地熱発電 | 人工進化研究所（AERI）

地熱発電
原発代替自然ｴﾈﾙｷﾞｰの唯一の候補

1.我が国のｴﾈﾙｷﾞｰ開発の現状

昨今ﾒｶﾞｿｰﾗｰが次世代ｴﾈﾙｷﾞｰの主力であるとして、FIT(売電単価)の破格の高さに釣られて、猫も杓子もﾒｶﾞｿｰﾗｰに怒涛の如く参入してきている。

ﾒｶﾞｿｰﾗｰの建設費は、出力1万kW(100GW=1億kW)あたり50億円前後である。対して、地熱発電所だと60~70億円もかかる。しかし、太陽光の稼働率は年間12%程度だが、地熱発電なら80%前後だ。よって、同じ出力でも、地熱発電はﾒｶﾞｿｰﾗｰより6~7倍も高い発電能を有している。

投資効率を比較すると、同じ建設費を出資する場合、ﾒｶﾞｿｰﾗｰに比べて地熱発電は5~6倍も高いｺｽﾄﾊﾟﾌｫｰﾏﾝｽがあるということだ。ﾒｶﾞｿｰﾗｰなら電力需要の1割を担うために50兆円もの建設費が必要だが、地熱なら10兆円以下の建設費ですむ。

しかも、ﾒｶﾞｿｰﾗｰは曇りや雨の日のためのﾊﾞｯｸｱｯﾌﾟ電源が不可欠なのに対して、地熱発電は天候に左右されることなく、24時間365日連続無休止でく安定稼働(発電)できるので、実際の両者の経済上のﾊﾟﾌｫｰﾏﾝｽは比べものにならない。

2.地熱発電:半端無いﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ

一般に供給安定性や自在性があるために蓄電設備が不要な、つまり親設備の建設費に匹敵する大きな投資負担なしで現稼働中の電力ｼｽﾃﾑにおいてﾘﾌﾟﾚｰｽ/追加できる自然ｴﾈﾙｷﾞｰは、①水力発電、②ﾊﾞｲｵﾏｽ発電、③地熱発電である。

上記①~③は発電技術及び経済性の点で致命的問題点がなく、発電所を増やしていくことが出来る。しかし、①水力と②ﾊﾞｲｵﾏｽは、ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ(電力需要に対する潜在的発電能)面で問題点がある。

巨大ﾀﾞﾑに代表されるような大型水力発電設備の建設立地は日本国内においてもはや枯渇状況で、水力の発電能の伸び代は現電力需要の数%分しかない。ただし、中小水力発電は今後の地方経済上地産地消目的として有望だが、それでも電力需要の数%分に過ぎない。

ﾊﾞｲｵﾏｽ発電は火力発電に適した乾燥系と、ｶﾞｽ発電に向いた湿潤系があるが、やはりどちらの資源量も電力需要の数%分を満たすに過ぎない。すなわち、水力発電とﾊﾞｲｵﾏｽ発電の発電能が、日本の総人口の消費ｴﾈﾙｷﾞｰに比べて小さすぎるということだ。

原発代替自然ｴﾈﾙｷﾞｰの唯一の候補である地熱発電のﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ(電力需要に対する潜在的発電能)は、ﾏｽﾒﾃﾞｨｱ上では、「日本の地熱資源は世界第3位の2347万kW(産業技術総合研究所の地熱資源研究ｸﾞﾙｰﾌﾟの試算)」と言われている。ただし、「150度以上の熱水系」と条件を限定している。

地熱資源は、高温岩体、熱水、低温熱水、温水といったｶﾃｺﾞﾘｰ分けがされているが、上記試算で使われた熱水より低温側の熱水資源(低温熱水)や、熱水でない資源(温水)も、ちゃんと存在している。
120度以下の量なら833万kWが賦存している。09年の環境省調査ではその中間(120~150度)が追加され、110万kWと推定された。上記低温熱水はﾊﾞｲﾅﾘｰ発電や弊社の熱回生ﾊﾞｲﾅﾘｰｴﾝｼﾞﾝ搭載型閉鎖ｻｲｸﾙ熱交換発電ｼｽﾃﾑに適していおり、利用可能である。

