地熱発電

地熱発電(ちねつはつでん)とは

地球(ちきゅう)の内部(ないぶ)で作(つく)られているマグマから出(で)ている天然(てんねん)の水蒸気(すいじょうき)を使(つか)って、タービンを回転(かいてん)させて電気(でんき)に変換(へんかん)する。 日本(にほん)は多(おお)くの火山(かざん)が分布(ぶんぷ)しているため、有効(ゆうこう)な発電(はつでん)の一(ひと)つとして注目(ちゅうもく)されており、 火山(かざん)の多(おお)い東北(とうほく)や九州(きゅうしゅう)を中心(ちゅうしん)に各地(かくち)に発電所(はつでんしょ)がある。 発電方式(はつでんほうしき)は、いくつかあるが「フラッシュ発電(はつでん)」と「バイナリー発電(はつでん)」が特(とく)に多(おお)い。

地球の内部

地熱発電(ちねつはつでん)のメリット

  • 二酸化炭素(にさんかたんそ)の排出量(はいしゅつりょう)がほとんどない
  • 枯渇(こかつ)の心配(しんぱい)がない
  • 季節(きせつ)や天候(てんこう)の影響(えいきょう)を受(う)けにくい
  • 日本(にほん)は世界屈指(せかいくっし)の地熱保有国(ちねつほゆうこく)
  • 使(つか)わない熱水(ねっすい)を温浴施設(おんよくしせつ)に使用(しよう)できる
  • 再生可能(さいせいかのう)エネルギーのなかでも変換効率(へんかんこうりつ)がいい(太陽(たいよう)12%、風力(ふうりょく)20%、地熱(ちねつ)70%)

地熱発電(ちねつはつでん)のデメリット

  • 温泉(おんせん)の質(しつ)の劣化(れっか)や温泉地(おんせんち)の景観(けいかん)に影響(えいきょう)
  • 国(くに)や地元行政(じもとぎょうせい)からの支援(しえん)が少(すく)ない
  • 候補地(こうほち)の多(おお)くが国立公園(こくりつこうえん)や国定公園(こくていこうえん)であり、自然公園法(しぜんこうえんほう)で守(まも)られているため建設(けんせつ)しにくい
  • 地質調査(ちしつちょうさ)や発電所建設(はつでんしょけんせつ)など時間(じかん)とコストがかかる

発電(はつでん)のしくみ

地下(ちか)1000~3000mまで掘(ほ)られた小(ちい)さな穴(あな)から出(で)てくる200℃~350℃、1.5~15MPaの 蒸気(じょうき)と熱水(ねっすい)から気水分離機(きすいぶんりき)(セパレーター)を通(とお)して蒸気(じょうき)のみを取(と)り出(だ)してタービンを回転(かいてん)させる。 セパレーターで蒸気(じょうき)と分(わ)けられた熱水(ねっすい)は地下(ちか)へ戻(もど)される。

発電(はつでん)の種類(しゅるい)

フラッシュ発電(はつでん)(シングルフラッシュ発電(はつでん))

地熱流体(ちねつりゅうたい)をセパレーターで蒸気(じょうき)と熱水(ねっすい)に分(わ)け、蒸気(じょうき)で直接(ちょくせつ)タービンを回(まわ)して発電(はつでん)する。
200℃以上(いじょう)の高温地熱流体(こうおんちねつりゅうたい)での発電(はつでん)に向(む)いている。日本(にほん)の多(おお)くの発電所(はつでんしょ)がシングルフラッシュ発電(はつでん)。

シングルフラッシュ発電

ダブルフラッシュ発電(はつでん)

セパレーターで分(わ)けられた熱水(ねっすい)からフラッシャー(減圧器(げんあつき))で低圧(ていあつ)の蒸気(じょうき)を取(と)り出(だ)し、 高圧蒸気(こうあつじょうき)と低圧蒸気(ていあつじょうき)の両方(りょうほう)でタービンを回(まわ)して発電(はつでん)。
シングルフラッシュより約(やく)20%出力(しゅつりょく)が増加(ぞうか)する。

バイナリ―発電(はつでん)

150℃以下(いか)の温度(おんど)だとタービンを回(まわ)せるだけの蒸気(じょうき)が作(つく)れないため、 水(みず)よりも沸点(ふってん)の低(ひく)い二次媒体(にじばいたい)(水(みず)とアンモニアの混合物(こんごうぶつ))を温(あたた)めて発生(はっせい)した蒸気(じょうき)でタービンを回(まわ)して発電(はつでん)する。

バイナリ―発電

ドライスチーム発電(はつでん)

地下(ちか)から上昇(じょうしょう)してくる蒸気(じょうき)をタービンに直接取(ちょくせつと)り込(こ)んで発電(はつでん)する。

温泉発電(おんせんはつでん)にも注目(ちゅうもく)

80℃を超(こ)える温泉(おんせん)が湧(わ)き出(で)ている場所(ばしょ)で、温泉(おんせん)をバイナリー発電(はつでん)の熱源(ねつげん)として使用(しよう)する。 原理(げんり)は地熱発電(ちねつはつでん)と同(おな)じだが、湧(わ)き出(で)てた温泉(おんせん)を使(つか)うのであらたに地面(じめん)を掘(ほ)る必要(ひつよう)がなく初期費用(しょきひよう)も少(すく)なく済(す)む。
天候(てんこう)に左右(さゆう)されず一定(いってい)の発電(はつでん)ができ、平均稼働率(へいきんかどうりつ)は8割(わり)ほどで太陽光発電(たいようこうはつでん)の5倍(ばい)~7倍(ばい)にもなる。
発電(はつでん)に使用(しよう)した温泉(おんせん)は、温度(おんど)が下(さ)がり浴用(よくよう)に利用(りよう)できる。

