エンジニアリング協会殿
地熱発電・熱水活用研究会 第5回

資料5-3

富士電機の地熱発電所建設事例

2020年1月16日
富士電機株式会社
山田 茂登
1

世界の地熱発電設備容量推移

ロックマフラー
発電棟

冷却塔

Cooling Tower
2相流配管

汽水分離器

地熱資源の起源
地熱貯留層に井戸を掘り地熱流体をとりだす
井戸の近傍に発電所を建設する
地熱発電所建設地

地熱貯留層

地熱貯留層の３要素［熱、水、亀裂］

出典：日本地熱学会 地熱エネルギー入門 （http://grsj.gr.jp/whatbook/index.html）

3

生産設備と発電設備の例（１）発電所

セパレータ基地

4

生産設備と発電設備の例（２）セパレータ基地
CoolingTower
発電所

セパレータ基地
100m
5

フラッシュ式発電設備 全体計画
プラント全体配置

冷却塔
セパレータ

ロックマフラー
発電棟

冷却塔

タービン・発電機建屋

Cooling Tower
2相流配管

汽水分離器

熱水還元ポンプ
ロックマフラスクラバ・デミスタ

6

フラッシュ復水式発電所の主要機器
蒸気発生（分離）設備• セパレータ– 地熱流体（熱水と蒸気の混合流体）を蒸気と熱水に分離• スクラバ– 地熱蒸気から可能な限り湿分と不純物を除去• pH調整– 熱水配管や還元井でのスケール付着を抑制

7

フラッシュ復水式発電所の主要機器
蒸気タービン・発電機

8

フラッシュ復水式発電所の主要機器
復水器

写真例：
直接接触式復水器

9フラッシュ復水式発電所の主要機器
冷却塔設備

写真例：
カウンターフロー式冷却塔

10

フラッシュ復水式発電所の主要機器
不凝縮ガス抽出設備

写真例：
容量：40% + 60% + 80% = 180%
型式：ハイブリッド式（２段エゼクタ + 真空ポンプ）

11地熱発電固有の技術 不純物対策
不純物（シリカ)の析出
地熱流体をフラッシュさせて、蒸気を取り出すと、残りの熱水の中のシリカは過飽和状態となり、析出する。
急激な圧力低下を伴う箇所では、シリカが析出し易い。

タービン静翼のスケール
12富⼠電機の地熱プラント納⼊実績(全世界)世界の地熱発電の現状と動向
ニュージーランドの地熱発電•再生可能エネルギーの需要需要は高い（政府は2025年までに90%の電力を再生可能エネルギーにより供給するという目標を設定している）•地熱開発における問題点
ニュージーランドで発電する電気の約15%を消費しているTiwaiアルミ製錬所が閉鎖の可能性があり、電力設備過多となる可能性がある。これに起因して地熱開発への投資活動が冷え込んでおり、開発が進んでいない。2018年に閉鎖が決まっていた、Huntly石炭火力発電所（2 x 250MW）の2022年までの閉鎖延期決定を受けて、短期的（2020年頃まで）に地熱開発が進まない可能性がある。
(2015年)

水力

地熱火力

風力その他

発電設備容量 (MW)5,346(53.4%)

978(9.8%)500(16.5%)690(6.9%)

1,347(13.4%)8,861

発電電力量 (GWh)

24,293(56.7%)

7,411(17.3%)

8,174(19.0%)

2,333(5.4%)

667(1.6%)

42,877

出典：Ministry of Business, Innovation and Employment

合計14

ニュージーランドの地熱発電所
Ngatamariki 82MW
Ohaaki 110MW
Mokai 119.7MW
Kawerau 113MW

Poihipi 55MW

Wairakei 132MWTe Mihi 166MW
TeHuka 25MW
Rotokawa134MW
Nga Awa Purua 147MW

15当社の地熱プラント納⼊例(1) マルチフラッシュサイクル
Kawerau 100MW
ニュージーランド北島 (2008年10月営業運開)Nga Awa Purua 140MW
ニュージーランド北島 (2010年4月営業運開)

富士電機役務所掌範囲 (両案件共) : 発電設備全体のEPC契約（気水分離設備を含む）
顧客（施主）： Mercury Ltd
プラント構成: ダブルフラッシュサイクル
完工納期 : 契約発効日より22.5か月
プラント公称正味出力 : 100MW 発電端最大出力：113.67MW
タービン入口蒸気条件：
高圧 11.3bara/185 ºC, 低圧 1.8bara/118 ºC
タービン最終段低圧翼長 : 798mm

