特集／今からできる新たな脱炭素シフト〔事例〕

上水道施設で普及が進む
DK-Power のマイクロ水力発電システム
ダイキン工業の技術力を生かしたマイクロ水力発電システムを展開する DK-Power は，自治体が運営する上水道施設への導入を積極的に推進している。自治体側が費用負担なく，システムを導入できる「場所貸し」のスキームが好評を得て，これまでに全国 46 カ所に導入。本稿では，技術やスキームの特長などを紹介する。
（編集部）

ンプ逆転水車と永久磁

１．はじめに

石同期発電機を中心に，エアコンなどの空調機器や冷媒などを手掛けるグローバ

直流を交流に転換する

ルなメーカーのダイキン工業。約 6 年前，これまで国内PCS（パワーコンディに分散していた研究開発部門を 1 カ所に集約し，テクノショナー）内蔵システ

ロジー・イノベーションセンターが発足した。このセンタ

ム制御盤などで構成すーから初めて生まれた社内ベンチャーが DK-Power である。

る。なお，リアルタイ

2017 年に設立され，事業の核に位置づけるのは，ダイキ

ムで運転・管理状態をン工業の技術力を生かして独自開発したマイクロ水力発電

把握できるよう，インシステムだ。カーボンニュートラルの機運が盛り上がる中，ターネット経由による自治体の上水道施設向けに事業を展開。その技術的な特長

遠隔監視システムも用を生かし，導入しやすいスキームを構築し，実績を伸ばし意している。
エアコンなどのトッている。

プメーカーであるダイ

２．ダイキン工業の技術力
DK-Power が手掛けるマイクロ水力発電システムは，既存の社会インフラである上水道施設への導入を狙った製品

キン工業のコア技術は，
写真-1

75kWシステムモータ技術とインバーター技術が生かされてである。技術的には，河川などの開水ではなく，配管内部いる。発電機はダイキが水で満たされ，流れる水が空気と接しない管水路への取ン工業が既に量産化し，重機などに使用している高効率なり付けを前提としている。

モータがベースになっている。具体的には，省 Dy（ジスまた，発電出力を 100kW 以下に絞っているのも特長のプロシウム）ネオジム埋め込み磁石同期モータ（IPM モ一つだ。中小水力発電システムは数千～数百 kW といっータ）技術を採用している。このため，コンパクトで高性た発電出力が多いが，これをさらに下回る規模での使用能な発電機に仕上がっている。

を目指し，現状では 22kW クラス，75kW クラス（写真また，エアコンなどの最適な運転を促すインバーター技-1）の 2 タイプをラインアップしている。このクラスだと，術が生かされている。配管内を通る水の圧力，流量は一定

大規模な投資が不要な上，既存の施設に導入しやすいコンではなく，発生する交流の電力の品質は，そのまま電力系パクトなシステムである点もメリットとなる。ただ，投資統に流すことができるレベルにはない。このため，発電機回収を早めるには，イニシャルコストの低減とともに，高で生み出した交流の電力は，近接して設置するコントロー

い稼働率による安定的で高い収益も求められる。

ラーで，いったん直流に変換し，それをさらに PCS で交

このマイクロ水力発電システムでは，縦型インラインポ

22

月刊「省エネルギー」流に変換し，系統に接続するようにしている。ダイキン工特集

今からできる新たな脱炭素シフト〔事例〕

おり，安全な水を追求する事業者の技術的なଵ਷ଡ଼৷嵆崌崗嵕਷ৡ৅ਗ਼崟崡崮嵈峘્শ嵣ৈ஍૨‫؟‬૬৹嵣అಓਃஓ峘৫৅峑သ峍峉嵊嵤崧ૼ୒岝崌嵛崸嵤崧ૼ୒峼ણ৷嵣଩崛崡崰 ‫؟‬঱੶ૼ୒峕峲峴ሑ৷嵅嵛崿峼਷੤峒峁峐ਹ৷岞జਟ୔峁岵峍峉N:ਰৣ峑峘਺ৱ৚ઽ峼૭ચ峕嵣੄崡嵂嵤崡 ‫؟‬ອ஑崌嵛嵑崌嵛嵅嵛崿峘఼৷峑໭岮৉ৣ崼崫崰峕峬଑ো૭ચ‫كڮطڭૻ঺౎ق‬ਁಃৢਦි

不安解消につなげている（図-1）。

３．注目されるスキーム
DK-Power は，マイクロ水力発電システム

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を販売することをビジネスモデルとしている
わけではない。基本的には発電事業者として，'&‫\'੄ٹ‬崵崒崠嵈ඇ੢჌લ৊਋嵊嵤崧ૼ୒

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開している。

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このシステムを活用したビジネスモデルを展
マイクロ水力発電システムを導入する自治体にとっては，費用負担がゼロで済む「場所貸し」スキームを整えている（図-2）。DK-‫ٹ‬崌嵛崸嵤崧ૼ୒

