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水力発電とは、水力から発電される電力のことです。水力発電は世界の電力の15%を供給しており、 2023年には約4,210 TWhに達しました[ 1 ]。これは他のすべての再生可能エネルギー源を合わせた量よりも多く、原子力発電よりも多い量です[ 2 ]。水力発電は、需要に応じて大量の低炭素電力を供給できるため、安全でクリーンな電力供給システムを構築するための重要な要素となっています[ 2 ] 。ダムと貯水池を備えた水力発電所は、電力需要の変化に応じて発電量を数秒または数分で増減できるため、柔軟な電源です。水力発電所が建設されると、直接的な廃棄物は発生せず、化石燃料発電所よりも温室効果ガスの排出量がはるかに少ないことがほとんどです[ 3 ] 。ただし、森林の一部が水没する低地の熱帯雨林地域に建設された場合は、相当量の温室効果ガスが排出される可能性があります[ 4 ] 。
水力発電所の建設は、主に耕作地の喪失や住民の移住といった重大な環境影響をもたらす可能性がある。[ 5 ] [ 6 ]また、関係する河川の自然生態系を破壊し、生息地や生態系、堆積や侵食のパターンに影響を与える。ダムは洪水のリスクを軽減できるが、ダムの決壊は壊滅的な被害をもたらす可能性がある。
2021年には、世界の水力発電設備容量は1,400GW近くに達し 、すべての再生可能エネルギー技術の中で最高となった。[ 7 ]水力発電はブラジル、ノルウェー、中国などの国々で主導的な役割を果たしている。[ 8 ]しかし、地理的な制約や環境問題もある。[ 9 ]潮力発電は沿岸地域で利用できる。
中国は 2022年に24GWを追加し、世界の水力発電容量増加のほぼ4分の3を占めた。ヨーロッパは2GWを追加し 、これは1990年以来この地域で最大の量である。一方、世界全体では、水力発電量は 2022年に70TWh（2%増）増加し、他のすべての技術を合わせたものを上回り、最大の再生可能エネルギー源であり続けている。[ 10 ]
水力と水を利用して機械エネルギーを生成する方法は、紀元前202年の古代中国と漢王朝にまで遡ることができます[ 12 ] [ 13 ] 。18世紀後半には、水力は産業革命の開始に必要なエネルギー源を提供しました[ 14 ]。1700年代半ば、フランスのエンジニアであるベルナール・フォレスト・ド・ベリドールは、垂直軸および水平軸の水力機械について記述した『水力建築』を出版し、1771年にはリチャード・アークライトが水力、水力フレーム、連続生産を組み合わせたものが、現代の雇用慣行を伴う工場システムの発展に重要な役割を果たしました[ 15 ] 。 1840年代には、水力発電ネットワークが開発され、水力発電をエンドユーザーに送電しました。
19 世紀後半までに、発電機が開発され、水力と組み合わせることができるようになった。[ 16 ]産業革命から生じる需要の高まりも開発を促進するだろう。[ 17 ] 1878 年、世界初の水力発電計画が、ウィリアム・アームストロングによってイングランドのノーサンバーランドのクラッグサイドで開発された。これは彼のアート ギャラリーの1 つのアーク ランプに電力を供給するために使用された。 [ 18 ]ナイアガラの滝の近くにある米国の 旧ショールコップ発電所 1 号は、1881 年に発電を開始した。1882 年 9 月 5 日、ミシシッピ川のセント アンソニー フォールズの発電機が、ミネソタ州ミネアポリスのワシントン アベニュー沿いのアーク ランプに電力を送った。[ 19 ]エジソン初の水力発電所であるバルカン・ストリート発電所は、1882年9月30日にウィスコンシン州アップルトンで運転を開始し、出力は約12.5キロワットでした。[ 20 ] 1886年までに、米国とカナダには45の水力発電所があり、1889年までに米国だけで200の水力発電所がありました。[ 16 ]
