地中熱利用による脱炭素型熱エネルギー供給システムの構築
2021～2026年度（＊2021年度は暫定研究期間）

SATREPSとは？
• 地球規模課題対応国際科学技術プログラム（Science and Technology
Research Partnership For Sustainable Development）の英語名に基づく略称• 国立研究開発法人科学技術振興機構（JST） 並びに国立研究開発法人日本医療研究開発機構（AMED） と独立行政法人国際協力機構（JICA） が共同で実施している、開発途上国の研究者が共同で研究を行う3～5年間の研究プログラム。
• 地球温暖化、生物多様性、自然災害や感染症など地球課題解決を目指した
科学技術外交の一部
https://www.jst.go.jp/global/english/about.html
https://www.jst.go.jp/global/about.html

本研究課題は、JSTとJICAからの助成を受けて、中央アジアのタジキスタン共和国でエネルギーアクセスの向上（ゴール７）、地球温暖化対策（ゴール13）、安全な飲料水の確保(ゴール６)というSDGｓの三つのゴール解決に取り組む。
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研究概要
タジキスタン共和国• 石油・天然ガスに恵まれないが、水資源が豊富• 電力の96％が水力発電 (クリーンエネルギー）• 水力以外の再生可能エネルギー空白地帯の一つ• 地下水が豊富だが冬季の暖房供給（熱エネルギー供給）を中心にエネルギーアクセスに課題がある

4030
20100-10

首都ドゥシャンベ市年平均気温（2013-2015）
36 34
3330272322
17 18 161715131110
9.8
9.6
7.1
7.1
4.4
3.4
0.3
-2 -1
１月 ２月 ３月 ４月 ５月 ６月 ７月 ８月 ９月 10月11月12月
平均気温（最高）℃• 四季があり寒暖の差が激しい• 首都を除き，電力供給は限定的• 農村部では，石炭，薪，牛糞を利用も• 重金属含有の地下水で健康被害の恐れ• 飲料水利用されるため、地下水のデータは不可欠

豊富な地下水と四季があり寒暖の差がある気候を利用した課題解決

地中熱ヒートポンプ（Ground Source Heat Pump: GSHP）の活用地中熱ヒートポンプシステム（GSHP：Ground Source Heat Pump)
大地の恒温性を持つ熱を井戸から採取して利用する再生可能な省エネルギー技術
主な用途：冷暖房, 融雪
冷房
(夏)

暖房
(冬)

大気温度
30℃

大気温度
-10℃

20℃差

20℃差

地中温度
10℃

地中温度
10℃

（引用）環境省（2019）地中熱利用システム，p.3（引用）http://www.geohpaj.org/introduction/geohp.htm

基準項目

オープンループ

クローズドループ

初期コスト

井戸数が少なく安い

井戸数が多く高い

地下水面深度深いと設置不可問わない

地下水算出能力 低いと設置不可問わない

地下水質

不純物が多いと設置難 問わない

維持管理

頻度が高い

頻度は低い

各GHSPシステムの長所と短所（色付きが長所）

オープンループとクローズトループの2種類があり、条件により最適なシステムを利用。
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研究目的「先進乾燥地帯対応型地中熱ヒートポンプシステム（タジキスタンモデル or iTAGモデル＊）」の構築と普及によって、エネルギー事情改善、雇用創出による地域安定化および温暖化対策への貢献を目指す。具体的には、以下の３つの研究題目を実施する。
① フィールド調査に基づく地下水流動・熱輸送モデル、GISデータと人工知能を採用した地中熱利用ポテンシャルマップの構築② マルチモーダル計測と人工知能を用いたデモプラントによる長期冷暖房試
験実施③ 「タジキスタンモデル」の普及のための制度設計①と②を通じて人工知能による最適地中熱冷暖房システムを構築し、③の制度設計に反映させる。また、各ステークホルダーとの協働で地中熱システムの産業化と雇用創出、そのための資金調達スキームを含む制度案を作成し、その導入を目指す。
＊iTAG＝innovative Tajik-Akita GSHP system （革新的タジク＝秋田GSHPモデル）の略称です。タジキスタンと地中熱利用の経験豊かな秋田の知見を合わせて乾燥地対応型の新しいGSHPシステムを作ることを意味しており、本プロジェクトの略称iTAGSATREPSは、iTAGシステム開発を目的としたSATREPS事業を意味します。

