の夜間電力を"捨てる"場所がなく、原発の運転に支障を来すからです。
 最近は、揚水式発電所が原発に必ず併設されていることを、電力会社は一般向けの説明では認めたがりません。もし、原発に必要不可欠のものとなれば、原発の建設コストに揚水式の発電所の建設費用を含めて当然ということになってしまい、原発推進の根拠である経済的優位性をおびやかす、不利な材料になるからです。しかし、昔は堂々と原発に不可欠のものであることを説明していました。

参照:大釜クラブHP中部電力奥美濃水力発電所建設についてのパンフレット1979
http://www.geocities.jp/ogamaclub/shosai/genpatu.html HP2006.7.閉鎖されています。

電気の捨て場・・・・揚水式発電所の出番
 どんなときに余剰電力が生まれるかは、「電気のつくり過ぎと原発」を参照してください。電力会社の言ういわゆる「ベストミックス」による発電方式でも、現在原発の比重が大きくなりすぎて、電力が余ってきてしまいます。
 余剰電力を使い尽くす最後の切り札として、登場するのが揚水式発電所です。
 揚水式発電所というのは、次のような仕組みです。このリンクページを見てください。関西電力が兵庫県神埼郡に建設した大河内発電所のホームページです。原理は、下図のように山の上と下に二つのダムを造り、昼は上のダムから下のダムに水を落として、その力で発電をします。夜は逆に、原発などの余剰電力を、昼間発電機として用いた水車に送り込んでポンプとして用い、下のダムの水を上のダムに汲み上げて貯水し、昼間の発電に備えます。
 上部ダムの水が下のダムから汲み上げた水だけであれば「純揚水式」、上部ダムにその上流から河川が流れ込んでいれば「混合揚水式」と分類されます。
 揚水式発電所の発電能力はきわめて大きく、全国の水力発電所の能力のランキングを作成すると、上位23位までは揚水式発電(混合揚水式含む)が占めています。あの有名な黒部第四ダムを使用する黒部第四発電所は33.5kwで29位、無名に近い岐阜県本巣市(旧根尾村)の奥美濃発電所(2位)でも黒部第四の4倍以上150kwの出力を持っています。ちなみに世界最大の揚水式発電所は東京電力神流川発電所で282万kWの出力があります。
  関西電力大河内発電所HP http://www.kepco.co.jp/pr/okawachi/damdamoh.htm

 揚水式発電所がどうしてこれほど出力が大きいかというと、落とす水量が桁違いだからです。奥美濃発電所がフル稼働のときは234トン/秒の水を落としますが、それを下池(上大須ダム)で受けるからよいものの、そのまま下流へ流せば大洪水になります。例えば7月から9月までの期間、月曜から金曜までの1日について運転パターンを見ますと、揚水時毎秒約190トンの水を揚げ、発電時毎秒約234トンの水を落としています。ダムの水位は一日のうちに約30メートル上下します。黒部第四ダムの総貯水量は14884.3トンですが、川浦ダムの総貯水量はその12%弱、1720トンで有効貯水量は900トンです。発電・揚水でダム湖の水の52.3%を上げ下げするのです。ですから、揚水式発電所の発電時間は最大で8〜10時間です。後は、電気を使って水を揚げなければ、発電できません。まさにマッチポンプ式発電所です。 

参照:大釜倶楽部HP http://www.geocities.jp/ogamaclub/index.html より引用 HP2006.7.閉鎖されています。

水式発電所の使命は、電気を消費すること
 発電能力が大きいということは、それだけの電力が必要だからというわけではなさそうです。夏の昼間の電力消費ピーク時にできるだけ大きな電力を瞬間的に供給する必要はたしかにありますが、そうした発電能力としてよりは、その発電機をポンプとして用いたときの能力が大きいことが揚水式発電所には必要条件なのです。つまり、原発の余剰電力を余すところ無く使い切るためにできるだけ一度に大量の電力を消費する必要があります。ですから、"発電能力"も大きくなるのです。
 揚水式発電の問題を考えるときには、そこに投入された電力と、発電電力の割合も問題になります。揚水式発電所は電力を使って電力をつくる、別名「"電力 "発電所」ともいわれます。あるいは、非常に効率の悪い「蓄電池」ということもできます。おおむね、エネルギー効率は、揚水につかった電力に対して70%といわれていま
す。元々の原子力発電のエネルギー効率が約35%といいますから、これらの数字から計算すると、揚水発電のエネルギー効率は35?70%=24.5%ということになります。しかし、電力会社にとって、原発を維持するためには、効率をあげることや、エネルギーを節約することは二の次で、ともかくも余剰電力を使い切ることが大切なのです。
 また、揚水式発電所の建設コストや、電源別の発電容量コストなど、統計上は、水力発電に分類されています。揚水式発電所独自のデータは公表されていません。中部電力が2001年に水力発電と揚水式発電とをわけたデータを公表したそうですが、翌年からまた公表されなくなったそうです。

