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地熱発電はどうなのか? [エネルギー]

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地熱バイナリー発電とは

 一般に地熱発電は,温度が150℃以上の地下からの蒸気でタービンを回して発電しますが、もっと温度の低い蒸気でも発電できるように、蒸気の持っている熱を水よりもっと蒸発しやすい流体(例:ペンタン,沸点36℃)に熱交換させてペンタンの蒸気をつくりタービンを回して発電するように工夫したものが「バイナリー地熱発電」です。水とペンタンの二つの流体を利用することから「バイナリー」の言葉が名称に使われています。

  img01.jpg
   二相流(蒸気・熱水)を利用した地熱バイナリー発電の系統

システム導入のメリット

 従来の地熱発電機で利用することができない低温の地熱エネルギーが利用可能です。CO2などの排出が少ないクリーンなエネルギーです。

地熱バイナリー発電システム導入例

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※九州電力株式会社 八丁原発電所

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富士地熱バイナリー発電設備(2,000kW)の販売開始について

1.特長
環境に優しく経済的
(1) 地熱発電は、石油などの化石燃料に比べて二酸化炭素の排出量など環境への負荷が極めて少ない。また、自然エネルギーのなかでも安定的に利用することが可能なエネルギー。
(2) バイナリー発電は、従来使えなかった低温の蒸気や、これまでの地熱発電で利用後地中に戻していた低温熱水を有効活用でき、地熱発電の領域を拡大する。
(3) バイナリー発電で使用する二次媒体は地球温暖化係数が低いノルマルペンタン。
(4) 冷却水を必要としない空気冷却式熱交換器を採用。

2.利用可能な熱源及び適用分野
(1) 地熱利用
  地中の100℃~150℃の蒸気、熱水、高温岩体
(2) 太陽熱利用(図1参照)
  太陽熱により一次媒体(油など)を加熱し、二次媒体(ノルマルペンタン)を蒸発させタービンを駆動

【図1.太陽熱利用】
img_1a.gif

3.ターゲット市場
(1) 新設市場
 東南アジア、豪州、中南米を中心に世界各国で2011~2014年で年間平均160MWの新規建設が期待される。さらに、高温岩体(高温であるが十分に水分が含まれない岩盤)に人工的に水を注入し蒸気を抽出する等の新技術開発により、5~10年以内にバイナリー発電設備容量の飛躍的な増加が見込まれる。
(2) 追加設備市場
 既設の地熱発電設備にバイナリー発電設備を追加設置する。一つは、従来地中に戻していた低温熱水を利用し発電する方法(図2参照)。もう一つは、既設の地熱発電に利用できなくなった低温の減衰井蒸気を利用し発電する方法である。
 フラッシュ発電とバイナリー発電の両方の技術を持つことにより、「地熱エネルギーのトータルソリーション」を提供する。

【図2.追加設備市場】
img_2a.gif

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 原発の代替として、太陽光発電や風力発電は実用的ではないということを繰り返し書かせていただいています。では、地熱発電はどうかというのが今回の記事の主旨です。
 地熱発電は、太陽光や風力とは違い、天候や気象に左右されません。電力の安定供給という面では優れていると思います。でも、問題なのは、地熱という比較的温度の低い熱源を使って発電を行うという点です。いくら熱源が地熱という燃料代の要らないものであっても、熱源の温度が低いと、熱効率がよくありません。これは、おなじ電力を取り出す場合に、多くの温水を必要とすることを意味します。
 最近は、高温の水蒸気を発生できない場合も、水よりも沸点の低い二次媒体(ペンタンなど)を使用するバイナリー発電が実用化されているそうです。これによって、温泉のお湯を使った小規模な地熱発電なども実用化される可能性があります。技術の進歩によって、小規模な地熱発電が沢山設置される可能性はあるのだろうと思われます。

 地熱発電は、太陽光や風力に比べたら、電力の安定供給という面では優れています。しかし、熱源の温度が火力と比べると低いので、設備あたりの発電容量が大きくできないという欠点があるのです。地熱発電で原発の代替を考えるのは、長期的には可能かも知れませんが、いまある原発を早期に廃止するには、発電容量の面で考えると難しいのではないかと言わざるを得ません。

 例えば、原発一基の出力が100万kWとします。これを出力2000kWの地熱バイナリー発電で代替しようと考えると、500箇所の地熱発電所が必要になります。もし、原発20基分の電力2000万kWを地熱バイナリー発電設備に置き換えようと考えると、10000箇所の地熱発電所を建設しないといけません。いくら日本が火山列島だと言っても、国内に10000箇所の地熱発電所を作るとなると、そう簡単な話ではないと私は思います。

(by 心如)


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コメント 10

旅爺さん

これからは太陽熱や地熱に風力発電などが増えるでしょうね。
by 旅爺さん (2012-04-23 10:34) 

心如

旅爺さん、コメントを頂きありがとうございます
 石油が値上がりし、エネルギーコストが高騰してくれば、いままでは実用化しても採算が取れないといわれていたものが、採算が合うので普及する可能性はあると思います。問題は、いろんなものが値上がりしても、国民の収入は一向に増えないということでしょうか…^^;
by 心如 (2012-04-23 16:12) 

iruka

日本って 優秀な技術を持っていて
その 技術を生かしきれてないのが
もったいと 思う時があります。
話しは 変わりますが
 はやぶざ 東京スカイツリー
日本技術の結晶ですね。
by iruka (2012-04-23 21:39) 

BPノスタルジックカーショー

おあようございます。

これからはこちらでしょうね!!
by BPノスタルジックカーショー (2012-04-24 04:50) 

心如

irukaさん、コメントを頂きありがとうございます
 優秀な技術が必ずしも人間の幸福を実現するとは限らない場合もあるので、先端技術もいいのですが、伝統的なものの考え方も大事にして欲しいと思うのですが…^^;
by 心如 (2012-04-25 06:48) 

心如

BPノスタルジックカーショーさん、コメントを頂きありがとうございます
 原発に比べたら、燃料代も要らないし、使用済み核燃料という厄介なゴミも出ません。そういう意味では、地熱バイナリ―発電は優れた特性を持っています。でも、設備当たりの発電容量が小さいというのも事実なのですが…
by 心如 (2012-04-25 06:53) 

旅爺さん

産めよ増やせよ、子ども手当の増額、学校無料化など子供に対して寛大ですが、会社は皆海の外に・・・子供が大きくなった時何処で働くんでしょうね。
大卒もリストラが無い公務員狙いで安全サイドを考える人が増えてますね。
この先どうなるのかって・・・地球自体が氷河期に向かいつつあるとか・・・
by 旅爺さん (2012-04-27 09:49) 

心如

旅爺さん、コメントを頂きありがとうございます
 世の中がだんだん棲み難くなってきているような… 個人の幸福を追求した結果が、社会的な不幸を招いているような感じがしてなりません。
by 心如 (2012-04-27 09:59) 

旅爺さん

GWは思い切り精一杯楽しんで下さいね~♪
by 旅爺さん (2012-04-29 13:44) 

心如

旅爺さん、コメントを頂きありがとうございます
 趣味のプログラミン愚をやっております。
http://xyzan-02.blog.so-net.ne.jp/2012-04-24-1
by 心如 (2012-04-29 15:07) 

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