(57)【要約】【課題】高温岩体発電において、熱伝達媒体の回収率が高く発電効率の高い発電を行うと共に二酸化炭素を地層中に固定化・貯留させることを可能とする。【解決手段】高温岩体地盤に掘削された注入井１ａ及び生産井１ｂと、注入井１ａに熱伝達媒体としての水を注入する高圧ポンプ３と、注入井１ａに熱伝達媒体としての二酸化炭素を含むガス１０を注入するガスコンプレッサー４と、高温岩体地盤の熱によって加熱され生産井１ｂから回収される熱伝達媒体を熱水と蒸気とに分離するセパレータ５と、セパレータ５によって分離された蒸気を用いて発電を行う発電機６とを有し、セパレータ５によって分離された熱水を注入井１ａから高温岩体地盤に再度注入するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温岩体地盤に掘削された少なくとも一本の注入井に少なくとも二酸化炭素を含む熱伝達媒体を注入し、前記高温岩体地盤中の成分との反応によって前記高温岩体地盤中の地熱貯留層の縁辺部において前記二酸化炭素の一部を固定化させて前記熱伝達媒体の漏洩を防止しながら、前記高温岩体地盤に掘削された少なくとも一本の生産井から前記高温岩体地盤の熱によって加熱された前記熱伝達媒体を回収し、回収した前記熱伝達媒体を利用して発電を行い、前記発電に利用した後の前記熱伝達媒体を前記注入井から前記高温岩体地盤に再度注入することを特徴とする地熱発電方法。
【請求項２】
高温岩体地盤に掘削された少なくとも一本の注入井及び少なくとも一本の生産井と、少なくとも二酸化炭素を含み前記高温岩体地盤中の成分との反応によって前記高温岩体地盤中の地熱貯留層の縁辺部において前記二酸化炭素の一部を固定化させると共に前記高温岩体地盤の熱エネルギーを伝達する熱伝達媒体と、前記注入井に前記熱伝達媒体を注入する注入装置と、前記高温岩体地盤の熱によって加熱され前記生産井から回収される前記熱伝達媒体を利用して発電を行う発電機とを有し、前記発電に利用された後の前記熱伝達媒体を前記注入井から前記高温岩体地盤に再度注入することを特徴とする地熱発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地熱発電方法並びにシステムに関する。さらに詳述すると、本発明は、二酸化炭素の大規模排出源と組み合わせて用いて好適な地熱発電方法並びにシステムに関する。
【０００２】
本明細書において、高温岩体地盤とは、地下のマグマの熱により高温でありながら水分が少ない岩盤のことをいう。
【背景技術】
【０００３】
従来の地熱発電方法としては、地下の高温岩体地盤に複数の坑井を掘削し、この複数の坑井のうちの一部の坑井から水を注入し、この水が高温岩体地盤の割れ目を通る間に地盤の熱により加熱されて生成される熱水や蒸気を別の坑井から回収して発電に利用する方法がある。この場合には、回収された熱水は坑井を通してまた高温岩体地盤へ送り込まれ、注入側の坑井と回収側の坑井とを通して地上と地下の高温岩体地盤との間で水を熱伝達の媒体とした循環系が形成されて地下の高温岩体地盤の熱を地上に取り出すことができる（非特許文献１）。
【０００４】
また、化石燃料の使用に伴って大気中の二酸化炭素（ＣＯ２）等の温室効果ガスの濃度が増加することによる地球温暖化が懸念されている。そして、地球温暖化防止のための手段として二酸化炭素を地層中に固定化して貯留させるプロジェクトが国内外で進行している（非特許文献２）。諸外国並びにわが国においても、二酸化炭素地中貯留候補として石炭火力発電所やセメント工場など二酸化炭素の大規模排出源近傍で主として砂岩層である帯水層に二酸化炭素を貯留させる案即ち帯水層地中貯留が有望である。
【０００５】
