Electric Power Development

Japanese: 電源開発 - でんげんかいはつ

Building a power plant to produce electricity. Major power plants include hydroelectric power plants, thermal power plants, and nuclear power plants. Thermal power plants are divided into coal-fired power plants, oil-fired power plants, and natural gas-fired power plants depending on the fuel used.

The main players in power source development are electric power suppliers whose business objective is to sell electricity. However, sometimes manufacturers who generate electricity for their own use also develop power sources.

[Tachibanakawa Takeo]

history

Tokyo Electric Light Company, established in 1883 (Meiji 16) as Japan's first electric power company, began operating the Minami Kayabacho Thermal Power Plant and supplying electricity to the general public in 1887. The world's first general-use power plant began operation in London, England in 1882, so the Minami Kayabacho Thermal Power Plant began operation just five years later.

From the start of their operations until the Russo-Japanese War in 1904 (Meiji 37), major electric power companies such as Tokyo Electric Light, Nagoya Electric Light, and Osaka Electric Light mainly supplied electricity to urban lighting demand from small coal-fired power plants built near the city centers. However, around the time of the Russo-Japanese War, the situation changed in two ways. First, in the early 1900s, long-distance electricity transmission at high voltages of over 50,000 volts was realized in the United States. Second, the outbreak of the Russo-Japanese War caused a sharp rise in the price of coal, which is used as fuel for thermal power generation.

In response to these changing circumstances, Tokyo Electric Light Company drew up a business plan to build the 15,000-kilowatt Komahashi Power Station on the Katsura River system in Yamanashi Prefecture, and to transmit electricity from there at 55,000 volts over a distance of 76 kilometers to Tokyo. Tokyo Electric Light Company's Komahashi Power Station was completed in December 1907. The start of operation of Tokyo Electric Light Company's Komahashi Power Station, which introduced long-distance high-voltage transmission technology, marked a shift in Japan's power source mix from mainly thermal, followed by hydroelectric, to mainly thermal. Hydroelectric development using medium- and long-distance high-voltage transmission became active throughout the country, and by 1912 the output of hydroelectric power plants surpassed that of thermal power plants. Japan's electric power industry then entered an "era of mainly thermal, followed by hydroelectric" that continued until the early 1960s.

Nine private electric power companies (Hokkaido, Tohoku, Tokyo, Chubu, Hokuriku, Kansai, Chugoku, Shikoku, and Kyushu Electric Power), which were established as a result of the reorganization of the electric power industry in 1951 after the Second World War, actively worked on developing power sources to resolve the power shortage. In the process of active power source development in Japan until the oil crisis of 1973, two major changes occurred in the composition of power sources. These were the shift from hydroelectric power, mainly thermal power, to thermal power, mainly hydroelectric power, in the early 1960s, and the emergence of nuclear power generation in the mid-1960s.

First, looking at the composition of power sources as being primarily thermal, followed by hydroelectric, thermal power surpassed hydroelectric in terms of generating facility output at nine electric power companies in fiscal 1961 and for Japan as a whole in fiscal 1962. In terms of generated electric power, thermal power surpassed hydroelectric in fiscal 1960 at nine electric power companies and for Japan as a whole in fiscal 1962. This reflected the advances in thermal power generation technology and the resulting decline in costs in the United States around the time of World War II.

The development of thermal power plants became active during the period of high economic growth because the cost of thermal power generation fell, but this was due not only to higher efficiency and larger capacity, but also to lower fuel costs. The switch from coal to oil as fuel for thermal power plants was of great significance in reducing fuel costs. 9 Looking at the ratio of heat value of fuel for thermal power generation by all electric power companies, oil (heavy oil + crude oil) exceeded coal for the first time in 1964, and since then, oil-dominated, coal-dominated has become the established standard. Another major change in Japan's power source composition during the period of high economic growth, along with the shift to mainly thermal power generation by water, was the commercialization of nuclear power generation. Following the successful generation of nuclear power at the Japan Atomic Energy Research Institute's power reactor test reactor in 1963, the Tokai Power Plant of Japan Atomic Power Company (established in November 1957) began generating nuclear power on a commercial basis for the first time in Japan in July 1966.

When the oil crisis occurred in the mid-1970s, Japan's economic growth rate declined and the growth in electricity demand also slowed, leading to a slowdown in the pace of power source development.

At the end of the high economic growth period, Japan's power generation mix had come to depend heavily on oil-fired power, but the soaring crude oil prices caused by the oil crisis created a strong demand to "de-oilize" the power generation mix. After the oil crisis, the three main sources of power generation in Japan, replacing oil-fired power, were nuclear power, LNG (liquefied natural gas)-fired power, and overseas coal-fired power. Of these, the first LNG-fired power plant was Tokyo Electric Power Company's Minami Yokohama Power Plant (Kanagawa Prefecture), which began operation in 1970, and the first full-scale overseas coal-fired power plant was Electric Power Development Co., Ltd.'s Matsushima Thermal Power Plant (Nagasaki Prefecture), which began operation in 1981.

