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電力需要逼迫と価格高騰、温暖化対策が喫緊の課題となってる昨今。再生可能エネルギーの利用、それを有効活用するための地域エネルギー供給システムの構築について、早稲田大学理工学術院の横山隆一教授がわかりやすく解説します。

太陽熱、地中熱、雪氷熱……
活用すべき未利用熱源の再エネ

 地球温暖化対策や化石燃料依存からの脱却などの諸問題を解決する切り札として着目されている再生可能エネルギー。よく耳にするのは、太陽光や風力だろう。だが、再エネはその2種だけではない。再生可能なエネルギーを得る方法は、ほかにも多数あり、中でも熱源を利用する再エネは、そのポテンシャルにもかかわらず、活用が進んでいない。我々の周りには多様な未利用熱源が存在し、その力を生かせていないのだ。本稿では、利用促進が急がれる主な熱利用の再エネについて、その概要を紹介する。
①太陽熱 太陽の熱で温水や温風をつくり、給湯や冷暖房に利用する方法。集熱器で太陽のエネルギーを集めるもので、水式集熱器と空気式集熱器の2種がある。10〜15年で投資が回収できるといわれ、その期間は太陽光発電との比較でもそれほど遜色はない。
②地中熱 一定温度の地中と四季で変化する地表の温度差に着目した利用法。冬場は、地中から熱をすくい上げ暖房に、夏場は地上の熱を地中に放出し冷房に使うシステム。ランニングコストは低いが、初期コスト(掘削や機器設置など)が比較的高い。投資回収期間は十数年といわれる。
③雪氷熱 冬期の雪や氷を断熱性が高い貯蔵庫に貯め、その冷熱エネルギーを利用してつくった冷水で冷房などを行う。課題は貯蔵庫が高価なこと、設置スペースが必要なこと。だが積雪寒冷地では大量に存在する雪や氷の有効利用ができ、クリーンな熱源になる。
④温泉熱 入浴などで温泉を利用するとき、排出される熱を利用する方法。高温の源泉の湯を入浴適温にするときの排熱、利用後の排湯をさまして放出するときの排熱が、それぞれ利用できる。それらの熱を熱交換器で回収し、暖房や給湯に役立てる。日本には、源泉が2万7214カ所、温泉を所有している市町村は1477ある(環境省2015年度温泉利用状況調査)。温泉熱利用の普及を促進することで広範な地域への波及効果が見込める。
⑤海水熱 海水をヒートポンプの熱源水や冷却水として利用する方法。名古屋港水族館のプールでこの方法が採用され、高い省エネルギー性、環境保全性などがあると確認されている。
 その他、河川、下水、地下水などの水温と大気温の差を活用する方法もある。これは年間を通じて安定的に温度差エネルギーが得られる。
 政府は再生可能エネルギーの大幅な導入増を見込んでいるが、その目標達成のためにも忘れられがちな未利用熱の活用を再認識する必要がある。  

横山隆一・早稲田大学理工学術院 環境・電力システム研究室 教授。電力技術懇談会会長。環境・エネルギー・電力システムの市場分析に特化。再生可能エネルギーやスマートグリッドに代表される環境・エネルギーシステム研究の第一人者。
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