Information for Action Contact Details:
Mail address: P O Box 245 6906 North Perth, WA, Australia
E-mail: http://www.informaction.org/index.php?main=helpus_contactus Information for Action is a non profit environmental organization committed to environmental change in our global community. Work on the website began in 1999 by President Rowland Benjamin and is maintained by a group of talented volunteers.

エネルギー

地熱エネルギー

地熱:Geothermalはギリシャ語のGeo(地球)とTherme(熱)が同化してできた言葉です。それゆえ、Geothermalとは文字通りに地球からの熱という意味を持ちます。この熱は摂氏7000度にも達する地球の中心部である核で発生し、地球の表面に絶えず伝導しています。核は地球が塵の同化によって誕生したと同時に発生しました、そして核は絶え間なく続く腐敗と放射性反応を繰り返してきました。

地熱エネルギーの源となる潜在的資源は5つあります。熱水貯留層、Earth Energy、地質学的圧力を受けた海水、高温岩体、そしてマグマ(岩漿:がんしょうとも呼ばれる)です。熱水貯留層、Earth Energyは広く一般的に利用されていますが、地質学的圧力を受けた海水、高温岩体、マグマの利用には最新の技術が必要とされており、未だ試験段階にあるといえます。

熱水貯留層は地球の核によって温められた多孔質(穴を多く持つ)を持った岩に蒸気や熱湯が集まった大きな池を指します。このような熱水貯留層は日本やニュージーランドなどの環太平洋火山帯周辺の国々のみで見られます。また、アメリカのハワイやイエローストーン国立公園などのホットスポットと呼ばれる地域にも存在します。また、アルプス・ヒマラヤ造山帯周辺に存在するイタリアやアイスランドでも熱水貯留層が発見されています。

歴史

地熱の直接的利用は数千年前に始まりました。例えば、紀元前1万1000年前古代日本人は温泉を入浴や料理に利用していました。また、その3000年後にはアメリカの先住民であるインディアンが温泉の近くに移り住むようになり、温泉を入浴や医療に利用していました。

自然の温泉を利用した巨大な古代ローマ式浴槽は2000年以上前に古代ローマ帝王によって建設れました。この浴槽は入浴や医療目的以外に、暖房装置としても利用されました。

1.

Russia

2.

Japan

3.

Eastern China

4.

Himalayan Geothermal Belt

5.

The Philippines

6.

Indonesia

7.

New Zealand

8.

Canada

9.

United States

10.

Mexico

11.

Central American Volcanic Belt

12.

Andean Volcanic Belt

13.

The Caribbean

14.

Iceland & Atlantic Islands

15.

Northern Europe

16.

Eastern Europe

17.

Italy

18.

East & South Mediterranean

19.

East Africa Rift System

XX

XX

紀元後9世紀以降、アイスランドでは穀物を地熱によって温められた地面に植えています。これにより、穀物が良く育ち、収穫時期を早めることができました。その後まもなく、地熱活動が盛んなニュージーランドでは、マオリ人が地熱や蒸気を料理に利用し始めました。

約700年前パリでは最大85度にも及ぶパリ堆積盆地の水を建物の暖房装置として利用していました。ヨーロッパ全土では過去300年で温泉がとても有名になり多くのリゾート施設が温泉を利用しています。

1904年にはイタリアのトスカニーで地熱エネルギーが初めて発電に利用されました。この時にラルデレロによって建設された地熱蒸気施設は未だ現在も機能しています。

 

地熱エネルギーの直接利用

地球の表面近くの地下に存在する熱湯はパイプによって様々な施設にくみ上げられます。この熱湯の最も一般的な利用は温泉や、建物、温室、魚の養殖場の暖房施設、道路の除雪装置です。他にもウールの洗浄、牛乳の低温殺菌、果物の乾燥、紙の製造、など幅広く利用されています。

また、地域暖房計画:district heating schemeと呼ばれる熱湯の通ったパイプを街や地域全体に広範囲に渡って拡げるシステムも導入されています。アイスランドの首都であるレイキャヴィークはその一例です。この街ではほぼ全世帯がパイプを通じて熱湯配給を受けています。