以上を合計すると、地熱資源のうち熱水系(すなわち、熱水と低温熱水)は日本の電力需要の23%ほどのﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ(電力需要に対する潜在的発電能)があると推定される。

一方、地熱資源のうち熱水でない、高温岩体がある。
だいたい地下2000~3000mで、地熱200~300℃の資源が対象となる。高温岩体に水を圧入して破砕・熱水化し、別のﾊﾟｲﾌﾟで蒸気を取り出して発電する発電形態が基本となる。

使用後の蒸気はまた水にして地下に戻し、循環させる(還元)。すでに80~90年代に実証実験が日本でも成功しており、技術的にはほとんど確立されている。資源量の豊富な16地域だけでも3840万kWのﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ(電力需要に対する潜在的発電能)を有している。これは電力需要の約27%に相当する。

さらに、開発が始まったばかりのﾏｸﾞﾏ発電が本格利用できるようになると、全電力需要が地熱だけでゆうに賄える計算になる。

3.地熱発電開発障壁を崩壊させる革新地熱発電技術
-熱回生ﾊﾞｲﾅﾘｰｴﾝｼﾞﾝ搭載型閉鎖ｻｲｸﾙ熱交換発電ｼｽﾃﾑ-

従来の地熱発電にあっては、高温地熱資源の8割が国立国定公園の開発規制区域に設置場所を限定すれば、すでにﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ・・発電技術・経済性の3関門をｸﾘｱしているが、一方で社会的条件(設置場所、具体的には、市街地やその周辺地)とそれを実現する為の発電技術(例えば、分散型発電ｼｽﾃﾑやﾏｲｸﾛｸﾞﾘｯﾄﾞ)がｸﾘｱ出来ていない。

高温地熱資源の8割が国立国定公園の開発規制区域にある。温泉関連業者と自然保護団体も開発に反対している。環境省はようやく2,016年3月になって、規制区域内での開発(垂直掘削)を条件付で認めた。だが、環境ｱｾｽﾒﾝﾄが依然厳しい。この環境規制こそが従来の地熱発電事開発の最大のﾈｯｸ・障害(社会的条件1)である。

従来の地熱発電は公園内の自然や景観を部分的に破壊するといったﾈｯｸ・障害(社会的条件2)がある。また、従来の地熱発電設備の多くは山奥の辺鄙な場所にあるため、立地開発だけでなく、ｱｸｾｽ用の道路や送電線の敷設も必要といったﾈｯｸ・障害(社会的条件3)がある。地熱発電に伴う環境破壊といったﾈｯｸ・障害(社会的条件4)もある。

現状の地熱発電技術では、上記社会的条件1~4のいづれもを解決する技術を持ち合わせておらず、力ずくで何とか押し切ろうともがき苦しんでおり、従来の地熱発電の推進派連中は現状技術を維持したままでこの難局を口論で何とか乗り越えようとあの手この手を打ってもがき苦しんでいるが、世間の反応は得られて居らず、至極冷たい。

従来の地熱発電技術にはもう一つﾈｯｸがある。それは稼働開始までのﾘｰﾄﾞﾀｲﾑの長さだ。
例えば、今から開発に着手したとしても、ｵｰﾌﾟﾝ(稼働開始)するのは6~8年後だ。つまり、その間は支出の一方通行となり、ﾘｽｷとなる。

発電ﾍﾞﾝﾁｬｰは、再生可能ｴﾈ法はもちろん地熱発電も対象としているが、実質不動産業と言われるﾒｶﾞｿｰﾗｰに集中する。最大の理由は、投資回収だ。数ｶ月後には売電収入が手に入るからだ。
従来の地熱発電に進出できのは、おおむね一部の旧財閥系の重厚長大企業に限定されてしまうことになり、地熱発電の推進を阻んでいる(投資ｺｽﾄ問題)。

それでも地熱発電は年間発電量が多いので、一見すると儲かりそうだが、まったくありがたいことに、他の電源開発と儲けが、公平になるよう、FIT(売電単価)は安く抑えられるだろう。
全量買取の価格と期間を決める経産省の調達価格等算定委員会は、そもそも自然ｴﾈﾙｷﾞｰの政治的な取捨選択をする機関ではない。よって、今7月に施行されるFITでは、地熱への参入は比較的少ないと思われる。