研究実施体制
強み１
海外を含むGSHP研究・導入実績

日本地下水開発㈱協力機関
ゼネラルヒートポンプ工業㈱
協力機関
産業技術総合研究所（AIST)〇共同研究機関秋田大学◎研究代表機関
研究統括
北海道大学〇共同研究機関目標
乾燥地帯対応型地中熱ヒート
ポンプ普及モデルの構築と社会実装化

タジキスタン共和国科学アカデミー

科学・新技術開発革新センター（CIDSNT)
タジキスタン側統括

1：地中熱利用ポテンシャル
マップの構築GISAI

2：デモプラントによるGSHP
長期冷暖房試験AI

ICTの活用統
括

国家研究機関として新技術の事業化を提案する権限
強み4

制度設計
タスクフォース〇共同研究機関スマートセンサ㈱協和エクシオ

3：資金調達を含めた制度設計

エネルギー水資源省（MEWR）
産業新技術省（MINT)
ドゥシャンベ市，IEA，UNDP他• コミュニティデベロップメント• グリーンファイナンス，ＥＳＧ投資，マイクロフィナンス等の検討

政府機関が関与することで具体的な法整備が可能
強み5

筑波大学

協力機関

D.D.L(株）協力機関

マルチモーダル測定

ICT技術活用の実績
強み２
東洋大学〇共同研究機関雇用分析/経済性評価*2022年4月1日以降

ＤＢ化

連携T&Jコンサルティング• タジク／ペルシャ社会・文化への知見• 国際協力の実績
強み３

外部機関

日本のODA事業の経験
強み66

1 地中熱ポテンシャルマップの構築

従来型

AIST, 2019, 大阪平野が持つ地中熱ポテンシャルを「見える化」より

人工知能

ANN活用型

人工知能（ANN）を用いてGISデータからダイレク
トにポテンシャルマップを描く新技術の構築
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2 デモプラントによるGSHP長期冷暖房試験
1. 対象地域で揚水試験と熱応答試験，地盤の水理特性，熱特性を調査
2. 2ヶ所の異なるサイトでオープンループとクローズドループのデモプラントを設置，1年間の試験運転＊ヒ素，重金属，鉄分が含まれる場合はクローズドループ
Key Point

3. マルチモーダル計測データと人工知能を用いた最適な運転データを取得

乾燥地帯対応型高効率地中熱システム（目標成績係数：暖房4.0以上，冷房5.0以上）の開発
給水所
消費電力30％削減（対空冷式エアコン）

Key Point

事業化，そして普及へ診療所
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3 資金調達を含めた制度設計
GSHP普及に向けた資金調達の課題
GSHP
企業

GSHP
導入施設

＋① GSHP企業のスタートアップ時の資金確保
地場企業A

地場企業B

自己資金

支援

グリーンファイナンス

ＬＰ
出資投資

地場企業C

JCM日本基金（JCJCM）

エネルギー
関連投資会社

CVC（コーポレートベンチャーキャピタル）、ESG投資② GSHP設備導入施設• 電力料金への優遇措置• タジキスタン政府、国際機関などからの助成金• 地元金融機関等とマイクロファイナンスの活用について協議
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進捗状況（2021年度）
2021年11月13日～23日
タジキスタン訪問，相手先研究機関であるタジキスタン科学アカデミー科学・新技術開発革新センター（CIDSNT）を訪問• 第1号のデモプラントサイトをCIDSNTに設置することで合意

CIDSNTが入るビル• iTAG-SATREPSを含む、共同研究推進のための部局間協定（秋田大学国際資源学研究科とCIDSNT間）に調印
iTAG-SATREPS事務所(予定）

2022年2月15日
R/D (Record of Discussion) 調印（JICAとタジキスタン科学アカデミー間）

2022年2月28日
CRA(Collaborative Research Agreement) 調印（秋田大学とCIDSNT間）

研究の詳細は，
iTAG-SATREPSホームページ
https://www.akita-u.ac.jp/shigen/itag-satreps
Facebook
https://www.facebook.com/itagsatreps/
でご確認ください。