報告書

地熱発電と温泉利用との共生を目指して

2010年5月

日本地熱学会地熱発電と温泉との共生を検討する委員会〒166-8532

東京都杉並区和田3-30-22
大学生協学会支援センター内
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報告書『地熱発電と温泉利用との共生を目指して』

2010 年 5 月

日本地熱学会地熱発電と温泉との共生を検討する委員会

序文

我が国は米国，インドネシアに続く世界第 3 位の地熱資源保有大国であり，従来型の地熱資源開発量だけでも電力換算で 2,347 万ｋＷと評価されている。しかしながら，それらを有効に利用するに当たって，幾つかの阻害要因があり，2010 年 5 月現在，認可設備容量は約 53 万ｋＷで，推定資源量の 2.3％が利用されているにすぎず，2000 年時点で世界 5 位の地熱発電設備容量であったものが，現在，世界 8 位に後退した。
地球温暖化問題，そしてエネルギー問題がますます深刻化する中で，各国とも地熱エネルギーを含む再生可能エネルギー利用に積極的に乗り出している。しかしながら，我が国では，上述のように，豊富な資源量が推定されているにもかかわらず，その利用は極めてわずかなものに限られている。その阻害要因として幾つか挙げられるが，その重要なものの一つに「地熱発電と温泉」との関係がある。
地熱発電の温泉への影響に対する懸念から，地熱開発有望地域周辺の温泉関係者による反対があり，調査・開発が行えない地域が多く存在している。地熱貯留層の管理技術が発達し，温泉との共生的利用が可能になってきていることを考えると，地熱発電利用と温泉利用の科学的理解に基づいて，双方向のコミュニケーションが図られ，地球の恵みの有効利用につながることを心から期待している。
日本地熱学会では，このような期待を現実のものとしていくため，2009 年 1 月，特別委員会「地熱発電と温泉との共生を検討する委員会（野田徹郎委員長）」を立ち上げ，検討を重ねるとともに，2009 年 12 月の学術講演会において，地熱発電と温泉との共生をテーマとするシンポジウムを開催し，温泉関係学会のリーダーの方々のご意見も伺いながら，この問題の理解を深めてきた。そして，この度，それらの成果を本書「地熱発電利用と温泉利用との共生を目指して」として発刊する運びとなった。
本書では，地下における熱システムの科学的理解，地熱発電利用と温泉利用との関係，温泉に影響しない地
熱発電を実現するための科学的技術的対応方法，「地熱発電と温泉」が共生していくための技術的・社会的システム作り，新しい温泉利用の方向－温泉発電の展開－，さらに，各地における地熱発電と温泉の共生の実例が示されている。そして，最後に，共生のための具体的な方策が提案されている。そこでは，1) 科学的分析結果の適切な説明に基づく，相互の信頼関係の維持，2) 地熱発電・温泉関係者の定期的な対話と地熱発電に関する広報活動，そして，3) 学識経験者，地熱発電事業者，温泉事業者を含む地元関係者の意見を踏まえた共生のための事業化プログラムの作成が提案されている。
これらの提案が具体的に生かされ，地熱発電関係者と温泉関係者が科学的理解に基づいて，信頼関係を確立し，我が国に恵まれた地球の恵み「地球の熱」を地熱発電利用にも温泉利用にも生かしていきたいものである。
そのために，本書が多方面で活用されることを期待したい。「地球の熱」の共生的利用が実現すれば，「地球温暖化問題」及び「エネルギー問題」に大きな貢献をすることができると確信している。共生的利用は，鳩山首相が国際的に公約した我が国の目標「温室効果ガスの排出を，2020 年において，1990 年比 25％削減」の実
現に大いに貢献することができると考えられる。日本地熱学会としても，共生的利用実現のため，一層の努力をしたいと考えている。

2010 年 5 月
日本地熱学会会長
江原幸雄

『地熱発電と温泉利用との共生を目指して』
目次
第１章 基 本 的 考 え 方…………………………………………………………………………………………………

第２章 地熱発電と温泉との関係

１……………………………………………………………………………………

2-(1)  地質的・地形的に見た地熱系と温泉との関係及び地熱徴候の特徴

３………………………………………

３

2-(1)-1)  はじめに
2-(1)-2)  熱水卓越型地熱系の地熱徴候の特徴
2-(1)-3)  高起伏地形型地熱系
2-(1)-4)  地熱開発による地表徴候の変化
2-(1)-5)  地熱系の特性と日本における開発の地熱徴候への影響予測
2-(1)-6)  上記以外の特性による開発の地熱徴候への影響予測
2-(2)  温泉に影響しない地熱発電のあり方………………………………………………………………………

１１

2-(2)-1)  事前モデリング
2-(2)-2)  モデリング
2-(2)-3)  温泉影響予測
2-(2)-4)  事後モニタリング，影響判定
2-(2)-5)  影響が予想される場合の対策
2-(2)-6)  適切な貯留層管理に基づく温泉に影響を与えない開発第３章 温泉との共生のしかた……………………………………………………………………………………

3-(1)  温泉との身近な共生の可能性－カスケード利用を中心として－２４……………………………………

２４…………………………………………………………………………………………

２６

3-(1)-1)  地熱カスケード利用の基本的考え方
3-(1)-2)  各国での事例
3-(2)  温泉を利用した発電
3-(2)-1)  温泉発電
3-(2)-2)  やや大きめの温泉発電
3-(3)  温泉との共生事例……………………………………………………………………………………………

３７

3-(3)-1)  八丈島における共生事例
3-(3)-2)  松川における共生事例
3-(3)-3)  森における共生事例
3-(3)-4)  鬼首における共生事例
3-(3)-5)  滝上における共生事例
3-(4)   温泉との共生のための「システム」 ………………………………………………………………………

４７

3-(4)-1)  はじめに
3-(4)-2)  温泉との積極的な共生のための「システム」の概念
3-(4)-3)  システム構成のための要素技術
3-(4)-4)  まとめ第４章 共生のためにどうしたら良いか…………………………………………………………………………

５５

   4-(1)  地熱と温泉との関係のとらえ方…………………………………………………………………………

５５

   4-(2)  冷静な考え方………………………………………………………………………………………………

５８

   4-(3)  具体的共存策………………………………………………………………………………………………

５９

日本地熱学会地熱発電と温泉との共生を検討する委員会

野田徹郎（委員長），大里和巳，梶原竜哉，相馬宣和，田口幸洋，當舎利行，鴇田洋行，中西繁隆，新妻弘明，
松山一夫，村岡洋文，森山清治，安川香澄，矢野雄策，山田茂登，江原幸雄（常任アドバイザ）
執筆協力者

下田昌宏，高村光一，佐々木英代

るという共通点がある。地球上の自然現象という観点か『地熱発電と温泉利用との共生を目指して』

らは，地熱資源と温泉とは区別する積極的な理由はなく，第１章

いずれも地球の熱エネルギーが，我々の利用できる熱流

基本的考え方体（熱水や温泉）として存在するものである。我が国で地熱発電と温泉との共生について述べた本報告は，次は地熱資源と温泉資源を区別することが多いが，グローバルにはその区別はない。英語圏では Geothermal は地を基本認識として稿をまとめている。
①地熱（深部）と温泉（浅部）は共に地球の熱シス

熱と温泉を包含した呼称として使われる。我が国ではこテムであり，保護し適正に利用すべき貴重な資源

れを利用面で区別し，地熱資源は地熱発電に使えるようである。

な高温の資源，温泉資源は浴用を中心とした温水を指し②両者の関係はシームレスであり，地熱発電の温泉ているのが一般的であるが，その境がはっきりしているへの影響についても，この関係の中でとらえるべ

わけではない。ここでは，話の展開上，このあいまいなきである。

定義に従って論を進めるが，背景となる事実としては上③両者の関係は多様であるが，両者が適切な利用を記を踏まえている。

行うことにより，影響なく十分共生することが可

温泉は，数千年来地域の人々の生活や福祉のための大能である。

切な熱エネルギーであり資源であった。その地域にあっFig.1-1（阪口・高橋，2002）は地熱資源の賦存形態をて，温泉宿は幾多の戦乱，経済的混乱，国や社会の変遷示すものとしてしばしば見かける模式図の一例である。

を乗り越えて存続し，地域の経済に貢献してきた。例え

この図には，地熱資源だけではなく温泉も併せて表現さ

その資源量は僅かであっても，その地域にとっては大切れている。これは偶然の所産ではなく，地熱資源と温泉な宝であった。温泉の枯渇は，その地域の生活基盤が失とは切り離せない関係にあることを意味している。深層

われることを意味し，地域の人々は持続的にその恩恵に

熱水のような非火山性の温泉を除けば，地熱資源と温泉浴することに最大限注意を払ってきた。

は共に火山をもたらす地下のマグマの活動に熱を得ていFig.1-1

それにもかかわらず，温泉の枯渇は，これまで，自地熱資源の賦存形態を示す模式図

Fig.1-1 地熱資源の賦存形態を示す模式図--然現象や乱開発などによってしばしば引き起こされてき域の生活基盤や地域社会を破壊しないことはもちろん，た。このような地域資源の枯渇の問題は漁業や農林業にそれが新たな地域メリットを生む技術・社会システムのあっても同様であった。人類は資源枯渇の苦い経験を乗構築が必要である。

り越え，天然自然に頼るだけでなく，その生産方法を工本書を手に取られる方には，多くの層の方がおられる

夫したり，里山や水田に代表されるような，自然と人間であろう。日頃から地熱や温泉を技術的に取り扱っていとの相互作用によるいわゆる二次自然をつくり上げたりる方（言わば内部の方）だけではなく，地熱に興味を持して，持続的に自然の恩恵を得る手法をつくり上げてきつ一般の方，温泉業者，行政担当者，地熱を学ぼうとすた。

る方など（言わば外部の方）があろうが，特に本書は外

他方，現代文明社会は 21 世紀に至り，地球温暖化と部の読者を意識してまとめた。そのために，できるだけ生物多様性崩壊の危機に直面し，環境共生型の文明社会

分かりやすい表現を心掛けたつもりである。一方，地熱・の早急な構築が求められている。そこでは，2050 年に温泉に精通する内部の方にも，この際ぜひ心得ておいておいて世界の CO2 排出量の半減が求められており，工いただきたい部分もある。「第２章 2-(2) 温泉に影響し業先進国にあっては 80 ～ 90% の大幅な削減が必要とさない地熱発電のあり方」がそれである。この部分は，マれている。このためには化石燃料に代わる再生可能エネ

ニュアル的であり，技術的な表現が避けられなかったの

ルギーのあらゆる選択肢について，条件の許す限り最大で，外部の方には理解が難しいかもしれない。

限利活用することが必要である。火山国である我が国でこのような難解さを補い，また，全体が大部に及ぶたは，地熱エネルギーはその有力な選択肢の一つである。

め，特に外部の方に大事な部分を理解していただきたい

温泉と地熱開発の間の問題は，地域住民の思いと国思いで，「第４章

共生のためにどうしたら良いか」を家的要請との衝突の問題である。国家的要請は，かつまとめた。この章には，まず，誤解の発端となっている「地てはオイルショックを受けた石油代替エネルギー開発で熱と温泉の関係のとらえ方」について，第２章で述べたあり，現在では地球温暖化問題を受けた再生可能エネル

部分のエッセンスに，分かりやすさを旨とした解説を加ギー開発である。国家的視野に立てば，国内の有望地域えた。次に，この問題を考える時に，関係者が熱くならからできるだけ多くのエネルギーを取り出すことがそのず，双方が得になるように相手のことも考えながら「冷使命である。その量は，地域住民が温泉から得てきた量

静な考え方」が大事なことを述べた。最後に，関心が高く，に比べ格段に大きく，数 100 年の実績を持つ温泉といまた本書の成果として役立てていただきたい「共生のたう生活基盤に支えられてきた地域住民にとって，数 10めの具体的方策」を併せて記している。第４章は，前章

年の歴史を持つ現代技術がその開発を行うことに対するまでとの重複もあるが，この章だけで完結するまとめの不安は当然である。もし地熱開発にたずさわる人が，国内容としており，特に理解しやすい表現としているので，家的視野のみで開発を遂行しようとすれば，地域住民

そのつもりで読んでいただきたい。

との意識のギャップは埋まらないであろう。長い歴史（新妻弘明・野田徹郎）を持つ地域社会の理解と地域的視野，そしてその意識のギャップを埋める努力が不可欠である。
しかし，現在の環境共生社会構築へ向けた地熱開発は，従来の資源開発とは異なり，開発したエネルギーシステ

引用文献

ムが持続可能であることが特に重要であり，資源の枯渇

阪口圭一・高橋正明 (2002)が許されないことは温泉と同じである。そこでは，農林（CD-ROM. 版）．数値地質図 GT-1, 産業技術総合研究

水産業の資源管理と同様に，人為作用に対する自然の応所地質調査総合センター .

