エネルギー大国日本を現実に！地熱エネルギーが未来を創る

石油や天然ガスなどの化石燃料は当てにできない

化石燃料は２０４６～２０７２にかけて可採できなくなると言われています。（後述）
石油ピークは過ぎ、メタンハイドレートやシェールガスが有望視されていますが、数十年で石油や天然ガスが可採できなくなる と言われている中にあっては焼け石に水の感があります。数千年の文明を意識した時、化石燃料は繋ぎと捉えるべきです。
しかし日本の電力の９０％は原子力や化石燃料に依存しています。東日本大震災によって 原子力の代替が叫ばれていますが、その３倍のエネルギー転換を図る必要があると 考えます。

日本の電力を賄うための設備容量

２００９年の電力１０社の発電電力量を基に設備稼働率を７０％ととして試算してみます。
９５６５００００００００ＫＷｈ ÷ ３６５日 ÷ ２４Ｈ ÷ ７０％ ＝ １５５９８４９９６．７３８４２１４４ ≒ １億５６００万KW

原発一基の設備容量がおよそ１００万ＫＷで全国に５４基、これを約４８００万ＫＷとしますと、 原子力の約３．３倍の設備が必要ですから、１億５８４０万ＫＷとなり、試算値とほぼ一致します。

電力の単位について

ＫＷｈ（キロワットアワー：キロワット時）とは、エネルギー、電力量の単位。ＫＷｈという単位は電力の単位であるＫＷ（キロワット）と、 時間の単位であるｈ（時間）を組み合わせた単位です。つまり、１ＫＷｈとは、１キロワットの仕事率（電力量）を１時間続けたときの 消費電力量（または発電電力量）の事を指します。

一般的に、電力会社から電気を購入した場合の単位や、太陽光発電システムやエネファーム（燃料電池）などで発電した電力量の単位については ＫＷｈ（キロワットアワー）で表されます。ちなみに、単位の「k（キロ）」は１０００をあらわすため、１kＫＷｈ＝１０００Ｗｈ（ワットアワー） ということになりますが、Ｗｈという表記がされる場面はほとんどありません。

エアコンの消費電力が２．５ＫＷとなっている場合、このエアコンを５時間使用した場合の消費電力が２．５ＫＷ×５ｈ＝１２．５ＫＷｈとなる。

ＫＷｈという概念は、速さ・時間・距離の関係で言えば、ＫＷが「速度」でＫＷｈというものが「距離」とたとえなおすことができる。 つまり、瞬間瞬間の発電量・消費電力量をＫＷ、それを１時間継続した場合の総発電量・総消費電力をＫＷｈという単位で示す。

地熱はＣＯ２削減に貢献する再生可能エネルギー

最近影が薄くなったＣＯ2削減ですが地熱発電は直接ＣＯ2を排出せず、建設の過程で間接的にＣＯ2が排出されるだけ。 それは水力発電に次いで少ないです。

設備稼働率（設備利用率）の話

設備故障や保守・点検により設備が稼働できない状態に対し、発電設備が稼働している状態を割合で示したものです。
再生可能エネルギーでは、例えば風力発電で風が弱く十分な発電が行えない状態や、太陽光発電で曇りや夜に十分な発電が行えない 状態で設備稼働率は低下します。

例えば定格出力１０００ＫＷの設備で稼働率１００％だと、年間発電量は
１０００ＫＷ × ２４Ｈ × ３６５日 ＝ ８７６万ＫＷｈ となります。

話を単純にするために、太陽光発電で１年間雨の日は１日もなく昼夜は１２時間づつで光のエネルギーも一定だったとすると
１０００ＫＷ × １２Ｈ × ３６５日 ＝ ４３８万ＫＷｈ となり、設備稼働率は
４３８万ＫＷｈ ÷ ８７６万ＫＷｈ ＝ ５０％ となります。

実際には曇りや雨の日があったり、光の強さも朝夕は弱いでしょうし、太陽光パネルの汚れなどもあるのか２０１１年頃の 経産省の白書では設備稼働率は１２％とされています。（風力発電の設備稼働率は２０％）