【非特許文献１】財団法人電力中央研究所：未利用地熱資源の開発に向けて−高温岩体発電への取り組み−，電中研レビュー，No.４９，２００３年３月．
【非特許文献２】Ｗorking  Ｇroup III  of  the  Ｉntergovernmental  Ｐanel  on  Ｃlimate  Ｃhange［Ｍetz，Ｂ．et al．］：ＩＰＣＣ  Ｓpecial  Ｒeport  on  Ｃarbon  Ｄioxide  Ｃapture  and  Ｓtorage，Ｃambridge  Ｕniversity  Ｐress，Ｃambridge，Ｕnited  Ｋingdom  and  Ｎew  Ｙork，ＮＹ，ＵＳＡ，４４２pp．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非特許文献１の地熱発電方法では、坑井から熱伝達媒体として高温岩体地盤に注入した水の回収率が２５％程度しかなく、発電効率が低いという問題がある。なお、水の回収率は、回収された蒸気・熱水の総重量を注入した水の総重量で除したものである。
【０００７】
また、地球温暖化防止の観点から効率的に二酸化炭素を地層中に固定化・貯留させる方法が必要とされている。
【０００８】
そこで、本発明は、熱伝達媒体の回収率が高く発電効率の高い高温岩体発電を行うと共に二酸化炭素を地層中に固定化・貯留させることができる地熱発電方法並びにシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するため、請求項１記載の地熱発電方法は、高温岩体地盤に掘削された少なくとも一本の注入井に少なくとも二酸化炭素を含む熱伝達媒体を注入し、高温岩体地盤中の成分との反応によって高温岩体地盤中の地熱貯留層の縁辺部において二酸化炭素の一部を固定化させて熱伝達媒体の漏洩を防止しながら、高温岩体地盤に掘削された少なくとも一本の生産井から高温岩体地盤の熱によって加熱された熱伝達媒体を回収し、回収した熱伝達媒体を利用して発電を行い、発電に利用した後の熱伝達媒体を注入井から高温岩体地盤に再度注入するようにしている。
【００１０】
また、請求項２記載の地熱発電システムは、高温岩体地盤に掘削された少なくとも一本の注入井及び少なくとも一本の生産井と、少なくとも二酸化炭素を含み高温岩体地盤中の成分との反応によって高温岩体地盤中の地熱貯留層の縁辺部において二酸化炭素の一部を固定化させると共に高温岩体地盤の熱エネルギーを伝達する熱伝達媒体と、注入井に熱伝達媒体を注入する注入装置と、高温岩体地盤の熱によって加熱され生産井から回収される熱伝達媒体を利用して発電を行う発電機とを有し、発電に利用された後の熱伝達媒体を注入井から高温岩体地盤に再度注入するようにしている。
【００１１】
したがって、この地熱発電方法並びにシステムによると、発電機と地下の高温岩体地盤との間で二酸化炭素を含む媒体を熱伝達媒体とする循環系を形成することにより、地下の高温岩体地盤の熱が取り出されると共に二酸化炭素の一部が地層中に固定化される。
【００１２】
また、地層中に注入された二酸化炭素の一部が固定化することにより、高温岩体地盤中の地熱貯留層の縁辺部に固化層が形成される。
【００１３】
なお、本発明において、注入井とは、高温岩体発電において熱伝達媒体を地下の高温岩体地盤に到達させるための坑井をいう。また、生産井とは、高温岩体発電において地下の高温岩体地盤の熱によって加熱された熱伝熱媒体を地上に回収するための坑井をいう。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の地熱発電方法並びにシステムによれば、地下の高温岩体地盤の熱を取り出すと共に二酸化炭素の一部を地層中に固定化するようにしているので、新たに二酸化炭素を発生させることなく、さらに言えば二酸化炭素を地中貯留させながらエネルギーを生み出すことが可能であり、自然環境負荷軽減とエネルギー創出とを両立させることができる。
