第５４回「脱原発まず「地熱」で‐世界でも恵まれた火山資源を使わない手はない」

Thursday June 30th, 2011

　原子力発電所は平均的に電気出力は１基１００万ＫＷとみなせる。１００万ＫＷは１ＧＷ（ギガワット：ギガ＝１０の９乗）とも呼ばれるから、単位としてはＧＷを用いると便利だ。というのは原発何基分と直感的に捉えることができるからで、例えばフィリピンでは２ＧＷの電力を地熱から得ているということは、原発２基分の電力を地熱が供給しているということになる。

　日本は世界に名だたる火山立国。これまで火山は恐ろしい災害の元凶とみなされてきた。最近では雲仙普賢岳の大火砕流。１７０７年の富士山の宝永大噴火では江戸は火山灰に襲われ昼なお暗く、濡れ手拭いをマスクにローソクを灯し歩いた。この記録は新井白石の「折たく柴の木」に詳しい。仮に今このような災害が関東地方を襲ったら、超微細加工をベースとする現在のハイテク産業は壊滅的な被害を受ける。

　一方、火山は日本人にとって恩恵をもたらしている。まず、多くの国立公園にみられるような美しい景観、それに温泉。地質学・考古学的な時計すら用意してくれる。日本列島全域を覆うような広域火山灰（テフラ）の層が地層中に見つかれば、噴火の記録からその時代を特定することができる。「テフロクロノジー」と呼ばれる。

　例えば、宮沢賢治も土壌学の分野から注目したオレンジ色で目立つ粘土層「アカホヤ」。これは６３００年前の証拠だ。九州南の鬼界（島）火山の噴火によるものだ。数ミリの中空ガラス球の割れた破片でできている層「アイラＴｎ」が見つかれば、そこは約７万２千年前だ。起源は鹿児島湾北半分を占める姶良火山の噴火。

　ちょっと横道に逸れたが、これらの力の源は火山の下にうごめく高温のマグマ。マグマの熱は、地表からしみ込んでくる大量の水を熱し、熱水や水蒸気を作り出す。我が国ではこのような熱水や水蒸気が地下の割れ目に充満している所がある。これを地上に取り出して発電機のタービンを回転させようというのが地熱発電である。

　ここでのキーワードは地溝（グラーベン）や大規模カルデラ。陥没した場所である。別府湾から九州を横断し橘湾に至る大分・島原地溝帯、霧島から鹿児島湾に抜ける地溝帯。実は九州での若い火山はここに分布し、地熱地帯を形成しており、九州の地熱発電所（日本最大の八丁原0.11ＧＷ、山川・大霧それぞれ0.05ＧＷなど）がここに立地している。

　地熱発電の最大の特徴は、他の自然エネルギー発電と比べて設備稼働率が高く、安定したエネルギー源ということである。太陽光発電では１５％、風力発電では２０％しかない設備稼働率が地熱発電では７０％を越している。

　太陽光で１ＧＷの発電所を作るためには、山手線の内側を太陽電池で埋め尽くす必要がある。それでも実際に取り出せるエネルギーは１５％でしかない。これは極めて不効率だ。

　筆者はかつて八丁原発電所を訪ねたことがある（九州電力と北海道電力はなぜか地熱発電所とは言わない）。熱水は、近くの山の反対側の地下から取り出していた。数ｋｍ以上の傾斜掘りである。そのために本来は石油掘削のためのＯＤＥＣＯ社の巨大なリグが動いていた。

　かつて１６０℃あった熱水の温度が一部井戸で１３０℃へと下がったため、ペンタンを媒体としたバイナリー発電の準備がなされていた。熱水からの蒸気で直接タービンを回すのではなく、その熱でペンタンやアンモニアなど低沸点の媒体を気化させ、その圧力でタービンを回転させるのがバイナリー発電。その後オーマット社（イスラエル）製の装置が導入され、２０００ＫＷの発電が開始された。バイナリー発電は１００℃台の熱水からでも効率良くエネルギーを取り出すことができ、今後の地熱開発の目玉技術だ。

　目玉といえば、高温の温泉水で発電しようという動きもある。草津温泉ではすでに小規模な発電システムが稼働している。パナソニックは熱電素子を利用した「熱発電チューブ」を試作している。長さ１０ｃｍのチューブに温泉水を流して1.3Ｗの発電に成功したという。

　富士電機システムズでは、世界最大出力１基0.14ＧＷの発電装置をニュージーランドのナ・アク・プルア地熱発電所に納入した実績を持つ。地熱発電装置では日本のメーカーの世界シェアは７０％。道具は揃っている。

　一方、日本の潜圧地熱エネルギーは３３ＧＷといわれているが、国立公園規制や温泉地との対立などで開発可能量は１５ＧＷ。それにしてもわが国の原発５０基中の１５基分はまず地熱で賄える。さらに開発中の高温岩体発電などが実用化されれば、地熱で全原発を代替するのは夢ではなくなる。

（多摩大学名誉教授　那野比古）