Power は，自治体から土地を借り，そこにອ஑崌嵛嵑崌嵛嵅嵛崿ಗૡ਷੤‫ق‬਷੊৷嵅嵛崿‫ك‬

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図-1

システムを設置。運用・保守も手掛けながら，発電した電力を FIT（再生可能エネルギー固ダイキン工業のコア技術で水道施設へ導入可能に定価格買取制度）に基づき，20 年間，34 円
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るマイクロ水力発電システムの固定資産税を

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自治体に納付することになる。つまり，自治䐟Ⓨ㟁䝅䝇䝔䝮䛾௻⏬タィ䐠Ⓨ㟁䝅䝇䝔䝮䛾タ⨨䐡Ⓨ㟁䝅䝇䝔䝮䛾㐠⏝ಖᏲ䐢෌䜶䝛㟁ຊ䛾኎༷ᆅඖ㟁ẼಖᏳᢏ⾡⪅ሙᡤ䛾ᥦ౪฼┈㑏ඖ

体は費用負担なく，未利用エネルギーを活用し，環境貢献を図ることができる上，「場所ᆅᇦ䛾ᮍ฼⏝䛾䜶䝛䝹䜼䞊ά⏝Ỉຊ䛸ሙᡤ䛾ᥦ౪䜈䛾ᑐ౯䜢㑏ඖᅛᐃ㈨⏘⛯䛾⣡௜貸し」の対価，売電利益の還元，固定資産税を得ることができる。営業統括の西垣裕幸さ⮬἞య䠄Ỉ㐨஦ᴗ⪅ᵝ䠅ん（写真-2）は，このスキームについて，「官Copyright⯤ 2022 DK-Power, LTD. All Rights Reserved.

図-2ら得られる。さらに，FIT として売電で得ら受けられる。加えて，DK-Power は，保有すᕤ஦ᆅᇦ䜈䛾㈉⊩て，行政財産の目的外使用料を DK-Power かれる利益は，DK-Power と自治体が折半してᆅඖᕤ஦ᴗ⪅ᆅඖ௻ᴗ䛾ά⏝

自治体は，この「場所貸し」の対価としコストのかからない「場所貸し」スキーム

民連携での再エネの活動。自治体には対価として 3 つの収入が入る」と強調する。さらに，
DK-Power では関連する工事は地元事業者に業で培ったインバーター技術は，このコントローラー内で発注し，地元の電気保安技術者にも保安業務を委託するな

交流から直流，また電力会社の系統連系に適した交流に変ど，地元企業の活用で地域貢献を果たしている。

換する部分に注ぎ込まれている。

自治体内で水道事業は別会計となっているが，中長期的一方，水車部分はあえて自社開発せず，汎用の縦型水道に少子高齢化などで水需要の減用ポンプとしている。コスト低減が図れるメリットが大き少が懸念され，重要なインフラく，発電機と合わせて水車も同軸で縦型としたことで，機としてシステムの維持・管理に器の設置面積が小さくできるのも見逃せない点だ。そもそは相応のコスト負担が重くのしも，長年，上水道で使用されてきたインラインポンプであかかっている。水道料金の値上るため，事業者にとっては，上水道で実績のない新たな水げを避けるためには，費用削減車などと異なり，信頼性や安全性などへの懸念を持ちにくに努め，より効率的な事業運営い。DK-Power でも「すでに水道施設などでも使用されてが不可欠。その中で，費用負担いるポンプを，逆回転させているだけ」との訴求に努めてなく，広い意味での再エネ導入

写真-2

西垣裕幸さんVol.74 No.2 202223

に資する取り組みが可能となることに，関係者は熱い視線みを行うものだが，災害時の活用には限界がある。しかし，を注いでいる。

BCP（事業継続計画）対策に活用できるよう，非常用の機ただ，FIT を活用するため，再エネとしての価値を自治能をオプションとして提供していくことを検討している。

体が保有できないジレンマもある。そうした声に応えるた

2022 年度のリリースを予定する。系統から切り離して発め，DK-Power では 2050 年のカーボンニュートラルを見電できるよう，BCP システムを追加すれば，長期間の大通し，FIT が終了する 20 年後，保有するマイクロ水力発

規模停電に見舞われた際にもマイクロ水力発電システムが電システムを自治体に譲渡し，保守・メンテナンスはその活用できるようになる。使用できる電力自体は少なくても，まま手掛ける新たなスキームも検討している。この形にす可搬型蓄電池や電気自動車（EV）への充電など，各種機器・れば，目標年限の 2050 年を前にして，自治体が FIT 切れシステムへの電力供給や上水道施設のバックアップ電源との再エネ電源を直接保有でき，カーボンニュートラルに資することも可能だ。また，例えば，上水道などが途絶したする再エネ価値が得られる（図-3）。

被災地などに自治体が出向く際，水とともに蓄電した電力も同時に届けるといった住民サービスにつなげることもできる。近年，大型台風などの襲来により，長時間の広域停導入の実績と今後事業スタート当初，採算性を見極め，流量3として 250m /h 以上，有効落差 25m 以上を 1 つの目安に展開してきた。これまでに

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近畿地方が多いものの，全国各地で，「場所䜹䞊䝪䞁䝙䝳䞊䝖䝷䝹2050ᖺ