答をモニタリングしながら順応的に開発・管理を行うことが不可欠である。このためには，これまでの経験や実績を科学的に整理することが必要である。さりとて地下は複雑系であり個々の現象の不確定性を免れることはできない。このため，“無知の知” を基本とした，人為作用に対する地下の応答に対する対処法，方法論を，地域
目線に照らしながら科学的に考究していくことが必要である。
国家の CO2 削減は，一地域にとって直接的には何のメリットもない。特に，地熱エネルギーの多くが賦存す
る我が国の中山間地は，現在過疎・高齢化にあえいでおり，それどころではないのが実情である。地熱開発が地--

東北・九州地熱資源図

第２章

まで報告されてきた地熱開発による影響についても報告

地熱発電と温泉との関係する。なお，蒸気卓越型地熱系は，熱水卓越型地熱系

2-(1) 地質的・地形的に見た地熱系と温泉との関係
及び地熱徴候の特徴に比べて形成される条件が極めて物理的に制限されており，出現する頻度が小さい。また，温泉や地獄などの地
熱徴候の特徴や形成機構は，高起伏地形型地熱系の水位

2-(1)-1)

面より浅所でのそれに類似しているので，ここでは熱水

はじめに

地熱系は，貯留層の状態により熱水卓越型地熱系と蒸卓越型地熱系の二つのタイプについてのみ述べる。

気卓越型地熱系に大きく分類される。このうち地熱系のほとんどを占める熱水卓越型地熱系は，火山活動の様式

2-(1)-2) 熱水卓越型地熱系の地熱徴候の特徴により出来上がる火山地形が異なるため，さらに二つの2-(1)-2)-a 低起伏地形型地熱系の構造と地熱徴候タイプに分類される。島弧の安山岩卓越地域の地熱系あ低起伏地形型地熱系（Fig.2-1-1）は，ニュージーラン

るいは High topographic relief タイプ（以下高起伏地

ド北島の中央部のタウポ火山帯に発達している。この形型地熱系と呼ぶ）と呼ばれるものと，珪長質火山岩卓火山帯は北東 ― 南西に伸びるタウポ－ロトルア陥没帯内

越地域の地熱系あるいは Low topographic relief タイプに，この伸びと同方向に並んでおり，タウポ湖より北東（以下低起伏地形型地熱系と呼ぶ）である（Henley and側には主に流紋岩質火山が，タウポ湖の南側には安山岩

Ellis, 1983; Henley, 1984）。

質火山が分布している（Cole, 1986）。低起伏地形型地

熱水卓越型地熱系の開発のパイオニアであるニュー熱系はこのうち陥没体内の流紋岩卓越地域に分布していジーランドでは地溝帯の中に流紋岩質の火山活動が卓越る。

し，そのため低起伏地形型の地熱系が発達する。これにFig.2-1-1 に示すように，この地熱系モデルによると，

対し，日本では安山岩質の火山活動が卓越するため，地周辺部より天水が浸透し，地下深部でマグマからの熱形が急峻となり高起伏地形型の地熱系が発達している。

や物質が供給され，系の上部に向かって中性で NaCl に

この二つのタイプは，マグマからの熱や物質の供給，地富む熱水が上昇していると考えられている（Henley and下水の循環などによって形成される地熱系形成機構に大Ellis, 1983）。この地熱系を含む地域は一般的に地形的きな差はないが，地質や地形による水理系の違いが地熱な凹凸差が小さく，そのため地熱開発地域の地下水位徴候に顕著な差として現れる。これらのタイプ間の地熱面の深度は，周囲の河川や湖などの水位面に近く，そし徴候の現れ方の違いの理解は，地熱開発による影響を考て浅い。その結果，NaCl に富む深部熱水がしばしば地える際にも重要である。

表にまで達し，熱水プール，シンターや間欠泉を形成している。例えば，Waiotapu 地熱帯の Champagne Pool

ここでは両地熱系の特徴を明らかにするとともに，今泥地獄 熱水プール
SO4型熱水 噴気帯

HCO3型熱水

200℃
250℃

天
水
起
源
地
下
水

NaCl型温泉
シンター

深
部
熱
水

0

1km

300

0

℃

1km

マグマからの熱と物質（NaCl,CO2, SO2, H2O, ...)
Fig.2-1-1

低起伏地形地域に発達する地熱系のモデル。 Henley and Ellis (1983）を簡略化し，
一部加筆。

--

とシンターテラスはその代表的なものである。また，上間欠泉や温泉として湧出していた（Glover, 1977）。温昇する深部熱水は沸騰を起こし気液分離を行うため，分

泉 の pH は 中 性 で，Cl を 1,600-1,700mg/l 程 度 含 ん で離された水蒸気，CO2, H2S などは地表に向かって上おり，これは深部熱水の含有量（1,500-1,600mg/l）より

昇し，地下浅所～地表で地下水を加熱し，いわゆる蒸気

若干高い値である。なお，坑井の噴出熱水の Cl 濃度は，

加熱水が形成される。地表により近い付近では H2S は2,100-2,200mg/l である。この深部熱水の地表到達地点

空気を含む地下水で酸化され，Cl をほとんど含まないである Geyser Valley は，本地熱地域を北東 - 南西方向

SO4 に富んだ酸性の温泉が形成される（蒸気加熱水と呼に走る Kaiapo 断層沿いに位置し，本断層は坑井掘削び習わされている）。そのような場はしばしば，噴気地

地域も横断している（Fig.2-1-2）。Geyser Valley の熱(Steaming ground) や地獄 (Mud pool) として見ること

水は，この Kaiapo 断層に沿って上昇してきたものと考ができる。このような地獄付近ではクリストバル石，明えられる。一方，坑井掘削地域の南約 3km の Karapiti

礬石，カオリンなどからなる高度粘土化帯（Advanced

では，1950 年には小さい範囲に噴気地や地獄，そしargillic alteration ）と呼ばれる変質帯が発達している。

て Karapiti Blowhole と呼ばれる大きな噴気孔が一つ

また，このような SO4 に富んだ温泉の下位には，HCO3あった。放熱量は Browhole の 12MW を含み，全体でに富んだ弱酸性～中性の温泉（CO2 に富む蒸気加熱水）

40MW 程度であった。

が分布している。

この地域の地質は下位より，Wairakei 溶結凝灰岩類，

低起伏地形型地熱系が発達する地域の地質は，火山性

Waiora 層，Huka Falls 層，Wairakei 角 礫 岩 類， そ し

地溝やカルデラ内などに堆積した軽石を含む火山砕屑岩て最近の軽石層が最上位に載っている（Fig.2-1-3）。こや，湖成堆積物などをしばしば伴っている。軽石に富むのうち基本的な貯留層は厚い軽石角礫岩と間に挟まれて部分は透水性が高く，泥岩に富む層は不透水性が高い。

いる湖成堆積物から成る Waiora 層内に発達している。

このような地質を背景とし，深部から断裂を通じて上昇

なお，この上位の Huka Falls 層には透水性の低い湖成してきた熱水は，地下浅所で不透水性の高い地層に遭遇堆積物も含まれている。

すると水平に広がり，貯留層はマッシュルーム型の温度

深部から断層に沿って上昇してきた熱水は，透水性の良い Waiora 層で水平方向に広がり，200℃の広がり構造を示す。
このような地熱構造の具体例として，熱水卓越型の地が直径約 4km にも達するマッシュルーム型の貯留層

熱開発が世界で最初に行われた Wairakei について概観を形成している（Fig.2-1-4；Elder, 1981）。上位に載るする。Wairakei における深部熱水は，坑井掘削地域のHuka Falls 層はこれより浅い地下水と深部の貯留層を

北，Wairakei Stream 沿いの Geyser Valley において，隔てている。

Ge

Fig.2-1-2

ys
er

Va
ll
ey

Wairakei の地熱徴候と坑井位置，及び地熱徴候の変化 (Allis,1981)。黒塗り部は放熱量が減少，打点部
は放熱量が増加した範囲を示している。

--Fig.2-1-3

Fig.2-1-4

Wairakei の地質断面（Grindley, 1965）

Wairakei の地下温度プロファイル（Elder, 1981）。左：200℃，220℃のコンターは標高 150 ｍ（深度約 250 ｍ），
右：Wairakei を東西に切る断面上の温度分布。

--してきた深部熱水は，上昇中心部付近では地表に到達す
2-(1)-3)

ることができない場合が多い。従って , このタイプの地

高起伏地形型地熱系

安山岩質火山活動が卓越する地域の地熱系

熱系では，ニュージーランドの地熱帯でよく見られる中（Fig.2-1-5；Henley, 1984））では，有望な地熱開発地点

性の熱水プールやシンターなどが認められないのが一般

は，火山体の中腹に位置する。このような地熱系の火山的である。上昇してきた深部熱水は地下浅所で側方流動

体中央部ではしばしば高温噴気活動を伴う場合があり，を開始する。そのような場の地表部では，沸騰により分噴気温度が 500℃を超える場合もある。このような高温

離された水蒸気，CO2，H2S により噴気帯が形成される。

の噴気は酸性の火山ガス（SO2, HCl, HF など）を含んでいるので，その周辺ではこれらが地下水に溶け，強酸性の Cl-SO4 型の温泉が形成される。箱根温泉ではより

このような噴気帯では，周辺の酸素に富む地下水と噴気中のガス成分（H2S）との反応によって，酸性の SO4 型の温泉（蒸気加熱水）が形成される。このような場はしマグマに近い臨界点を超える系では，酸性ガスに NaCl

ばしば地獄と呼ばれている。活発な地熱徴候地に中性のを伴う例もあるとされているが（大木・平野，1970），

熱水プールやシンターが認められず，地獄（あるいは噴箱根温泉の一部のものはこの Cl-SO4 型のものと考えら

気地や噴気孔）が発達し，酸性の SO4 型の温泉が存在

れ，いわゆる蒸気加熱水ではない。一方，地熱発電に利するのが高起伏地形型の地熱系の特徴である。

用される中性の NaCl 型の熱水は深部熱水と呼ばれ，深日本の地熱帯は活火山ないしは第四紀の火山の近くに

部熱水はこのような火山体中心部の直下には存在せず，分布している。日本の火山は安山岩質火山活動が特徴的

中心部から数 km 離れた地下に分布している。深部熱水で，しばしば奇麗な成層火山を呈している。そのため，の流動は，通常断層に沿っている場合が多く，そのためニュージーランドなどの地熱地域と比べると，地形は起

貯留層は低起伏地形型地熱系のようなマッシュルーム型

伏に富み，地熱帯は火山体の斜面上に位置しており，坑を示さず，鉱脈型を呈し，断裂型貯留層とも呼ばれてい井内の静水位は地表に達していない（Fig.2-1-6）。

る。なお，「断裂」は「断層」より広い概念を含む。「断Fig.2-1-7 は八丁原地熱帯と柳津西山地熱帯の地下温層」は地層間に相対的な変位がある場合を指し ,「断裂」

度分布を示している。これらは掘削により得られる鉱物

は地層間に変位がなく裂罅（れっか）が存在する場合も中の流体包有物の均質化温度や掘削後の坑井の検層温度含んでいる。

から推定される。両地熱系とも，地下の等温線はそれぞ

高起伏地形型地熱系の場合 , 地形が起伏に富むため，れ断層に沿って高温部が伸びていることが分かる。すな

地下水位は一般的に深い。このため，断層に沿って上昇

わち，八丁原地熱帯の海抜 0 ｍ付近では小松池副断層に

高温噴気帯
SO2, HCl,CO2
Cl-SO4型熱水
高温噴気帯
CO2,HCｌ，SO2

噴気帯
CO2, H2S

火口湖

300℃

火
山
性
ガ
ス

SO4型熱水地獄

HCO3型熱水

200℃

300℃

600℃

Fig.2-1-5

深
部
熱
水 断
層

天水

高起伏地形地域に発達する地熱系のモデル。 Henley（1984）及び Hedenquist et al.(1996) を
基に作成。

--

第 2-1-6 図

Fig.2-1-6

地熱発電所，周辺の高地形地及び坑井内水位の標高(m)

地熱発電所，周辺の高地形地及び坑井内水位の標高 (m)１：山川，２：森，３：八丈島，４：杉乃井，５：鬼首，６：柳津西山，７：滝上，８：大霧，９：上の岱，１０：澄川，
１：山川，２：森，３：八丈島，４：杉乃井，５：鬼首，６：柳津西山，７：滝上，８：大霧，９：上の１１：八丁原，１２：霧島国際，１３：葛根田，１４：大岳，１５：松川，１６：大沼の各地熱発電所。
発電所の標高は日本地熱調査会（2000）による。周辺の高標高地は地形図より推定。水位面は坂井ほか（1986），
岱，１０：澄川，１１：八丁原，１２：霧島国際，１３：葛根田，１４：大岳，１５：松川，１６：大沼Hayashida & Ejima(1970),，林（1972），Furuya et al.,(2000)，Matsuyama et al.,(2000)，児玉・中島（1988）による。

の各地熱発電所．発電所の標高は日本地熱調査会（2000）による．周辺の高標高地は地形図より推定．水
位面は坂井ほか（1986），Hayashida & Ejima(1970),，林（1972），Furuya et al.,(2000)，Matsuyama etのal.,(2000)，児玉・中島（1988）による．
沢
北

断

層
破

A

砕

ASL(m)
500

16

帯

すだれ

沢断層

18

20
22
0℃ 40℃
2

30

猿

0℃

280

地

老
沢

断
層
破

0℃

-1000

-1500

砕
帯

帯

℃

0℃

破

砕
帯

20

300

26

断
層

砕

断
層
破

0℃

沢

-500

倉
沢

℃

池

1km

150℃

25

の

A

100℃
0

0℃

0℃

発電所

0

老沢断層
破砕帯

0℃

A'