地熱ヒートポンプ(GHP)はEarth energyを直接利用した安価な建物の暖冷房設備です。前述したとおり、地球の表面は一年中一定の温度で保たれているため、その熱を利用することができるのです。

GHPは主に3つの部分から構成されています。1つ目は熱交換器です。熱交換器とはループと呼ばれるパイプ指します。このパイプは建物の地表近くに埋められ、中には水と不凍液が流されます。その水溶液が地熱を吸収して熱を地表に持ち出します。2つ目は温風や冷風を循環させるための通気管です。3つ目はヒートポンプです。ヒートポンプは熱をループから通気管に移動するためのものです。

冬は地温(地面の温度)が気温よりも高くなるため、その熱が建物に送られます。夏はそれが反対に働きます。この際、電気は熱を発生させるためではなく熱を移動させるだけに利用されるので、GHPは既存の冷暖房施設よりも非常に効率の良い温度調節方法であるといえます。

地熱エネルギーからの発電

地熱発電所は地熱貯留層から湧き出る水蒸気や熱湯を利用して発電します。この地熱貯留層に続く人工的に掘られた穴は最低でも1マイル(1.6km)の深さがあります。現在利用されている地熱発電には以下の3つの方式に大別されます。

1.ドライスチーム(過熱蒸気)方式

地熱貯留層からの水蒸気を直接地表にあるタービンと発電機につなげる方法。しかし、ドライスチームは非常に効率の良い資源ですが、比較的希少な資源でもあります。例えば、アメリカ合衆国において商業利用可能なドライスチームが利用できる地熱貯留層はカリフォルニア北部のガイザースに限られています。



2.フラッシュスチーム方式

フラッシュスチーム方式は地熱発電において最も一般的な発電方法です。気圧の高い地熱貯留層深くから過熱水(182℃以上の湯)を発電に利用します。気圧が高くなれば水の沸点が上がるので通常の沸点(100℃)を超えても水が蒸発しません。



3.バイナリーサイクル方式

バイナリーサイクル方式は107℃から182℃の熱湯を利用します。この熱湯はフラッシュスチーム方式に利用するには温度が低すぎますが、2次流体の過熱に利用できます。この流体はイソペンタンやイソブタンのような有機混合物で水と比べて沸点が非常に低いのが特徴です。地熱水はパイプを通じて2次流体を熱交換器内で加熱します。その流体が水蒸気に変化する際の水蒸気を利用してタービンを回します。

発電後、地熱水は利用後地面に戻され再加熱されます。蒸発した流体は再び液化させ、再利用されます。この作業が繰り返されるためこの発電において、大気汚染の原因となる物質は一切放出されません。



地熱エネルギーの利用

1999年、世界の地熱エネルギーにおける発電設備容量は8000MWを超えました。これは世界全体の発電設備容量の約0.25%といえます。

アメリカ合衆国は世界の地熱発電において1/3以上の発電設備容量を所有しています。1998年にはほぼ3000MWに達し国全体の電気の約0.4%を補っています。この量と同じ電力を作るためには、約6億バレル(約95億4千万リットル)の原油が必要といえます。

再生可能エネルギー発電技術のうち、地熱発電は水力とバイオマスに次ぐ、3番目に広く普及している発電技術であるといえます。地熱発電の潜在能力は実質的に無限であるため、実用化にはさらなる技術開発や発展が必要とされています。

暖房施設などの地熱エネルギーの直接利用を含めると、1998年には世界中で地熱からほぼ1万MW分のエネルギーを抽出しているといえます。右上の表は地域別の地熱エネルギーからの直接利用を含めたエネルギー生産量(MW)を示しています。

