【補助事業概要の広報資料】
整理番号28-86

補助事業名

平成28年度

補助事業者名一般財団法人エンジニアリング協会

１

離島における地熱資源の活用可能性調査

補助事業

補助事業の概要（１）事業の目的「離島における地熱資源の活用可能性調査補助事業」については、平成 27 年度から 2 年計画で調査検討を行っており、本年度は調査検討の最終年度である。平成 28 年度は、平成
27 年度に作成した 2 つの地熱開発基本構想案に対して、それぞれのモデル離島を対象に、基本構想案を具体化することを目的とした。
基本構想 1 では、モデル離島の奥尻島を対象に、地熱発電、風力発電の再生可能エネルギー施設と電力需給量調整設備の設計検討を行うと共に、これら電力施設等を組み合わせた全体設計を行って、離島スマートグリッド構想の具体化を図ることを目的とした。
次に基本構想 2 では、賦存する地熱エネルギーが当該離島の電力需要量を超える中之島を対象に、周辺離島に “海底ケーブル接続”と“水素輸送・水素発電”の 2 通りの方法で余剰エネルギーを供給する方法を設計検討し、基本構想案の成立の可能性を示すことを目的とした。
（２）実施内容(URL)(2-1)地熱開発基本構想１（離島スマートグリッド構想の）設計検討
北海道の奥尻島をモデル離島として、新たに地熱発電所、風力発電所および電力需給量調整設備の設計検討を行うとともに、既存の水力発電所と比較的新しいディーゼル発電機の活用も考慮して、離島スマートグリッド構想の具体化を検討した。
1)地熱発電所の基本設計
現在事業化が進められている発電端250kWの地熱発電所計画も考慮して、発電端500kW、送電端400kWの空冷式バイナリー発電機による新規地熱発電所の基本設計を行った。
2)風力発電所の概略設計
アメダス観測所（奥尻、米岡）の2地点を対象に、NEDOの風況データーとアメダス観測データを用いて発電量を算出した結果、2MW風車の設備利用率は奥尻地点で43～49%、米岡地点で36%～41%と平均的な風力発電の2倍程度の値が得られ、風力発電は可能と判断された。
表-1 風力発電量の検討結果一覧
風車項目

東芝750kW

年発電量(MWh)

奥尻観測所 米岡観測所3,242.9

2,702.7

設備利用率（%)

49.441.1

東芝
2MW

年発電量(MWh)

8,059.0

6,623.0

設備利用率（%)

46.037.8日立
2MW

年発電量(MWh)

7,602.8

6,248.8

設備利用率（%)

43.435.73)電力需給量調整設備の選定と概略設計
電力需給量調整設備として、海水揚水発電、CAES（圧縮空気貯蔵発電）および蓄電池の3設備を候補に適用性検討を行った。その結果、CAESの内でも断熱圧縮空気蓄電システム（A-CAES）を選定し、発電設備をスクリュー圧縮機、スクリュータービン発電機およびライニング式地下貯槽で構成した設備の概略設計結果を示した。
4) 奥尻島のスマートグリッド構想の具体化
発電設備の開発シナリオとして、第1段階はディーゼル発電の一部廃止に伴う再エネ導入、第2段階はディーゼル発電機の廃止に伴う再エネ追加導入（エコアイランド化推進）とし、既存電源設備の利用等も考慮して、電源構成を設定し、電力の安定供給が可能か検討した。
その結果、最悪でもバックアップの内燃力を使うことで対応可能であると判断できた。