-1200m ASL

A’

血の池沢断層
猿倉沢断層
破砕帯
破砕帯

-2000

1km

0
ASL(m)
1500 BB'

発電所 小松池地獄

B'

1000

小松池
地獄

500

100℃

層

断
層

副
松
池

0℃

小

層

25

断
層

200
℃
八
丁
原

断

副

-1000

-1500

Fig.2-1-7

断

層

断

池

200℃

池

1km

松

0m ASL

-500

小

丁
原
断
層

池

松
小

270℃
250℃

八

松

0

270℃

150℃

B 0

小

250℃
発電所 ワタラセ地獄

大岳 - 八丁原（左）及び柳津西山（右）地熱帯の地下温度分布と断層の関係
大岳－八丁原地熱帯は馬場ほか（1991），また柳津西山は Seki(1991) を簡略化し一部加筆。縮尺は同一サイズ。

--沿って 270℃の等温線が南東から伸び，その幅は数百ｍ，放熱量の低下は，主に深部熱水の地表到達部であった

長さは１km ほどに達している。すなわち，断層に沿っ

Geyser Valley で，1953 年より間欠泉や温泉活動の低下・て深部熱水が分布していることが明らかである。東北の停止として確認された（Allis, 1981）。放熱量は 52MW

柳津西山地熱帯でも断裂規制は明らかで，ここでは海水（1953 年）から 6MW（1966 年）に減少した。温泉の準以下 1200 ｍで，血の池沢断層破砕帯に沿って 300℃

流量低下と Cl 濃度の低下は Geyser Valley 内でもより以上の等温線が伸びている。そして断面図から明らかな地形的に高い場所や周辺にある温泉から始まり，Cl 濃

ように，熱水は断裂に沿って地表に向かって移動してい度は初期の 1700mg/l から 400-20mg/l 程度まで低下しる温度分布が得られている。このような断裂に沿った断た（Glover, 1977）。 1968 年には 2 カ所の温泉が残り，裂型貯留層の分布は，日本のほとんどの地熱帯において化学組成は SO4 型の蒸気加熱水の様相を呈するものも確認されており，ニュージーランドの低起伏地形型地熱あった。同様な深部熱水の地表到達部における顕著な熱系において認められるような地下浅部におけるマッシュ

水活動の低下は，Ohaaki-Broadlands 地熱帯の Ohaaki

ルーム型の貯留層構造は発達しない。

Pool においても認められている（Glover et al., 2000）。
地熱活動の低下に呼応し，Wairakei の貯留層の熱水組

2-(1)-4)

成にも影響が認められた。Geyser Valley に近い Well

地熱開発による地熱徴候の変化

地熱発電が温泉に影響した事例は，野田 (2009) によ

21, Well 8A の噴出熱水の Cl 濃度は，それぞれ 2,038mg/l

りまとめられている（Table 2-1-1）。また , 同表には日（1953 年 ) から 879mg/l（1968 年 )，1,589mg/l（1959 年 )本の地熱開発の状況も比較のため示されている。ここでから 1092mg/l（1960 年）へと低下した。これは，このは，日本での開発によるはっきりした影響は認められて付近を通る断層を通じ地下浅所の地下水の流入が起きた

いないので，以下に今までに報告されたニュージーラン

ためと考えられている。

ドとフィリピンの事例について述べる。

一 方， 放 熱 量 の 増 加 は， 深 部 熱 水 の 地 表 到 達 部の中心部より離れた地域で起きていることが分かる

2-(1)-4)-a 低起伏地形型地熱系の地熱徴候の変化（Fig.2-1-2）。 そ の 代 表 的 な 場 所 は Karapiti で， そ こ

低起伏地形型地熱系における地熱開発では，地熱徴候

では噴気活動が活発になった。 1954 年にまず熱い地温に大きな影響が現れやすい（例えば Allis, 1980, 2000,の地域（噴気地）の広がりが確認され，1958 年までに2001; Allis et al., 2009；Glover, 1977 など）。Fig.2-1-2は既存噴気活動はより強くなり，水蒸気爆発が起こりに は， 開 発 後 に 地 熱 活 動 が 低 下 し た 地 域（Geyser

多くの爆裂クレーターができた。これらの活動のため，Valley など）と，上昇した地域が示されている。活動が1950 年には，この地域で 40MW 程度あった放熱量が最上昇した地域が周辺にかなり広い範囲にわたって分布し

大 420MW（1964 年頃）まで増大し，その後 ,220MWていることが分かる。

（1978 年）まで低下した。

Table 2-1-1

第
2-1-1 表 地熱発電が温泉に影響した事例と日本の開発状況の比較
地熱発電が温泉に影響した事例と日本の開発状況の比較。 野田（2009）より熱水卓越型地熱系のみ
野田（2009）より熱水卓越型地熱系のみを抜粋及び一部加筆．

を抜粋及び一部加筆。

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--

一方，Geyser Valley の南東約 1km の東部掘削地域

所の冷たい地下水が貯留層へ流入・混合し，Naglagbonの北東部に当たる Wairakei Stream 沿いでは，顕著な

公 園 の 温 泉・ 噴 気 の 枯 渇 が 進 行 し た（Gambill and

陥没が起きた。その陥没量は，開発以来 50 年間で計 15

Beraquit, 1993）。

ｍに達する。陥没中心部の陥没速度は 1970 年代で最大450mm/ 年であったが，2000-2007 年には 80-90mm/ 年

2-(1)-5)まで下がってきている（Allis et al., 2009）。このようなへの影響予測地熱系の特性と日本における開発の地熱徴候

陥没は，開発による地下浅所の蒸気ゾーンの圧力減少に

日本では今まで地熱開発による地熱徴候の顕著な変化

伴う，湖成堆積物である Huka Falls 層の部分的な高圧は報告されていない。これは，上述したように，安山岩

密性によると考えられている。最も圧密を受けている深地域の地熱開発では，深部熱水が地表に達していない場

度は Wairakei では 150-200m の深さで，地下での強い合がほとんどであることに，大きく起因していると考え

熱水変質作用による粘土化が，高圧密性に関連しているられる。深部熱水の上昇中心部の噴気帯近くでは，開発と考えられている。

に伴い地下水位の低下があっても，そこから深部熱水のこのように中心部での放熱量の減少（シンターや間欠沸騰が継続しているかぎり，地下浅所での蒸気加熱水の泉活動の低下，陥没などによる減少），周辺部での放熱温泉（SO4 型）の生成は継続されるためと考えられる。

量の増大（地下水位低下による沸騰温度の上昇による噴もちろん，この蒸気加熱型の温泉は地下浅所にあり，降気活動の増加）などのメカニズムは，開発による地下浅水や流入地下水による変化は避けられないが，地獄が消所の圧力減少による一連のものとして捕らえることがで滅してしまったというような報告はなされていない。

きる（Grant et al., 1982）。 また，このような顕著な地

日本の高起伏地形型地熱系には，シンター形成を伴う

熱徴候の変化は，低起伏地形地域の地質，水理学的要素

ような深部熱水の湧出はほとんど認められない。フィリが大きな要素と考えられるが，Wairakei では蒸気分離

ピンの例は，安山岩質火山活動に伴う地熱系であるが，後の熱水の還元が行われていないことも関係していると深部熱水は海岸近くの平坦な地域に湧出する場合であ思われる。

り，高起伏地形型地熱系であっても水理系が低起伏地形
型地熱系のそれに似る様な場合には，深部熱水が湧出す

2-(1)-4)-b 高起伏地形型地熱系の地熱徴候の変化

る地熱徴候に影響が起きることを示している。しかしな

日本においては，地熱開発に伴う顕著な地熱徴候のがら，貯留層は断層に支配されている場合が多いので，変化は報告されていないので，フィリピンの例を示す。

変化が起きても，ある特定の方向性をもった限られた範Tiwi 地熱帯はルソン島のビコール半島の第四紀の安山囲内であると考えられ，低起伏地形型地熱系で認められ岩質の Malinao 火山，（0.5-0.06Ma，標高 1548 ｍ）のるように広範囲には起きないと考えられる。更に , 安山

北 西 斜 面 上 に 位 置 し て い る（Fig.2-1-8，Gambill and岩地域の地熱系では，安山岩溶岩を主体とした地層から

Beraquit, 1993）。

成るので，流紋岩地域の地熱系に認められるような顕著

Tiwi の 深 部 熱 水 は Malinao 山 側 か ら，Tiwi,

な陥没はほとんど起こらないと思われる。

Kagumihan, Nagaagbong の 各 断 層 に 沿 っ て 北 東方向に向かって上昇流動していると考えられている

2-(1)-6)（Sugiaman et al., 2004）。そして北東部の低地でこれら

響予測

上記以外の特性による開発の地熱徴候への影の断層が交差する付近には多くの温泉や地獄，シンター

日本の地熱開発に伴って地熱徴候への顕著な影響が認が分布していた。なかでも Naglagbong Park（標高 50

められないことは，本章で述べた地質的・地形的特徴のｍ前後）の Aqua Pool の温泉水は NaCl タイプで，Cl

他に，Table 2-1-1 にあるように日本の地熱系の開発の濃度が 4100mg/l ほどあり，地化学温度計は地熱貯留層

サイズが小さいこと，さらに熱水の還元が行われているの温度（277℃）を示していた。

ことなどが，開発による影響をさらに起きにくいものに

ここでは地熱井の掘削は 1971 年から本格的に行わしているものと考えられる。

れ，断層に沿う地熱流体上昇域側に多くの坑井が掘削さすなわち，開発に伴う地熱徴候への影響を考える場合，れた。1975 年頃から温泉の枯渇，水蒸気爆発などが起本章で述べたように，地熱系に関する科学的理解がそのきるようになった。 これは，熱水の上昇している側で根底にあることが重要であるとともに，同時に地熱系と地下から大量の深部熱水を採ったことで，貯留層圧が低開発との関連に関する科学的および技術的な考察が必要

下して水位面が下がり，深部熱水が地表に到達できなくである。そのためには，地熱系の深部と浅部の水理学的なって，更に湧出口付近の熱水の通路の崩落や閉塞が起連結に関する考察や地熱発電における地熱流体の生産還き，より深部に下がった沸騰面からの蒸気やガスがた

元に伴う新たな流体流動の発生とそれに関する科学的技

まり水蒸気爆発を引き起こしたと考えられる。また，こ術的対応等の考察を欠かすことができない。この生産還の付近を通る Tiwi 断層や Naglagbong 断層を通して浅元に関する問題は，次節で詳細に検討するとともに，地--

第 2-1-8 図

Fig.2-1-8

Fig.2-1-9

Tiwi 地熱帯の位置と地質 （Gambill and Beraquit, 1993）

Tiwi 地熱帯の位置と地質（Gambill and Beraquit, 1993）

Tiwi 地熱帯の地熱流体流動と断層，温泉の位置関係（Sugiaman et al., 2004）-10-熱系の浅部と深部の水理学的連結に関しては，4 章におであり感覚的に納得できる区分である。しかし，だれもいて，地熱と温泉の関係のとらえ方という観点から総括が納得する判断指標とするには定量性の導入が必要であ的に議論されるので参照されたい。

る。
（田口幸洋）

温泉への影響について，ここでは「温泉に対して，その自然変動を逸脱するような変化（降水量変化等の影響

2-(2)を考慮しても，説明できないような変化）をもたらすこ温泉に影響しない地熱発電のあり方

本 節 で は， こ れ ま で に（ 財 ） 新 エ ネ ル ギ ー 財 団と」を「影響」と定義する。従って，温泉への影響を判（NEF）が実施した地熱発電所環境保全技術調査 (NEF,

断するためには，温泉の自然変動（季節変動や降水量に

1989-1993, NEF, 1994-1999) の成果として構築された

よる変動，泉源固有の変動等）を把握しておくことが前

温泉影響予測手法マニュアルを新たに整理し，温泉への提となる。このため，できるだけ長期の温泉変動データ

影響を予測するための手法の概要を紹介するとともに，が必要である。温泉の自然変動を把握しておくことは，温泉に影響しない地熱発電のあり方について考察する。

温泉保全対策にも有用である。

本節の構成は，まず 2-(2)-1) 項で，温泉への影響の有無を判断するために必要となる事前モニタリング，次に2-(2)-1)-b モニタリング項目の選定と実施計画の策定

2-(2)-2) 項と 2-(2)-3) 項でそれぞれ温泉への影響の有無

モニタリング項目を選定する場合，地下の変化を反映を予測するためのモデリング手法と予測手法について述

したデータが適切に得られる環境にあるかどうか，またべ，続いて 2-(2)-4) 項で温泉影響の有無を判定するため長期観測を行う上で支障がないか等を考慮した上で，実の事後モニタリングと影響判定について述べる。そして，施可能な項目を選定する。項目を列記すると，概略以下