[Tachibanakawa Takeo]

Changes in power generation

The Great East Japan Earthquake that occurred on March 11, 2011, and the resulting accident at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant operated by Tokyo Electric Power Company, had significant implications for the way Japan develops its power sources. The direction of "de-nuclearization" was confirmed, and the proportion of nuclear power in the power source mix was to decrease.

In contrast, the scale of power generation using renewable energies has expanded. Renewable energies include solar, wind, geothermal, small hydroelectric, biomass, etc. In 2012, a feed-in tariff system was also launched as a measure to expand power generation using renewable energies.

Power generation using renewable energies has problems such as low operating rates, large output fluctuations, and high costs. However, the costs of solar and wind power are falling due to technological innovation, and hopes are high for their future widespread use. The biggest challenge to popularizing solar and wind power generation is to increase transmission and transformation facilities. On the other hand, power generation using geothermal, small hydroelectric, and biomass does not have the problems of operating rates and output fluctuations. A major challenge to expanding geothermal and small hydroelectric power generation is the relaxation of various regulations, while a major challenge to expanding biomass power generation is the reduction of logistics costs.

[Tachibanakawa Takeo]

"History of Modern Japanese Industrial Development III: Electric Power" edited by Kurihara Toyo (1964, Kojunsha)" ▽ "Memories of the Reorganization of the Electric Power Industry" by Matsunaga Yasuzaemon (1976, Denryoku Shimposha)" ▽ "The Dynamism of the Development of Japan's Electric Power Industry" by Tachibanakawa Takeo (2004, Nagoya University Press)" ▽ "History of Trade and Industry Policy 1980-2000, Volume 10: Resources and Energy Policy" by Tachibanakawa Takeo (2011, Research Institute of Economy, Trade and Industry)" ▽ "Electricity Reform - A Historical Shift in Energy Policy" by Tachibanakawa Takeo (Kodansha Gendai Shinsho)" ▽ "Energy White Paper" edited by the Ministry of Economy, Trade and Industry, various years' editions (Energy Forum)" ▽ "Electric Utility Industry Handbook" edited by the Statistics Committee of the Federation of Electric Power Companies, various years' editions (Japan Electric Association)"

Osaka Electric Light
Kita-ku, Osaka City, Osaka Prefecture (present-day Noda, Fukushima Ward). "Osaka Prefecture Photo Album" (1914, Taisho 3), National Diet Library .

Osaka Electric Light

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

Japanese:

電気を生産する発電所を建設すること。主要な発電所には、水力発電所や火力発電所、原子力発電所などがある。このうち火力発電所は、使用する燃料によって、石炭火力発電所、石油火力発電所、天然ガス火力発電所などに分かれる。

　電源開発の中心的な担い手となるのは、電気を販売することを事業目的とする電気事業者である。ただし、ときには、電気を自家用で使用する製造業者などが、電源開発を行うこともある。

［橘川武郎］

歴史

日本最初の電力会社として1883年（明治16）に設立された東京電燈(でんとう)は、1887年には南茅場(かやば)町火力発電所の運転を開始し、一般向けの電気供給を始めた。世界最初の一般供給用発電所がイギリスのロンドンで運転を開始したのは1882年のことであるから、南茅場町火力発電所は、それからわずか5年だけ遅れて運転を開始したことになる。

　事業開始から1904年（明治37）の日露戦争までの時期には、東京電燈、名古屋電燈、大阪電燈などの主要な電力会社は、都心近くに建設した小規模な石炭火力発電所から、おもに都市内の電灯需要向けに電気を供給するという事業形態をとっていた。しかし、日露戦争前後の時期になると、二つの面で状況が変化した。一つは、1900年代前半にアメリカで、5万ボルト以上の高圧による長距離送電が実現したことである。いま一つは、日露戦争勃発を契機に火力発電用燃料となる石炭価格が急騰したことである。

　このような状況変化を受けて東京電燈は、山梨県桂川(かつらがわ)水系に出力1万5000キロワットの駒橋(こまはし)発電所を建設し、そこから5万5000ボルトの電圧で東京へ向け76キロメートルの距離を送電するという事業計画を策定した。東京電燈の駒橋発電所は、1907年12月に竣工(しゅんこう)した。長距離高圧送電技術を導入した東京電燈駒橋発電所の運転開始は、日本の電源構成が火主水従から水主火従へ転換する契機となった。全国で中・長距離の高圧送電を利用した水力開発が活発化し、1912年には、水力発電所の出力が火力発電所の出力を凌駕(りょうが)するに至った。日本の電力業は、その後、1960年代の初頭まで継続する「水主火従の時代」を迎えることになった。