方針
ﾃﾞｨｰｾﾞﾙ発電機（既設）

機
地熱発電
（新設）

水力発電

◇ﾃﾞｨｰｾﾞﾙ発電機の更新にあわせた・再エネ（地熱＋風力）導入
・電力需給量調整設備の導入
・ホヤ石川発電所は継続利用◇2段階でのエコアイランド化

（既設）

第1段階
電力需給量調整設備
・断熱圧縮空気蓄電システム
A-CAES（新設）

風力発電

ﾃﾞｨｰｾﾞﾙ発電機の一部廃止に伴う再エネ導入
第2段階
ﾃﾞｨｰｾﾞﾙ発電機の廃止に伴う再エネ追加導入※エコアイランド化（新設）

図-1 離島スマートグリッド構想の第1段階における電源構成(2-2)地熱開発基本構想2（周辺離島への余剰ｴﾈﾙｷﾞｰ供給構想の）設計検討
鹿児島県の中之島をモデル離島として、地熱発電所の基本設計を行うと共に、周辺離島への余剰エネルギーの供給については、“海底ケーブル接続案”と“水素輸送・水素発電案”の2通りの構想を設計検討し具体化を試みた。
1)地熱発電所の基本設計
地熱開発の対象となる断層、用地および進入道路の3点を考慮して、地熱発電所の建設地を設定すると共に、生産井、気水分離器、空冷式バイナリー発電機、還元井および蒸気放散用サイレンサからなる発電端は1,100kW、送電端出力は900kWの地熱発電所を設計した。

図-２ 地熱発電所の建設地位置図（地形図）
2)海底ケーブル接続による電気供給の設計検討
海底ケーブル接続による電力供給については、長距離送電をふまえ、送電ロスが少ない直流とし、地熱発電所から周辺離島までの系統構成を選定した。また、敷設ルートは海上保安庁の「海洋台帳」に記載されている既存の海底ケーブルとしたが、敷設価格は極めて高く現実性はないと判断された。
3)水素輸送・水素発電による電気供給の設計検討
地熱発電所の余剰電力を用いて、水電解装置で水素を生成し、生成した水素にトルエンを反応させてMCHを製造･貯蔵し、村営「フェリーとしま」でMCHを輸送し、周辺離島で水素分離装置（脱水素）にて水素を抽出し、燃料電池で発電する全体システムを示した。なお、既存の製品の組合せで全体システムの構築は可能であるが、現時点では経済性に難点があり、事業化推進には構成設備の低コスト化・高性能化を待つ必要があると考えられた。

図-３ 他離島への水素輸送・水素発電構想における全体システム構成２

予想される事業実施効果
平成27年度に地熱発電の導入が期待できる離島を絞込み、2つの地熱開発構想案とそれぞれの構想案のモデル離島を提案しており、平成28年度は両構想案の設計検討による具体化を行った。基本構想１では、奥尻島でのディーゼル発電機の更新時期等を考慮した2段階での事業化で、再生可能エネルギーと電力需給量調整設備を導入し、既存電力設備の一部も活用を検討して、「離島スマートグリッド構想」を具体化した。その検討結果は、北海道電力や北電総合設計、北海道庁などに技術説明をしており、今後、北海道電力が奥尻島のディーゼル発電機の更新に伴う電源構成等を検討する際に今回の検討結果は参考になるものと考えられる。また同構想では、電力需給量調整設備としてA-CAESの設計検討を示しており、離島ばかりでなく本土においても、今後増大する再生可能エネルギー利用に有効な対応策と考えられる。
基本構想２では、中之島での地熱発電の余剰電力で生成した水素による水素輸送･水素発電については、水素キャリアをMCHとした全体システムの概略設計結果を示した。同設計結果は、現時点では経済性の面で実現は難しいが、今後は水素エネルギーに対する技術開発は進んでいくと考えられるので、全体システムの構成設備の低コスト化・高性能化を待って、再検討する際の貴重な参考資料になるものと考えられる。

３

補助事業に係る成果物（１）補助事業により作成したもの
平成２８年度離島における地熱資源の活用可能性調査補助事業

報告書

平成２８年度 離島における地熱資源の活用可能性調査補助事業 報告書 CD-ROM（２）（１）以外で当事業において作成したもの該当なし。

４

事業内容についての問い合わせ先
団 体 名： 一般財団法人エンジニアリング協会（イッパンザイダンホウジンエンジニアリングキョウカイ）
住所： 〒105-0001
東京都港区虎ノ門三丁目18番19号（虎ノ門マリンビル10階）

代 表 者： 理事長
担当部署：総務部

担当者名：部長

佐藤 雅之 （サトウ マサユキ）
亀井秀次

（カメイ

電話番号： 03-5405-7201
F A X

：

03-5405-8201

E-mail ：kamei@enaa.or,jp

ＵＲＬ ：http://www.enaa.or.jpヒデツグ）