2-(2)-5) 項で温泉に影響が予想される場合の対策についのとおりである。

て整理し，最後に 2-(2)-6) 項で適切な貯留層管理に基づく温泉に影響を与えない開発について考察する。以上，

a. 気象（気温，降水量等）

2-(2)-1) 項から 2-(2)-4) 項は，温泉影響予測手法マニュ

b. 河川水位アルを新たに整理し，2-(2)-5) 項と 2-(2)-6) 項は，本節

c. 坑井内水位のために新たに書き加えたものである。

d. 湧水量，温泉湧出量，揚湯量
e. 湧出温度2-(2)-1)

f. 噴気量

事前モニタリングg. 噴気温度2-(2)-1)-a モニタリングの目的と影響の定義

h. 湧水，温泉水の化学成分

モニタリングの目的は，温泉や地下水の変動を把握す

・陽イオン成分：Na,K,Ca,Mg（主要１～２成分）

ることによって，その異常をいち早く検知することである。そして，
それが何の影響によるものかを抽出し，温泉・地下水系の保全に役立てることである。モニタリングは・陰イオン成分：Cl,SO4,HCO3（主要１～２成分）
・As（砒素）・TDS（全蒸発残留物）

温泉・地下水系の季節的な自然変動を理解することから

・EC（導電率）

始まり，得られたデータをバックグラウンド値として位・その他置付ける。このバックグラウンド値を得るために実施すi. 温泉の運用状況（ポンプやコンプレッサーの起動記

るのが「事前モニタリング」である。そして，地熱開発

録など）

後のモニタリングデータと比較することにより地熱開発

j. その他（周辺泉源の運用状況や井戸のスケール浚いの影響が現れているかどうかを判別することができる。

等の改修工事状況等）

温泉に対する影響については，「影響を及ぼす」の意
味についての問い合わせに対し，当時の厚生省（1951;

温泉は降水等の気象条件や周辺河川の水位変化等に温泉必携 , 2004）が次のように回答している。

よっても変動するため，気象（降水量，気温），河川水位，
周辺での土木工事や地震等についても同時に観測するこ①影響により使用に耐えなくなった場合：該当するとが必要である。地熱開発の影響が周辺温泉に及ぶ場合，②影響があってもどうにか使用に耐える場合

水位の変化が時間的に最も早く現れることが予想される：概ね該当する

ことから，水位変化を連続して計測することが影響を調③影響があってもさして困難を感じない場合

査する上で有効と考えられる。バックグラウンド値とし：概ね該当しない④影響が極微量である場合：該当しないて事前モニタリングのデータが１年以上取得できれば，以上は利用面から見た，影響判断の尺度を示したものの変動記録等と照合することで，季節変動がどのような温泉・地下水系の季節変動が把握できる。更には降水量-11-メカニズムで生じているかをある程度推定できる。

構造モデルにおいて地熱貯留層と温泉帯水層の関係を理解するために重要である。キャップロックは，温泉影響

2-(2)-2)

予測においては，地熱貯留層と温泉帯水層を分離する役

モデリング

2-(2)-2)-a 地熱構造モデル

目を果たす層として評価される。地熱系におけるキャッここでいう地熱構造モデルは，温泉と地熱貯留層の関プロックは，一般には緻密な地層や熱水変質帯がその役係を地質及び地熱構造の観点から理解できるように表現割を果たしており，キャップロックとなっている変質帯したものである。地熱貯留層を主眼とした地熱構造モデ

や地層は通常 100 ～数 100 ｍ程度の厚さを持つと考え

ルの作成手法については，
既に多くの専門書や論文等（例られている。キャップロックが存在しても，それを分断

えば，
水垣 , 1996；玉生 , 1995a, 1995b；由佐 , 1995 など）するように断層に沿う高透水性層が存在する場合もある

で紹介されているので，ここでは地熱貯留層と温泉の関ので注意が必要である。

係に焦点を置いたモデルの作成手法について述べる。
地熱構造モデルは以下の内容を説明できるように作成する。

2-(2)-2)-b 地熱流体流動モデルの構築
温泉水が生成されるには，水（溶存成分を含む）と熱が必要であるが，それらの起源には様々なものがあり，① 地質構造（地熱貯留構造）

詳しい報告もなされている（例えば，茂野，1992; 鶴・基盤構造

見 ,1981 など）。

・断層分布開発される地熱貯留層の流体（熱水，蒸気）が，水や・地層・岩相特性

熱の供給源となっている温泉では，地熱開発による温泉・高透水性層分布への影響を検討する必要がある。地熱開発の対象となっ② 地熱構造（熱構造，水理）ている地熱貯留層の流体が温泉に混入しているか否かを・熱源明らかにすることにより，地熱開発の温泉への影響の有・地熱流体・温泉水の生成機構と特性

無やその現われ方を予測することができる。予想される・地熱貯留層と温泉帯水層の分布影響を Table 2-2-1 にまとめた。

・帽岩（キャップロック，難透水性層）の分布

伝導熱により加熱され生成している温泉の場合，一般・地下温度分布

的に地熱開発で熱水や蒸気を採取しても，熱源から供給

・流体の起源と流体循環される熱量には変化がないことから，開発による影響はないと判断される。ただし，伝導加熱型であっても，地地熱構造には，熱構造，水理，熱源，地熱流体・温泉

熱開発地域内の還元エリア近傍に難透水性層を介して貯水の生成機構と特性・分布，温度や流体の起源と流体循

留されている温泉帯水層から揚湯されている場合には，環などが含まれる。地熱構造のうち熱源は地熱系を形成

長期的な還元により泉温が変化する可能性がある。

する要素であり，地熱貯留層，温泉帯水層のそれぞれに温泉は生成機構に応じて化学的特徴や同位体的特徴がついて熱源が明らかにできれば，両者の関係を把握する

異なることから，これらの特徴を明らかにし，Fig.2-2-1のに重要な役割を果たすものと思われる。

に示す地化学解析を実施することにより，開発される

帽岩（キャップロック，難透水性層）の分布は，地熱

地熱貯留層との関係を推定する。地化学解析手法に

第 2-2-1 表 地熱開発が温泉に影響した場合に予想される温泉の変化
Table 2-2-1 地熱開発が温泉に影響した場合に予想される温泉の変化

開発対象の地熱貯留層と周辺温泉との関係

温泉に供給されるもの

地熱貯留層の熱水が温泉に混入
熱，化学成分，水している場合地熱貯留層の蒸気が温泉に混入
熱，化学成分，蒸気している場合地熱貯留層の伝導熱により温泉熱が加熱されている場合
地熱貯留層と温泉の間につながなし
りがない場合予想される変化
泉温の変化，化学組成の変化，水位低下・湧出量の減少
泉温の変化，化学組成の変化，（蒸気混入量の変化が大きい場合は水位低下・湧出量の減少）検知できるほどの泉温の変
化はない
変化なし

-12-

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Fig.2-2-1

地化学解析手法の一覧

第 2-2-1 図地化学解析手法の一覧

ついても多くの専門書や論文が出されており，例えばFournier(1991)，Giggenbach(1988), 野 田 (2003) や 野

2-(2)-2)-c 数値モデルの構築

田・島田 (1989) などがある。

数値シミュレーションによる定量的な影響予測を行う

また，この解析により明らかになった温泉や地熱貯留

目的で，地熱構造モデル及び地熱流体流動モデルを反映

層の流体の化学的特徴とそれら相互の関係，及び地熱構した数値モデルを構築する。数値モデルには，地下の特造モデルを考慮して，地化学情報を基に温泉帯水層と地性を定量化するための坑井データが必要不可欠である。

熱貯留層との関係が理解しやすいような地熱流体流動モ

なお，日本の地熱調査における坑井データについては，

デル図を作成する。地熱流体流動モデルでは，収集した例えば須田・矢野 (1991) や矢野ほか (1989) によって整データに基づき，温泉および地熱流体それぞれについて，理されている。

①生成機構，②貯留層温度，③熱水系の分類，④混合状

温泉・地下水系を対象に数値モデル化を行う場合，基態，⑤流動状態を明らかにし，温泉水の起源となった流

本的には，地熱貯留層を評価するための貯留層シミュ

体と地熱貯留層流体の関係について検討する。

レーションと同じ要領（例えば，石戸 ,2002；NEDO,-13-

1993 など）で温泉・地下水系を含めた数値モデルを構

Fig.2-2-3 に温泉のタイプによる数値モデル化の概念築すれば良い。温泉帯水層を含めて地熱流体の挙動が計を示す。温泉の生成機構に基づいて分類すると，① Cl算できる数値シミュレータには，NIGHTS (Pritchett,型温泉，② SO4 型温泉，③ HCO3 型温泉の３種類に大1995a)，STAR (Pritchett, 1995b) や TOUGH2 (Pruess,

別できる。数値モデルにも，こうした温泉のタイプによ1983, 1987, 1988, 1991；Pruess et al., 1997) などがある生成機構を反映させる。３つのタイプの中間的な特徴る。通常の貯留層シミュレーションと比較して留意点をを示す温泉を表現する場合には，それぞれの特徴に応じ挙げると以下のとおりである。

たモデル化が要求される。
数値モデル化は，地熱開発を開始する以前のきわめて①地形・地表部分（大気を含む）のモデル化（不飽和

安定した状態である自然状態を再現することから着手す
るが (Yang et al., 1991)，温泉の生成についても自然状態層のモデル化）が必要。
②地熱貯留層と温泉や地下水の湧出地点などを含む広において再現しなければならない。

域的なモデルが必要。
③降水の地下浸透や河川のモデル化が必要。

2-(2)-3) 温泉影響予測④温泉・地下水の湧出機構に基づくモデル化が必要。

2-(2)-3)-a 影響予測手法の構成

Fig.2-2-2 に数値モデルの範囲と平面分割の概念を示り構成される。

温泉影響予測手法は，基本的に以下の三つの手法によす。モデルの範囲は，地熱構造モデルや地熱流体流動モ
デルから推定された地熱系の範囲を考慮して，地熱開発①地熱構造モデルによる影響予測（地質学的手法）

エリアとその周辺に位置する温泉や地下水の湧出地点を②地熱流体流動モデルによる影響予測（地化学的手法）

含む広域エリアが対象となる。基本的には構造的に開発③流体流動解析（シミュレーション）による影響予測

エリアとつながっている可能性があると判断される温泉（貯留層工学的手法）

や地下水の湧出地点はすべて包含しなければならない。
深度方向には基本的に地表部から基盤岩までを対象とFig.2-2-4 に影響予測のフローを示す。影響予測の手し，地表の起伏をできるだけ忠実に再現する。自然水位

順は，まず上記①地熱構造モデルと②地熱流体流動モデ

よりも上部に位置するブロック，すなわち大気中に位置ルによる影響予測を行い，その時点で各手法に基づく判するブロックに対して，地下水の自由変動が計算で再現定を行う。次に，影響が懸念される場合は，開発規模等できる（不飽和層を取り扱うことができる）シミュレーを考慮した③流体流動解析（シミュレーション）によるタを導入することが望ましい。

影響予測を行い，それらを総合的に判断して最終判定をFig.2-2-2

第 2-2-2 図

数値モデルの範囲と平面分割の概念

数値モデルの範囲と平面分割の概念-14-

価がまず必要であり，それらを総合して影響予測結果全体の妥当性が判定できる。判定の手順は，まず地熱構造モデルと地熱流体流動モデルに基づく影響予測結果を，それぞれ以下のように３段階に分類して判定する。
判定 A：影響はない，あるいは影響のある可能性は極めて小さい。
判定 B：影響のある可能性がある。または現状の調査では判断できない。
判定 C：影響がある，あるいは影響のある可能性は極めて大きい。
地熱構造モデルと地熱流体流動モデルによる判定が共に判定 A であれば，総合判定は以下に示すように，「ラ
ンク１：影響がないと判断できる。」または「ランク２：
影響はほとんどない，あるいは影響のある可能性は極めて小さい。」と判断する。判定が共に A でなかった場合，
すなわち，いずれか一方の判定が B あるいは C であった場合には，流体流動解析の結果を考慮して最終的に判断する。流体流動解析の結果についても同様に３段階で評価するが，総合的な判断は地熱構造モデルと地熱流体
流動モデルによる判定結果も考慮して，以下の５段階に分類する。
ランク１：影響がないと判断できる。
ランク２：影響はほとんどない，あるいは影響する可能性は極めて小さい。
ランク３：影響する可能性がある。補足調査による再Fig.2-2-3

評価が必要。

温泉のタイプによる数値モデル化の概念

ランク４：影響する可能性が大きい。補足調査による再評価が必要。

下す。

ランク５：影響すると判断できる，あるいはその可能

地熱構造モデルでは，地熱貯留層と温泉・地下水系と性が極めて大きい。

の間に構造的なつながりがあると判断された場合，影響の可能性があると予想する。地熱流体流動モデルでも流

2-(2)-3)-b 地熱構造モデルに基づく影響予測体の生成機構や流動の観点から，地熱貯留層と温泉帯水地熱開発が周辺の地下水系や温泉に影響を及ぼす場合

層のつながりが把握でき，地熱流体と温泉水が同一の起源と判断された場合，影響の可能性が高いと予想する。
しかしながら，透水性の大きさや開発規模（生産・還元

は，地熱開発の対象である深部の地熱貯留層が浅部の地下水系や温泉帯水層と水理的なつながりがある時である。水理的なつながりは地熱構造によって規制されるこ量の大きさ）の条件によっては，ほとんど影響が現れなとから，まず地熱構造モデルに基づく構造的な関係を判いケースも想定されることから，三つの手法による総合定する。この時，特に着目すべき要素は概略以下のとお的な評価を行う。総合判定の基本的な方針は，地熱構造りである。

