『電中研ニュース』には地熱発電の日本に眠る資源量は4億キロワット以上ある!

日本に眠る地熱資源量は浅い2000メートルでの資源量で原発24基、既存の高温の温泉利用で原発8基分。深部地熱開発4000メートルでの資源量で原発40基分。これに高温岩体発電を含めると4億キロワット以上、日本の消費電力の2.5倍が見込めるというニュース。それもコストが最近の原発コスト(福島原発3号機)14.55円、プラス天文学的事故保険賠償費と数万年の廃棄物管理費用30円くらい〜40円?/kwhと比べると、7円から16円で出来るという試算している。

地熱の3要素
1、熱
2、割れ目
3、水が酸性でなく中性に近く、危険なガスを含まない。

高温岩体は熱があり、水と割れ目が無い地熱資源である。
人工的に割れ目を高圧の水でつくり、水を注入してくみ出して循環しながら熱資源を取り出す方法である。今、注目のシェールガスも掘削技術で傾斜堀から水平に掘る技術開発と抽出技術が進み利用可能となったからである。この掘削技術が高温岩体地熱発電にも使用できるようになる。





『電中研ニュース』

21世紀の新しい電源として期待される

高温岩体発電

[4頁のリーフレットの1頁目]
図1)浅部地熱発電一現在の地熱発電方式一(地下1,500メートル)

[本誌編集部の概略説明]:自然に存在する「熱水だまり」をドタカンのボーリングで探り当てて、パイプで「蒸気」を取り出し、発電用エンジンを回す。水は、やはりドタカンで近辺から浸み込ませる。

図2)高温岩体発電一新地熱発電方式一(地下3,000メートル)

[本誌編集部の概略説明]:ボーリングで穴を掘り、地下3,000メートルで、自然状態では固い岩盤、「高温岩体」に衝撃を与えて横にヒビを入れ、人口の「熱水だまり」を作り、2本のパイプの一方から水を入れ、もう一方から「蒸気」「蒸気」を取り出し、発電用エンジンを回す。上物の発電施設は、現在の技術のままでOK。人口の「熱水だまり」作りの技術改善が実用化の鍵。

[以下、リーフレット本文。2頁目]
1。「焼け石に水」を利用して電力をつくる

 クリーンな自然エネルギーの中でも、太陽光発電とならんで注目を集めているのが、地熱発電の第2世代ともいえる「高温岩体発電」。資源は豊富にありますし、実用化されれば水力発電と同じコストが期待できます。すでに当研究所では、地下深く眠る高温で乾いた岩盤に人工的な熱水だまりをつくる第1段階の実験に成功。今年[1992]の夏には、実用化の鍵を握る、複数の熱水だまりをつくる実験に世界に先駆け挑戦します。

■水力発電なみのコストで日本の発電設備量の約2.5倍もカバー

 火山国日本には、ほぼ無尽蔵といわれる地熱資源が眠っています。しかし従来の地熱発電では、発電に利用する地下の熱水だまりを掘りあてるのが難しく、また掘りあてても出力が小さいなど、さまざまな問題がありました。

 そこで人工的に熱水だまりをつくり出し、発電に利用しようというのが「高温岩体発電」の発想です。それこそ無駄の代名詞でもある「焼け石に水」を逆手にとり、世界でも実用例がない方式を技術で新しく創り出そうとするものです。

 地下2000m~4000mにある高温の岩盤に地上から穴を掘って水を注ぎ、蒸気にして取り出すこの方式なら、発電コストは1kWhあたり約13円、水力発電に匹敵するコストです。しかも推定出力はl基あたり24万kWと、火力発電なみのパワーが期待できます。

 かりに地下4000mまで利用するとすれば、いわゆる石油の可採埋蔵量に相当する推定資源量は、わが国の総発電設備量の約2.5倍、4億kW強もありそうです。このうち実際にボーリングをして確認された量を、少なめに見積っても約4000万kWは期待できそうです。

表1)高温岩体発電と浅部地熱発電の比較

_________浅部地熱発電_______高温岩体発電

________一現在の地熱発電方式一__一新地熱発電方式一

開発・利用状況___実用中__________研究開発中

利用深度_____1000~2000m_______2000~4000m

発電出力____小(5.5万kW/基)_____大(24万kW/基)