　第二次世界大戦後の1951年（昭和26）に実施された電気事業再編成によって発足した民間9電力会社（北海道・東北・東京・中部・北陸・関西・中国・四国・九州電力）は、電力不足を解消するため、積極的に電源開発に取り組んだ。1973年の石油危機までの時期に日本で電源開発が活発に展開される過程では、電源構成面で二つの大きな変化が生じた。1960年代初頭における水主火従から火主水従への転換と、1960年代半ばにおける原子力発電の登場が、それである。

　まず、電源構成の火主水従化についてみれば、火力が水力を凌駕したのは、発電設備出力では、9電力会社で1961年度、日本全体で1962年度のことである。また、発電電力量では、9電力会社で1960年度、日本全体で1962年度である。これは、第二次大戦前後にアメリカで火力発電の技術が進歩し、コストが低下したことを反映したものであった。

　高度経済成長期において火力開発が活発化したのは、火力発電の原価が低下したからであるが、その要因は、高能率化や大容量化だけではなく、燃料費の低減にも求めることができる。燃料費を低減させるうえで大きな意味をもったのは、火力発電所用燃料が石炭から石油へ転換したことであった。9電力会社全体の汽力発電用燃料の発熱量に占める比率を見ると、1964年度に石油（重油＋原油）が初めて石炭を上回り、以後油主炭従が定着するようになった
　高度成長期に日本の電源構成面で生じた、火主水従化と並ぶもう一つの大きな変化は、原子力発電の事業化であった。1963年の原研（日本原子力研究所）動力炉試験炉における原子力発電成功に続いて、1966年7月には日本原子力発電（株）（1957年11月設立）の東海発電所が、日本で初めて商業ベースでの原子力発電を開始した。

　1970年代半ばに石油危機が起こると、日本の経済成長率は低下し、電力需要の伸びも鈍化するようになった。これに伴い電源開発のペースは、スローダウンするにいたった。

　高度成長末期に日本の電源構成は石油火力に大きく依存するようになっていたが、石油危機による原油価格の高騰によって、電源構成の「脱石油化」が強く求められるようになった。石油危機後、石油火力に代わって日本の電源開発の中心となったのは、原子力、LNG（液化天然ガス）火力、海外炭火力、の三者であった。これらのうちLNG火力は1970年に運転を開始した東京電力の南横浜発電所（神奈川県）を、本格的な海外炭火力は1981年に運転を開始した電源開発（株）の松島火力発電所（長崎県）を、それぞれ嚆矢(こうし)とする。

［橘川武郎］

電源開発の変化

2011年（平成23）3月11日に発生した東日本大震災と、それに伴う東京電力・福島第一原子力発電所事故は、日本の電源開発のあり方を大きく変える意味合いをもった。「脱原発依存」の方向性が確認され、電源構成における原子力発電の比率は、低下することになった。

　それとは対照的に、再生可能エネルギーを使った発電の規模が拡大されるにいたった。再生可能エネルギーには、太陽光、風力、地熱、小水力、バイオマスなどが含まれる。2012年には、再生可能エネルギーによる発電を拡充するための方策として、固定価格買取制度もスタートした。

　再生可能エネルギーを利用した発電には、稼働率が低い、出力変動が激しい、コストが高い、などの問題がある。ただし、太陽光や風力については、技術革新の進行によりコストが低下しつつあり、今後の普及に期待が高まっている。太陽光発電や風力発電の普及のためには、送変電設備の増強が最大の課題となる。一方、地熱・小水力・バイオマスによる発電には、稼働率や出力変動の問題がない。地熱発電や小水力発電の拡充のためには様々な規制の緩和が、バイオマス発電の拡充のためには物流コストの削減が、それぞれ大きな課題となる。

［橘川武郎］

『栗原東洋編『現代日本産業発達史Ⅲ　電力』（1964・交詢社）』▽『松永安左エ門著『電力再編成の憶い出』（1976・電力新報社）』▽『橘川武郎著『日本電力業発展のダイナミズム』（2004・名古屋大学出版会）』▽『橘川武郎著『通商産業政策史1980－2000第10巻　資源エネルギー政策』（2011・経済産業調査会）』▽『橘川武郎著『電力改革――エネルギー政策の歴史的大転換』（講談社現代新書）』▽『経済産業省編『エネルギー白書』各年版（エネルギーフォーラム）』▽『電気事業連合会統計委員会編『電気事業便覧』各年版（日本電気協会）』