モデルと地熱流体流動モデルで共に影響がないと予測された場合には，流体流動解析を行わずに「影響なし」の①断層等の地質構造上のつながりがあるか？

判定を下し，それ以外については開発規模との関係を定②帽岩（キャップロック）によって隔絶されているか？

量的に予測する必要があることから，流体流動解析（シ③隔離距離（水平距離）はどのくらいか？

ミュレーション）までを行い，すべての影響予測結果を④温度の違いはどのくらいか？

総合して判定を下す。予測結果の妥当性を判定するためには，各手法において用いられる個々の解析の妥当性評①，②は地熱構造モデル構築のために収集された情報-15-既存資料の収集・整理および必要なデータ再解析①

地熱構造モデルによ
る影響予測

②

モデル検討

地熱流体流動モデルによる影響予測3 段階評価による判定

3 段階評価による判定

流体流動解析
（ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ）が
必要か？

Yes
③

No

流体流動解析（ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ）
による影響予測3 段階評価による判定

5 段階評価による総合判定

第 2-2-4影響予測フロー
図 影響予測フロー
Fig.2-2-4やデータに基づいて明らかにされるものであり，情報やによる分類，主要な溶存化学成分による分類，生成機構

データの精度により，影響についての判断も影響を受けによる分類等，様々なものがある。一般的に使われていることになる。このような地質・地熱構造に関するデー

る鉱泉分析法指針に基づいた分類では，温泉の効能を明タが必ずしも十分に収集できるとは考えられないことからかにするため，主要な溶存化学成分によって温泉を分

ら，③，④に示す経験的な距離や深度に関する指標も併類している。しかし，地熱開発の温泉への影響を予測す

せて影響評価に用いる。

るためには，温泉と地熱貯留層とのかかわりに注目して温泉を分類する必要がある。

2-(2)-3)-c 地熱流体流動モデルに基づく影響予測

温泉の生成機構は，Fig.2-2-5 に示すように，水の起地熱開発による影響の有無や程度は，地熱貯留層が温源や加熱機構に応じて，主に，①深部熱水混入型，②蒸泉の生成機構（水の起源や加熱機構）にどの程度関与し

気加熱型，③伝導加熱型，④高温（マグマ）蒸気加熱型，ているか，あるいは地熱開発により地熱貯留層周辺の流⑤海水混入型の 5 種に分類できる。一般的に，地熱開発

体の流動がどの程度変化するかによって異なる。地化学は深部熱水もしくは深部熱水から分離した蒸気を採取す的な解析では，開発の規模やそれに応じた地熱流体の流るものであるから，温泉に対する地熱開発の影響の可能

動状態の変化を予測することはできないため，開発対象性について，温泉の生成機構の観点から整理することがの地熱貯留層の流体（熱水，蒸気）が混入しているものできる。各タイプの温泉の内，地熱開発による影響を受すべてを，地熱開発の影響が現われる可能性のある温泉

ける可能性のある温泉は，深部熱水を起源としている①として抽出する。温泉の分類方法には，温泉の貯留構造

深部熱水混入型や，熱水から分離した蒸気を起源として-16-

いる②蒸気加熱型の温泉である。ただし，これらの温泉泉の場合には，すべての項目について解析が実施され，に混入している深部熱水や蒸気が開発対象の地熱貯留層

総合的な判断の下に個々の要素が判断されたとしても，とは異なるものである場合には影響はない。

現状のレベルでは流体地化学的技術の適用だけでは，高一方，③伝導加熱型，④高温（マグマ）蒸気加熱型，い確率で適切な影響予測を行うことは難しく，地熱構造⑤海水混入型の各温泉については，生成機構の面で地熱モデルや後述する流体流動解析技術等を加えたより総合

貯留層の深部熱水や深部熱水から分離した蒸気とは関係的な解析・判断が必要である。

のない場合には，理論的には地熱開発の影響を受ける要素はないという考え方ができる。地熱流体流動モデルで2-(2)-3)-d 流体流動解析に基づく影響予測

は，深部から上昇してきた地熱流体により生成されて地熱構造モデルと地熱流体流動モデルが作成できれいる温泉を抽出し，温泉に混入している地熱流体の起源

ば，これらに基づいて数値モデルを作成し，流体流動解が開発対象となっている地熱貯留層の流体であるかどう析（シミュレーション）を実施する。これにより，地熱かを，流体地化学的手法で解明，推定する。温泉帯水層

開発の規模（生産・還元量）を想定して温泉帯水層へのへの流体の流動が阻害されるような地熱開発が行われれ影響を定量的に予測することができる。影響の大きさはば，影響する可能性が高いと判断される。

地熱開発の規模で異なるため，例えば，地熱構造モデル調査の最初のステップとして，Fig.2-2-6 に示すようと地熱流体流動モデルによる評価から，地熱貯留層と温に，対象地域内の温泉の生成機構を温泉水の化学特性や

泉帯水層との間に水理的なつながりがあると判定されて同位体特性から把握し，温泉水に深部からの地熱流体がも，開発規模が小さい場合には，明瞭な影響は出ない可

混入しているかどうか判断する。温泉の生成機構の把握

能性も考えられる。したがって，特に地熱構造モデルとに用いている調査技術は比較的平易なものであり，その地熱流体流動モデルによる評価だけでは確定が困難な場

調査結果の精度は原理的に見ても経験的に見ても非常に合，流体流動解析による定量的な影響予測が必要となる。

高いと考えられる。まずこの解析を行い深部熱水混入型

流体流動解析による影響予測を行う上で，重要な点は以及び蒸気加熱型の温泉を抽出する。他の型の温泉は，地下のとおりである。

熱開発の対象となる地熱貯留層とつながりがないため，地熱開発による影響はないと判断する。但し，伝導加熱①地熱構造モデル及び地熱流体流動モデルに忠実に数型の温泉であっても，地熱開発地域内において，還元層値モデルを構築する。

として利用される貯留層と，難透水性層と接して貯留さ②温泉帯水層と地熱貯留層の両方のデータと照合し，れている帯水層から揚湯されている場合には，長期的な数値モデルの妥当性を評価する。

還元により泉温の低下が生じる可能性があるが，それ以③数値モデルの不確定部分について感度解析（センシ

外では，深部熱水混入型あるいは蒸気加熱型に分類されティビィティ・スタデイ）を行い，影響予測結果のなければ高い精度で影響はないと判断できる。

信頼性を評価する。

次のステップとして，深部から地熱流体が混入している温泉について，温泉に混入している地熱流体の起源が自然状態が再現できる数値モデルが得られると，次に開発対象となっている地熱貯留層の流体であるかどうか

は開発の条件を入力して将来の予測計算を行うことで，の検討を行う。この検討においては不確定な要素も含ま

地熱貯留層の変化及びその周辺の温泉・地下水系の変化れることから，温泉帯水層と地熱貯留層とのつながりをの有無を予測することができる。例えば将来 30 年間の評価するが，評価する項目は以下の 4 項目（蒸気加熱型

予測計算を行い，地表近くに設定されている地下水層やの温泉の場合は②を除く 3 項目）とする。

温泉帯水層のブロックに注目して，それぞれのブロックで開発前と開発後で圧力，温度，蒸気割合，自然湧出量，①温泉水データから推定される地下温度と地熱貯留層

放熱量等に関して何らかの変化が現れているかどうかを温度の類似性

確認し，影響の有無を判断する。

②温泉水，地熱熱水の化学成分比，同位体比等による

この場合，自然変動幅を判断基準とし，それを逸脱す

熱水系の分類

るような変化が計算で予測された場合に，影響があると③地熱流体の混合状態判断する。感度解析（以下，センシティビティ・スタディ）④地熱流体の流動状態

は，数値モデルの不確定部分の入力値を変更した場合に，予測結果にどの程度の違いが現れるかを調査する重要なこれらの手法を深部熱水混入型の温泉に適用した場作業であり，これによって数値モデルの一義性と予測結合，すべての項目について解析が実施され，総合的な判果の有効性が確認できる。温泉影響予測のための数値モ

断の下に個々の要素が判断されれば，高い確率で妥当なデルには，それが広域になるためデータを取得していな影響予測が可能である。しかしながら，蒸気加熱型の温い領域（データ空白域）が多くなりやすいという問題点-17-䇭৻⥸⊛䈮䋬ṁሽ‛⾰㊂䈏㪈㪃㪇㪇㪇㫄㪾㪆㫂㪾એ਄䈱᷷ᴰ䈲䋬ਥᚑಽ䈮䉋䉍ਥ䈮એਅ䈱ᴰ⾰䈮ಽ㘃䈘䉏䈩䈇䉎䇯䉁䈢䋬ṁሽᚑಽ䈏㪈㪃㪇㪇㪇㫄㪾㪆㫂㪾ᧂḩ䈱᷷ᴰ䈲න⚐᷷ᴰ䈫๭䈳䉏䈩䈇䉎䇯৻ᣇ䋬ᧄᚻᴺ䈪䈲䋬න⚐᷷ᴰ䉅฽䉄䈩ਥⷐ㒶䉟䉥䊮䈮䉋䉍ಽ㘃䈚䈩䈇䉎䇯৻⥸⊛䈭᷷ᴰ䈱ಽ㘃䈫䈲ၮḰ䈏⇣䈭䉎䈢䉄㪈ኻ㪈䈪䈲ኻᔕ䈚䈩䈇䈭䈇䈏䋬᭎䈰એਅ䈱䉋䈉䈮ኻᔕ䈚䈩䈇䉎䇯䇭䇭䇭㪲ᴰ⾰ฬ䈫䈱ኻᔕ㪴㶎න⚐᷷ᴰ䉇․ᱶᚑಽ
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第 2-2-5 図
Fig.2-2-5

温泉の泉質と生成機構

温泉の泉質と生成機構がある。データ空白域に対しては，周辺のデータと比較

ティビティ・スタディ結果のすべてを有効な予測結果で照合して推定値を採用することになるが，その推定値にあると考え，図に示すようにセンシティビティ・スタディ

はある程度許容される幅が生まれる。

結果のうち最も影響が小さく予測されたケースと，最もこのため，許容される範囲で入力値を変更した場合に，予測結果が変わるかどうかを確認することが必要であ影響が大きく予測されたケースの範囲内を有意な予測結果と判断する。

る。許容される範囲で入力値を変更しても予測結果が変この場合，センシティビティ・スタディ結果が「すべわらないのであれば，その予測結果は極めて確度が高いてのケースで影響がない」または「程度の差はあるが，と判断される。一方，極端なケースとしては入力値を変すべてのケースで影響がある」という内容であれば，影更することで予測結果が全く異なる場合が想定される。

響の有無についての判断は容易であるが，一方では「影この場合には，変更した入力値が予測結果を左右するこ響がない」と予測される結果と「影響がある」と予測さとになるから，その入力値に該当するデータを取得しれる結果が混在する場合が想定される。このような場合て確定しなければ，有効な予測ができない。また，入力には，その時点においては「影響のある可能性がある」

値の幅に程度の差はあっても，予測結果が同じ傾向であと判断し，予測結果の違いが数値モデルのどの領域のどる場合には，それらの予測結果は有効であり，その信頼のような入力値の違いで現れているかを抽出し，可能な性は高いと判断される。センシティビティ・スタディは

限りその入力値に関する実測値を得るように努めること

流体流動解析における予測結果の最終的な判断に必要なが重要である。その実測値が得られれば，再度流体流動作業であり，予測結果の信頼性を高めるためにも極めて解析による影響予測を行い，判定を見直すことが必要で重要である。Fig.2-2-7 に影響予測の判定例を示す。流ある。

体流動解析による影響予測結果を判定する場合，センシ-18-

なお，調査・開発が進展するにつれて各種のデータが

酸性Cl‑SO 4型

温泉水の化学特性（主要溶存陰イオン等）による分類

Yes

δD‑δ 18Oの関係あるいはδ
34
S(SO 4)値よりマグマ起源水と判断される

高温（マグマ）
蒸気加熱型

No

Cl型（天水起 δD‑δ 18Oの関係あるいはB/Cl比
源の地熱熱水 より低温海水あるいは現海水が混の分布地域） 入していると判断される

海水混入型（海水起源熱水が混入した温泉は除外）

上記以外で，Cl型,Cl‑SO 4型,Cl‑HCO 3型に分類される

深部熱水混入型

SO 4型

HCO3型，中間型

影響なし（判定A)

δD‑δ 18Oの関係あるいはδ
34
S(SO 4)値よりマグマ起源水と判断されるCl濃度とB/Cl比の関係より深部熱水混入型と判断される。
B/Clあるいはδ 13Cの値より伝導加熱型と判断される。

地熱流体混入型
温泉の影響予測
評価を行う

蒸気加熱型

地熱流体混入型
温泉の影響予測
評価を行う

伝導加熱型

影響なし（判定A)

温泉水の化学特性が明らかになっていない。
YesNo

影響の可能性がある，または判
断できない
（判定B）

第 2-2-6
図 流体流動モデルによる温泉影響予測
流体流動モデルによる温泉影響予測
Fig.2-2-6

蓄積されていくので，温泉を含めた地下モデルの更新をグラフを作成し，地熱開発前の傾向と比較して開発後に適宜行い，温泉影響予測についても更新していくことが傾向の変化が見られるかどうかで行う。地熱貯留層と構重要である。

造上及び流体流動上のつながりがあって地熱開発の影響が現れている場合に，温泉・浅層地下水層に予想される

2-(2)-4)