 揚水発電の能力がかなり多くある理由は、電力を消費するためなんですね。
 原子力発電には二つの電力供給量の制約がある。
 一つは設備容量、つまり最大限どれだけ発電をできるかという能力。
 これは超えて発電することはできない限界。
 もう一つの制約は、夜間の最小電力需要量。
 原子力発電は、構造上、発電量を簡単に上下することはできないので、原子力はベースロードと言われ、一定量の発電をずっと続けて運転しています。
 需要量が増えた時に、電力会社は火力や水力の電力を増やして対応しています。
 逆に、需要量が減ったからといって、発電量を落とすこともしにくいのが原子力で、たとえば日中の最大消費量が100として、夜間の最小消費量が50、原発の設備容量が70だとしても、原発は最小消費量を超えて運転できない。
 原発は最小消費量にあわせて50で運転しなければならないわけで、70で運転してしまうと、夜間に消費がそれを下回る時に、発電量をそんなに急に絞ることができないので、電圧制御など問題が生じてくる。
 そこで負荷として使われるのが揚水発電所で、原発の設備容量70と最小消費量50の差を埋めるために揚水発電所をつくり、夜間、原発の電気が余り始めたら、その電気を使って水をくみ上げる。つまり、原発の電気が余らないように揚水発電所をつくって、夜、電気が余る時に電気で水をくみ上げ、昼間、その水で発電をするシステムを原発とセットで作るわけですね。
 セットだというと原発のコストに揚水発電所を入れなければならなくなり、原発電力のコストが高くなるから、経産省も電力会社も別物だという言い方にしているようで、上記にあるように、そう言った説明をHPから削除してる(姑息です)。
 ついでに、言わせてもらえば、深夜電力をいつも同じ時間に使うエコキュートは、原発建設には必要なアイテムだったわけですね。
 このことは、マスコミは言うわけもないので、国民は世界の3倍の電気料金でも文句を言わないのでしょう。
 これで、また値上げしようと言うのですから、国民をバカにしています。

太陽光発電
発電量9.7KW ピーク3.47KW
419()
曇時々雨 
 最高気温(℃)[前日差]14 [ -2 ] 最低気温(℃)[前日差]9 [ -4 ]
降水確率(%)20   20    30   50
時間帯(時) 0-6 6-12 12-18 18-24
 昼間の晴れ間に雨が降って、その後の晴れ間でピーク3.47KW と最高値です。
 雨でパネルの温度が下がった?のでしょか、多分そうだと思いますので夏に散水機があると良いかもと、また、やること増えた。
420
08:50   3  日本  通関ベース貿易収支
08:50   3  日本  通関ベース貿易収支(季調済)
08:50   2  日本  全産業活動指数(前月比)
15:00   3  ドイツ  生産者物価指数(PPI)(前年比
15:00   3  ドイツ  生産者物価指数(PPI)(前月比)
20:00   4/9 - 4/15  米国  MBA住宅ローン申請指数(前週比)
23:00   3  米国  中古住宅販売件数
FX投資
AUD/JPY買い86.289売り86.431
AUD/JPY買い86.385売り86.606

4 件のコメント:

  1. 有名なブロガーの原発に関する記事は、あまりのも情けない記事が多いと思っていました。
    今日の内容は、原発のコストとリスクにつて、池田信夫氏のブログを読んでいても出てこない重要な事ですね。
    最近の彼の原発に対する文章は、何かキレのない違和感を感じていましたので。

    30年位前に中部電力が稲武の方で揚水発電を作る話を聞いた事があります。その時は、あまった夜間電力の有効利用で効率がいい発電だと聞いて感心した記憶があります。
    たしかその時は、水力発電の余剰電力だったような説明だったような・・・。その理由は、川には一定の水量を常に流さないといけないからと

    電気には詳しい技術者と思っていたのですが、原発も発電の制御につては全く知らなかった事が、今回良く分かりました。
    (電車もプリウスも回生エネルギーの制御技術がないとまとまな運転ができないのと同じですね。)

    東電は、昼間での揚水発電がどのくらいあるかで今後の電気料金の値上げが決まるようね気がしますね。

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  2. TXIさん、こんにちは
    なんでも隠して、自分たちの都合の良いように世の中を動かしていく、官僚政治が行われています。
    インターネットが普及して、ネットを使う人間は、ずいぶん前から、政府や支配者層(既得権益層)を信用しなくなりました。
    今回の、震災と原発事故で、日本国民は政府とマスコミが信用できないと言うことを、やっと知ったようです。

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  3. 元ネタのHPよくできていますね。あまりバイアスをかけずに、情報を素直に解釈しないとだめですね。
    このHPのリンクに浜岡原発に関するものがあったので見てみましたが、浜岡の5号機はメチャやばそうですね。

    福島原発関連で1番いいのは、大前研一氏のBBT175のライブですね。YouTubeにあります。
    ありがいとことに放送内容を文章に書き起こしている人がおり、これを読んでいたら、原発の夜間電力による揚水発電の話がありました。YuoTubeでも見ていましたが、あまり記憶がありません。
    文章で残す必要性を大きく感じました。

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  4. TXIさん、こんにちは
    元ネタのHPは、色々探していて見つけました。
    暇人なので・・・と言いながら、家の塗装は西側と増設した居間を残すところまで来ました。
    西側の足場は組んでみました、転倒防止は家の上部にボルトねじ込んで繋いでいます。

    話は戻って、浜岡原発本当に危なそうです、直下型地震で間違いなく壊れます・・・・やっぱり海外へ逃げるしかないのかと・・

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