化石燃料の可採年数は数十年

最新データではありません（２００３～２００５年のデータ）が石油は２０４６年ごろ、天然ガスは２０７２年ごろ可採できなくなると 言われています。
メタンハイドレートやシェールガスといった最新のエネルギーは含まれておりませんが、経済発展が著しいＢＲＩＣｓ （ブラジル、ロシア、インド、中国）の旺盛なエネルギー需要によって化石燃料を使い続けられる時間が相殺されるものと考えられます。
２０１２時点で原油高騰の兆しが見え隠れしていますが、蒸気を作るためのエネルギーとしてはコストに見合わなくなると推測できます。
この先ＣＯ2削減の観点から化石燃料の使用を控える方向になっていくでしょう。

地熱は枯渇しない無料のエネルギー

地熱エネルギーはマグマのエネルギーですから莫大で、半永久的に使えるものです。 しかも地熱に料金は不要で地熱を使った発電を進める事は日本の国益に適っています。それにもかかわらず、 何故地熱発電が普及していないのか．．．

地球の体積の９９％以上が１０００℃以上

図は地球の断面図です。
地表から地球の中心まで６４００Ｋｍ、そこから地表に向かって内核、外核、マントルとあって、地表から厚さ３０～６０Kmの部分が 地殻です。なんと地球の体積の９９％以上が１０００℃以上で、 地表から深い程地温が上昇します。

日本の地熱資源は世界第３位

日本の地熱資源量は、２３４７万ｋWで世界で第３位ですが、 これは実用化されている地熱発電の技術と経済性を考慮して妥当と考えられる掘削深度で得られるエネルギーだと理解しています。
従って、掘削技術の進歩やコスト低減などにより、より高深度の掘削が可能になれば、得られる出力は、もっと大きなものになります。

地球内部で発生する熱の大半は、天然放射性元素が崩壊する時の熱に由来するということで、常に熱が生み出され続けています。
アースポリシー研究所（Washington, DC） によると「地球の表面を覆う地殻の最上部、厚さ約１０キロメートルの範囲に存在する 熱エネルギーは莫大で、すべての石油と天然ガスの資源を合わせたエネルギー量の５万倍 にもなる。」 ということです。

掘削深度

大深度掘削の記録はロシアで１２Ｋｍ、日本で６．３Ｋｍ、その坑底温度は火山のない所にもかかわらず摂氏２００℃を超える という記録が残っています。ちなみに火山の近くでは１０００ｍm掘っただけで３００℃というケースもあります。

電力の単位換算

２３４７万ＫＷ（比較的多い表現） ＝ ２３４７００００ＫＷ ＝ ２３４７０ＭＷ ＝ ２３．４７ＧＷ

莫大なエネルギー

アースポリシー研究所（Washington, DC） によると「地球の表面を覆う地殻の最上部、厚さ約10キロメートルの範囲に存在する 熱エネルギーは莫大で、すべての石油と天然ガスの資源を合わせたエネルギー量の５万倍にもなる。」 ということです。

エネルギー大国へ

日本はエネルギーの９５．９％を輸入に依存しており、エネルギー安全保障上も好ましい状態であるとは言えません。
地熱は純国産のエネルギーです。海底送電線を使った電力輸出を視野に、国策として取り組んで日本をエネルギー大国にしましょう。

アースポリシー研究所「世界の地熱発電、爆発的拡大の兆し」

新聞の全文

日本はもっと地熱発電を
日本のエネルギー自給率は１０％未満。原油高騰が続くなか、国産のエネルギー資源開発が求められている。世界的な環境学者 レスター・ブラウン氏は「火山が多い日本は世界有数の地熱資源大国。もっと地熱発電を活用するべきだ」と提言する。 地熱発電はＣＯ2排出量も少ないクリーンなエネルギーだ。
「日本は地熱発電で国内電力の半分、もしかして、全部を賄えるかもしれない」
今月上旬、米アースポリシー研究所長でもあるブラウン氏が上智大主催、環境文化創造研究所協力の講演でこう強調すると－写真、 会場から驚きの声が上がった。地熱発電は、地熱で発生した蒸気でタービンを回して、電気エネルギーを取り出す仕組み。