顧客（施主）： Mercury Ltd 及び Tauhara North No.2 TrustのJV
プラント構成: トリプルフラッシュサイクル
EPC完工納期: 契約発効日より24ヶ月
プラント公称正味出力 : 140MW 発電端最大出力: 147.2 MW
タービン入口蒸気条件：
高圧 23.5bara/221 ºC, 中圧8.4bara/172 ºC, 低圧 2.3bara/125 ºC
タービン最終段低圧翼長 : 798mm
地熱タービン単機容量世界最大

1616

世界の地熱発電の現状と動向
インドネシアの地熱発電
 2020年には既設設備容量を倍増する計画
 ただしIPP開発を減退させる新レギュレーションの動向要注視

出典：MEMR資料 日尼地熱ワークショップ（2016/11/16）

17

インドネシアの地熱発電所
インドネシアの地熱発電

 地熱資源ポテンシャル ： 29,544MW
 既設地熱発電設備容量：

出典：MEMR資料 日尼地熱ワークショップ（2016/11/16）

1,514MW18

当社の地熱プラント納⼊例(2) シングルフラッシュサイクル
Ulubelu Unit 1 & 2 (2 x 55MW)
インドネシア スマトラ島（2012年営業運開）

Ulubelu Unit 3 & 4 (2 x 58.8MW)
インドネシア スマトラ島（2016, 17年営業運開）

富士電機役務所掌範囲 (両案件共) : タービン・発電機・復水器を含む主要発電設備の計画、調達、製作、試運転
顧客（施主）： PLN（インドネシア電力庁）
プラント構成: シングルフラッシュサイクル
発電端出力 : 2 x 55MW
タービン入口蒸気条件： 7.6 bara/168 ºC
タービン最終段低圧翼長 : 555mm

顧客（施主）： Pertamina Geothermal Energy
プラント構成: シングルフラッシュサイクル
発電端出力 : 2 x 58.8MW
タービン入口蒸気条件： 7.6 bara/168 ºC
タービン最終段低圧翼長 : 697mm

1919

インドネシアでの地熱発電所建設事例
Kamojang (Indonesia)
建設場所: ジャワ島
定格出力4号機: 63MW
5号機: 37MW
営業運転開始4号機: 2008年8月
5号機: 2015年7月

オーナ:
Pertamina Geothermal Energy(PGE)
蒸気タービン形式: 単気筒反動復水式
20

インドネシアでの地熱発電所建設事例
Lahendong (Indonesia)
建設場所: スラウェシ島
定格出力: 3x20MW + 2x21MW
営業運転開始2号機: 2007年6月
3号機: 2009年2月
4号機: 2011年9月
5号機: 2016年9月
6号機: 2017年1月

オーナ: PT PLN (PERSERO) / PGE
蒸気タービン形式: 単気筒反動復水式

21

世界の地熱発電の現状と動向
アイスランドの地熱発電
１．総発電（kWh） 燃料別化⽯燃料(4.2%)

2. 電源開発計画
⾵⼒(0.1%)

地熱(24%)

ガス⽕⼒
⽔⼒(23%)(73%)
⽔⼒(71.7%)

2015年（出典: Energy Statistics in Iceland 2015）

2015

2020

2035

既設発電所

2,771MW

2863.4MW

3,694MW

1) ⽔⼒

1,986MW1988.4MW

2,079MW

2) 地熱

665MW

755MW

1,495MW

3) 化⽯燃料

117MW

117MW

117MW

4) ⾵⼒3MW

3MW

3MW

新設発電所追加基準

92.4MW

870.6MW(出典: Ministry of Industries and Innovation ASKJA ENERGY)• ⼀次エネルギーの80%以上は再⽣可能エネルギー。化⽯燃料の利⽤は⾃動⾞や船舶の燃料や、遠隔地の暖房で利⽤。
• 発電の90%以上は再⽣可能エネルギー（内24%が地熱）。政府は2020年までに再⽣可能エネルギー100%を⽬指している。
• アイスランドから英国、ドイツ、オランダ、ノルウェーへ送電する海底ケーブルの建設を検討中（Ice Linkプロジェクト）。
上記の電源開発計画は、Ice Linkが建設されることが前提。
• 今後の新規開発も地熱と⽔⼒が中⼼。地熱は2035年までに720MW（9案件）の開発が進む⾒込み（ただしIce Linkが建設されることが前提）。Ice Link無しでも495MW（6案件）の開発が進む⾒込み。