発電ﾍﾞﾝﾁｬｰが、地熱発電に参入して行くには、①稼働開始までのﾘｰﾄﾞﾀｲﾑを1~3年に大幅短縮、②地熱発電ｼｽﾃﾑ価格をﾒｶﾞｿｰﾗｰ並に低限、③FIT(売電単価)が天然ｶﾞｽ発電と同等以下でも成り立つ地熱発電技術開発の3つのﾊｰﾄﾞﾙを越える必要がある。

弊社の地熱発電技術開発が産み出した熱回生ﾊﾞｲﾅﾘｰｴﾝｼﾞﾝ搭載型閉鎖ｻｲｸﾙ熱交換発電ｼｽﾃﾑは、上記地熱発が抱えるﾊｰﾄﾞﾙ(参入課題)①乃至③を全てｸﾘｱする新規性及び進歩性に優れた地熱発電方式である。弊社熱回生ﾊﾞｲﾅﾘｰｴﾝｼﾞﾝ搭載型閉鎖ｻｲｸﾙ熱交換発電ｼｽﾃﾑの概要解説については別途資料を用意してあるので、参照して頂きたい。

4.地熱発電:原発代替自然ｴﾈﾙｷﾞｰの唯一の候補

(1)原発は一旦全基が停止したものの、民意を無視し政府主導で着々と再稼動が始まっている。
しかしながら、原発が再稼動したとしても、原発には施設寿命(最大でも60年くらい)の壁があり、また廃棄処理問題に解決策がないことにより、新規建設はありえないわけで、結局は、ゆるやかな脱原発へと向かっていくことは確実である。

我々国民に与えられた選択枝は、即時全廃か、ゆるやかな脱原発か、どちらかである。
後者の場合、厳密には、①幾らか残すと、②全廃する、二択となるが、現時点ではとりあえず再稼動するか否かが焦点だ。

どちらの選択が正しいかの議論は、不毛である。原発代替ｴﾈﾙｷﾞｰとしての代替発電が実用になるまでは現状維持しか選択枝はない。温暖化問題が重くのし掛かけっている現状では、現実への対処は原発再稼働しかない。

原発の欠落によって、われわれが直面する問題は、ｴﾈﾙｷﾞｰ安保やCO2削減の課題もある。電力ﾋﾟｰｸと発電量の対処が最優先課題である以上、原発を廃止するわけにはいかない。
原発建設や核燃料生産でCO2を排出する問題点を指摘する専門家がいるが、CO2排出量は産業部門でしっかりｶｳﾝﾄされているし、量的にも非常に少ない。

(2)原発代替自然ｴﾈﾙｷﾞｰの候補(新ｴﾈﾙｷﾞｰ)は12ある。
すなわち、
1.排泄物ﾊﾞｲｵｶﾞｽとして利用 ex.微生物燃料電池
2.藻類(光合成)ｴﾈﾙｷﾞｰ ex.ﾊﾝﾌﾞﾙｸﾞ(ﾏｻﾞｰﾄﾞ)
3.地熱ｴﾈﾙｷﾞｰ
4.太陽熱ｴﾈﾙｷﾞｰ
5.海洋熱ｴﾈﾙｷﾞｰ
6.風力ｴﾈﾙｷﾞｰ風力ﾀｰﾋﾞﾝ使用
7.高温岩体発電地熱発電の一種。実証済み。ｺｽﾄが課題。課題解決の条件付実用化待ち。
8.血流ｴﾈﾙｷﾞｰ
9.圧電効果ﾋﾟｴｿﾞ効果
10.波力発電海流発電

11.水素燃料水素化合物から目的物質である水素単体を分離するのに多大のｴﾈﾙｷﾞｰが必要。保存ﾀﾝｸ&供給ﾗｲﾝが高ｺｽﾄ

12.核融合ｴﾈﾙｷﾞｰ太陽を箱の中に入れるようなﾓﾉ。ｱｲﾃﾞｱ自体は素晴らしいが、その箱が見つからない。

(3)脱原発=新ｴﾈﾙｷﾞｰが直面する難問、換言すれば、原発の代替適格条件は、
1.電力需要ﾋﾟｰｸ1億8千万kWをどう乗り切るか(量的欠落の問題)

