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  • 地熱発電とは

    地熱発電とは、地中深くから取り出した蒸気で直接タービンを回し発電するものです。
    火力発電所では石炭、石油、LNGなどの燃焼による熱で蒸気を発生させるのに対し、地熱発電では地球がボイラーの役目を果たしているといえます。
    一般に地球は、地中深くなるにつれて温度は上がり、深さ30~50キロメートルで 1,000度程度と考えられており、一つの大きな熱の貯蔵庫といえます。
    しかし、この熱源はあまりにも深部に存在するため、現在の技術でこれをエネルギー資源として利用することは、まず不可能です。
    ただ、火山や天然の噴気孔、硫気孔、温泉、変質岩などがある、いわゆる地熱地帯と呼ばれる地域では、深さ数キロメートルの比較的浅いところに1,000度前後のマグマ溜りがあり、この熱が地中に浸透した天水などを加熱し地熱貯留層を形成することがあります。
    このような地点において、地球内部の熱を直接エネルギー源として利用するのが地熱発電です。

    地熱発電のしくみ

    地熱発電は地球内部の、マグマ層の熱を取り出して発電する。
    一般的には地熱地帯(火山の近く)をボーリングし、地熱貯留層 から出てきた熱水の中から、蒸気だけを分離して発電する。生産井から汲み上げられた熱水は、還元井により全量が地下に戻される。

    地熱発電への期待

    ・我が国は火山国であり、世界第3位の地熱資源量を有している(純国産)
    ・ライフサイクルCO2排出量が少ない
    ・地熱発電は天候に左右されることなく、安定した電源供給が可能であり、設備稼働率も80%
     程度と高いことからベースロード電源として期待される
    ・「ポテンシャル調査」によれば、150℃以上では24GW、53~150℃では9.6GWと
     試算されている(原子力発電所33基分相当)
    ・初期投資額がかさむが、長期にわたり発電できることも多く、発電コストは経年に応じて
     減少していく

    地熱発電の問題点

    プラントに関する問題点

    ・地熱流体(蒸気/熱水)は、火力発電プラントに比べると格段に高い濃度の不純物や
     不凝結ガスを含む

     [腐食損傷、スケール析出により配管、タービンが閉塞、損傷]
     [耐腐食特殊加工配管、頻繁なメンテナンスと機器の短寿命化等によりコストがかさむ]
    ・地熱流体中の不純物、不凝縮ガスをタービン前段階で処理するため、
     処理液(硫酸系インヒビター)を大量に注入する必要がある

     [地熱流体の大流量化に制限]
     [処理液のコストが大きい]


    環境負荷に関する問題点

    ・地熱流体中の硫化水素の環境放出(大気)
    ・環境より温度の高い還元水の地中への大量放出(動植物系)
    ・薬剤(インヒビター)混在の還元水の地中への大量放出(水系、土壌)
    ・水銀、ヒ素、ボロン、塩化ナトリウム等を含有


    導入に関する問題点

    ・経済性・開発リスク
     [地下深部の調査、環境アセスメント等から開発のリードタイムが長い(15~20年)]
     [運転開始後に補充井の掘削等が必要]
     [調査・開発段階で多数の坑井掘削が必要]
     [開発コスト・リスクの低減化技術の開発費用]
    ・地元温泉事業者等との調整
     [殆どの有望地熱開発地域が温泉地域近傍に存在]
     [温泉への影響を懸念する温泉事業者等との調整により開発が停滞]
     [環境負荷に対する環境保護団体の反対行動]
    ・自然公園法等の関係法令の諸規制
     [多くの有望地熱開発地域が自然公園地域内に賦存]

    地熱発電に不可避の問題点の解決には

    加圧水循環式バイナリー発電

    従来のバイナリー式地熱発電は自然の蒸気や熱水を利用するため環境負荷が大きい。また、多量の不純物がスケールとなり長期間の使用が困難となる。
    この環境負荷、スケール問題を解決するために地上から水を送り、加熱・循環させて熱水を取り出す方式を考案。
    従来のバイナリー式地熱発電技術と組み合わせ、無公害・無CO2で安定した電力の導入普及を図ることで、地球環境を守ることができる。

    システムの詳細
    システム構成
    利点

    ・スケール、腐食問題回避
     →メンテナンス軽減・補充抗不要、通常配管・機器使用(コスト大幅削減)
    ・環境影響(汚染、枯渇)問題を劇的に緩和
    ・加圧水型

     →二相流流動不安定性を排除⇒安全性
    ・既設の地熱発電施設のリユース・リプレイス可能
     →休坑井の再利用(熱源としてのみ使用)・発電施設は併用
    ・国民が理解しやすい
     →温泉水は使わない、いつでも電気を作れる、化学物質は出さない、日本国が作るエネルギー
     →マジョリティは地熱促進に違和感がない⇒国民の声が導入を後押し

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