【００１５】
しかも、地層中に注入された二酸化炭素の一部が固定化することにより、高温岩体地盤中の地熱貯留層の縁辺部に固化層が形成され、高温岩体地盤の熱エネルギーを取り出すために高温岩体地盤に注入する熱伝達媒体の漏洩を防止して熱伝達媒体の回収率を高めることが可能であるので、発電効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１に、本発明の地熱発電方法並びにシステムの実施形態を示す。この地熱発電方法は、高温岩体地盤に掘削された注入井１ａに二酸化炭素を含む熱伝達媒体を注入し、高温岩体地盤中の成分との反応によって高温岩体地盤中の地熱貯留層１４の縁辺部において二酸化炭素の一部を固定化させて熱伝達媒体の漏洩を防止しながら、高温岩体地盤に掘削された生産井１ｂから高温岩体地盤の熱によって加熱された熱伝達媒体を回収し、回収した熱伝達媒体を利用して発電を行い、発電に利用した後の熱伝達媒体を注入井１ａから高温岩体地盤に再度注入するようにしている。
【００１８】
上記地熱発電方法は、本発明の地熱発電システムとして実現される。本実施形態の地熱発電システムは、高温岩体地盤に掘削された注入井１ａ及び生産井１ｂと、注入井１ａに熱伝達媒体としての水を注入する高圧ポンプ３と、注入井１ａに熱伝達媒体としての二酸化炭素を含むガス１０を注入するガスコンプレッサー４と、高温岩体地盤の熱によって加熱され生産井１ｂから回収される熱伝達媒体を熱水と蒸気とに分離するセパレータ５と、セパレータ５によって分離された蒸気を用いて発電を行う発電機６とを有し、セパレータ５によって分離された熱水を注入井１ａから高温岩体地盤に再度注入するものである。
【００１９】
（１）坑井の掘削
本発明では、高温岩体発電を行う地域の地層２の地熱貯留層１４に複数の坑井１ａ，１ｂを掘削する。ここで、本発明は二酸化炭素を利用して高温岩体発電を行うものであるので、石炭火力発電所やセメント工場等の二酸化炭素の大規模排出源の近傍に坑井を掘削し、二酸化炭素の大規模排出源から排出される二酸化炭素を用いることが好ましい。
【００２０】
本実施形態では、地層２に掘削される複数の坑井１ａ，１ｂのうち、坑井１ａを注入井とし、坑井１ｂを生産井とする。なお、注入井も生産井も複数設けても良い。
【００２１】
坑井１ａ，１ｂの掘削深度は、発電機６を機能させるために必要とされる温度が坑底の熱によって確保される深度であれば良く、具体的には、坑底の温度が概ね１５０℃以上となる深度であれば良い。
【００２２】
なお、日本は火山列島であり、諸外国に比べて地下浅部で地熱発電が可能な高温状態となる地域が多い。地熱発電可能な地下の温度を１５０℃とし、現実的な坑井掘削可能な深度を３０００ｍとすると、地温勾配５０℃／ｋｍ以上の地域で地熱発電が可能である。
【００２３】
また、坑底付近の地層は熱伝達媒体の地中貯留に適した地層であることが望ましく、例えば、間隙率が数％以上で浸透率が数十ミリダルシー以上であることが望ましい。
【００２４】
なお、帯水層地中貯留は間隙率及び浸透率の高い砂岩を一般に対象としているが、地層の間隙率や浸透率が小さい場合には坑井に高い水圧をかけることによって地層内に亀裂を発生させ、即ち水圧破砕を行って間隙率や浸透率を向上させ導通状態を改善して坑底付近で坑井間の導通を確保するようにしても良い。したがって、本発明は、砂岩地層に限らず、火山岩や花崗岩等の分布地域でも適用可能である。
【００２５】
また、地上の坑口から坑底付近までの坑井１ａ，１ｂの周囲は、熱伝達媒体の漏洩を防ぐために例えばセメンチングを施したケーシング２６で覆われる。
