1JOGMEC 「平成30年度地熱統括部事業成果報告会」 2019.6.5

温泉モニタリング装置の開発

国立研究開発法人産業技術総合研究所
福島再生可能エネルギー研究所
再生可能エネルギー研究センター
地熱チーム長 浅沼 宏

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温泉と地熱発電JOGMEC

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温泉と地熱貯留層の関係

日本地熱学会3

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温泉モニタリング：地熱発電と温泉との関係性の科学的説明
現在の温泉モニタリング： 源泉所有者による実施が原則（環境省ガイドライン）
コンサル業者によるサンプリング/解析⇒約20～30万円/回
温度のみの連続記録（データロガー）
我々の事業の目的
様々な温泉給湯システムに接続可能な遠隔温泉モニタリング装置を開発

特徴１：様々な配管系への接続
特徴２：自立型運転（自己診断，Fail safe機能）
特徴３：1 sample/min程度の高サンプリングレート
特徴４：基本センサ（温度，流量，電気伝導度）＋追加センサによる柔軟的計測
特徴５：通信回線によるデータ転送
特徴６：既存技術の導入による安価なシステム実現（量産時本体基本構成価格：20万円）

高品質なベースデータの取得①温泉関係者との開発合意形成の円滑化，迅速化②発電所運転時の広域水理系変動モニタリング（環境影響評価）
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温泉モニタリング装置（研究開発開始時の構想）
基本センサ(温度，流量，電気伝導度)＋プラグイン式センサによる泉質・目的に応じた多機能計測

外気温センサ

各種通信方式（有線/無線）に対応可能な通信インターフェース

様々な径，形状の給湯管に接続可能なフレキシブ
ル配管インターフェース

プラグインセンサ（水位計等）

ＰＶ，商用電源等へ接続可能な電源インターフェース
大容量不揮
発性メモリ

平準化，保護用機能

ＰＶ，熱電発電(オプション)

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実施体制 (～2017.3)
NＥＤＯ
委託

国立研究開発法人産業技術総合研究所
・研究実施場所：
福島再生可能エネルギー研究所（福島県郡山市）
・研究項目：
プロトタイプの設計
プロトタイプの試作
プロトタイプの改良
実証試験
実用モデル設計・試作
まとめ

研究開発責任者
・所属： 産業技術総合研究所
・役職名：地熱チーム長
・氏名： 浅沼 宏

地熱エンジニアリング㈱（Geo-E）
・研究実施場所：
本社（岩手県滝沢市）
・研究項目：
プロトタイプの設計
実証試験
まとめ

横河電機㈱
・研究実施場所：
本社（東京都三鷹市）
・研究項目：
プロトタイプの改良
実証試験
自立電源のFS
実用モデル設計・試作
まとめ

開発推進委員会

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温泉モニタリング装置の開発

実証試験用プロトタイプ

温泉モニタリング装置
プロトタイプ１号機（全長1m）

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温泉モニタリング装置の開発（実用モデル，LPWAタイプ）

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実証試験
１：葛根田地熱発電所（岩手県雫石町）
２．小浜温泉「蒸気家」（長崎県雲仙市）
３．小浜温泉「ゆのか」（長崎県雲仙市）
４．つなぎ温泉（岩手県盛岡市）
５．山形蔵王温泉（山形県山形市）
６．裏磐梯温泉（福島県北塩原村）
７．柳津温泉（福島県柳津町）
８．東山温泉（福島県会津若松市）
９．二岐温泉（福島県天栄村）
10．熱川温泉（静岡県東伊豆町）
11. 高湯温泉（福島県福島市）

①④
⑤
⑦⑧⑪⑨⑥

⑩②
③9

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モデルシステム①（簡易型，細管）
インターネット（WAN）（TCP-IP）

クラウド

LAN（TCP-IP）
モバイルWifiルータ

プラグインセンサ

25A（鋼管）
AC/DC

配管径

25A

材質

鉄価格

導入

本体：20万円，設置等：12.9万円

運用（/年）

1.2万円

特徴＊バイパス管無長所

＊低コスト

短所

＊トラブル時の緊急対応困難

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モデルシステム⑦（多機能型，太管）

インターネット（WAN）（TCP-IP）

クラウド

LAN（TCP-IP）
ルータ

プラグインセンサ

AC/DC

80A（鋼管）配管径80A

材質鉄

価格

導入

本体：20万円～，設置等：88万円

運用（/年）

1.3万円

特徴＊バイパス管有長所＊トラブル時の緊急対応可＊温泉水サンプル可短所

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市場調査（一部）：地熱開発拡大に伴う温泉モニタリングの普及

地熱関連事業者等に対して、地熱開発普及に向けた「補助金制度・保険商品・金融商品」との連携や、連続測定の有効性を実感してもらうための「テストマーケティング」の実施、「解析サポート」によるモニタリングデータの活用支援などの展開が望まれる。

現状
国

ガイドライン（強制力なし）

FIT要件（新規事業者へのモニタリング義務付け）

温泉事業者

今後
自治体

条例・協定
（連続測定を義務付けていない）

国

金融機関

ガイドライン（強制力なし）

補助金制度

自治体
条例・協定
（連続測定を義務付ける）

保険商品金融商品

地熱事業者

地熱開発反対（温泉への悪影響懸念） 月1・2回のモニタリング＊地熱開発が普及しきれていない原因の一つが「温泉と地熱発電の共生」である＊反対の理由は温泉への悪影響を懸念しているためである＊また、温泉への影響を測れる「連続モニタリング」は、国が推奨/義務付けしているものの、現場へは普及していない
このため①温泉モニタリング対象となる地熱開発付近の温泉の絶対数がそも
そも少ない②温泉モニタリング対象温泉においても連続測定が行われていない