22

アイスランドの地熱発電所
既設地熱プラント︓665MW

Husavik(Husavik Energy)
1x2.0MW

Theistareykir(建設中)(National Power)
2x45MW (FE)

Bjarnarflag(National Power)
1x3.0MW

Krafla(National Power)
2x30MW (MHI)

Reykjanes(HS Orka)
Unit1 1x50MW (FE)
Unit2 1x50MW (FE)
Unit3 1x50MW (FE)※ Unit3は保管中

Nesjavellir(Reykjavik Energy)
4x30MW (MHI)

Reykjavik

Svartsengi(HS Orka)
Unit3 1x6MW (FE)
Unit4 7x1.2MW (Ormat)Unit5 1x30MW (FE)
Unit6 1x33MW (FE)

Hellisheidi(Reykjavik Energy)
Unit1‐6 6x45MW (MHI)
LP 1x33MW (TSB)アイスランドでの地熱発電所建設事例
Svartsengi (Iceland)
建設地点: アイスランド、レイキャネス
定格出力:
3号機: 6MW (背圧)5号機: 30MW (抽気復水)
6号機: 33MW (制御抽気復水)
オーナ: HS Orka hf.
地熱蒸気利用 – 地域暖房

24

アイスランドでの地熱発電所建設事例
SVARTSENGI 5号機
Main Steam (6.5 bar abs)

SVARTSENGI 6号機

ExhaustSteam(0.1 bar abs)

Turbine
HP PartSteam Turbine
2.9 bar abs

Extraction
Steam

1.6 bar abs
Fresh
Water

To District
Heating
Main
Condenser
Reinjection

Turbine
MP/LP Part

from/toCooling
Tower

Depressurizing
line
From Unit 3
To Unit 5
Shut-offvalve

MP
Separator

To Condenser
Depressurizing
line

25

2. 地熱発電所の建設事例

Theistareykir 発電所 (2x45MW)
営業運転開始1号機：2017年12月
2号機：2018年4月

世界市場における富士電機
地熱発電設備における当社の記録
Malitbog
Philippines
3x77.5MW

Svartsengi6
Iceland1x33.3MW

60Hz用世界最大容量

世界初の制御抽気を備えた
地熱タービンの単気筒地熱タービン

Wayang Windu
Indonesia
110MW+117MW

世界最大容量のシングルフラッシュ
単気筒地熱タービン(建設時)

Nga Awa Purua
New Zealand
1x140MW

世界最大容量の単気筒
熱タービン

地

世界最大の三段フラッシュ地
熱プラント
Kawerau
New Zealand
1x100MW

世界最大容量のダブルフラッシュ
単気筒地熱タービン

Hudson Ranch
U.S.A.
1x55MW
60Hz用の世界最高入口圧力

27の地熱タービン

Yang Ba Jing
China
1x3.18MW

世界最高地点（標高）に設置されたフラッシュ式地熱タービン

バイナリ式発電設備
標準モデル 配置例
フレーム2: 2MW 単圧、空冷凝縮器

フレーム10: 10MW 単圧、空冷凝縮器

フレーム10: 15MW 二圧、水冷凝縮器
電気・制御コンテナ (硫化水素フィルタ設置)

28

バイナリ式発電設備
バイナリ発電用タービン（フレーム 10）
富士電機のバイナリタービン技術は50年以上にわたる地熱蒸気タービンの技術に基づいています29

滝上バイナリー発電設備の主系統送電網へ

過熱器

6.6kV/66kV

タービン・発電機

熱水供給ポンプ
2×50％
再合流タンクより

既設冷却塔
オーバーフロー水及び河川補給水
蒸発器
2×50％

排気再生器

冷却塔

予熱器

再合流タンクへ（還元井へ）

水冷凝縮器
2×50％

媒体循環ポンプ
2×50％

30

循環水ポンプ2×50％

3. 世界のバイナリー式地熱発電所
バイナリ式地熱発電所
海外ではバイナリ式でも大型の地熱発電所が次々に建設されている。
Ngatamariki地熱発電所

Sarulla地熱発電所

出力 : 82MW
2013年9月に営業運転開始
地熱バイナリ式では世界最大容量の発電所

出力 : 1号機:105.9MW 2号機:108.7MW
2017年3月に1号機の営業運転開始
2017年10月に2号機の営業運転開始

33
出典：Think GEOENERGYご清聴ありがとうございました

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