【００２６】
（２）二酸化炭素を含む熱伝達媒体の注入井への注入
本実施形態では、熱伝達媒体として、水１１と、二酸化炭素排出源８から排出される二酸化炭素を含むガス１０とを用いる。
【００２７】
また、本実施形態では、注入井１ａに熱伝達媒体としての水１１を注入する注入装置として高圧ポンプ３を用いる。そして、貯水槽７に溜められた水１１を、配管を介して高圧ポンプ３に送り、高圧ポンプ３によって注入井１ａ内に圧入する。
【００２８】
さらに、注入井１ａに熱伝達媒体としてのガス１０を注入する注入装置としてガスコンプレッサー４を用いる。そして、二酸化炭素排出源８から排出されるガス１０を、配管を介してガスコンプレッサー４に送り、ガスコンプレッサー４によって圧縮して注入井１ａ内に圧入する。なお、貯水槽７と高圧ポンプ３との間の配管に、これらの間における水１１の流通と遮断とを制御するためのバルブ２０が設けられている。
【００２９】
本実施形態の熱伝達媒体としてのガス１０は少なくとも二酸化炭素を含むものであれば良く、二酸化炭素以外の成分を含むガスであっても構わない。好ましくは二酸化炭素濃度が高いガスである。なお、本発明における二酸化炭素排出源８としては石炭火力発電所やセメント工場が考えられ、石炭火力発電所の場合は排出されるガス１０の主成分は窒素（Ｎ２）と二酸化炭素であり、二酸化炭素の濃度は概ね１５％程度である。
【００３０】
そして、本実施形態のように二酸化炭素排出源８から排出されるガス１０をそのまま用いる場合には、ガス１０から二酸化炭素を分離・回収する必要がないので、地熱発電システムの構成が簡単になると共にコストを抑えることができる。
【００３１】
本実施形態では、熱伝達媒体として水１１とガス１０とを注入井１ａに注入するために、高圧ポンプ３からの水１１の排出配管とガスコンプレッサー４からのガス１０の排出配管とが合流して注入井１ａへの流入配管が設けられる。そして、高圧ポンプ３からの排出配管に高圧ポンプ３と配管の合流地点との間における水１１の流通と遮断とを制御するためのバルブ２１が設けられると共に、ガスコンプレッサー４からの排出配管にガスコンプレッサー４と配管の合流地点との間におけるガス１０の流通と遮断とを制御するためのバルブ２２が設けられる。さらに、配管の合流地点と注入井１ａの坑口との間の配管にこれらの間における水１１及びガス１０の流通と遮断とを制御するためのバルブ２３が設けられる。
【００３２】
そして、ガス１０と水１１とを注入井１ａに注入する場合には、ガス１０と水１１とを交互に注入する。具体的には、高圧ポンプ３からの排出配管のバルブ２１を閉じると共に、ガスコンプレッサー４からの排出配管のバルブ２２並びに注入井１ａへの注入配管のバルブ２３を開け、二酸化炭素排出源８から排出されるガス１０をガスコンプレッサー４によって圧縮して注入井１ａに圧入する（図１において符号１３で示す流体の流れ）。
【００３３】
続いて、注入井１ａへの注入配管のバルブ２３を閉じ、ガスコンプレッサー４からの排出配管のバルブ２２を閉じると共に、貯水槽７からの排出配管のバルブ２０並びに高圧ポンプ３からの排出配管のバルブ２１を開け、次いで注入井１ａへの注入配管のバルブ２３を開けることにより、貯水槽７内の水１１を高圧ポンプ３によって注入井１ａ内に圧入する（図１において符号１３で示す流体の流れ）。これにより、注入井１ａに先に注入されたガス１０が地層２中の高温岩体地盤の地熱貯留層１４に押し込められる。
【００３４】
以降、同様にしてガス１０と水１１とを交互に注入井１ａに注入する。なお、ガス１０と水１１との圧入の切り換えの間隔は、地熱貯留層１４の想定される二酸化炭素貯留可能量や熱伝達媒体の回収率やガス／水比に対する水中の二酸化炭素飽和度などに基づいて適宜設定される。具体的には例えば、ガス／水比を１とした場合には１時間で３０トンの水１１の注入と１時間で３０トンのガス１０の注入とを切り換えて行うことなどが考えられる。なお、二酸化炭素貯留可能量は主に地熱貯留層１４の体積及び空隙率から決まる。
