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株式会社クラフトマン&三興ホールディングス

Craftsman&Sanko

 

用語集

<地熱>

(http://grsj.gr.jp/jgea/index1_1_2.html)

地熱発電とは、地中深くから得られた蒸気で直接タービンを回し発電するものです。
地球は、地中深くなるにつれて温度が上がり、一般に深さ30〜50kmで1千度程度と考えられています。いわばひとつの大きな熱の貯蔵庫といえます。
しかし、この熱源はあまりにも深部に存在するため、現在の技術でこれをエネルギー資源として利用することはまず不可能です。
ただ、火山や天然の噴気孔、温泉、変質岩などがある、いわゆる地熱地帯と呼ばれる地域では、深さ数kmの比較的浅いところに1千度前後のマグマ溜りがあります。
そして地中に浸透した雨水などがマグマ溜りによって加熱されて、地熱貯留層を形成することがあります。
このような地点に貯えられた熱を直接、エネルギー源として利用するのが地熱発電なのです。

・特徴
1.輸入に頼らない純国産エネルギーの有効利用ができる。
 火力発電(石油・石炭・LNG)が海外からの輸入なしには成り立たない発電方式であるのに対して、地熱発電は国内の地熱資源を用いるという点で、純国産エネルギーであるといえます。
 海外の輸出国や市場の影響を受けにくいということは、つねに安定した供給が求められる電力需要にとって大きなメリットです。

2.燃料が不要である。
 蒸気の力でタービンを回して発電するというしくみは、火力発電や原子力発電などでも同様です。
 この蒸気を作るときに、火力発電では石油・石炭や天然ガス等の燃料を使用し、原子力発電ではウランなどの燃料を使用します。
 ところが地熱発電では、地球深部の熱によって作られた蒸気を使うので、燃料がいりません。
 燃料を燃やすのではなく、地球そのものを熱源としている点が地熱発電の大きな特徴の一つなのです。

3.クリーンエネルギーである。
 現在の私たちが直面している環境問題のひとつに、大気中のCO2(二酸化炭素)の増加があります。これは主に石油や石炭といった化石燃料を燃焼させることによって発生したCO2が、大気の組成を変化させ、さまざまな環境への影響をおよぼしているということです。
 近年になってこの問題は世界各国で対策が話し合われ、全地球規模の課題であるということが認識されつつあります。
 地熱発電は、化石燃料によらない自然エネルギーを用いる発電方式のひとつとして大きな優位性をもっています。

4.半永久的に安定して利用できる。 
 わたしたちが住むこの地球は、一説によるとだいたい今から46億年ほど前に誕生したといわれています。そして誕生当初の熱いマグマの塊のような状態から少しずつ冷えて、地表で多くの生物が暮らす今日の地球に至っています。それでもなお地球は豊富な熱エネルギーを内部に貯えており、これらの熱が失われるとしてもそれは数十億年ものはるか遠い未来のことでしょう。
 適正なエネルギー量を取り出せば、枯渇しない再生可能エネルギーのため、半永久的ともいえる長い期間にわたっての供給が期待できます。この地球の熱エネルギーを利用しているということが、地熱発電の安定供給を支えています。

・地熱発電の方式"(http://www.tdk.co.jp/techmag/knowledge/201109u/index2.htm)
 現在実用化されている地熱発電には、地熱貯留層から取り出す蒸気と熱水の状態によって、「ドライスチーム」「フラッシュサイクル」「バイナリーサイクル」の3つの方式があります。

<ドライスチーム>
 得られた蒸気がほとんど熱水を含まない場合、簡単に除湿してそのままタービンに誘導し、タービンを回します。

<フラッシュサイクル>
 得られた蒸気に多くの熱水が含まれている場合、汽水分離器で蒸気を取り分ける方式です。取り分けた蒸気でそのままタービンを回す方式をシングルフラッシュサイクル、蒸気を分離した後の熱水を減圧してさらに蒸気をとりだし、追加でタービンに投入する方式をダブルフラッシュサイクルといいます。シングルフラッシュサイクルの方が、構造が単純ですが、ダブルフラッシュサイクルの方が発電効率は良くなります。
 日本ではシングルフラッシュサイクルが主流ですが、ダブルフラッシュサイクルの発電所もいくつか存在しています。

<バイナリーサイクル>
 地下の温度や圧力が比較的弱く、熱水しか得られない場合には、アンモニア、フロンなどの水よりも沸点の低い媒体を熱水で加熱して沸騰させ、その蒸気でタービンを回します。
 そのまま使用するには温度が高い温泉のお湯を利用して、温度を下げる際の余剰エネルギーを発電に利用する「温泉発電」も、バイナリーサイクル方式の一つです。

・正しく「熱を戻す」ことが大事
 発電に利用した後の熱水や、タービンを回した後に発生する水(復水)を正しく地下に戻さなくては、地熱貯留層が枯れてしまい、地熱がうまく取り出せなくなります。温泉地などでは、今まで湧いていた温泉の水温が下がってしまったりといった悪影響が出てしまうことになります。
 とはいえ、CO2を排出せず、環境負荷が低いという点は、地熱発電の大きなメリットです。特に火山国の日本においては、国産エネルギー資源として、地熱は有望な選択肢の一つだと言えます。

 

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