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46 カ所（稼働 30 カ所，※䝇䜻䞊䝮⛣⾜準備中 16 カ所）にのぼっている。これまでに導入された場所は，上水道の中でも，浄水䞉䝁䝇䝖䛾䛛䛛䜙䛺䛔䛂ሙᡤ㈚䛧䛃䛻䜘䜛㟁※䠄䝬䜲䜽䝻ỈຊⓎ㟁ᡤ䠅㛤Ⓨ䚓ᐁẸ㐃ᦠ஦ᴗ䚸᭦䛻཰┈䠄ண⟬䠅䛾☜ಖ

場以降の塩素が入った水道水を扱う部分が大䞉ᆅᇦ䛻䛚䛡䜛䝺䝆䝸䜶䞁䝇䠄ᙉ㠌໬䠅䛾ྥୖ䚓ୖグ཰┈䠄ண⟬䠅䛷㻮㻯㻼䝅䝇䝔䝮䛾෌ᢞ㈨䚸⅏ᐖ᫬䛻ά⏝

半を占める。貯水池から貯水池の間，または貯水池より後の減圧弁の前の部分などだ。ま䞉Ⓨ㟁㛤ጞ㻞㻜ᖺᚋ䠄㻲㻵㼀⤊஢ᚋ䠅䛿䚸䝇䜻䞊䝮ኚ᭦䛧⥅⥆Ⓨ㟁ྍ⬟䚓䝅䝇䝔䝮ㆡΏ䜒ྵ䜐た，ポンプを使用して貯水池に送り込む場合，

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図-3

設計上過剰になっている圧力を使用できる部

2050年 二酸化炭素排出実質ゼロ表明実施に向けて分などにも設置が進む。西垣さんは，そうしたパターンでの導入が今後の導入拡大のかぎと見ている。「1 つのポンプで複数箇所に送ȌǺÓȮ6

ȌǺÓȮ7っている場合，一番遠く，または一番高い場所に合わせ，揚圧を決める。その手前で分岐ଚ঎૴પ֡Ӭද

する部分には圧力が余るような有効落差があȌǺÓȮ9ົ‫ތ‬ଚ঎૴ົ‫ތ‬પ֡Ӭදたな小容量タイプの 5.5kW クラスをはじめ，クラスでも，それほど有効落差がなくても発‫ۑ‬Ϝඎપ֡ӬදȌǺÓȮ8

現在，より流量が少なくても発電できる新既存のラインアップにある発電出力の 22kW

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る」として，さらなる導入拡大を模索している（図-4）。

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電できる低落差タイプの開発に入っている。
2022 年度にもリリースしたい考えだ。
BCP 対策も従来，マイクロ水力発電システムは売電の24

月刊「省エネルギー」

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図-4

未利用エネルギーが活用できる条件例

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図-5

BCPシステム電も発生しており，自治体としての災害対応を充実する機

実際の現場で配水施設を担当

能の一つとして，DK-Power では採用を訴求したい考え（図する東大阪市上下水道局水道施-5）。

設部配水施設課係員の鈴木隆雄
さん（写真-4）は，様々なシミ東大阪市で導入した事例

ュレーションを繰り返し，水質

東大阪市水走（みずはい）配水場では，大阪府水道企などに影響がないことを確認し，業団から流入する際の残存圧力を利用して発電するよ設備の導入を検討した。運開後，う，75kW クラスのマイクロ水力発電システムを導入し施設運用への影響など，「問題た。2021 年 4 月から運用を開始している。年間発電量ははなく，発電の効率もよく，以約 488MWh を見込み，CO2 排出量の削減効果は約 250t/前と変わらぬ状態で運用できて年に相当するという（写真-3）。

いる」と語る。事業者の使命として，水を市民に安定，安東大阪市では，マイクロ水力発電システムの導入に伴う経済的なメリットをはじめ，太陽光発電のように天候に左右されることなく，上水道の運用が滞ることがなければ，24 時間発電し続ける安定性も高く評価する。特に，2021

写真4

鈴木隆雄さん

心して提供する大前提は損ねることなく，発電実績を積み重ねていることに手応えを示している。

４．おわりに

年 4 月以降の運用実績として，年末までの段階では予想カーボンニュートラルの機運が盛り上がり，政府は全国を上回る水準を記録するなど，売電収入の利益還元などに，各地で脱炭素の実践を促す施策を拡充しつつある。ダイキ

大きな期待を示している。

ン工業グループ全体として，また，DK-Power として，そうした流れを捉えながら，脱炭素への対応を推進していくことになる。マイクロ水力発電システムは，2025 年をめ
どに全国 100 カ所まで拡大する目標を掲げる。2025 年には大阪・関西万博が開催されるなど，わが国の経済の活性化が期待されており，そうした節目に向け，マイクロ水力発電システムの一層の普及拡大を図りたい考え。さらに，新たな事業としてバイオマスへの取り組みにも意欲を示しており，独自の創エネを展開していく。西垣さんは，DKPower の展開として，「マイクロ水力発電システムという写真-3

水走配水場で運用するシステムプラットフォームとともに，他の再エネにも広げ，2050年の脱炭素ロードマップに貢献したい」としている。

Vol.74 No.2 202225