【００３５】
なお、技術的に可能であれば、熱伝達媒体としての二酸化炭素を含むガス１０と水１１とを同時に注入するようにしても良い。
【００３６】
（３）地層中における二酸化炭素の固定化
注入井１ａを通って地下の高温岩体地盤に注入されたガス１０に含まれる二酸化炭素の一部は高温岩体地盤の割れ目を流動しながら地熱貯留層１４を形成する。なお、ガス１０に含まれる二酸化炭素は、地熱貯留層１４内では超臨界状態若しくは水に溶けた状態（ＨＣＯ３−やＨ２ＣＯ３やＣＯ３２−）で存在する。
【００３７】
また、二酸化炭素の他の一部は地層２中に元から存在するカルシウム（Ｃａ）と化学式１，２，３に示す反応をすることによって炭酸塩（具体的には方解石）や粘土鉱物（具体的にはカオリナイト）として固定化される。なお、化学式３において、ＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８は斜長石であり、ＣａＣＯ３は方解石であり、Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４はカオリナイトである。
【００３８】
（化１）ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２ＣＯ３
（化２）Ｈ２ＣＯ３→Ｈ＋＋ＨＣＯ３−
（化３）ＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８＋Ｈ＋＋ＨＣＯ３−＋Ｈ２Ｏ
→ＣａＣＯ３＋Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４
【００３９】
なお、化学式３の左辺即ち斜長石が溶ける反応は、坑井（本実施形態では注入井１ａ，生産井１ｂ）近傍で生じ易い。また、化学式３の右辺即ち炭酸塩や粘土鉱物として固定化する反応は、二酸化炭素を含んだ流体のカルシウム濃度の増加及び流速の低下のために坑井から離れるに従って即ち地熱貯留層１４の縁辺部で進行し易い。
【００４０】
二酸化炭素の一部は地熱貯留層１４の上部で固定化してキャップロック１５として機能する。すなわち、キャップロック１５として二酸化炭素の地上への漏洩を防ぐ自己シール機能を発揮する。
【００４１】
また、二酸化炭素の一部は地熱貯留層１４の側方縁辺部で固定化して固定化層１６を形成する。
【００４２】
このように、注入井１ａから熱伝達媒体として注入される二酸化炭素の一部は地熱貯留層１４の縁辺部で固定化し高温岩体地盤の割れ目を塞いで地熱貯留層１４を密封する機能を発揮するので、注入井１ａから注入される熱伝達媒体の地熱貯留層１４からの漏洩を防いで通常の高温岩体発電よりも回収率を高めることができる。これにより、二酸化炭素を地層中に固定化・貯留させることができると共に発電効率を高めることができる。
【００４３】
（４）地層中における水の高温化
注入井１ａから熱伝達媒体として注入される水１１は、地熱貯留層１４の高温岩体地盤の割れ目を通る間に岩体の熱によって加熱されて熱水になる。この熱水は、貯留や固定化に寄与しなかった二酸化炭素及びガス１０に含まれる二酸化炭素以外の成分例えば窒素と共に生産井１ｂから回収される。
【００４４】