地熱エネルギーの利点

  • クリーンである - 水蒸気による発電はほぼ水蒸気のみを放出、二次流体を利用する発電に関しても有害なガスを放出しません。また、この方法を利用することによって化石燃料などの再生が不可能な資源を保護することができます。さらに、従来型の発電によって発生した二酸化炭素の放出量を相殺することができます。
  • 広大な土地を必要としない – 平均的な地熱発電所の必要面積は400平方メートルに限られます。
  • 安定した供給 – 地熱発電所は24時間の稼動が可能で太陽光発電や風力発電のように天候による影響がないため、エネルギーの安定した供給が可能です。
  • 経済効果 – 発電に際して原油や化石燃料を第三国から輸入する必要がないので、自国で電気の完全生産が可能。電気を他国に販売することもでき、有望な経済効果が期待できる。
  • 遠隔地に建設可能 – 地熱発電所は人口の中心地でない遠隔地においても建設が可能なため、そのような遠隔地への電力供給を可能とします。そのため、発展途上国では特に利用価値が高いといえます。

地熱エネルギーの欠点

  • 設置場所が限定される – 利用価値の高い地熱貯留層が存在する場所は限られています。このような場所は自然保護地区(例:アメリカ合衆国のイエローストーン国立公園)に指定されていたり、消費者の需要から地理的に遠く離れすぎている場合があります。
  • 資源の枯渇 – 地熱貯留層は自然に発生する以上の水蒸気や熱湯を人工的に抽出した場合、枯渇してしまうことがあります。一度地熱貯留層が枯渇してしまうと再生するまで数百年という歳月が必要となります。
  • 大気汚染 – ドライスチーム方式の発電の際に硫化水素、二酸化炭素、などの有害な物質を放出する場合があります。
  • 廃棄物処理 – 地下に存在する溶解固形分や有毒な廃棄物が地熱水と共に地上に運び込まれた場合、廃棄物処理が非常に困難となる上に廃棄物が発電施設を破損してしまう可能性があります。

地熱エネルギーからの発電における費用

現在、地熱発電にかかる費用は1KW当り0.05-0.08米ドルです。それに対し、既存の発電における費用はは0.015米ドルです。新しい地熱発電所ほど発電費用が高くなる傾向にあります。これは手ごろな地熱貯留層はすでに発見されているため、新たに建設する場合はさらに深く掘る必要があり、同時に高温の地熱貯留層を発見するのは困難となっています。つまり、より深い穴を掘らないと古い穴より同じ効果を期待できないのです。

地熱エネルギーの将来

高温岩体は地下3マイルから5マイル(4.8kmから8km)の間で地球上どこでも発見することができます。地熱発電の将来はこの資源を引き出すことができるかどうかにかかっているといえます。高温岩体を利用して次の方法でエネルギー抽出が可能です。高温岩体に二つの穴を開けて一つの穴に水を流し水が循環する間に温められて2つ目の穴からその温められた水のつまりエネルギーの抽出が可能となります。これを実現するためには高温岩体をより多孔性(すきまを多く)にする必要があります。(例:高温岩体に人工的な亀裂を入れる)この高温岩体を利用した試験的な発電施設がイギリスに設置されました。 さらには、地球の真下に存在する溶岩を取り出し、利用するという案もあります。しかしこの技術の実現にはさらなる研究開発が必要とされておりますが、これが現実となれば事実上、無制限のエネルギーを得ることができるといえるでしょう。

参考文献

Go Back   エネルギー イントロダクションに戻る

��������������������� : 日本: 政府

日本: 政府

 
To(受取人):
Position(職名):
Address(住所):
E-mail(Eメール):
Fax(ファックス):

First Name(ファーストネーム):
Last Name(姓):
Street/PO Box No(街路 / 私書箱):
Town/City:(都市)
Postcode(郵便番号):
E-mail(Eメール):
Subject(タイトル):
Please enter the text into the field provided:

Reload Image
Enter the characters here:



   トップへ戻る    サイトマップ    規定・条約    @ Informaction for Action 2015
shiir online solutions Bridgetown Hillside Garden Information for Action Luen Shing Metal Mfy Rowland Benjamin – Osteopath Safe Stretch Shiir Shoes Green Pages