20世紀初頭、多くの小規模水力発電所が、大都市圏近くの山岳地帯に商業企業によって建設されていた。フランスのグルノーブルでは、1925年に100万人以上の来場者を集めた国際水力発電観光博覧会が開催された[ 21 ]。 1920年までに、米国で生産される電力の40%が水力発電であったため、連邦電力法が制定された。この法律により、連邦の土地と水域にある水力発電所を規制する連邦電力委員会が設立された。発電所が大きくなるにつれて、関連するダムは、洪水調節、灌漑、航行などの追加的な目的を持つようになった。大規模な開発には連邦資金が必要となり、テネシー渓谷開発公社（1933年）やボンネビル電力公社（1937年）などの連邦所有の企業が設立された。[ 17 ]さらに、20 世紀初頭に一連の米国西部灌漑プロジェクトを開始した開拓局は、1928 年のフーバー ダムなどの大規模な水力発電プロジェクトを建設していました。[ 22 ]米国陸軍工兵隊も水力発電開発に関与し、 1937 年にボンネビル ダムを完成させ、 1936 年の洪水制御法によって連邦政府の主要な洪水制御機関として認められました。[ 23 ]
水力発電所は20世紀を通じて規模が拡大し続けました。水力発電は「白い石炭」と呼ばれていました。[ 24 ]フーバーダムの最初の1,345MWの発電所は1936年に世界最大の水力発電所でしたが、1942年に6,809MWのグランドクーリーダムに抜かれました。 [ 25 ]南米のイタイプダムは1984年に14GWを発電し、最大規模となりましたが、2008年に中国の三峡ダムの22.5GWに抜かれました。水力発電は最終的に、ノルウェー、コンゴ民主共和国、パラグアイ、ブラジルなどの国々の電力の85%以上を供給するようになりました。
2021年、国際エネルギー機関（IEA）は、気候変動を抑制するためにさらなる努力が必要だと述べた。[ 26 ]一部の国は水力発電の潜在能力を高度に開発しており、成長の余地はほとんどない。スイスは潜在能力の88%、メキシコは80%を生産している。[ 27 ] 2022年、IEAは、2022年から2027年にかけて水力発電で141GW増加するという主要シナリオ予測を発表した 。これは2017年から2022年にかけて達成された増加よりもわずかに低い。環境許可と建設に時間がかかるため、水力発電の増加は限定的であり、 加速シナリオでも追加で可能なのは40GWのみと推定されている。[ 7 ]
2021年、IEAは大規模な近代化改修が必要であると述べた。[ 2 ]： 67
水力発電の大部分は、ダムに貯められた水の持つ位置エネルギーを利用して水力タービンと発電機を駆動することによって得られます。水から抽出される電力は、水量と水源と流出口の高さの差によって決まります。この高さの差は落差と呼ばれます。大きなパイプ（「水圧管」）が貯水池からタービンに水を送ります。[ 28 ]
この方式では、異なる標高にある貯水池間で水を移動させることで、ピーク時の高需要に対応する電力を生成します。電力需要が低いときは、余剰発電容量を使用して水を高い貯水池に汲み上げ、需要側の応答を提供します。[ 2 ]需要が増加すると、タービンを通して水が低い貯水池に戻されます。2021年には、揚水発電方式が世界の190 GWのグリッドエネルギー貯蔵のほぼ85%を提供し[ 2 ]、発電システムの1日あたりの設備利用率を向上させました。揚水発電はエネルギー源ではなく、リストでは負の数として表示されます。[ 29 ]
流れ込み式水力発電所は、貯水池の容量が小さいかまったくないため、その時点で上流から流れてくる水のみが発電に利用でき、余剰水は利用されずに流さなければなりません。上流の湖や既存の貯水池からの安定した水の供給は、流れ込み式水力発電所の設置場所を選ぶ上で大きな利点となります。[ 30 ]
潮力発電所は、潮汐による海水の毎日の上昇と下降を利用します。このようなエネルギー源は非常に予測可能であり、条件が許せば貯水池を建設して、需要の高い時期に発電することもできます。あまり一般的ではない水力発電方式では、水の運動エネルギーや、下掛け水車などのダムのないエネルギー源を利用します。潮力発電は、世界中で比較的少数の場所でしか実現できません。[ 31 ]
導水路式水力発電所は、人工の導水路を通して送水システムの一部として水の機械エネルギーを利用して発電します。一般的に、導水路は公共水道などの既存の水道管です。[ 32 ]導水路の定義を拡張して、発電以外の送水目的で主に使用されている既存のトンネル、運河、または水道橋とする定義もあります。 [ 33 ] [ 34 ]
水力発電所の分類は、2つの最上位カテゴリから始まります。[ 35 ]
