【地熱発電の仕組みを理解しよう！】脱炭素社会と再生エネルギー　地熱発電とは？

2022年8月27日産業廃棄物

現在、世界中で地球温暖化が問題視されています。そこで「脱炭素化」が注目・注力されています。
脱炭素化とは温室効果ガスとなる二酸化炭素を実質ゼロまで目指そうという取り組みです。

日本では電気の発電を火力発電にほとんどを頼っています。
火力発電では二酸化炭素の発生を抑えることができません。そこで「再生可能エネルギー」という発電方法に注力を始めました。
この記事では再生可能エネルギーの一つである地熱発電についてご紹介します。
地熱発電により持続可能なエネルギーを半永久的に作り出すことができるのです。

今後の日本を左右する地熱発電とはどのようなものなのでしょうか？

【地熱発電の仕組みを理解しよう！】脱炭素化と再生可能エネルギーについて

脱炭素化と再生可能エネルギーについて

脱炭素化とは温室効果ガスと呼ばれる地球温暖化を加速させるガスを抑える取り組みのことです。
温室効果ガスの代表的なものに「二酸化炭素」があります。
世界中で二酸化炭素の排出をゼロにすることを目指しており、実際に二酸化炭素ゼロの排出が実現した社会のことを「脱炭素社会」と言います。

日本では2020年の10月に「2050年までに温室効果ガスの排出をゼロにする」という目標を掲げました。
それにより日本でも率先して脱炭素化へ積極的に取り組みを始めたのです。

どうして脱炭素化が注目されているのかというと温室効果ガスの二酸化炭素により地球全体の気温が上昇してしまう「地球温暖化」が加速してしまうからです。地球上の気温が上昇することによって北極の氷が溶けることによる海面上昇や干ばつなどの影響が出ます。
これらはいずれ私たちの生活にも悪影響を与えることになるため、いまから抑制に向けて動き出す必要があるのです。

また、二酸化炭素を発生させるようなエネルギー資源には限界があります。
石炭や石油、天然ガスなどは無限に採れる資源ではないのです。そこでそのようなエネルギー資源に変わるものを日本では確保しようと進めているのです。

このような背景から再生可能エネルギーが注目されています。
再生可能エネルギーとはその名の通り、「再生することのできるエネルギー」のことです。
資源に限界のない、また、エネルギーを作り出すときに排出する二酸化炭素の量も抑えることができるのです。
このような理由から脱炭素化と再生可能エネルギーは大きな繋がりがあると言えるでしょう。

【地熱発電の仕組みを理解しよう！】地熱発電とは

地熱発電とは

再生可能エネルギーの一つに「地熱発電」があります。
そもそも地球の内部はかなり高温の熱が溜まっています。
ただ、通常ではそんな奥底の熱を利用してエネルギーに変えることはかなり難しいのは想像できるでしょう。

しかし、活火山や温泉などの地熱地帯では高温の熱が通常より近い位置に存在します。
日本は世界有数の火山大国です。活動している火山がたくさんあります。
そんな火山熱を利用した地熱発電は日本ならではのエネルギー源なのです。

地熱発電が本格的に開始されたのは1966年。そこから今では東北や九州など日本全国で注目されています。
日本の地熱発電の資源量は世界第三位と言われています。しかし、実際に地熱発電により発電されている電力の量は世界的に見てもかなり少ないのが実情です。注目されてはいるものの、なかなか日本の発電を支えているとは言えないのです。

その理由として地熱発電の開発にお金がかかるというのがあげられます。
地熱とは地下にある地下資源なので、そこから発電に至るまでのコストはかなり高額なものです。
また、地熱発電が可能な地域は日本でも限られています。
火山が活発な地域なので北海道や東北、九州と地方に限られてくるのです。
他にも地熱発電を開発することにより、地域の方からの心配の声があがることも少なくありません。
開発に至るまでに認可の手続きが必要になるなど、課題が多く挙げられています。

【地熱発電の仕組みを理解しよう！】地熱発電の仕組みとは

地熱発電の仕組みとは

地熱発電の方法には二つの種類があります。
一つ目は、フラッシュ方式。
地下から高温の熱水を汲み上げ、蒸気を取り出しタービンを回す方法です。
この高温の熱水は200度以上のものでなければならず、それほどの熱水を汲み上げられる地域でのみできる発電方法です。

熱水が汲み上げられるところまで穴を掘り、気水分離器というもので熱水と蒸気を分けます。
発電に必要なのは蒸気のみですので熱水はそのまま地下へと戻します。

汲み上げた蒸気でタービンを回すことで発電します。
発電し終わった蒸気はゆっくりと冷水に戻し、その後の蒸気の冷却に使用していく流れです。

これはフラッシュ方式の中でもシングルフラッシュ方式と呼ばれるものです。
フラッシュ方式にはダブルフラッシュ方式というものもあります。
シングルフラッシュ方式は蒸気一つで発電しますが、ダブルフラッシュ方式では高圧の蒸気と低圧の蒸気の両方でタービンを回します。
高圧低圧の二つで発電することにより、シングルフラッシュ方式で発電するよりも発電量が多くなるのです。
日本ではシングルフラッシュ方式やダブルフラッシュ方式が主流の方法ですが、海外ではトリプルフラッシュ方式も活用されています。

発電方法のもう一種類はバイナリー発電という方法です。
バイナリー発電はフラッシュ方式よりも低い温度で発電することができます。
地下から地熱を汲み上げそれを利用して二次媒体を温めることで蒸気化し、タービンを回します。
温めることに使用した地熱はそのまま地下へと戻し、タービンを回し終えた二次媒体はまた温められるために蒸発器へ戻されるという仕組みです。

バイナリー発電には温泉バイナリー発電という方法もあります。
高温の温泉が湧き上がるような土地ではその温度を利用して発電し、温度が下がったものはそのまま温泉へと利用されます。

火山も温泉も多い日本だからこそできる発電方法なのです。

【地熱発電の仕組みを理解しよう！】地熱発電の特長とは

地熱発電の特長とは

地熱発電の特長の一つは持続可能エネルギーであるという点です。
石油や石炭は有限の資源で、いつまでもあてにできる燃料ではないのです。
それ比べて地熱発電は半永久的に利用できるエネルギー資源で、海外から輸入する必要もなりません。
地熱が豊富にあるので日本独自で発電することが可能なのです。

また、燃料を必要としないエネルギーでもあります。
火力発電は燃料を燃やすことで発電する方法です。
しかし、地熱発電は地球そのものが燃料のようなもので、他に発電のための燃料は必要ありません。

そして、発電には温室効果ガスの二酸化炭素がほとんど排出されません。
脱炭素の面から見ても地熱発電はメリットが多いのです。

再生可能エネルギーには風力発電や太陽光発電もあります。
しかしそれらは季節や気候の影響を受けてしまうのはデメリットです。
地熱発電は地下から天然の蒸気を汲み上げるので季節や気候に影響されません。

これらの特徴から地熱発電は大きく注目されている再生可能エネルギーなのです。