事後モニタリング，影響判定

現象は，定性的には以下のとおりである。

温泉への影響は，温泉の水位（または湧出量），泉温，（生産の影響）温泉・地下水の水位が低下傾向を示す。

泉質について，自然変動の範囲を逸脱するような変化がこのため，地下水の湧水量や温泉の自然湧出量が減少観測された場合，影響が出た可能性があると判断される。

する。水位の低下によって周辺からの浅層地下水の混入

温泉の変動は降水量や河川水位の変化にも大きく左右さ

量が増加すると，泉温が低下するとともに希釈によってれることから，事前モニタリング結果（バックグラウン

Cl 濃度等の化学成分の濃度が低下する。

ド値）と照合し，通常の自然変動を逸脱するような変化（還元の影響）温泉・地下水の水位が上昇傾向を示す。

が認められた場合，その変化の原因が何であるかを特定

この場合，地下水の湧水量や温泉の自然湧出量が増加すする。温泉の水位（または湧出量）は，地震等によってる。還元熱水が温泉・浅層地下水層へ混入すると，そのも変化することが知られており，さらには温泉井同士の温度が温泉水の温度よりも高い場合には泉温が上昇し，干渉や近くの河川工事等によっても温泉に変化が現れる

低い場合には泉温が低下する。また，Cl 濃度が上昇傾ことがある。

向を示すとともに，還元熱水の混入割合によって温泉の化学性状が変化する。

2-(2)-4)-a 地熱開発後の状態変化の判定
1) 定性的な分析による判定

2) 統計的手法による判定

地熱開発後の温泉・地下水系に変化が現れたかどうか

地熱開発後の温泉・地下水系に変化が現れたかどうかの判定は，基本的には各モニタリング項目の経時変化のが微妙な状況にあり，経時変化のグラフからだけでは判-19-

断が困難な場合，統計的手法を用いることにより判定を

位は工事と同時に変化することが多いので要因特定の目下すことができる。地熱開発後に得られたモニタリング

安となる。

データが開発前と比較して同じ範囲に含まれるかどうか

温泉間の干渉と地熱開発による影響については，影響について，統計的な許容範囲（例えば 95% 信頼区間等）の現れ方がよく似ているため慎重に判断しなければならを逸脱しているかどうかで状態変化の有無を判定する。

ない。例えば，今まで運転していなかった動力泉のポン

その手法の例として，開発前後のデータが十分にそろっプを起動させた場合と地熱開発によって生産井の噴出をた段階では二標本 t 検定等が挙げられる。

開始した場合に，近くの温泉に現れる影響はどちらも水位低下であったり，自然湧出量の減少であったりする。

2-(2)-4)-b 要因分析による地熱開発の影響判定

以上のように，地熱開発後に温泉・地下水系の状態が1) 状態変化の要因

変化した場合でも，想定される要因は地熱開発の他にも地熱開発の時期を挟んで温泉・地下水系の状態が変化したと判断された場合でも，それがすぐに地熱開発の影

種々考えられるため，それらについて十分可能性を検討した上で要因を決定することが重要である。

響であるとは断定できない。温泉・地下水系の状態変化
は，地熱開発の影響だけでなく，他にもさまざまな要因

2-(2)-5) 影響が予想される場合の対策で起こり得るからである。このため，状態変化の要因が調査段階において，現行の開発計画で影響が予想され何であるかを検討しなければならない。温泉・地下水系

る場合には，影響の要因を特定した上で以下の計画の見では地熱開発の影響がない場合でも既に種々の要因で自直しを行い，それによって影響が回避できるかどうか再然変動が生じているが，その変動を変化させる要因とし検討する。

ては，一般に Table 2-2-2 に示す項目が挙げられる。
①生産井・還元井の配置・深度の変更
2) 要因の決定②開発規模（生産・還元量）の縮小

上記１）で抽出した要因のうち，異常気象（雨・雪）に属するものについては降水量等との関係が適切に説明生産井あるいは還元井の掘削予定位置や深度と周辺温できるタンクモデルが作成できれば，それによって判断

泉との水理的なつながりによって，将来的に生産・還元

することができる。地震・火山活動については，地震・を開始すると周辺温泉に影響が出ることが予想される場

火山活動が発生した時期と温泉・地下水の状態が変化し合，それが回避できるような掘削位置・深度を模索する。

た時期との相関によって特定が可能である。特に地震に適切な位置・深度が見出せた場合には，その新たな場所

よる状態変化のうち，水位変化は，ほぼ地震と同時に発に調査井が掘削され，開発可能な地熱資源量が再評価さ生することが多いので，要因特定の目安になるであろう。

れる。その一環として噴出試験と周辺温泉へのモニタリ

土木工事に属するものや泉源のスケール浚渫，改修工

ングを実施し，温泉へ影響が出ないことを検証する。

事についても，工事時期との相関で判断できる。特に水適切な位置・深度が見出せない場合には，開発規模（生第 2-2-7
図 センシティビティ・スタディによる温泉影響予測の判定例
Fig.2-2-7
センシティビティ・スタディによる温泉影響予測の判定例-20-

産・還元量）を縮小することで回避できるかどうかを検給される地熱流体の収支バランスが取れれば，生産・還討する。この場合の予測手法には，数値シミュレーショ

元中における平衡状態に達する。それは，周辺温泉を含ンが適用され，影響の有無に関して定量的な予測が試み

めて地下が安定な状態にあることを意味している。持続られる。当初の開発計画を見直し，規模を縮小すること可能な開発を行うためには，地下の状態を把握し，適切で温泉への影響が回避でき，なおかつ経済的にも採算がに管理することが必要である。そのためには，地熱貯留取れると判断されれば，その計画に沿って開発は継続可

層と温泉に対してモニタリングを継続することが不可欠能となる。ここでも噴出試験やモニタリングを実施し，である。

規模を縮小した開発計画に沿って周辺温泉に影響が出な

温泉に対しては，事後モニタリングを行い，地熱貯留いことを検証する。また，データが蓄積されるにしたが層の収支バランスに関しては①生産井・還元井の流量，

い，温泉への影響が回避できる適切な位置・深度が次第②観測井の坑井内圧力・温度 , ③重力変化等を対象としに明らかになれば，その地点を開発の対象としていくこたモニタリングが有効である。生産井と還元井の流量はとで段階的に規模を拡大していく方針も選択肢の一つに

基礎データとなる。観測井を利用した地下の圧力温度モなる。

ニタリングでは，生産・還元による局所的な圧力変化と以上のような開発計画の見直しを行っても，温泉への温度変化を観測し，重力モニタリングでは，比較的広範

影響が回避できないと判断される場合には，開発規模の囲に地下の質量や密度変化を観測する。こうして地下のさらなる縮小あるいは開発の中止や延期の決断が下され質量とエネルギーの収支バランスに関するデータが得らるであろう。

れる。
国内の地熱発電所では，実際に上記モニタリングが継2-(2)-6)

続して実施され，地下の収支バランスが取れるように貯適切な貯留層管理に基づく温泉に影響を与え留層管理が行われている。例えば，八丁原発電所では，ない開発
地熱開発計画を策定するうえで，温泉影響予測手法を

上記モニタリング結果や貯留層シミュレーションによっ用いることで，温泉に影響を与えない開発が可能と考えて，約 120 MW が持続可能な発電規模であると評価さられる。持続可能となるように開発規模を決定し，それており，その範囲内である定格出力 110 MW の運転れを実現できるように貯留層を適切に管理していくことが行われている。貯留層シミュレーション結果からは，で，温泉に影響を与えない開発が可能である。持続可能生産する質量の約 94% が地下からの熱水供給や還元にな開発は，発電所稼動中の地熱貯留層を常に安定した状よって補充されており，貯留層はほぼ安定した状態にあ態に保ち，それは周辺温泉も含めた安定した状態の維持ることが示唆されている（Tokita et al., 2000, 2006）。

につながる。

そして，このレベルの補充が実現されている場合，実適正な発電規模とは，長期間にわたって安定した発電用上ほぼ持続可能であると国際的にも判断されているが維持できる範囲，すなわち持続可能な発電規模であり，（Rybach and Mongillo, 2006）。また，重力モニタリン

なおかつ温泉に影響の出ない発電規模のことである。生グ結果からも，地下の水収支バランスについて十分な質

産・還元を開始すると，地熱貯留層では圧力，温度や蒸量が貯留層に供給されていることが示唆されており（江気割合などが時間とともに変化するが，持続可能な開発

原・西島，2004），生産エリアにおける重力がほぼ安定を行うことにより，生産する地熱流体と地下で循環・供していることから，生産エリアはほぼ安定した状態にTable
温泉・地下水系の状態変化をもたらす要因
第 2-2-2
表2-2-2
温泉・地下水系の状態変化をもたらす要因

自然要因
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.

降雨，降雪，積雪
河川，湖沼水位
潮汐
地震
火山活動
気圧変化
泉源のスケール付着
その他

人為的要因
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
i.

-21-

ダム・貯水池工事
河川・護岸工事
トンネル・隧道工事
道路・広域駐車場工事
温泉・井戸同士の干渉，乱開発
泉源のスケール浚渫，改修工事
森林伐採
土地改良工事その他

あると考えられる（斉藤ほか ,2006）。大霧発電所におGiggenbach W. F.(1988) Geothermal solute equilibria:

いては，運転開始前の全量噴出実証試験において蒸気量

Derivation of Na-K-Mg-Cageoindicators., Geochem.

360 t/h の安定した噴出を確認し 30,000 kW 以上の発電

Cosmochem. Acta, 52, 2749-2765.

も可能であったが，出力 30,000 kW にとどめた経緯がGlover, R. B. (1977) Chemical and physical changes

ある。開発前は，地質構造や地熱系について解明された

at Geyser Valley, Wairakei, and their relationship

段階で，貯留層の特徴や適正な開発規模が十分には把握

to changes in borefield performance. In A.P.W.

されているとは言えないため，初めは控えめな規模で発

Hodder (ed.), Geochemistry 1977, DSIR Bulletin,

電し，貯留層の状態や生産能力を踏まえながら順次規模を拡大し，適正な発電出力規模としていくことがより現実的であると指摘されている（御幸 ,2004）。

19-26.
Glover, R. B., Hunt, T. M. and Severne, C. M. (2000)
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以上のように，持続可能な地熱発電（開発）を実現させることが，ひいては温泉に影響の出ない開発につながると考えられる。

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-23-

第３章

温泉との共生のしかた

3-(1)

温泉との身近な共生の可能性―カスケード利用を中心として―80,000 TJ/ 年である。
(ii) 下限温度 20℃の場合
床暖房，融雪などには，常温に近い温水でも利用価値があるので，常温の 15℃程度までの熱が利用可能である。経済性を考慮して利用の下限温度を 20℃とした場

3-(1)-1)

合に利用できる熱量には，(1) に加えて以下のものが加地熱カスケード利用の基本的考え方

3-(1)-1)-a 温泉と直接利用わる。

日本の温泉は，現状では浴用以外には殆ど利用されていない。天然湧出の温度が高すぎる場合は，冷ましてかa) 浴用に利用した後の温泉水の熱量

ら浴用に利用し，浴用利用後はそのまま捨てている。こb) 35℃未満で浴用には適さないが，直接利用に使え

れは熱利用の面から言うと，非常にもったいない使い方

る温泉水の熱量である。江原ほか（2008）は，現存する温泉の熱を，浴用と競合しない形で 100％カスケード利用した場合の熱浴用利用後の温泉水の温度は一律に 35℃と仮定する

量ポテンシャルを計算した。この論文では，以下のようと，35℃以上の全ての温泉は a) に，25℃～ 35℃の温泉な考え方で，利用の下限温度 45℃と 20℃の場合を示しは b) に含まれる（Fig.3-1-2）。a) と b) の合計は (1) のている。

約半分もあり，総計は (1) だけの場合の 1.5 倍となる。

(i) 下限温度 45℃の場合合しない形で，地熱の直接利用ができる。暖房・融雪やこのように，既存の温泉の熱を使って，浴用温泉と競
浴用には，42 ～ 43℃が最適と考えられるので，温度

作物の乾燥などに有効利用できる場合には，競合ではなの高い温泉水を熱交換して熱だけを利用した後，45℃

く温泉地域との共生という新しいスタイルのカスケードに 下 が っ た と こ ろ で， 浴 用 に 供 給 す る と 仮 定 す る。

利用が可能である。

Fig.3-1-1 に示される通り，45℃以上の湯はいろいろな産業に用いることができ，高温から 45℃に至るま

3-(1)-1)-b 地熱発電所に絡んだカスケード利用

で，何段階にもカスケード利用して無駄なく熱を利用

江原ほか（2008）が示す地熱利用将来予測の “ ドリームすると考える。全国の 50℃以上の温泉のわずか 5％のシナリオ ” では，温泉の熱利用のほかに，発電所の廃熱を 45℃まで利用する場合の熱量は，2005 年時点で約熱を直接利用に使うアイディアが示されている。この論文では熱利用ポテンシャルのみを計算しているので，本文では具体例や技術的問題等について考察する。
どのようなカスケード利用が可能かを考えてみると，まず，従来の蒸気発電後に得られた熱水（１気圧で 120～ 150℃程度？）をバイナリー発電に使うという，発電方式自体のカスケード利用がある。さらにバイナリー発
電後に，温度の下がった熱水（80℃前後）の熱を直接利用してから，地下に還元することが可能である。この場
合は，従来の還元熱水より温度が下がっているので，貯留層を冷やさないための貯留層管理が必要だが，数値シ
ミュレーションなどで還元の位置を十分に検討すれば，技術的には可能と考えられる。
直接利用の内容としては，Fig.3-1-1 に示されるように 80℃もの温度があれば様々な利用法がある。例えば
農作地や酪農地が近くにあれば，食品加工，厩舎利用，温室などにも利用できる。また観光地や温泉旅館での給湯利用も可能である。例えば温泉地では，浴槽内の湯は天然湯であっても，シャワーや水道の湯はボイラーの沸かし湯である場合が殆どで（池上ほか , 2008），その熱供給に使うことができる。最大限のカスケード利用を行
う上で，ヒートポンプの利用もキーとなる技術と考えら