2.年間3千億kWhもの量的欠落をどう代替していくか、すなわち、役割的欠落(ﾍﾞｰｽﾛｰﾄﾞ適格性)の問題
の2つである。

これまで対症療法として節電や旧式火力(主に、石炭火力)の復活などが行われてきた。
火力や水力(含揚水)の合計設備容量がわずかに最大需要を上回る程度なので、現実稼働率からすると、夏場の電力需要ﾋﾟｰｸには届かない。

しかしながら、夏に東電管区で2割の節電が可能だったことから、夏は東電管区の節電対策を全国区で実施し、かつ火力を増設することで電力需要ﾋﾟｰｸを乗り切れる可能性が高い。

しかし真の問題は、上記①量的欠落、②役割的欠落(ﾍﾞｰｽﾛｰﾄﾞ適格性)のほうである。

これら2つに問題①②をどうするか。
燃料(原油、石炭、天然ｶﾞｽ)の輸入ｺｽﾄの急増は、国富流出・家計と企業の可処分所得減と同義であるため、誰も望んでいない。できれば国産たる自然ｴﾈﾙｷﾞｰの役割を拡大したい。だが、原発の代替適格条件となると、ことのほか厳しい。

ﾍﾞｰｽﾛｰﾄﾞとしての原発代替適格条件は、以下の3つである。
原発代替適格条件1:電力需要の3割に相当する3千億kWhを賄えるﾎﾟﾃﾝｼｬﾙがあること。
原発代替適格条件2:.24時間の安定発電が可能であり、ﾍﾞｰｽﾛｰﾄﾞ電源を担えること。
原発代替適格条件3:.1kWhあたりの発電ｺｽﾄが10円前後と、比較的安いこと。

上記の1乃至3の原発代替適格条件を全てｸﾘｱしているのは地熱発電だけである。

風力は原発代替適格条件2の点で欠格であるが、経済性でいえば、ﾒｶﾞｿｰﾗｰよりは、はるかにまともな選択である。
地熱発電ならば10兆円以下の建設費で、電力需要の1割を担える。総ｺｽﾄﾍﾞｰｽでは、原発の経済性とほぼ同程度である。時間をかければ、地熱発電だけで今ある原発の代替も十分可能である。

地熱発電をﾍﾞｰｽﾛｰﾄﾞにした上で、水力とﾊﾞｲｵﾏｽのように、上記原発代替適格条件を満たしかつ経済的で揺らぎのない他の原発代替自然ｴﾈﾙｷﾞｰの開発も平行して進めるのが正しい。

政府は、原発核燃料ｻｲｸﾙ計画に投じてしまった巨額資金を、計画当初から分割投資し少なくとも地熱発電技術開発に投資資金の少なくとも20%を投資すべきであった。そうしていれば、原発代替自然ｴﾈﾙｷﾞｰ政策で右往左往することもなく、野党から、「核燃料ｻｲｸﾙ計画に投じた資金を最初から地熱開発に回していればよかったんじゃないのか?」という後解釈のつまらない突っ込みを受けることはなかっただろう。

事が終わってしまって後戻りが出来なくなってから、あと解釈で何かを裁くということ(日本人の特徴的思考&行動規範)は小学生でも簡単にできることだ。
A級戦犯は文科省と子飼いの茶坊主大学教授、及び経産省のｵﾏﾇｹ官僚達だ。

むしろこれからは上記突っ込みは、「よしっ!原発代替自然ｴﾈﾙｷﾞｰは太陽光でいくぞ~!!!」と気勢を上げた、①自●党&民●党のお馬鹿総理大臣、②地方自治体のお馬鹿知事&市長連中(ex. K奈川県K岩知事やT京都都M添要一知事、Y浜市H文子市長 etc....)、③ｴｾ専門家や著名実業家(ex. SﾊﾞﾝｸのS正義さん)&茶坊主ｺﾝｻﾙ連中に厳しく厳しく向けてほしい。

