利水・治水スレ - 1194191152 - したらば掲示板

1268：とはずがたり：2016/12/26(月) 19:43:25: 大きな位置エネルギーと大量の水を同時に集める装置

多雨と山岳地帯。この2つは自然が与えてくれた利点である。だが、このままでは雨のエネルギーは効率よく電力に換わらない。位置エネルギーを電力に換えるときには、川の高低差が大きいほど効率がいいし、水の量が多いほど効率が良くなる。

ところが、自然のままの川には、高低差があり、水の量が多いという2つの条件を、同時に満たすエリアがないのだ。山に降る雨は、山間の谷へと流れ込む。その一つひとつは細い渓流に過ぎず、それらが集まって次第に大きな川になり、山岳地帯から平野部へと流れ落ちていく。山岳地帯を流れているときには、流域の高低差が大きいが、流れる水の量が少ない。もし、山岳部の川の位置エネルギーを満遍なく電力に換えようとすれば、多数ある渓流のすべてに、いくつも小さな発電施設を設ける必要がある。

逆に、平野部を流れるときは、川の水量は多いが、高低差は小さい。落差が大きい渓流部を流れ落ちてしまった後では、ほとんどの位置エネルギーは失われているからだ。発電施設は少なくて済むが、肝心のエネルギーが減っており、発電力が落ちてしまう。

つまり、自然に流れている川では、水の位置エネルギーと水の量を効率よく電力に換えることができない。

もうひとつ、川の水には問題がある。川の水は年間を通して同じ水量で流れてくれない。雨が降るときと日照りが続くときとでは、川の水量はまったく異なる。自然の川の水の流れは、時系列で見るとバランスが悪く秩序がない。つまりエントロピーが大きいのだ。

ところが、山岳地帯にダムがあると、状況が一変する。

ダムにせき止められて、いくつもの渓流を流れてきた水が1カ所に集まることになる。大量の水が渓谷の大きな落差で勢いよく落下する。ダムにより、1カ所に水の位置エネルギーを集中できる。

さらに時間的変化が大きく秩序のない水の流れは、ダムに着いた瞬間におとなしくなり、静かに秩序をもって貯まっていく。つまり、ダムさえあれば、大きな位置エネルギーと、大量な水の量と、エントロピーの小さい使い勝手のよさを得ることができるのだ。

日本の近代産業の遺産

ダムがあってこそ、日本はエネルギー資源大国となれる。

実は、雨が多くて山が多いという地理的な条件だけならば、日本だけが該当するわけではない。たとえば、インドネシアには山が多いし熱帯性の雨も非常に多い。また、温帯でもカナダなどには、山岳地帯で豊富な雨の降る地域がある。基本的には、これらの国でも水力発電は有効だといえる。

ただし、雨の多い山岳地帯という自然条件だけでは、水力発電を効率よく行えるわけではない。そこにダムという人工の構造物を造る努力をしなければならない。

山、雨、そしてダム。

日本はこの3つの条件を満たしている。その日本は、水力のエネルギーに非常に恵まれていることを、私たちはもっと自覚してもいいだろう。

なぜなら、ダムは非常に大きな対価を払って獲得した物であり、しかも、これからの時代にはなかなか手に入らないものだからだ。川の水源部にダムを作ると、谷には膨大な水が貯まる。それまで渓谷だった場所が湖になり、すべてが水没する。森が水没し生態系が変わってしまう。そこに住んでいた人々の生活も沈む。村の長い歴史が家屋もろとも水の底に沈み、住んでいた人々の大切な思い出も消えてしまう。

こうした巨大な破壊と引き換えに、電気エネルギーを得るという仕組みがダムである。かつての急激な近代化の過程では、巨大ダム開発がいかに多くの人々に犠牲を強いたのかを現在ほど強く認識していなかった。そのため、こうしたいわばハイリスク・ハイリターンの開発が可能だった。

しかし現代では、多くの人々の犠牲を前提にした巨大ダム、自然環境に大きなインパクトを与える巨大ダムを造るのは難しい。世界的にも同じことが言えるであろう。

だからこそ、過去の大きな遺産として全国いたるところにダムを持っている日本は、水力エネルギーという意味では、例外といっていいほど恵まれた国だと思うのである。