第 3-1-1 図 地熱流体の温度別利用法 (Lindal, 1973 より)
Fig.3-1-1れる（池上ほか , 2008, 及び次章の中国の例を参照）。

地熱流体の温度別利用法 (Lindal, 1973 より )-24-

第 3-1-2 図 仮定した温泉水直接利用の温度範囲の模式図.
Fig.3-1-2 仮定した温泉水直接利用の温度範囲の模式図

3-(1)-2)

10MWe の発電が行われている。生産を拡大することは各国での事例

次に，温泉との共生を考える上で役立つと思われる各

物理的に可能だが，たとえ熱水の全量を還元したとして国の事例を紹介し，日本への応用について考察する。

も，地表の温泉水に影響を及ぼす懸念がある。そこで，
1,000ton/day の冷水を補助的に注入すれば，貯留層圧

3-(1)-2)-a 中国の地熱直接利用（カスケード利用）

力を維持するのに充分という予測に基き，補助還元実験

中国での地熱直接利用は，1970 年代の政府主導の地を 3 ケ月間行った。その結果，貯留層圧力を回復させる

熱開発から，1990 年代からの私企業中心の開発に移行のに成功し，貯留層温度には影響がなかった。数値モデしていった。その結果，あらゆる利用法を取り入れてリングの結果では，25MWe に相当する 25,000ton/day

経済性を高め，資源の利用率・回収率を高めるといったの生産を行う場合，わずか 5％の補助還元を行うことで，意味ではプラスの方向に進んだ一方，資源量調査や貯留25 年間の発電を維持できることが予測され，生産流体

層評価といった科学的裏づけなしに温泉資源の乱獲が進の温度・化学性状や地表の温泉への影響は見られなかっみ，貯留層圧力・水位の低下による枯渇の危険性というた。こうして生産量拡大の申請に対する許可が得られた

マイナス面も目立った。そのため，地熱開発についての(Lawless, 2006)。
100％還元した場合でも生じる貯留層圧力減衰を，わ規制が進められた他，圧力低下を防ぐための還元に注目

ずか 5％の補助的な冷水（生活排水等）注入で回復可能が集まってきた (Zheng et al., 2005)。
地熱資源の利用率・回収率を高めるための方法としという知見は，温泉の減衰対策という形で，温泉関係者て，多目的利用，とくにカスケード利用が盛んに行われに対し技術的援助が可能なことを示している。地表湧出ており，その一環として，ヒートポンプも多く利用され減少の懸念については，実験結果に基づくシミュレーている。ヒートポンプに電力を消費しても，昇温するこションで，正しく評価するべきであろう。

とで更に多段にしたほうが，経済性が良いとされる。宮崎（2006）には，72℃の熱水をホテル・住宅暖房，公共

3-(1)-2)-c イタリア（温泉関係者への技術支援の可能性

施設暖房，床暖房，魚養殖，温室，と 5 段階にもわたっ

２）て地熱が直接利用されている例が紹介されている。この

ヴェニスの西，大学街パドヴァから西南に７km 程のような多目的利用は，プール，温泉，宿泊施設などを備場所に，エウガネイ丘陵地熱地帯と呼ばれる非火山性

えたレジャー施設で行われている場合が多く，市民に地の温泉地帯があり，そのうち最も高温のアバノ温泉は熱の利用法を展示するショーケース的な意味合いが強い

87℃である。アバノにはもともと自然湧出の温泉があっようであり，その意味では，実際の利用量はまだこれかたが，1950 年ごろから温泉水を使ったセラピーを売りら伸びる可能性がある。新たな温泉プラスアルファの開

物に温泉開発が始まり，温泉井の掘削が盛んに行われた。

発には，参考になると思われる。

次々と保養ホテルが建てられ，1965 年に温泉井掘削数
はピークに達した。しかしその結果水位が下がり，自然

3-(1)-2)-b ニュージーランド（温泉関係者への技術支援

湧出は消滅し，揚水をしなければ温泉水が出なくなっの可能性１）た。そこで，各ホテルは共同で温泉揚水量管理組合を作

Ngawha 地熱地帯は，タウポ地域以外ではニュージー

り，地下水の流動系と揚水量に関する解析をパドヴァ大

ランドで唯一の地熱貯留層温度が 200℃を超す地熱地学に依頼した（Antonelli and Fabbri, 1988）。大学から帯である。1998 年より，10,000ton/day の流体抽出でのアドバイスに従い，1992 年から揚水量を管理するよ-25-

うになってからは，水位が安定した（安川 , 1998）。一

ニアリング的に解決することも地熱業界の役割であり，方，水位は安定したものの，地下水の採取過多による地

地熱と温泉の共生に役立つと思われる。

盤沈下が深刻な問題となり，ひどい所では 2m にも達し

（安川香澄）（Antonelli et. al., 1995），やはりパドヴァ大学がコンサ
ルタントを行っている。これは，大学や学協会等が温3-(2)

温泉を利用した発電

泉関係者や地元住民に貢献できることを示す好例であろう。

3-(2)-1) 温泉発電
3-(2)-1)-a はじめに

3-(1)-2)-d トルコ（直接利用の拡大）

温泉は我が国の文化であり，我が国は 2006 年 3 月

ト ル コ の 地 熱 利 用 は， 熱 の 直 接 利 用 が 主 で あ

現在，27,866 個の温泉泉源を有する（環境省，2007；

り，資源ポテンシャルは，下限温度を 35℃とするとFig.3-2-1 はより新しい，環境省，2009）世界最大の温泉

3524MWt で あ る（MTA, 2005）。2000 ～ 2005 年 に開発利用国である。そのため，地熱発電開発は既存の大直接利用は 50％増加し，1,229MWt にのぼる（地域暖型の温泉地域では立地の余地がほとんどなく，温泉枯渇

房 392→635MWt，温室 101→192MWt，温泉観光 327→

への危惧から歓迎されないことが多い。これが我が国特402MWt）。地域暖房は全国に 16 箇所あり，いずれも自有の地熱発電開発の障壁を形成してきた。しかも，我が治体が運営主体となっている。古くは褐炭で行われてい国の温泉開発市場はダイナミックであり，1962 ～ 2007た地域暖房が，地熱に置き換わっていった。地熱による年度の間に，温泉泉源が毎年平均 334 個ずつ増えてい暖房の家は持家も借家も人気が高く，通常の３～４倍のる（Fig.3-2-1，環境省，2009）。温泉を地熱発電開発の高値で取引きされている。この地域暖房を中心に，発電，障壁としてみた場合，この障壁はますます高くなってい

温室，温泉利用など多目的カスケード利用することで経く。

済性も上がり，新たな研究・技術開発が行われている。

我が国の温泉泉源には，沸騰泉を始め，高温温泉が少またビーチや日光浴と組合せた温泉観光も盛んで，経済なくない。しかし，その用途がほとんど浴用利用に限定的に重要である。

されていることから，むしろ，その浴用適温化に苦慮し日本の場合を考えると，石油価格高騰が予想される中，ている。高温温泉は優位な熱エネルギーを生かすどころ

都道府県のエネルギービジョンに取り入れるなど，地熱か，捨てることに苦慮しているのである。例えば，2009

による地域暖房を寒冷地の自治体に呼びかける方法が考

年 2 月 8 日の朝日新聞によれば，泉源温度が 101℃のえられる。既存の発電所の廃熱利用という方法もある。

別府のひょうたん温泉では，薬用成分を薄める加水適温

技術者は，カスケード利用の方法と経済性まで踏み込ん化を避け，自然冷却によって適温化している。これは夜で自治体に提示することが有効であろう。また，地熱ハ21 時から朝 8 時まで営業を停止し，浴槽で自然冷却をウスに高い付加価値をもたせる戦略を考えることも有効行う方法であった。しかし，この方法では営業時間が短と思われ，地熱と地中熱をうまく組み合わせることも役縮される上に，冷却し切れない大量の熱水を廃棄せざる立つであろう。こうした自治体への働きかけで，温泉関を得なかった。この克服のために，竹製の高温温泉用冷係者との関係が別な方面から改善されることが期待され却器を開発したことが記事として報じられた（朝日新聞，る。

2009）。
近年，バイナリーサイクル発電の最低発電温度は次以上の議論から導かれる今後の発電所と温泉との関係

第に中低温側に拡大しつつあり，発電可能な熱源熱水

で重要なことは，正確な地下の熱水系モデルを共同で作

温度は既に，100℃未満の領域に拡大している（大里，り上げるということであろう。温泉源は地熱貯留層と同2009；山田，2009）。これが，地熱発電開発の障壁を地一ではないとしても，地下全体を考えれば，どこかで繋熱発電開発に転化する逆転の発想，温泉発電ビジネスモ

がっている可能性があり，温泉業者が地熱開発を懸念す

デルの所以である（村岡，2007；大里・村岡，2008；大るのは当然とも言える。ただし，これまで国内の地熱開里，2009）。例えば，ひょうたん温泉においてエネルギー

発が温泉の枯渇を招いた例はなく，今後も適切な事前調を効率的に捨てるための冷却器の代わりに，小型バイナ

査とエンジニアリングによって，そういう被害を避ける

リーサイクル発電システムを導入すれば，発電と適温化ことができると考えられる。それをより確かなものとすとを同時に具現できる。これは一挙両得であり，高温温るため，貯留層と温泉源とはどこでどのようにつながっ

泉の本来の優位性を生かすことになる。これが温泉発電ている可能性があるのか，調べることが，双方の理解をビジネスモデルである。

深めるだけでなく，双方の利害にとっても有効である。

もし，この温泉発電ビジネスモデルが普及すれば，温適切な調査なしに温泉を乱掘したために湯量の減衰が生泉は実態として地熱資源の一部となり，温泉オーナーがじている例もあり，そういった温泉内での問題をエンジ

地熱発電事業者となる。こうなれば，最早，地熱発電開-26-

第 3-2-1 図 我が国の温泉泉源数の年次変化（環境省，2009）
Fig.3-2-1

我が国の温泉泉源数の年次変化（環境省，2009）

発と温泉開発との間の垣根はなくなり，対立の意味を失は 2006 年 3 月現在，27,866 個の温泉泉源が分布するたう。温泉発電ビジネスモデルには上述の一挙両得の効果

め，3,686 個の温泉データはこの 13.2％にすぎない。こに加えて，地熱発電開発と温泉開発の間の垣根の解消との 210 個の温泉の発電規模 95.5MWe が全国のすべてのいう，もう一つの市場開放効果が期待される。

温泉の 13.2％を表していると仮定して，全国の温泉発電規模を見積もった。その結果，対象温泉数は 1,591 個，

3-(2)-1)-b 温泉発電の市場規模

総電力規模は 723MWe（72.3 万 kWe）と見積もられた。

我が国には 2006 年 3 月現在，温泉泉源が 27,866 個

これが既存の温泉から，現在，廃棄されている浴用以上存在する（環境省，2007）。温泉発電の利点は，この温の温度差エネルギーで発電した場合の狭義の市場規模で泉の，現在，捨てられている浴用以上の温度差エネルギーある。

を利用する点にある。従って，狭い意味の市場規模（資他方，前述のように，我が国では 1962 ～ 2007 年度

源量）は，既存の温泉データから求められる（村岡ほか，の間に，温泉泉源が毎年平均 334 個ずつ増えている。

2008）。
基礎データとしては金原（2005）の収集した 4,536

これら新たに開発されている温泉はすべて掘削によるも個の温泉データのうち，泉温と湧出量が共にそろっていのである。新たな掘削による温泉も温泉発電用資源になる 3,686 個の温泉データが利用できる。熱エネルギーかり得る。これを含む広義の市場規模については，村岡ほら発電電力への換算には，カリーナサイクル発電の熱効率の概算値である Fig.3-2-2 の関係が利用できる（村岡，
2007）。その結果から 3,686 個中 657 個の温泉で発電可

か（2008）が，最近行った 1km グリッドの地熱資源量評価の際に，53 ～ 120℃の熱水系資源量に含めて見積もっている。Fig.3-2-4 に，その結果を示す。この図で，能と評価される。その地域的分布を Fig.3-2-3 に示す。

グレー階調区分の MW とは，1 km×1 km の単位面積当657 個の発電可能な温泉のうち，所内電力消費やコたりの発電規模である。また，この図でグレー階調区分