5.ｴﾈﾙｷﾞｰ国策の究極的解
-熱回生ﾊﾞｲﾅﾘｰｴﾝｼﾞﾝ搭載型閉鎖ｻｲｸﾙ熱交換発電ｼｽﾃﾑ-

前述したように、原発代替自然ｴﾈﾙｷﾞｰの唯一の候補は地熱発電であって、決してﾒｶﾞｿｰﾗｰではない。
しかし、従来の地熱発電は、ﾘｰﾄﾞﾀｲﾑが長い。今から急ﾋﾟｯﾁで国策開発しても、続々と発電所が立ち上がるのは6~8年後になってしまうといった課題があった。

弊社ではでは、上記課題を解決すべく地熱発電技術開発を行っている。弊社地熱発電技術開発が産み出した熱回生ﾊﾞｲﾅﾘｰｴﾝｼﾞﾝ搭載型閉鎖ｻｲｸﾙ熱交換発電ｼｽﾃﾑは、従来の地熱発が抱える前述の諸ﾊｰﾄﾞﾙ(参入課題)①乃至③を全てｸﾘｱする新規性及び進歩性に優れた地熱発電方式である。

弊社熱回生ﾊﾞｲﾅﾘｰｴﾝｼﾞﾝ搭載型閉鎖ｻｲｸﾙ熱交換発電ｼｽﾃﾑは、発電規模にもよるが、ﾘｰﾄﾞﾀｲﾑは2~3年と、従来の地熱発電の約半分と短期化を実現出来る。
特筆すべきまだある。前述の社会的条件、即ち、従来の集中型&大規模&長距離送電形態の地熱発電に換えて、小・中規模&分散型&ﾏｲｸﾛｸﾞﾘｯﾄﾞ形態の地熱発電が実現できる構成できることだ。

なお、弊社熱回生ﾊﾞｲﾅﾘｰｴﾝｼﾞﾝ搭載型閉鎖ｻｲｸﾙ熱交換発電ｼｽﾃﾑの概要解説については別途資料を用意してあるので、参照して頂きたい。

そこまで待てないという方々には、OECD諸国中最低の環境問題対策しか行うことが出来ない日本国という悪名高きﾚｯﾃﾙを貼られている事実を無視すればという情けない話しではあるが、超短期的手法として、今ある発電ﾘｿｰｽを進化させる手法(ｶﾞﾗﾊﾟｺﾞｽ的技術開発)も有効であり、即効効果得られる。
それは、火力発電の効率の改良である。これはﾈｶﾞｴﾈﾙｷﾞｰといって、発電設備を新設したのと同じ効果が得られる。短期・中期的な対策として極めて有効だ(ただし、環境問題と世界からの批判は無視)。

現状の火力発電の平均発電効率はせいぜい4割。原発事故前、火力発電は6,000億kWhを発電していた。よって、平均発電効率を5割に挙げることによって、以前と同じ燃料で1,500億kWhの発電量をたたき出せる。

さらに、ｶﾞﾗﾊﾟｺﾞｽ的技術開発の有力候補として、昨今新鋭の火力発電の高効率化を目指したｺﾝﾊﾞｲﾝﾄﾞｻｲｸﾙ発電があるが、なんと平均発電効率6割だ。つまり、新旧基の更新作業によって、平均効率を少しずつかさ上げしていくことができる。
ｺﾝﾊﾞｲﾝﾄﾞｻｲｸﾙ発電は、原発1基の建設費があれば、1,000万kW分を整備できる。しかも、ｺﾝﾊﾞｲﾝﾄﾞｻｲｸﾙ発電への新旧の入れ替え程度で済むならﾘｰﾄﾞﾀｲﾑは1年以内と短い。

一方、OECD諸国中最低の環境問題対策しか行うことが出来ない日本国という悪名高きﾚｯﾃﾙを貼られている事実を無視すればという情けない話しではあるが、ｺﾝﾊﾞｲﾝﾄﾞｻｲｸﾙ発電の対抗技術としては、燃料電池を使ったさらに高効率な天然ｶﾞｽ・石炭火力が控えている。