温泉事業者

地熱開発賛成（連続測定を求める）

地熱事業者
連続モニタリング＊地熱開発分野における連続測定の普及、および本商品の普及に向けたアプローチを行う。
【地熱開発をサポートする商品等との連携】①地熱開発をサポートする補助金制度との連携②地熱開発をサポートする保険商品，金融商品との連携【連続測定の有効性を実感してもらうアプローチの展開】④テストマーケティング（モニター制度など）の実施⑤解析サポートによるモニタリングデータの活用支援⑥若い温泉経営者を対象とした勉強会等の開催

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温泉モニタリング機器：地熱の適正利用のための重要な役割
実証試験の意義＊さまざまな特性を持った源泉での試験（特にスケール発生特性）＊実用化へ向けた課題の抽出（過酷環境，通信状態，作業性等）＊多様なデータの取得（気象，人為行為等）

温泉の健全・適正利用のためのIoT機器としての実用化

横河電機

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バルブ

温泉データ

大規模給湯システム
複雑な配管

モニタリング装置

把握できない配管

源泉A

温泉A

源泉B

温泉B

源泉C

温泉C

現在過去のデータの時系列モデル化

気象データ
汲上量データ等

坑井間干渉

自然減衰

スケール

ランダム変動

余剰資源

小規模発電
温度差発電

最適な制御方法

・・・

人為行為

・・・

気象・・・

影響因子の把握

観測信号からの除去
影響因子除去後のデータ

影響因子で説明不能な変化（地熱開発の影響？）

温泉資源適正利用のためのAI-IoTシステム

地熱発電と温泉の共生のためのAIシ
ステム
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実施体制
ＮＥＤＯ

委託指示・協議

研究開発責任者(国研)産業技術総合研究所
研究チーム長浅沼 宏(国研)産業技術総合研究所

横河電機㈱地熱エンジニアリング㈱西日本技術開発㈱＊研究実施場所：福島再生可能エネルギー研究所（郡山市）＊研究項目：
Ⅰ-①AI-IoTシステム概念設計
Ⅰ-②AI機能開発
Ⅰ-③温泉変動モニタリング
Ⅰ-④IoTセンサ開発
Ⅰ-⑤実証試験
Ⅰ-⑥まとめ

＊研究実施場所：本社（東京都武蔵野市）＊研究実施場所：本社（岩手県滝沢市）＊研究実施場所：本社（福岡市）＊研究項目：
Ⅰ-③温泉変動モニタリング
Ⅰ-④IoTセンサ開発
Ⅰ-⑤実証試験
Ⅰ-⑥まとめ＊研究項目：
Ⅰ-①AI-IoTシステム概念設計
Ⅰ-③温泉変動モニタリング
Ⅰ-⑤実証試験
Ⅰ-⑥まとめ＊研究項目：
Ⅰ-①AI-IoTシステム概念設計
Ⅰ-②AI機能開発
Ⅰ-⑤実証試験
Ⅰ-⑥まとめⅡ-①AI-IoTシステム概念設計
Ⅱ-②余剰資源活用モデル・DB化
Ⅱ-③AI機能開発
Ⅱ-④クラウド，IoTセンサ温度差発電ユニット開発
Ⅱ-⑤実証試験
Ⅱ-⑥まとめⅡ-②余剰資源活用モデル・DB化
Ⅱ-⑥まとめⅡ-①AI-IoTシステム概念設計
Ⅱ-②余剰地熱活用モデル・DB化
Ⅱ-⑤実証試験
Ⅱ-⑥まとめⅡ-①AI-IoTシステム概念設計
Ⅱ-②余剰資源活用モデル・DB化
Ⅱ-③AI機能開発
Ⅱ-④クラウド，IoTセンサ温度差発電ユニット開発
Ⅱ-⑤実証試験
Ⅱ-⑥まとめ
研究開発
推進委員会

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１．３ 研究開発の具体的な内容「Ⅰ．地熱発電と温泉の共生のためのAI-IoTシステムの開発」
NEDO-PJで開発(FY2014～2017，PI：浅沼)簡易遠隔温泉モニタリング装置＊泉温，流量，圧力，電気伝導率等の高サンプリングレート計測＊インターネットへの接続機能
項目Ⅰ-①：AI-IoT温泉モニタリングシステムの概念設計・仕様策定（〇産総研，Geo-E，西技）

FY2018FY2019項目Ⅰ-②
AI機能開発・評価（〇産総研，〇西技）＊教師ﾃﾞｰﾀ＊ｻﾝﾌﾟﾙﾃﾞｰﾀ

項目Ⅰ-③
項目Ⅰ-④
温泉変動モニタリ
IoT機能，センサ
ングによる基礎デ，制御部等開発
ータ収集（〇産総研，〇（〇産総研，横河横河電機）
電機，Geo-E）
＊要求性能
＊改良点

項目Ⅰ-⑤
実証試験
（〇Geo-E，〇産総研，〇西技，横河電機）

FY2020
項目Ⅰ-⑥ まとめシステム構成，ビジネスモデル等策定（全体）

成果物

地熱発電と温泉の共生のためのAI-IoTシステム

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本研究開発は，NEDO「地熱発電技術研究開発/発電所の環境保全対策技術等開発/温泉と共生した地熱発電のための簡易遠隔温泉モニタリング装置の研究開発」および「地熱発電技術研究開発/地熱エネ
ルギーの高度利用化に係る技術開発/地熱資源適正利用のためのAI-IoT温泉モニタリングシステムの開発」
として実施/実施中であることを記し，関係各位に謝意を表する。
また，本研究開発の趣旨を御理解下さり，様々な点に関して日頃より多大な御協力を頂いている実証試
験地の皆様へ心より御礼申し上げたい。

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