なお、帯水層地中貯留では二酸化炭素を地下に封じ込めて地上に漏れないようにすることが重要とされる。この点について、本発明では、地熱貯留層１４の周囲にキャップロック１５及び固定化層１６が形成されるので、二酸化炭素は生産井１ｂを通って地上に回収されると考えられる。すなわち、地上に到達する二酸化炭素の管理を容易に行うことができるので、地上への二酸化炭素の漏洩即ち大気中への二酸化炭素の放出を防止して自然環境への負荷を抑制することができると共に帯水層地中貯留において想定される二酸化炭素漏洩対策のためのコストの低減を図ることができる。
【００４５】
（５）発電
そして、生産井１ｂから回収される熱伝達媒体である熱水、超臨界状態若しくは水に溶けた状態の二酸化炭素及び蒸気を利用して発電を行う。本実施形態では、セパレータ方式を用いて発電を行う。
【００４６】
本実施形態のように二酸化炭素排出源８から排出されるガス１０を熱伝達媒体として高温岩体地盤に注入する場合には、窒素を主とする大量のガスが熱水と共に生産井１ｂから回収される（図１において符号１７で示す流体）。
【００４７】
生産井１ｂから回収される流体１７は、セパレータ５によって、窒素及び水蒸気を主成分とする蒸気１８と、二酸化炭素を一部含む熱水１９とに分離される。そして、分離した蒸気１８を蒸気タービンを有する発電機６に送って発電を行う。なお、流体を気体と液体とに分離するセパレータ自体は周知の技術であるのでここでは詳細については省略する。本実施形態では、遠心式セパレータが用いられる。また、図１において符号２４は、生産井１ｂの地上の坑口とセパレータ５との間の配管に設けられ、生産井１ｂを介して回収される熱伝達媒体１７のセパレータ５への流入を制御するためのバルブをあらわす。
【００４８】
なお、二酸化炭素の一部は地熱貯留層１４の縁辺部で固定化するので、注入井１ａから地層２に注入されるガス１０と比べて蒸気１８の二酸化炭素濃度は低下している。そのため、排ガスに係る二酸化炭素濃度の環境基準値を超えていない場合には発電機６において発電に用いられた後の蒸気１８はそのまま大気中に放出されるようにしても構わない。また、二酸化炭素濃度が環境基準値は超えていないものの大気中にそのまま放出することが好ましくない場合や環境基準値を超えている場合には、発電に用いられた後の蒸気１８はガスコンプレッサー４に送られて注入井１ａから地層２に再度注入されるようにしても良い。
【００４９】
一方、セパレータ５によって分離された熱水１９は高圧ポンプ３に送られて注入井１ａから地層２の高温岩体地盤に再度注入される。なお、図１において符号２５は、セパレータ５と高圧ポンプ３との間の配管に設けられ、セパレータ５で分離された熱水１９の高圧ポンプ３への流入を制御するためのバルブをあらわす。
【００５０】
そして、生産井１ｂから回収された熱水１９が注入井１ａから熱伝達媒体として注入される水として用いられる場合には、貯水槽７からの排出配管のバルブ２０が閉じられて貯水槽７からの水１１の供給が抑制される。すなわち、地熱発電システムの稼働初期においては貯水槽７から供給される水１１のみが高圧ポンプ３によって注入井１ａに注入され、セパレータ５からの熱水１９の供給が開始された後はセパレータ５から供給される熱水１９のみでは熱伝達媒体として注入する水の量が充分ではない場合に貯水槽７から水１１が供給される。
【００５１】
以上述べた地熱発電システムによれば、注入井１ａと生産井１ｂとを介して地上と地下の地熱貯留層１４との間で水及び二酸化炭素を熱伝達媒体とする循環系が形成され、地下の高温岩体地盤の熱が地上に取り出される。さらに、熱伝達媒体に含まれる二酸化炭素のうちの一部が地熱貯留層１４の周囲に固定化される。またさらに、地熱貯留層１４の周囲に固定化した二酸化炭素がバリアとなって地熱貯留層１４からの熱伝達媒体の漏洩が防止され熱伝達媒体の回収率が高まる。これにより、自然環境改善効果が発揮されると共に発電効率が高まる。