発電コスト____16円/kWh_________13円/kWh

社会的制約___国立公園内立地・温泉___国立公園内立地

[パンフレット本文。3頁目]
2。地下深くに熱氷の人工湖を自在にっくる

■実用化の鍵を握る熱水の人工湖づくり

「高温岩体発電」を実用化するためには、

1)どこに高温の岩体があるかを調べる技術

2)岩の中に人工の熱水だまりをつくる技術

3)つくった熱水だまりの大きさを測る技術

4)どれくらい蒸気が取り出せるか調べる技術

 などを確立しておくことが重要です。

 なかでも実用化の観点から難しいと考えられるのが、2)熱水だまりを人工的につくる技術です。たくさんの蒸気を取り出すためには、できるだけ広い面積の熱水だまりをつくらなければなりません。今までは地下深く穴を掘った後、高圧の水をかけ岩に亀裂を生じさせる方法(水圧破砕法)を採っていましたc

■実用化を想定した条件で複数の人工湖づくりに

世界で初めてチャレンジ

 この方法を当研究所では、耐熱性の観点から鉄パイプと砂を使って改良し、昨年[1991]の夏には秋田県雄勝町において、約230度もある高温の岩盤に人工的な熱水だまりをつくる実験に成功し、実用性を確かめました。しかも熱水だまりの広さは、東京ドーム10個分の50万平方メートルにも達しました。

 そして今年[1992]の夏には、さらにその上部に、第2の人工の熱水だまりをつくる実験に世界で初めてチャレンジします。これが成功すれば、発電に適したところに複数の人工の熱水だまりを自由自在につくれることになりますから、21世紀初頭の1基あたり24万kWの「高温岩体発電」の実現に向け、大きく前進することになります。

図3)高温岩体発電の推定資源量[日本列島の主要4島を区分し、可能性を示した図]

[パンフレット本文。4頁目]
3。熱水を利用したジオサ‐モピア構想が注目

■熱水の有効利用で地域の活性化も

「高温岩体発電」は、自然エネルギーですので環境を汚染する心配のないクリーンな方式です。しかも一度使った熱水は、循環させて再利用しますが、それでも水温が摂氏100度近くもあるので、地上での活用も検討されています。

「ジオサーモピア」と呼ばれるアイデアがそれです。たとえば、熱水を利用した温水プールや熱帯植物園などのレジャーエリアのほか、温室農場などの生産エリア、リハビリセンターなどの医療エリアを設置することができます。

 自然のエネルギーを最大限使いきるこの方法なら、省資源はもちろん公害もなく、地域振興にも大いに役立つと期待されています。

図4)ジオサーモピア構想(イメージ図)

ひとこと

我孫子研究所

耐震研究室主査研究員

海江由秀志

 わが国は国産資源に乏しいとされていますが、地下には地熱という膨大な量のエネルギー資源が眠っています。高温岩体発電はこの資源を積極的に活用する技術です。この技術を確立させれば、わが国のみならず世界のエネルギー源確保に貢献できるものと、その実用化を目指した研究に取り組んでいます。

[2-3頁のQ&A]
Q1.地下に水を注ぎ、地球の内部の岩を冷やし続けても、悪い影響はありませんか?

A1:そもそも高温岩体の温度が高いので、水で冷やしたからといって、「焼け石に水」ですから岩盤の温度に大差はありません。発電の利用を止めれば、岩盤の温度はもとに戻ります。

Q2.地下に人工湖をつくると、地盤沈下の心配はありませんか?

A2:人工の熱水だまりといっても、想像される(?)ような湖ではありません。水を貯える一つの亀裂の厚さは、数mm規模のものが集まってトータルでわずか数cm程度。その程度のすき間なら、自然の石盤でも無数に存在しています。地盤沈下の心配はありません。

平成4年[1992]3月20日発行
(財)電力中央研究所広報部

〒100東京都千代田区大手町1-6-1(大手町ビル7階)
TEL.(03)3201-6601

 以上で:1終わり。次の:2に続く。

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by masashirou | 2011-07-02 18:58  

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