日本では現在、九州、東北地方を中心に十八か所の地熱発電所がある。最大は大分県の八丁原発電所で１１万キロワット（発電認可出力）で、 １８箇所の年間総発電量（設備容量）は約５４万キロワット原発一基のほぼ半分で、全国の年間発電量（同）の０．２％にあたる。 この数字は１９９６年からほぼ変わっていない。
ブラウン氏の手期限の背景に、地熱発電に対する日本の消極的な姿勢がある。日本の地熱技術開発費は１９８２年をピークに減少を続け、 ２００３年以降はゼロ。
日本が開発から事実上撤退した理由として、地熱資源（熱水層）の八割は、開発が難しい国立公園内に存在する ことがある。加えて温泉所有の観光業者からの強い反対で、開発が頓挫してきた経緯もある。
一方、ＣＯ2削減運動の高まり、原油高などから米国、インドネシア、フィリピン、アイスランドなどが 地熱発電開発を加速地熱資源に恵まれていないドイツ、オーストラリアも本腰を入れ始めた。 「世界の主要地熱資源国で停滞しているのは日本だけ」（産業技術総合研究所－茨城県つくば市）という。地熱発電のＣＯ2排出量は 火力発電の１／２０。風に依存する風力、天気に左右される太陽光、雨量の季節変動が大きい水力などの自然エネルギーと比べても、 安定的な供給が可能なことから地熱発電が評価を高めている。

ブラウン氏の言う「全電力を地熱で」は可能なのか。
同研究所の地熱資源研究グループ長の村岡洋文さんらの研究では、①現在の地熱技術で、日本で開発可能なエネルギー量は 年間２３４７キロワット全電力の８．６％を賄える②さらに深部の地熱資源を利用できる技術開発で、 ２２．７％に上がる③「どんなに早くても開発に五十年はかかるが」（村岡さん）マグマ熱を直接使える ようになると、全国電力需要の三倍近くを賄える－という。
ただし「すべて開発できたとして」との前提による推計。膨大な研究開発費を要することから、実現できるかどうか分からない。

一方、地域電力として活用する方法も模索されている。村岡さんらはベンチャー企業の協力で、５３度以上の捨てられている温泉水や 工業排水を使うミニ発電施設を研究している。
ちょっとした温泉宿泊施設の電力が賄える５３KWの発電が可能になる。「早く試作機を作り、３千万円程度で販売したい。 既に各地の温泉から引き合いが来ている」という。
ブラウン氏の提言について、村岡さんは「日本のエネルギー自給率は低く、純国産の再生可能なエネルギー資源の開発が必要だ。 風力、太陽光などに加え、地熱も進めたほうがよい。その意味で、ブラウン氏の主張は、正鵠を得ている」と話す。

未開発地熱エネルギーの電力量と構成比試算

現在の地熱技術で、日本で開発可能なエネルギー量（２３４７万ＫＷ）から、カバー可能な地熱発電の構成比を試算してみます。

２３４７万ＫＷ ÷ ５４万ＫＷ ＝ ４３倍
既に調査で確認された地熱資源として、現在の地熱発電電力量の４３倍の地熱資源が未開発です。記事中の「全国の年間発電量（同）の ０．２％」の４３倍で「全電力の８．６％を賄える」とありますが、０．２％は丸めた値ですので設備稼働率７０％で精度を上げて計算し 直してみます。

２３４７万ＫＷ × ２４Ｈ × ３６５日 × ７０％ ＝ １４３９１８０４万ＫＷｈ
２００９年の全国の総発電量は、９５６５００００００００ＫＷｈ でしたので
１４３９１８０４万ＫＷｈ ÷ ９５６５００００万ＫＷｈ ＝ １５．０４％ となります。

現在稼働している地熱発電と後述する高温岩体地熱発電ですが、蒸気を得る方法は異なりますが、 それ以降の方式は同じです。
地下の高温岩石中に地表から雨水や地下水が割れ目を通って到達すると「地熱貯留層」と呼ばれる200～350℃の熱水あるいは 蒸気の溜まり（プール）になります。