発電所をSHPまたはLHPに分類するのは主にその定格容量に基づいており、その閾値は国によって異なりますが、いずれの場合も容量が50MW 以上の発電所はLHPとみなされます。[ 36 ]例えば、中国ではSHPの出力は25MW未満 、インドでは15MW未満 、ヨーロッパのほとんどの国では10MW未満です 。[ 37 ]
SHPとLHPのカテゴリーは、相互に排他的ではない多くのサブカテゴリーにさらに細分化されます。[ 36 ]例えば、静水頭が数メートルから数十メートルの低落差水力発電所は、SHPまたはLHPのいずれかに分類されます。[ 38 ] SHPとLHPのもう1つの違いは、水流調整の程度です。典型的なSHPは、LHPと比較して、ほとんど調整せずに主に自然の放水を利用します。そのため、SHPという用語は、流れ込み式発電所の同義語としてよく使用されます。[ 36 ]
世界最大の発電設備は水力発電所であり、中には現在の最大規模の原子力発電所の設備容量の2倍以上を発電できる水力発電所もある。
大規模水力発電所の容量範囲に関する公式な定義は存在しないが、数百メガワットを超える施設は一般的に大規模水力発電施設とみなされている。[ 39 ]
小水力発電とは、小規模なコミュニティや工業プラントに電力を供給する規模の水力発電のことです。小水力発電プロジェクトの定義は様々ですが、一般的には最大10メガワット（MW）の発電容量が上限とされています。カナダと米国では、この上限が25MWや30MWにまで拡大される場合もあります。 [ 42 ] [ 43 ]
小規模水力発電所は、低コストの再生可能エネルギー源として、従来の配電網に接続されることがあります。あるいは、小規模水力プロジェクトは、送電網からの供給が経済的に成り立たない孤立した地域や、国の配電網がない地域に建設されることもあります。小規模水力プロジェクトは通常、貯水池や土木工事が最小限であるため、大規模水力発電に比べて環境への影響が比較的低いと考えられています。この環境への影響の低減は、河川流量と発電量のバランスに大きく依存します。[ 44 ]
マイクロ水力発電とは、通常最大100 kWの電力を発電する水力発電設備のことです。これらの設備は、孤立した家庭や小規模なコミュニティに電力を供給したり、電力ネットワークに接続したりすることができます。燃料を購入せずに経済的なエネルギー源を提供できるため、特に発展途上国では、世界中にこのような設備が数多く存在します。[ 45 ]マイクロ水力発電システムは、太陽光発電システムを補完するものです。多くの地域では、太陽エネルギーが最小となる冬に水の流れ、ひいては利用可能な水力発電量が最大となるためです。
ピコ水力発電は、5 kW未満の水力発電です。これは、少量の電力しか必要としない小さな遠隔地のコミュニティで役立ちます。たとえば、ケニアの 1.1 kW のIntermediate Technology Development Groupピコ水力発電プロジェクトは、非常に小さな電力負荷 (たとえば、数個のライトと携帯電話の充電器、または小型のテレビ/ラジオ) を持つ 57 世帯に電力を供給しています。[ 46 ] 200～300 W のさらに小さなタービンでも、落差が1 m (3フィート)しかない開発途上国で数世帯に電力を供給できます。ピコ水力発電の設備は通常、流れ込み式で、ダムは使用されず、パイプで流れの一部を迂回させ、勾配を落としてタービンに通してから流れに戻します。
地下発電所は一般的に大規模施設で用いられ、滝や山岳湖など、2つの水路間の大きな自然の高低差を利用します。高所の貯水池から発電室（水路トンネルの最下部付近の洞窟内に建設）へ水を送るためのトンネルと、下流の放水路へ水を排出するための水平放水路が建設されます。
水力発電所における発電量を概算するための簡単な公式は次のとおりです。
どこ
より大型で近代的なタービンでは、効率がより高い（つまり、1に近い）ことが多い。年間発電量は、利用可能な水量に依存する。一部の設備では、年間を通じて水流量が10:1の比率で変動することがある。[ 47 ]
水力発電は、発電所を非常に迅速に増減させて変化するエネルギー需要に対応できるため、柔軟な電力源です。[ 40 ]水力タービンの起動時間は数分程度です。[ 48 ]バッテリー電源は起動が速いですが、容量は水力発電に比べて非常に小さいです。[ 2 ]ほとんどの水力発電ユニットは、コールドスタートからフルロードまで10分未満で起動します。これは原子力発電やほとんどすべての化石燃料発電よりも速いです。[ 49 ]余剰電力がある場合、発電量を迅速に減らすこともできます。[ 50 ]そのため、水力発電ユニットの限られた容量は、洪水池の排水や下流のニーズを満たす場合を除き、一般的にベース電力の生産には使用されません。[ 51 ]その代わりに、水力以外の発電機のバックアップとして使用できます。[ 50 ]
