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地熱発電の普及課題に突破口、地下水を使わない世界初のシステムを開発 (...

地熱発電の普及課題に突破口、地下水を使わない世界初のシステムを開発 (陰山遼将,[スマートジャパン])

 ベンチャー企業のジャパン・ニュー・エナジーは2016年10月12日、京都大学との共同研究で開発した新方式の地熱発電システムを用いた実証に成功したと発表した。「JNEC(ジェイネック)方式」と呼ぶシステムで、一般的な地熱発電のように地下から温泉水をくみ上げることなく発電が行えるのを特徴としている。同社によれば、世界初のシステムになるという。

 日本は地熱資源に恵まれている一方、その利用率は数%にとどまっている。その原因なっているのが、適地が国立公園や自然公園の中に集中しており、発電所の建設が難しい場合が多いという点が1つ。また、地中から大量の熱水をくみ上げることによる、温泉源への影響も考慮する必要がある。そしてこうした事前の調査や調整、さらにその後の発電所の建設工事にも多くのコストを要するといった点が挙げられる。

 ジャパン・ニュー・エナジーのJNEC方式という地熱発電システムは、こうした現状の課題をクリアすべく開発したものだという。その特徴の1つが温泉水を地下からくみ上げるのではなく、地上から水を注入し循環させる「クローズドサイクルシステム」を採用した点だ(図1)。

 これは地下1450メートルまで埋設した「二重管型熱交換器」の中で、地上から加圧注入した水を地中熱によって温め、液体のまま高温状態で抽出する。次にこの高温となった液体を地上で減圧して一気に蒸気化し、タービンを回すことで発電するという仕組みだ。



図1 JNEC方式の概要 出典:ジャパン・ニュー・エナジー

運用コストを大幅に削減

 温泉水を利用する一般的な地熱発電の場合、揚水管の内部などに不溶性成分が析出・沈殿し固形化するため、メンテナンスや交換が必要になる。加えて地下の蒸気や熱水が枯渇しないようにするため、発電に使用した熱水を地下に戻すための還元井の設置も必要だ。だが、温泉水を利用しないJNEC方式であれば、こうしたコストも大幅に削減できるという。

 ジャパン・ニュー・エナジーはこのJNEC方式の地熱発電について、大分県玖珠郡九重町に建設した「水分発電所」で実証を行った(図2)。実証運転を継続している同発電所では、さらなる性能向上へ向けた技術開発を進めるとともに、大規模化も図る計画だ。現在は24kW程度の出力を、2025年をめどに3万kW(キロワット)にまで拡大するとしている。



図2 出典:ジャパン・ニュー・エナジー


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