高温岩体地熱発電（後述）

山形県の肘折でＮＥＤＯ（新エネルギー・産業技術総合開発機構）による実験、秋田県雄勝町で（財）電力中央研究所による 実験が行われました。 この方式による地熱発電がエネルギー大国へのキーポイント になると考えます。

ＥＧＳ発電（後述）

地下深度１０Kｍまで掘削し、場所を選ばず高温岩体発電するものの事を、そう呼称しているようです。
米国、オーストラリア、ドイツなどが積極的な研究開発を行っています。技術的に確立されれば地熱資源国の定義が変わるのではないか と推測されます。
グーグルがＥＧＳ発電に１０００万ドルを投資したと伝えられています。
http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20080820/313037/

フラッシュ方式

フラッシュ方式の地熱発電は、この地中深くにある「地熱貯留層」から生産井と呼ばれる井戸で蒸気を汲み出し、 直接タービンを回し発電させる方式です。タービン回した蒸気は冷やして水に戻った後地下に戻されます。 有害なガスは汽水分離器で分離後地下に還元されますので空気中に放出されることはありません。
ダブルフラッシュ方式は汽水分離器で分離後の熱水から更に蒸気を取り出す方式です。

バイナリーサイクル方式

バイナリーサイクル方式の地熱発電は、この地中深くにある「地熱貯留層」から生産井と呼ばれる井戸で蒸気を汲み出し、 ペンタンやアンモニアなど水よりも沸点の低い媒体と熱交換させ、この媒体の蒸気でタービンを回し発電させる方式です。
通常ならば蒸気化が難しい低温の熱源でもエネルギーとして利用できるため、世界的に需要が高まっている方式です。 ただし出力は蒸気フラッシュ発電に劣ります。
※地下から汲み出した蒸気等は全て地下に戻します。

日本の地熱発電所

全国に１８ヶ所、出力は５３４０００ｋｗです。
福島第一原子力発電所の２号機の出力が７８４０００ｋｗですから、全国の地熱発電の設備容量はそれより小さいという事になります。
国益のために普及させた方が良いと思いませんか？この先を読めば分かってきます。

日本の地熱発電出力の推移

１９９７年、新エネから除外
２００１年、地熱技術開発の不要決定
２００２年、地熱技術開発の停止
２００３年、RPS法から地熱を除外
ということで、２０００年から増えていません。

※２０１１年から新たな動きが出てきているようです。

メガソーラー太陽光発電との比較

浮島太陽光発電所と扇島太陽光発電所を合わせて設備出力は２万ＫＷ（２０ＭＷ）、全国的にも大規模な太陽光発電所と思われます。
同じ設備出力の地熱発電での発電電力を試算してみますと、

２万ＫＷ × ２４Ｈ × ３６５日 × ７０％ ＝ １２２６４万ＫＷｈとなり、

太陽光発電電力２１０２．４万ＫＷｈ の ５．８３倍になります。
原子力発電の設備出力１００万ＫＷというのは、再生可能エネルギーの設備出力に較べて圧倒的に大きいのに唖然とします。

１００万ＫＷ × ２４Ｈ × ３６５日 × ８０％ ＝ ７００８００万ＫＷｈ

これは太陽光発電と較べて設備出力で５０倍、発電電力量では３３３倍にもなります。

エネルギーの購入にまつわる利権

推測の域を出ませんが、地熱発電はエネルギー購入コストが掛からないと、利権を持てる人達にとって利益を得る機会喪失に なるので敬遠され、石油・ガス・ウランなどのエネルギー購入にまつわる利権や原発誘致にまつわる利権を選択する力が働いた のだろうと推測しております。
使用データ：経済産業省、 エネルギー白書　２００８年版（2008）
こんな事言ってる方もいます。

天然資源（ハイリスクと投資回収までの時間）

開発に１０年掛かり、投資から回収までに時間がかかる上、自然の熱水溜（貯留層）を探り当てるための探査や 評価にコストを要し、掘削しても十分な蒸気が出ないケースがありました。