貯水池を備えた従来型の水力発電ダムの主な利点は、低コストで水を貯蔵し、後で高価値のクリーンな電力として供給できることです。2021年、IEAは「既存のすべての従来型水力発電所の貯水池を合わせると、1サイクルで合計1,500テラワット時（TWh）の電気エネルギーを貯蔵できる」と推定しており、これは「世界の揚水式水力発電所の総エネルギーの約170倍」です。[ 2 ]バッテリーの蓄電容量は、2020年代中に揚水式水力発電を上回るとは予想されていません。[ 2 ]需要を満たすピーク電力として使用する場合、水力発電はベースロード電力よりも価値が高く、風力や太陽光などの間欠的なエネルギー源と比較してはるかに高い価値を持ちます。
水力発電所は経済寿命が長く、50～100年後も稼働している発電所もある。[ 52 ]また、発電所は自動化されており、通常の運転中は現場にいる人員が少ないため、運転人件費も通常は低い。
ダムが複数の目的で使用される場合、比較的低い建設コストで水力発電所を追加することができ、ダムの運用コストを相殺する有用な収益源となる。三峡ダムからの電力販売は、フル稼働開始後5〜8年で建設コストを賄うと試算されている。[ 53 ]しかし、適切なリスク管理措置が講じられない限り、ほとんどの国では大規模な水力発電ダムは建設コストが高すぎ、建設に時間がかかりすぎるため、リスク調整後の収益がプラスにならないというデータもある。[ 54 ]
多くの水力発電プロジェクトは公共の電力網に電力を供給していますが、中には特定の産業企業に電力を供給するために建設されるものもあります。例えば、アルミニウム電解工場に必要な大量の電力を供給するために、専用の水力発電プロジェクトが建設されることがよくあります。アメリカ合衆国ワシントン州ベリンガムにあるグランドクーリーダムは、第二次世界大戦中はアメリカの航空機のためにアルコア社のアルミニウム工場を支援するために建設されましたが、戦後、アルミニウム工場への電力供給に加えて、市民への灌漑と電力供給も許可されました。スリナムでは、ブロコポンド貯水池がアルコア社のアルミニウム産業に電力を供給するために建設されました。ニュージーランドのマナポウリ発電所は、ティワイポイントのアルミニウム製錬所に電力を供給するために建設されました。
水力発電ダムは燃料を使用しないため、発電時に二酸化炭素は発生しません。二酸化炭素はプロジェクトの建設中に最初に発生し、貯水池から毎年メタンが放出されますが、水力発電は発電におけるライフサイクル温室効果ガス排出量が最も低いものの1つです。 [ 55 ]水力発電の温室効果ガスへの影響が低いのは、特に温帯気候で顕著です。熱帯地域では、温帯地域の発電所の貯水池から発生するメタンの量が多いため、温室効果ガスの排出影響が大きくなります。[ 56 ]
他の非化石燃料源と同様に、水力発電も二酸化硫黄、窒素酸化物、その他の微粒子状物質を排出しない。
水力発電計画によって作られた貯水池は、しばしばウォータースポーツの施設を提供し、それ自体が観光名所となる。一部の国では、貯水池での養殖が一般的である。灌漑用に建設された多目的ダムは、比較的安定した水供給で農業を支える。大規模な水力ダムは、そうでなければプロジェクトの下流に住む人々に影響を与えるであろう洪水を制御することができる。[ 57 ]灌漑など他の目的にも使用されるダムの管理は複雑である。[ 2 ]
2021年、IEAは「簡素化された規則と規制を伴う、すべての水力発電開発のための強固な持続可能性基準」を求めた。[ 2 ]
従来の水力発電所に付随する大規模な貯水池は、ダム上流の広範囲を水没させ、生物多様性に富み生産性の高い低地や河川流域の森林、湿地、草原を破壊することがあります。ダム建設は河川の流れを遮断し、地域の生態系に悪影響を及ぼす可能性があり、大規模なダムや貯水池の建設には、しばしば人や野生生物の移住が伴います。[ 40 ]土地の喪失は、貯水池によって引き起こされる周辺地域の生息地の分断によって悪化することがよくあります。 [ 58 ]
