強化型地中熱利用システム

EGS(Enhanced Geothermal System)とは、天然の地下水がないところでも電気エネルギーを作ることができる地熱発電システムである。長い間、地熱は高温の岩石や地下水、岩石の割れ目などが一カ所にまとまって存在する場合にしか生産することができませんでした。今、この電源の新しい取り方が生まれつつあるのです。エネルギーとして利用できる可能性のある地域は、人が手を加えることでエネルギーが利用できるようになります。そのためには、地下水や岩盤の割れ目(フラクチャーネットワーク)が必要です。強化型地熱システムは、活発なプレート境界のような通常の地熱地域から、アメリカ西部のようなあまり活発でない地域まで、地熱エネルギーを利用することを可能にします。

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強化型地中熱利用システム

プロセス・開発

  1. 土地の測量が必要
    • 地下の岩石の[温度]はどのくらいなのか?
    • は、良好なフラクチャーネットワークがあるか?
    • は、自然にそこにある水なのでしょうか?
    • EGSを実用化するために必要なもの
  2. 必要なシステム変更を行う

まず高温の岩盤に到達するために、地表から1000メートルもの深さに慎重に穴を掘らなければならない。その際、井戸と井戸の間に熱がこもることがないよう、40メートル以内に井戸を設置することはできません。そして、フラクチャーネットワークを形成し、エネルギー生産に利用するために、科学的に決められた速度で水を穴に流し込む。フラッキングや水圧による亀裂の強制的な再開によって亀裂が生じ、地表ではほとんど感じられない小さな地震動が発生する。十分な亀裂ができると、加熱された水は生産井から発電所に送られ、選ばれたエネルギー抽出プロセスで使用され、再び循環させることができるようになる。水が生産井の方向に流れる可能性を高めるために、マイクロホールアレーを掘削し、エネルギー生産のための正しい経路で亀裂が接続される確率を高くすることができる。この穴は幅4インチ以下で、水を加える井戸と水を取り出す井戸から伸びている。

  1. 発電所の運転・保守

グリーンエネルギー

オールドウェルリサイクル

地熱システムは、古い石油やガスの井戸を地熱用に再利用することでも強化できます。これらの井戸を熱採掘用に変更することは、新しい穴を掘るよりも安く済みます。これらの井戸は、水と熱源が物理的に接触することはありません。この井戸は、大きな筒と小さな筒の2つでできています。大きい方の筒の中に小さい方の筒が入り、そこから熱を持った水が汲み出される。内側のパイプの内張りと外側のパイプの間に水を入れる。高温の岩石と直接接触しないため、また断熱材がないため熱損失があり、エネルギー出力は通常の地熱システムほど高くはない。

温室効果ガス排出量

このエネルギー形態は、「最も環境に優しい」代替エネルギーの1つであると言う人もいます。地熱発電の3つの方法のうち、フラッシュスチームとドライスチームの2つは、化石燃料が排出する温室効果ガスの7%未満しか排出しないという研究結果があります。3つ目の方法は、クローズドバイナリーサイクルシステムと呼ばれ、温室効果ガスをほぼゼロにするものです)。EGSで最も排出量が多いのは、ディーゼル燃料で駆動するドリルの場合です。EGSのライフサイクル分析の研究によると、この問題を解決するには、ドリルを電力網に接続し、GEP発電所が人間の健康、気候変動、生態系の質に与える影響を最小限に抑えることが必要です。また、地熱エネルギーシステムは天候の変化に左右されないため、一定のエネルギー出力でより信頼性の高いエネルギーであると支持者は主張しています。

米国の関与

米国は世界最大の潜在的地熱エネルギー資源を有しているが、その総エネルギー使用量(150億kWh)のうち、GEPによるものはわずか4%である。カリフォルニア州は、地熱エネルギーを利用している9つの州の中で、地熱ヒートポンプの数が最も多い州です。ハワイは電力の20%を地熱発電所から得ている。地熱エネルギーに関する知識はあまり知られていない。そのため、研究開発のための資金を得るのが非常に難しい。また、開発者は公有地での掘削許可や、連邦政府と外部利害関係者の両方からの資金調達に苦労していることが知られている。しかし、EGSを試験段階から脱却させるために、上院で承認された2つのプロジェクトがある。

1990年には、この産業を発展させるためのインセンティブを生み出すための立法が行われた。2005年のエネルギー法、2007年のエネルギー自立・安全保障法では、発行された税額控除や上院が支援する研究開発プログラムの創設などが試みられている。

質問と回答

Q: 強化地熱システム(EGS)とは何ですか?


A: 強化型地熱システム(EGS)とは、地下水がない場合でも電気エネルギーを生産できる地熱エネルギーシステムです。

Q: 従来の地熱発電システムがエネルギーを生産するためには何が必要ですか?


A:従来の地熱エネルギーシステムでは、エネルギーを生産するために、高温の岩石、地下水、岩石の亀裂が一箇所にまとまっている必要がありました。

Q: 強化型地熱システムの利点は何ですか?


A: 強化型地熱システムは、地下水や岩石の割れ目などの自然資源がない地域でも地熱エネルギーを生産することを可能にします。これにより、地熱エネルギーを生産できる地域が広がります。

Q: 強化型地熱発電システムは、地下水源がない地域でも利用できますか?


A: はい、強化地熱システムは、地下水源のない地域でも使うことができます。

Q: 強化地熱システムを使えるようにするために、人間が手を加えなければならないことは何ですか?


A: 強化地熱システムに使える地域は、地下水や岩石の割れ目のネットワーク、あるいはその両方を含むように、人 によって手を加えられる必要があるかもしれません。

Q: 強化地熱システムは、通常の地熱地域以外のどこで使うことができますか?


A: 強化地熱システムは、プレート境界のような通常の地熱地域以外の、アメリカ西部のようなあまり活発でない 地域でも使うことができます。

Q: 強化地熱システムでは何ができるのですか?


A: 強化地熱システムは電気エネルギーを生産することができます。

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