→　アメリカが５年で開発できるのに日本で出来ない訳がありません。開発期間を半減し投資から回収までの時間短縮を
　　図ればよいと考えます。日本では掘削コストが高いと言われますが、研究者に聞いたところ油田の掘削がない日本では、
　　国内には数千メートル級の掘削機材がなく、海外から日本の山中に機材を運搬しているからではないかとの事でした。

→　掘削コストが２０００ｍ／５億円（１ｍ／２０万円、深くなるほどコストアップ）と言われています。
　　発電コストの計算は１５年で算出しております。設備を償却したら燃料費用負担もなく、永く使う程有利な地熱発電では
　　コストは下がります。既に４０年以上稼働している地熱発電所があり、生産井が詰まらなければ運用期間が長くなるほど
　　コストは下がります。

自然公園法、温泉法などの法律

地熱発電の貯留層は温泉源より深い所にあり、汲み上げた熱水や蒸気を地下に還流するため、地熱発電が原因で枯れた 温泉は私の知る限りありません。海外の事例で、汲み上げた熱水や蒸気を地下に還流させない方式のため温泉が枯れて例はあるとの事です。
国のエネルギー政策が原子力に向かい、他のエネルギーの重要性が相対的に下がる中で、事なかれ主義的に地熱発電の開発が 許可されなかったと理解しています。
しかし、それも状況が変わり国立公園内での掘削が可能になるなど開発の方向です。


日本の地熱発電はなぜ普及しないのか
by HiyokoBancho

高温岩体地熱発電への期待ＭＡＸ

高温岩体地熱発電は地熱利用の機会を拡大する技術として期待されています。
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、3800万KW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ます。
多くの技術的課題は解決しているとされ、また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ます。

・人工的に蒸気を作り出すので掘削コストが無駄にならない
・大規模化による高出力とコスト低減が期待できる
・自然公園法や温泉法に抵触しない国内全土で開発が可能

東京でも１００００ｍに到達する前に高温岩盤に到達するはずで、理論的には高温岩体地熱発電が可能と推測します。
これが実現したら国民に与えるインパクトは大きく、まさにエネルギー大国日本の象徴になるでしょうね。

高温岩体地熱発電は実用化待ち

日経エコロジーの記事からは最近の話題に聞こえますが、（財）電力中央研究所が1993年に当時の秋田県雄勝町、ＮＥＤＯ（新エネルギー・産業技術総合開発機構）が 2000～2002年山形県肘折で実験が終了しています。 バブル後の時代で地熱が必要とされなくなった時期と重なり実用化に至りませんでした。
ノウハウが国内で生かされることなく、海外の国家プロジェクトに研究者が参画しており、もったいない限りです。

これを見ればあなたも高温岩体地熱発電のファン

温泉と競合しない地熱発電

高温岩体発電は、漁業に例えると養殖型の地熱発電です。つまり地上から水を供給して蒸気を作り、タービンを回して 発電する事が可能です。それに加え発生した熱水を利用した地域暖房により灯油とCO2削減、融雪、温泉リゾート、冬季農業への 活用が期待でき、それらのインフラ整備を併せれば相当な産業・雇用創出に波及できると考えます。

海外では火山国じゃない国でも高温岩体地熱発電が！

日本には温度勾配が100℃/kmを超えるところが点在しているにもかかわらず、実用化に手つかずの高温岩体地熱発電ですが、 ヨーロッパでは50℃/kmでも高温岩体地熱発電に取り組んでいます。世界に地熱発電のプラントや技術を提供しているのは日本です。 （火山国ではないドイツなど世界が積極的に取り組んでいる高温岩体発電、技術もノウハウも日本製です。）

高温岩体発電のコスト 出典：電中研レビュー第49号　未利用地熱資源の開発に向けて　－第２章 高温岩体発電の開発－

～　中略　～

採算性について

国内最大の地熱発電所の出力は原子力発電所の約１／１０の規模しかありません。それは自然相手の不確実性と立地の制約 （熱源が国立公園内や温泉郷の近辺）がネックになっているように思われます。化石燃料は数十年で枯渇する懸念が高い事から、 日本はＥＧＳ発電やマグマ発電に目を向け、早く実用化できるよう研究開発が必要ではないでしょうか！？