水力発電プロジェクトは、発電所の上流と下流の両方で周辺の水生生態系に混乱をもたらす可能性があります。水力発電は下流の河川環境を変化させます。タービンから排出される水には通常、懸濁堆積物が非常に少ないため、河床の浸食や河岸の消失につながる可能性があります。 [ 59 ]また、タービンは通過する動物の大部分を死に至らしめます。たとえば、タービンを通過するウナギの70%はすぐに死にます。[ 60 ] [ 61 ] [ 62 ]タービンゲートは断続的に開かれることが多いため、河川流量の急激な、あるいは日々の変動が観測されます。[ 63 ]
干ばつや降雨量の季節的な変化は水力発電を著しく制限する可能性がある。[ 2 ]また、水は蒸発によって失われることもある。[ 64 ]
水が流れると、水自身よりも重い粒子を下流に運ぶ能力があります。これはダム、ひいてはその発電所に悪影響を及ぼし、特に河川や堆積物の多い集水域にあるダムではその影響が顕著です。堆積物は貯水池を埋め尽くし、洪水を制御する能力を低下させるとともに、ダムの上流部分に水平方向の圧力を加えます。最終的には、一部の貯水池は堆積物でいっぱいになり、役に立たなくなったり、洪水時に越流して決壊したりする可能性があります。[ 65 ] [ 66 ]
河川流量の変化は、ダムで生産されるエネルギー量と相関関係があります。河川流量が減少すると、貯水池の有効貯水量が減り、水力発電に利用できる水の量も減少します。河川流量の減少は、水力発電に大きく依存している地域で電力不足を引き起こす可能性があります。気候変動の結果として、流量不足のリスクが高まる可能性があります。[ 67 ]米国のコロラド川で行われたある研究では、気温が2℃上昇して降水量が10%減少するなど、わずかな気候変動でも河川流量が最大40%減少する可能性があることが示唆されています。[ 67 ]特にブラジルは水力発電への依存度が高いため脆弱であり、気温の上昇、水流量の減少、降雨パターンの変化により、今世紀末までに年間総エネルギー生産量が7%減少する可能性があります。[ 67 ]
熱帯地域では、プラスの影響は少ない。森林の一部を水没させる必要がある低地の熱帯雨林地域では、発電所の貯水池から相当量のメタンが発生することが指摘されている。[ 68 ]これは、浸水した地域の植物が嫌気性環境で腐敗し、温室効果ガスであるメタンを生成するためである。世界ダム委員会の報告書[ 69 ]によると、貯水池が発電容量（表面積1平方メートルあたり100ワット未満）に比べて大きく、貯水池の貯水前にその地域の森林伐採が行われていない場合、貯水池からの温室効果ガス排出量は、従来の石油火力発電所よりも高くなる可能性がある。[ 70 ]
しかし、カナダや北欧の北方貯水池では、温室効果ガスの排出量は通常、あらゆる種類の従来の化石燃料火力発電のわずか2%から8%に過ぎません。水没した森林を対象とした新しいタイプの水中伐採作業は、森林の腐敗の影響を軽減することができます。[ 71 ]
水力発電ダムのもう一つの欠点は、貯水池の建設予定地に住む人々を移転させる必要があることです。2000年に世界ダム委員会は、ダムによって 世界中で4000万～8000万人が物理的に移住させられたと推定しました。[ 72 ]
大規模な従来型のダム式水力発電施設は大量の水を貯留するため、建設不良、自然災害、または破壊行為による故障は、下流の集落やインフラに壊滅的な被害をもたらす可能性がある。
1975年の台風ニーナの際、中国南部の板橋ダムは、24時間以内に1年分の雨量を超える雨が降ったことで決壊した（1975年板橋ダム決壊を参照）。その結果発生した洪水により2万6千人が死亡し、さらに14万5千人が伝染病で亡くなった。数百万人が家を失った。[ 73 ]
地質学的に不適切な場所にダムを建設すると、1963年にイタリアのヴァイオントダムで発生した災害のように、約2000人が死亡する大惨事を引き起こす可能性がある。[ 74 ]
フランス南部、フレンチリビエラ（コートダジュール）のフレジュスにあるマルパッセダムの決壊は、1959年12月2日に発生し、その結果生じた洪水で423人が死亡した。 [ 75 ]
小規模なダムや小水力発電施設はリスクは少ないものの、廃止後も継続的な危険をもたらす可能性がある。例えば、小規模な土堰堤であるケリー・バーンズ・ダムは、発電所が廃止されてから20年後の1977年に決壊し、39人の死者を出した。[ 76 ]