OECD諸国中最低の環境問題対策しか行うことが出来ない日本国・日本政府という悪名高きﾚｯﾃﾙを貼られている事実を無視し、先進諸国からの蔑みの視線を我慢するつもりならば、ｺﾝﾊﾞｲﾝﾄﾞｻｲｸﾙ発電の商用化を前倒しするのが手っ取り早く即効性が期待できる(言っときますが、弊社は反対です)。

しかし、OECD諸国中最低の環境問題対策しか行うことが出来ない日本国という汚名・悪名を払拭し、先進諸国からの蔑みを尊敬・称賛に転換し、環境保護(温暖化対策)先進国に変貌するためには、さらには、3大国策(食糧・防衛・ｴﾈﾙｷﾞｰ)の一つであるｴﾈﾙｷﾞｰ対策に究極的解決策を望むならば、熱回生ﾊﾞｲﾅﾘｰｴﾝｼﾞﾝ搭載型閉鎖ｻｲｸﾙ熱交換発電ｼｽﾃﾑへの資本集中投資が最善手である。

弊社熱回生ﾊﾞｲﾅﾘｰｴﾝｼﾞﾝ搭載型閉鎖ｻｲｸﾙ熱交換発電ｼｽﾃﾑは、発電規模にもよるが、ﾘｰﾄﾞﾀｲﾑは2~3年と、従来の地熱発電の約半分と短期化を実現出来る。
特筆すべき点はまだある。前述の社会的条件、即ち、従来の集中型&大規模&長距離送電形態の地熱発電に換えて、小・中規模&分散型&ﾏｲｸﾛｸﾞﾘｯﾄﾞ形態の地熱発電が実現できる構成できることだ。

6.ｴﾈﾙｷﾞｰﾛｰﾄﾞﾏｯﾌﾟ
ここ20数年間の閒OECD諸国で最下位の成長率という一人負けの我が国で、今迎えている国策ﾚﾍﾞﾙでのｴﾈﾙｷﾞｰ危機を克服するためには、有限の国力(投資力・開発力)の集中が必要である。ﾀｺが脚を伸ばすみたいに、何でもかんでも手をつける現政府の方針では、有限な官民の投資力は「死に金」と化すばかりだ。

環境問題OECD諸国中最低の環境問題対策しか行うことが出来ない日本国という汚名・悪名を払拭し、先進諸国からの蔑みを尊敬・称賛に転換し、環境保護(温暖化)問題先進国に変貌するためには、環境保護(温暖化)問題とｴﾈﾙｷﾞｰ国策を両立する、最大の費用対効果が得られる技術へ重点敵に政策投資すべきである。
だが、どこへ投入するか。つまりは「選択と集中」の問題である。そこが手腕の発揮しどころ、頭の使いどころだ。

弊社は、火力の発電効率の改良(ｺﾝﾊﾞｲﾝﾄﾞｻｲｸﾙ発電) → 燃料電池を使ったさらに高効率な天然ｶﾞｽ発電・石炭火力発電を経て、熱回生ﾊﾞｲﾅﾘｰｴﾝｼﾞﾝ搭載型閉鎖ｻｲｸﾙ熱交換発電ｼｽﾃﾑに至るﾛｰﾄﾞﾏｯﾌﾟに沿った戦略的国策投資を推奨する。
なお、弊社の熱回生ﾊﾞｲﾅﾘｰｴﾝｼﾞﾝ搭載型閉鎖ｻｲｸﾙ熱交換発電ｼｽﾃﾑは、地熱資源全域(高温岩体・熱水・低温熱水・温水)を作動領域としており、高温岩体発電としても高効率で作動できることを付け加えておく。

このような提案に対し、批判する人、煽る人、たくさん現れるだろうが、私がそうしたように、せめてあなた自身の革新的かつ実現可能性の高いｱｲﾃﾞｱを言ってほしいものである。

質問･相談･ご用命はメール、お問い合わせフォームで。

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AERI　人工進化研究所
未踏破･極限領域における戦略的･革新的な提案・基礎研究を行ってます。

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