掘削コストが下がり、ＥＧＳ発電やマグマ発電の実用化のより採算性が上がる事を期待します。
現状のコスト試算と発電出力の関係は次の表のようになります。

ハワイ島でＤＣＨＥ（Downhole Coaxial Heat Exchanger）の概念実証実験

ハワイ島で行ったDCHEの概念実証実験によって、実際に高性能のDCHEを構築可能であることが確認され 当面のターゲットである350℃程度までの高温湿潤岩体においては、システム構築上の大きな問題はありません。
従って現状でも、DCHEによる発電の実証は可能と考えられます。次のステップとしてDCHEによる発電の実証をめざしていますが、 もし、これを実現できれば、人類の夢の一つであるマグマ発電に一歩近づくことになります。

高温岩体地熱発電とＩＣＴ技術を融合して、エネルギー問題の解消と日本の再生を狙う

１．発送電分離
発電する会社と送電する会社を分けて、電力供給者を増やしやすい環境を整えます。
（今のこのタイミングを逃したら発送電分離は難しくなるかもしれません。市民レベルで声を上げましょう。）
２．多くの電力供給会社を誕生させて電力の売買マーケットを創出、この電力マーケットで中所企業や一般家庭が取引できるように ＩＣＴインフラを整備します。このインフラに担わせる事は、
ａ）電力の送電ロスを削減する工夫として、電力の消費地と発電所の位置、季節、需給関係などによって電気料金を細かく 変え電力の地産地消を推進する。
ｂ）契約者は電力マーケットにおいて発電のエネルギー源を選択できるようにする。
ｃ）政策的機能、エネルギー政策に寄与する料金設定や取引ルールをマーケットに担わせる。
３．取引した電力をスマートグリッドで供給
発電した電力を融通仕合って使います。そして余剰電力は輸出する事を目指しましょう。

地熱がどういった未来を創ってくれるか！

国内のほぼ全土で開発可能性がある高温岩体地熱発電建設を 国家プロジェクトとして取り組み、新産業創出とエネルギー問題解決 に道筋をつける。そして関連産業の育成と研究開発で産業空洞化で疲弊している 日本を元気にしよう！
地熱発電所の企画、誘致、設計、施工、運用、保守、技術開発、調査、掘削．．．温泉医療施設などで産業空洞化にSTOP。 電力コストを下げて産業競争力の回復にリンク。

規模の大型化と現状10年掛かっている建設期間を半分に短縮する事、そして国家プロジェクトとしてまとまった量の 地熱発電所を建設するという事で掘削機材の稼働率を上げる事が、電力のコストを下げる事に繋がります。 日本は信念を持って取り組むべきです。

2008年には、googleがベンチャー企業等に1000万ドル（現在のレートで約８億）を出資して話題になった。 高温岩体地熱発電はそういう技術です。

地熱で地域暖房しＣＯ2の削減に貢献

積雪地の多くの家庭では灯油がエネルギー源になっていますが、遠くない将来、灯油は高騰して暖房に使えなくなると 考えられます。寒さの厳しい地域では切実な問題なだけに今から対策を講じておく必要があると考えます。 熱水を２次利用した地域暖房を提案したいです。
インフラ構築に費用は掛かりますが、エネルギー費用が掛からないので永い目で見れば消費者メリットがあり、 雇用創出にも繋がります。
青森県のＣＯ2削減の試算
例えば、暖房と給湯で15L/日、￥80/Lだと￥36,000/月、ワンシーズン6カ月だと￥216,000-（世帯）。
この場合、CO2排出量は世帯あたり１ｔ/月、青森県は50万世帯強だから 50万×6ヶ月 = 300万t（ ワンシーズン最大の削減量）。

融雪インフラに恒久的な対策を

医療ツーリズムなど関連

地熱発電推進研究会

地熱発電の普及を推進する「地熱発電推進研究会」を立ち上げ、地熱発電が創る未来の青写真を描いて実現の方法論を 研究してまいります。

地熱発電普及推進議員連盟と連携

2011/9/末に「地熱発電普及推進議員連盟」というのが設立されたようです。議員連盟と連携する事により 国家プロジェクトを目指します。
ぜひ応援して下さい。