地熱用(ちねつよう)のタービンの7割(わり)が日本製(にほんせい)

地熱発電(ちねつはつでん)の重要(じゅうよう)な部分(ぶぶん)であるタービンは日本(にほん)のメーカー3社(しゃ)が製造(せいぞう)しており 全世界(ぜんせかい)の約(やく)7割(わり)を占(し)めている。

地熱発電量
  • 1位:アメリカ(約3,400MW) 2位:フィリピン(約1,800MW)
  • 3位:インドネシア(約1,300MW) 4位:メキシコ(約1,010MW) 5位:ニュージーランド(約1,000MW)
  • 6位:イタリア 7位:アイスランド 8位:ケニア 9位:日本(約500MW)

開発(かいはつ)の進(すす)め方(かた)

1:地表調査(ちひょうちょうさ)(1~2年(ねん))
衛星画像(えいせいがぞう)、航空写真(こうくうしゃしん)を利用(りよう)した空中探査(くうちゅうたんさ)や地表踏査(ちひょうとうさ)。

2:地下調査(ちかちょうさ)・評価(ひょうか)(3~5年(ねん))
坑井(こうせい)を掘(ほ)り、地熱貯留層(ちねつちょりゅうそう)の圧力(あつりょく)、温度(おんど)、熱源(ねつげん)から熱(ねつ)の伝(つた)わり方(かた)を確認(かくにん)する。 噴気試験(ふんきしけん)を行(おこな)い坑井(こうせい)の能力(のうりょく)を調査(ちょうさ)して、周辺温泉(しゅうへんおんせん)などへの影響(えいきょう)も確認(かくにん)。

3:環境(かんきょう)アセスメント(6~9年(ねん))
周辺(しゅうへん)の環境(かんきょう)や温泉(おんせん)への影響(えいきょう)がないよう開発方法(かいはつほうほう)を検討(けんとう)する。 その後(ご)、森林法(しんりんほう)、温泉法(おんせんほう)、国土利用計画法(こくどりようけいかくほう)などの法令(ほうれい)の許認可継続(きょにんかけいぞく)を進(すす)める。
手続(てつづ)きが完了(かんりょう)するまで4年以上(ねんいじょう)はかかる。

4:建設(けんせつ)(10~12年(ねん))
建設(けんせつ)の際(さい)は、周囲(しゅうい)の景観(けいかん)に調和(ちょうわ)できるようデザインや色(いろ)に配慮(はいりょ)する。

5:操業(そうぎょう)(13年(ねん)~)
安定(あんてい)して利用(りよう)するために貯留層(ちょりゅうそう)の状態(じょうたい)に異常(いじょう)がないか常時監視(じょうじかんし)を行(おこな)う。

主(おも)な日本(にほん)の地熱発電所(ちねつはつでんしょ)

日本の地熱発電所
都道府県(とどうふけん)発電所(はつでんしょ)
北海道(ほっかいどう)森発電所(もりはつでんしょ)
岩手県(いわてけん)松川地熱発電所(まつかわちねつはつでんしょ)、葛根田地熱発電所(かつこんだちねつはつでんしょ)
宮城県(みやぎけん)鬼首地熱発電所(おにこうべちねつはつでんしょ)
秋田県(あきたけん)上の岱地熱発電所(うえのたいちねつはつでんしょ)、澄川地熱発電所(すみかわちねつはつでんしょ)、大沼地熱発電所(おおぬまちねつはつでんしょ)
福島県(ふくしまけん)柳津西山地熱発電所(やないづにしやまちねつはつでんしょ)
長野県(ながのけん)七味温泉(しちみおんせん)ホテル渓山亭(けいざんてい)バイナリー発電所(はつでんしょ)
東京都(とうきょうと)八丈島地熱・風力発電所(はちじょうじまちねつ・ふうりょくはつでんしょ)
兵庫県(ひょうごけん)湯村温泉観光交流(ゆむらおんせんかんこうこうりゅう)センター、薬師湯温泉(やくしゆおんせん)バイナリ―発電所(はつでんしょ)
熊本県(くまもとけん)小国(おぐに)まつや地熱発電所(ちねつはつでんしょ)、わいた地熱発電所(ちねつはつでんしょ)
大分県(おおいたけん)杉乃井地熱発電所(すぎのいちねつはつでんしょ)、大岳発電所(おおたけはつでんしょ)、八丁原発電所(はっちょうばるはつでんしょ)、滝上発電所(たきがみはつでんしょ)、九重地熱発電所(ここのえはつでんしょ)、瀬戸内自然(せとうちしぜん)エナジー発電所(はつでんしょ)、 五湯苑地熱発電所(ごとうえんちねつはつでんしょ)、タタラ第一発電所(だいいちはつでんしょ)、湯山地熱発電所(ゆやまちねつはつでんしょ)、亀(かめ)の井発電所(いはつでんしょ)、コスモテック別府(べっぷ)バイナリ―発電所(はつでんしょ)、菅原(すがわら)バイナリ―発電所(はつでんしょ)
鹿児島県(かごしまけん)山川発電所(やまがわはつでんしょ)、大霧発電所(おおぎりはつでんしょ)、霧島国際(きりしまこくさい)ホテル地熱発電所(ちねつはつでんしょ)、メディポリス指宿発電所(いぶすきはつでんしょ)

地熱発電(ちねつはつでん)の固定価格買取制度(こていかかくかいとりせいど)の比較表(ひかくひょう)

2015年度2011年度
地熱15,000kW以上15,000kW未満15,000kW以上15,000kW未満
買取価格26円+税40円+税26円+税40円+税
調達期間15年15年15年15年
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