水力発電は、化石燃料の燃焼による排ガス排出、すなわち二酸化硫黄、一酸化窒素、一酸化炭素、粉塵、石炭中の水銀などの汚染物質を排除します。また、水力発電は石炭採掘の危険性や石炭排出による間接的な健康被害も回避します。2021年にIEAは、政府のエネルギー政策は「水力発電所が提供する複数の公共の利益の価値を価格に反映させるべきである」と述べました。[ 2 ]
原子力発電は比較的柔軟性に欠けるが、出力を比較的速やかに減らすことができる。原子力発電のコストは高いインフラコストが大部分を占めるため、発電量が少ないと単位エネルギーあたりのコストが大幅に上昇する。このため、原子力発電は主にベースロードとして利用されている。対照的に、水力発電ははるかに低いコストでピーク電力を供給できる。そのため、水力発電は負荷追従のために原子力発電やその他の電源を補完するために使用されることが多い。両者がほぼ50/50の割合で組み合わされている国の例としては、スイスの電力網、スウェーデンの電力部門、そして程度は低いもののウクライナとフィンランドの電力部門が挙げられる。[ 77 ]
風力発電量は季節によって予測可能な変動を示すものの、日々の変動は断続的です。最大風力発電量は、1日の電力消費量のピークとはほとんど関係がありません。風は電力需要のない夜間に最大となる場合もあれば、電力需要が最も高い日中に風が止む場合もあります。天候によっては、数日から数週間にわたって風が弱い状態が続くこともあり、数週間分の発電量を貯水できる水力発電用貯水池は、電力網の発電バランスを保つ上で役立ちます。最大風力発電量は最小水力発電量で、最小風力発電量は最大水力発電量で補うことができます。このように、水力発電の調整の容易さを利用して、風力発電の断続性を補うことができます。逆に、場合によっては、風力発電を利用して、乾季に後で使用するための水を節約することも可能です。
その一例として、ノルウェーとスウェーデン、デンマーク、オランダ、ドイツ、イギリスとの貿易が挙げられる。 [ 78 ] [ 79 ]ノルウェーは98%が水力発電だが、平野部の近隣諸国は風力発電を利用している。水力発電のない地域では、揚水発電が同様の役割を果たしているが、コストははるかに高く、効率は20%低い。[ 80 ]
2022年には、水力発電で4,289 TWhが発電され、これは総電力の15%、再生可能エネルギーの半分を占めた。世界の総発電量のうち、中国（30%）が最も多く、次いでブラジル（10%）、カナダ（9.2%）、米国（5.8%）、ロシア（4.6%）となっている。[ 82 ]
パラグアイは電力のほぼすべてを水力発電で賄っており、消費量よりもはるかに多くの電力を輸出している。[ 83 ]大規模な発電所は国営企業が建設・運営する傾向にあるため、2021年時点で発電所の大部分（約70%）は民間企業が所有・運営しているにもかかわらず、発電容量の大部分（70%）は公有となっている。[ 2 ]
以下の表は、各国ごとのこれらのデータを示しています。
特に指定がない限り、データはEmberから2023年までのデータを使用しています。[ 81 ]発電量が1TWhを超える国のみが含まれます 。各地点のリンクは、利用可能な場合は関連する水力発電のページに移動します。
水力発電プロジェクトの開発には、通常、大規模な労働力と設備・機械への投資が必要となるため、高額な初期費用がかかります。さらに、水力発電による影響を分析し、負の影響を補償するための費用も最終的なコストに加算されます。
新規水力発電所への総投資額は通常1,200米ドル/kWから4,500米ドル/kWの間だが、大規模水力発電所の場合はその範囲がはるかに広くなり、1,000米ドル/kWから10,000米ドル/kWに及ぶ可能性があると、IEAの2021年水力発電に関する報告書[ 84 ]は述べている。
人口が多く、安価な労働力が利用できるため、インドや中国などのアジア太平洋諸国は水力発電への投資コストが最も低い。一方、ヨーロッパや北米の国々は労働コストが高いため、水力発電への投資コストが最も高い。アフリカでは、水力発電に適さない後進的な技術とインフラが大きな問題となっている。[ 85 ]
水力発電の均等化発電原価（LCOE）の80～90％は通常、設備投資費用です。残りの部分は運転・保守（O&M）費用で、平均すると初期投資費用の約2％に相当します。プロジェクト開発費用と期待投資収益率（加重平均資本コストで表される）が主要な要因です。[ 2 ]
