高温岩体地熱発電

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1 貯水池 2 ポンプ室 3 熱交換器 4 タービン室 5 産出井 6 注入井 7 地域暖房用温水 8 多孔質堆積物 9 観測井 10 結晶質岩盤
様々な地熱エネルギー

高温岩体地熱発電(こうおんがんたいぢねつはつでん)または高温岩体発電(こうおんがんたいはつでん)とは、地熱発電において天然の熱水や蒸気が乏しい場合に、水を送り込んで蒸気や熱水を得る技術である[1][2]。略称は HDR(hot dry rock geothermal power)もしくはEGS(Enhanced Geothermal System)

概要[編集]

すでに存在し地下滞留している熱水を利用する従来の地熱発電に対し、天然の熱水や蒸気が乏しい場合に、地下に高温の岩体が存在する箇所を水圧破砕し水を送り込み、熱水の滞留地層をつくることで蒸気や熱水を得る。地熱利用の機会を拡大する技術として期待されている[1]。生産された蒸気・熱エネルギーの利用については従来の地熱発電と同じく、主に地熱によって生成された水蒸気により発電機蒸気タービンを回すことにより電力を得る。既存の温水資源を利用せず温泉などとも競合しにくい技術とされ、38GW(38000MW)以上(大型発電所40基弱に相当)におよぶ資源量が国内で利用可能と見られている[1]。従来の地熱発電と同様に、クリーンエネルギーとして、ウランや石油等の枯渇性エネルギーの価格高騰や地球温暖化への対策手法となることから、エネルギー安全保障の観点からも各国で利用拡大が図られつつある。太陽からの熱・光などのエネルギーに由来しない発電方法のひとつでもある。現在の技術ならばコストも9.0円/kWhまで低減する可能性が指摘されている[1]。 2008年には、googleがベンチャー企業等に1000万ドルを出資して話題になった[3]
 一方課題点として「地震の誘発」と「注入水の確保困難」が指摘されている。スイス・バーゼルでの事例では注水により地震が誘発され、その地震により約900万ドルの物的損害が発生している。このため、プロジェクトは中止され開発企業の社長が起訴され裁判にかけられた[4]。また注入した水の回収率は80%以上でなければ実用化に影響が出るとされている[1]

高温岩体発電の事例[編集]

日本[編集]

1992年 熱水滞留、1本の坑井で複数の貯留層の造成に成功(世界初)
1993年 22 日間循環実験開始
2000年から2年間、肘折地区で実証実験、発電が実施された[5]

現在、雄勝地区で実証実験プラント設備を使って、蒸気生産が行われている。実験開始当初、注入水より生産蒸気が少かったが(回収率3%)生産井戸を増やすことで80%回収するモデルを想定している。ただし生産井戸の増加はコストの増大につながる[1]。 実証プラントは、現在、発電会社に譲渡された。出典(PDF)、電中研レビュー第49号。[6] 出典(PDF)

アメリカ[編集]

アメリカにおいては、ニューベリー火山の地下熱地層に、注水して貯留層を作っている。(地熱発電#技術#貯留層管理を参照)(出典、>アルタロックブログ)[7]

オーストラリア[編集]

オーストラリアでは、南部のクーパー盆地で掘削・注水して、地下熱水滞留層を作っている。(出典、ジオダイナミクス)[8]
人工地下熱水を放出試験。つぎに、送電設備を画策し、補助金や投資を要請している。

2003年 ジオダイナミクス社による、オーストラリアのEGS。 最初の井戸 ハバネラ1 4212メートル 243度 [9] 2007年 クーパー盆地のジョイントベンチャー開発 開始、ジオダイナミクス社による、オーストラリアのEGS、高温岩体地熱発電、計画[10] 2010年 熱水、貯留層の放出試験をへて、75MWの大規模な高温岩体地熱発電プラントの建設が進められている 2012年 送電設備を画策し、補助金や投資を要請している。

スイス[編集]

スイス・バーゼルでのプロジェクトは、誘発地震により中止されたプロジェクトである[11]

本プロジェクトは2006年12月より本坑井を全坑加圧することにより、花崗岩を水圧破砕していた。しかし、小地震が予想外に頻発したため注水流量を大幅に下げ、送水を停止し、その後、坑口バルブを開放することとしたが、その矢先にM3.4の地震が発生した。

この地震は、家屋や建物に約700 万スイスフランの被害を及ぼしたため、本プロジェクトを一時中断し、バーゼル市とスイス連邦政府が評価委員会をつくり、今後の地震発生リスクについて地震学的検討を行った。その結果、開発を続行するならば,最大M4.5 程度の地震の誘発が起こり得ることが指摘されたため、本プロジェクトは2009年に中止された。なお、2009年8月に、ドイツ側のライン地溝帯のLandau 地熱発電所(2,500 kW)付近でもM2.7 の地震が起こっている。

脚注[編集]

  1. ^ a b c d e f 電中研レビューNo.49 未利用地熱資源の開発に向けて -高温岩体発電への取り組み-
  2. ^ The Future of Geothermal Energy, Massachusetts Institute of Technology, 2006
  3. ^ Google.org, 地熱発電の新技術開発に1000万ドル強を投資 、2008年8月
  4. ^ BBC News 15 December 2009
  5. ^ 東邦大学、高温岩体発電方式
  6. ^ 雄勝 地熱実証試験 参考出典、[1]
  7. ^ October 1, 2012: The Newberry EGS Demonstration is in full swing. >Find updates atblog.newberrygeothermal.com http://blog.newberrygeothermal.com/]
     >高圧で注水したあと、地震計測により水の分布や地下滞水の動きを監視している。熱水が熱生産井戸に向けて移動するように、注水するらしい[独自研究?][要出典]
    ニューベリーデモ(実証試験)[2]
  8. ^ ジオダイナミクスホーム[3]
     貯留層管理のレポート[4](管理のための地震頻度チャートなど)
  9. ^  Wells to Date >2003 Habanero 1 4,421 m 243°C 
  10. ^ Innamincka Deeps (EGS) Project
     Project Overview 
     >in 2007 with the
    > Enhanced Geothermal Systems (EGS) from the Cooper Basin in South Australia.
  11. ^ 延性帯地熱系の把握と涵養地熱系発電利用への展望