【００５２】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、本実施形態では、熱伝達媒体に含ませる二酸化炭素として石炭火力発電所等の二酸化炭素排出源８から排出されるガス１０に含まれる二酸化炭素を用いる場合を前提とした例について説明したが、これに限られるものではなく、従来型の地熱発電所から放出される蒸気に含まれる二酸化炭素を用いるようにしても良い。従来型の地熱発電所では、地下に元々存在する熱水や蒸気を用いて発電を行い、発電後の熱水は冷却後に注入井に注入され、蒸気は大気中に放出されている。この蒸気には高濃度の二酸化炭素が一般に含まれているので、この蒸気を回収して注入井に注入するようにすれば、本実施形態の地熱発電システムと同様の作用並びに効果を発揮する発電システムを構成することができる。そして、既存の地熱発電所においては複数の坑井が既に採掘されているために本発明を容易に実施することができるという利点がある。
【００５３】
また、本実施形態では、熱伝達媒体として水と二酸化炭素を含むガスとを用いる例について説明したが、これに限られるものではなく、分離・回収した二酸化炭素を用いるようにしても良い。具体的には、二酸化炭素排出源８から排出されたガス１０を例えばアミン吸収法等の二酸化炭素の分離・回収技術を用いて１００％若しくはほぼ１００％の二酸化炭素（以下、１００％二酸化炭素と呼ぶ）にしてから熱伝達媒体として注入井１ａに注入するようにしても良い。この場合には、液体若しくは超臨界状態で二酸化炭素を注入井１ａに注入する。また、ガスコンプレッサー４の代わりに高圧ポンプを用いる。
【００５４】
そして、熱伝達媒体として１００％二酸化炭素を用いる場合で、１００％二酸化炭素だけで発電機６を機能させるために必要とされる熱伝達媒体が確保できる場合には、熱伝達媒体として水を注入しなくても良い。言い換えれば、熱伝達媒体として１００％二酸化炭素を用いる場合には、二酸化炭素の供給不足即ち熱伝達媒体の供給不足による発電効率の低下を防止するために補助的に水を使うようにしても良い。なお、熱伝達媒体として１００％二酸化炭素を用いる場合で必要な場合に水を注入する場合も、バルブ２１及び２２の操作によって二酸化炭素と水とを交互に若しくは同時に注入する。
【００５５】
また、本実施形態では、生産井１ｂから回収される熱水及び蒸気を用いた高温岩体発電の方式としてセパレータ方式を用いる例について説明したが、これに限られるものではなく、バイナリー方式を用いるようにしても良い。具体的には、注入井１ａに１００％二酸化炭素を注入する場合には、生産井１ｂから回収される流体１７は二酸化炭素を含む熱水が主である。そこで、この場合には、セパレータ５の代わりにバイナリーシステムを用い、バイナリー方式により熱交換することによって得られる低沸点媒体である二次媒体、具体的には例えばノルマルペンタン等の蒸気を用いて発電するようにしても良い。そして、この場合には、熱交換後の熱水１９は、配管を介してバイナリーシステム５から高圧ポンプ３に送られて注入井１ａから高温岩体地盤に再度注入される。なお、ガスを注入する方式においてバイナリー方式を用いた場合には、地層２内での窒素ガスによる圧力の増大によって二酸化炭素の貯留可能量が小さくなること、並びに、より高圧でのポンプ使用が必要となってコストが増大することが懸念される。しかしながら、これらの問題が解決される場合にはガスを注入する方式とバイナリー方式とを組み合わせても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の地熱発電システムの実施形態の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ａ  注入井
１ｂ  生産井
１４  地熱貯留層
【図１】
2008248837.tif 000003