本文とサイドメニューへジャンプするためのナビゲーションスキップです。

スタートアップガイド

J-Net21 中小企業ビジネス支援サイト

  • J-Net21とは
  • スタートアップガイド
中小機構
  • メルマガ登録
  • RSS一覧
  • お問い合わせ

HOME > 製品・技術を開発する > エネルギー新時代

エネルギー新時代


新エネルギーはやわかり

地熱発電-地下のエネルギーで発電

1.地熱とは

地球の内部は、地表から中心に向かって地殻、マントル、核の3つに分けられます。地球の中心部付近の温度は5000~6000℃の高温で、マントルと核の境で3000~5000℃、地殻とマントルの境で数百℃の温度があるとされます。

地殻とマントルの境には1000℃以上の個所があり、それを「マグマだまり」と呼び、地熱発電のエネルギー源となります。

2.地熱発電とは

地表の雨水は数十年をかけて地殻に浸透し、マグマだまりの熱によって高温・高圧の熱水となり地熱貯留層が形成されます。地熱発電は、地熱貯留層の熱水や蒸気を利用して発電します。

3.地熱発電の種類

地熱発電は、熱せられた地下水をくみ上げて蒸気を取り出し、その蒸気で直接タービンを回転させて発電します。発電方式には蒸気発電、バイナリー発電、高温岩体発電、マグマ発電があります。

【蒸気発電】

蒸気発電は、地熱貯留層から約200~350℃の地熱流体を取り出し、気水分離器(セパレータ)で蒸気と熱水に分離し、その蒸気でタービンを回して発電します(熱水は地下深部に戻します)。

発電後の蒸気は復水器で温水に替え、冷却塔で冷やして復水器の冷却水として利用します。

【バイナリー発電】

バイナリー発電は、地熱流体の温度が低く十分な蒸気を得られない場合などで用いる発電方式です。一般的に80~150℃の中高温の地熱流体で低沸点の媒体(ペンタン、アンモニアなど沸点が100℃以下の液体)を加熱し、蒸気にしてタービンを回し発電します。

発電後の媒体蒸気は凝縮器で液体に戻し、予熱器を経て再び蒸発器で媒体蒸気にして発電に利用します。

低沸点媒体を加熱し終えた地熱流体は地下深部へ戻されます。

【高温岩体発電】

高温岩体発電は、高温ではあっても水分に乏しい(乾燥した)岩体に人工的なき裂(人工貯留層)をつくり、そこに2 本の坑井を設けて一方(注入井)から水を注入し、もう一方(生産井)から高温の流体を取り出して発電します。

地熱貯留層を探し当てるには高い費用とリスクを伴いますが、火山国には高温岩体は多く存在しますので、天然の地熱貯留層の掘削に対して費用とリスクの点でメリットがあります。

【マグマ発電】

マグマ発電は、マグマの直近まで1本の坑井(2重管)を掘り、外管から注水して内管で高温の流体を回収して発電します。

高温岩体発電が実用化された後の未来の発電技術です。

4.メリットとデメリット

【メリット】

  • 火山国である日本には資源が豊富に埋蔵されています。
  • 稼働率が高く、実用化されています。
  • 天候や気象条件に左右されず安定した出力が見込めます。

【デメリット】

  • 調査・開発に長期間を要します。
  • 大容量の発電が困難です。

5.世界と日本の動向

世界の地熱資源量は、インドネシア27791MW、米国23000MW、日本20540MW、フィリピンとメキシコが各6000MWとされます(NEDO再生可能エネルギー技術白書)。

同白書によれば、世界の地熱発電設備容量は約90GW(2005)。2007年の日本の地熱発電設備容量は535MWとされます。

日本の地熱発電設備のほとんどが1996年までに完成したもので、それ以降は発電設備の建設はペースダウンしています。豊富な資源をもちながらも開発が進まない理由には、開発コストが高いこともさることながら、新エネルギー利用等の促進に関する特別措置法(RPS法、2002年)で新エネルギーから地熱(バイナリー発電以外)が除外されたこと、さらに根本原因として有望な地熱資源の82%が国立、国定公園の特別保護区・特別地域内にあり、開発できないことにあります。

それに対して政府は2010年に再生可能エネルギーの有効利用を進めるための国立公園の規制を見直す方針を閣議決定し、11年6月に環境省は「地熱発電事業に係る自然環境影響検討会」で検討を始めています。

また、再生可能エネルギー電力の固定価格買い取り制度の対象になることから地熱発電が活性化する可能性があります。

掲載日:2012年1月16日


このページの先頭へ