ストの点から見て，あまりにも小規模な温泉の開発はされた抽出地域は，地表から重力基盤深度までの深度範

現実的でない。このため，後述の 50kW 級の温泉発電囲において，規格化された深度温度曲線「活動度指数曲装置を想定しつつ，その出力規模を 30kWe 以上に限定

線」が 53℃～ 120℃の範囲に相当する地域を示していすると，温泉数は 210 個となる。その結果，総発電電る（村岡ほか，2007）。53℃～ 120℃という温度範囲の力規模として 95.5MWe が得られる。ここで，我が国に
-27-

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t = 3.1958r + 64.987

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第 3-2-2 図

Fig.3-2-2 カリーナサイクルの熱効率概算値（村岡，2007）
カリーナサイクルの熱効率概算値（村岡，2007）

設定は，小型温泉発電装置の目標とする開発仕様に基づなく資源を使うのに有効であることを表わしている。

いている。この評価は基本的には米国地質調査所の容積法に基づいているが，大きな相違は基準温度，すなわち，

3-(2)-1)-c 小型温泉発電装置の開発

熱水から熱エネルギーを抽出する際の下限温度を 15℃

現状において，温泉への適用範囲の広いカリーナサイ

ではなく，Fig.3-2-2 に基づき 53℃としている点にある。

クルを多数の温泉に普及させるためには，発電効率が高そのため，より現実的かつ控えめの見積もりとなっていく，低コストの 50kWe 程度の普及型の小型発電システる。もう一つの大きな相違は発電効率であり，米国地質

ムが必要である。これを実現すれば，施設への電力供給

調査所の容積法が，蒸気フラッシュ発電を想定して 0.4と同時に，熱源温泉水の浴用適温化，及び冷却に用いるとしているのに対して，
この評価では Fig.3-2-2 のカリー

水（清水）から得られる温水を給湯・暖房熱等に用いてナサイクルの水冷発電のうち，53℃～ 100℃の範囲の平いることで，従来のボイラーの重油・灯油類の焚減らし

均的発電効率 0.0731 を用いて見積もっている。この点効果が得られる（Fig.3-2-5）。これによって，熱くて利でも，より現実的かつ控えめの見積もりとなっている。

用できなかった温泉を水で薄めることなく利用することその結果，Fig.3-2-4 の小型温発電装置による広義のができる上に，温泉旅館やホテルで排出する二酸化炭素

市場規模は，全国を合計して 8,330 MWe（833 万 kWe）の削減や，油価の高騰による燃料費の節約に寄与できる。

×30 年と見積もられる（村岡他ほか，2008）。これら熱

小型温泉発電を実現するための技術開発課題は，温泉

2
水系資源の分布面積は 84,039 km であり，国土の面積

沈殿物耐性・酸性熱水耐性の熱交換器の開発と小型ター

377,923km2 の 22.2％に達している。つまり，温泉発電ビンの開発である。これらを実現して，温泉事業者向けシステムは，従来の地熱発電の適用範囲を地域的にも飛の新しい熱電併給システムを実用化し，広範な温泉熱電

躍的に拡大させ，立地の制約を打破する画期的な発電手併給市場を形成することを目指して，地熱技術開発 ( 株 )法と言える。また，この広義の市場規模（資源量）の見と産業技術総合研究所は共同で，2007 年度に研究開発

積もりは，在来型の蒸気フラッシュ発電やランキンサイ

を開始した。このプロジェクトの概要と，2007 年度にクルバイナリー発電とのすみ分けを考慮して，120℃以実施したフィージビリティスタディでの成果について，上の熱水系資源を除外している。そのため，Fig.3-2-4

大里（2009）に基づき記載する。

では，しばしば地熱地域の高温部周囲で資源量が大きく

開発中の 50kWe 級小型温泉発電装置の基本開発目標

なるドーナツ状分布を示しており，温泉発電が余すこと

および普及を目指す開発要素を，それぞれ Table3-2-1-28-

Fig.3-2-3

3,686 個の温泉データから見た主要な温泉発電市場（村岡，2007）-29-

Fig.3-2-4

先第三紀基盤上部における 53℃～ 120℃の熱水系資源分布図（村岡ほか，2008）-30-

および Table3-2-2 に示す。
2007 年度はシステム設計として，機器の概念設計及

3-(2)-1)-d 温泉発電システムの技術的・制度的課題

び実証機の設計を実施した。そこでは，概念設計で実施

まず，温泉発電システムの小型化に関する技術的課題

したサイクルのヒートバランス計算より求めたカリーナ

について述べる。温泉エコジェネシステムの小型化を更サイクルに必要な熱交換器・タービン発電機・ポンプ等に進めて，20kWe や 10kWe と発展させていく可能性もの設計値に基づき，市場部品の性能等について調査を行なくはない。しかし，幾らタービンを小型化しても，熱い，実証機設計を行った。

交換器などの周辺設備の小型化には限度がある。加えて，フィードポンプなど，設備の内部で使う所内電力の省力化にも限度があり，採算性には小型化するほど厳しくな

Table 3-2-1 50kWe 級小型温泉発電装置の基本開発目標るだろう。そのため，バイナリーサイクル発電設備を小①熱交換器入口：運転範囲型化させるには，おのずから限界がある。これ以上の地

泉温 70 ～ 120℃

熱発電の小型化については，回転駆動部がなく，構造が湯量 8.1kg/sec(85℃ )簡単な熱電変換素子に期待する他ないように思われる。

②熱交換器出口：泉温 50℃

p 型半導体と n 型半導体を組み合わせて，温度差の大③冷却方式：空冷 ( 年間平均 12℃）または

きい高温側と低温側の間に配置すると，熱起電力が生じ水冷 ( 年間平均 12℃ )て電流が流れる（ゼーベック効果）。150℃以下の低温④送電端：50kW

領域では，従来から Bi-Te 系の熱電変換材料が最も変換効率が高いことが知られている。知るかぎり，150℃以下の低温領域で，最も高い変換効率を得た点でも，草津Table 3-2-2 50kWe 級小型温泉発電装置の普及を目指す
開発要素

温泉で実験した点でも，温泉発電に肉薄しているのは㈱東芝の研究グループである（新藤ほか，2008）。これに(1)50kWe 超小型タービン発電機（高効率・低コスト）

よれば，高温端 130℃，低温端 30℃という 100℃の温(2) 温泉水の沈殿の起こりにくい熱交換器 ( 耐腐食を含度差条件において，すでに 3.6％の変換効率を得ている。

む)

これはバイナリーサイクル発電の熱効率に相当近付いて(3) 密閉式筐体 ( 安全性・防音性の向上：アンモニアのいると言えよう。また，草津温泉における発電実験では，漏洩防止と騒音低減 )約 20,000 時間の連続発電に成功している。これが実用(4) 遠隔制御 ( 取り扱いやすさ )化していけば，将来は超小型噴気帯発電や超小型温泉発電などが実現可能となるだろう。

Fig.3-2-6 にシステムフローの概念図を示す。図の沸ただし，草津温泉における発電実験の発電量累積図を

騰器の 1 の部分が熱源熱水サイクルの部分であり，2 が定性的に読み取ると（新藤ほか，2008），素子の単位面積当たりの発電出力規模は約 80We/m であることが分
2

低沸点媒体（アンモニア水）への熱交換器である。1 の部分は我が国で普及が見込まれる高温温泉を想定していかる。つまり，この熱電変換素子で 50kWe の規模の発る。熱源熱水サイクル側が強酸性熱水の場合には，耐久電を行うためには，625m もの面積の素子と耐腐食金属

年数の長い熱交換システムの材料の試験・選定を行って材料製の熱交換面が必要であることになる。これが現時いる。また，1 の部分では，熱源熱水の温度が 80℃以

点では大きなコストを意味することは想像に難くない。

上の高温から 50℃程度まで低下するため，若干の温泉

熱電変換素子についてはこの問題を含めて，今後，より沈殿物の集積が予想される。これらの対策として，運転一層の技術開発が期待される。

2

条件の適正化・沈殿物の事前回収装置・自動水圧洗浄装次に，バイナリーサイクルを利用する温泉発電におい置等の適用，及びその適正な組み合わせ方法を検討してて利用可能な二次媒体の課題について述べる。現在，温いる。また，これらの方法を検討する上で，実際の温泉泉発電に利用可能な二次媒体には，炭化水素系（ブタン・条件に応じた温泉沈殿物を抑制する材料・形状・運転条

ペンタン・イソブタン・イソペンタン等），アンモニア

件の試験・設定等の検討が不可欠であるため，試験結果

水，ハイドロフルオロカーボン（HFC）等が考えられる。

の温泉水・温泉沈殿物の性状分析・腐食や沈殿の抑制条

このうち，炭化水素系媒体は燃焼性が強く，アンモニア件の検討を行った。

水は毒性があるため，特に貯蔵や漏洩に対する厳重な安本システムは，2008 年度より実証機の製作に取り掛

全対策を施す必要があるが，それらの漏洩・貯蔵対策にかっており，2009 年度に完成する予定である。なお，

ついては，一般に普及しているノンフロンガス冷凍機等

開発中の温泉発電装置はすでに，多数の温泉地域から誘ですでに確立された手法を用いており，大きな課題とは致を受けており，温泉発電ビジネスモデルに関して明るなっていない。ただし，温泉発電の場合は，温泉地でのい見通しを得ている。

利用という点で安全対策についてはより一層の配慮が必-31-

施設や地域の電源＋余剰電力売電等

CO2削減

発生した電気
タービン
発電機

気液
分離器

高温温泉
(70～120℃)
日本国内の多数の高温温泉において、浴用利用できない50℃
程度以上の温度差エネルギーは未利用のまま捨てられている。

浴用温泉水(50℃程度)再生器

写真：草津温泉

ホテル
旅館
温泉施設
冷却後の冷却温排水(24～27℃程度)

蒸発器
凝縮器

CO2
削減

ポンプ

温泉 温泉水アンモニア水（沸点-33℃）

給湯用ボイラーの石油たき減らし等

冷却水

Fig.3-2-5 カリーナサイクルによる温泉発電の概念（大里，2009）䉝䊮䊝䊆䉝⫳᳇䉺䊷䊎䊮⊒㔚ᯏᾲ᳓䋨᷷ᴰ╬䋩

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第 3-2-6 図

小型温泉発電用カリーナサイクル（大里，2009）

Fig.3-2-6

小型温泉発電用カリーナサイクル（大里，2009）-32-

発電と同時に、熱源温泉水の浴用適温化、及び冷却排温水（清水）による給湯・暖房熱を得ることができ、温泉施設や宿泊施設等の二酸化炭素の削減もできる気液分離器

タービン発電機冷却設
備へ

5870mm

サイクル内
アンモニア 525kg程度
水 250kg程度
凝縮器

再生器

覆液器
蒸発器

Fig.3-2-7アンモニアポンプ

50kWe 級カリーナサイクルの発電装置部 ( 長さ 4.9m ×幅 3.2m ×高さ 5.9m)

要である。一方，HFC(R134a など ) は，燃焼性・毒性についても，300kWe 未満のマイクロガスタービンと同もなく理想的な媒体であるが，地球温暖化係数が CO2様に，周辺を一つの筐体で取り囲む等で，破裂時の破片の 1000 倍前後（アンモニアはゼロ，炭化水素系は 23）の飛散を防止する対策を施す等によって，ボイラー・ター

であり，その漏洩は少量でも深刻な温室効果をもたらす

ビン主任技術者選任の免除等の規制緩和が期待される。

恐れがあるため（NOAA,2009），地球温暖化防止京都会（村岡洋文・大里和己）

議（COP3）での規制対象となっている。このため，日本国内では使用規制はないものの，ビル空調・冷凍機等において，大気への放出の禁止，廃棄時の完全な回収と3-(2)-2) やや大きめの温泉発電

破壊処分が義務付けられており，空調・冷凍機について

温泉地によっては大きな観光ホテルがあり，大きなはノンフロンガス化が推進されている。従って，将来的電力の重要がある場合がある。すでに所有する温泉井には日本国内でも使用についても制限される可能性は否からの高温の蒸気や熱水の利用に余裕があったり，新た定できず，法定耐用年数が長い発電装置での利用には慎に坑井を掘って十分な蒸気や熱水を得られたりする場合重な検討が必要であると思われる。

には，3-(2)-1) で述べた規模より更に大きな規模の温泉

また，現在の電気事業法によれば，どんなに小型の発発電を行うことができる。この時は，地熱発電で用いた電設備であっても，ガスの最高使用圧力が 1MPa 以上

既存の蒸気発電やバイナリー発電の技術を基本として，の気化器については，その外面から発電所の境界線まで

ケースに応じた規模と形式の発電システムを適用して電20m 以上，1MPa 未満のものは 10m 以上の離隔距離を力需要に応じることができる。つまり，ここでの発電は，確保することが義務付けられている。これは小型発電シ

いわゆる地熱発電と，温泉を利用した発電に継ぎ目がな

ステムの普及を根本的に困難にしている。これについていことの証でもある。

は，規制緩和が期待される。さらに，現在の電気事業法

このような温泉地におけるやや大き目の温泉発電は３によれば，どんなに小型のバイナリーサイクル発電設備

件の建設例が九州に存在する。大分県別府市の杉乃井ホであっても，ボイラー・タービン主任技術者（一般にはテル（1981 年完成，3,000kW），鹿児島県霧島市の霧島

ボイラー・タービン主任技術者の免状の交付を受けた者

国際ホテル（1984 年完成，100kW）及び大分県九重町を選任する，ただし自家用電気工作物のうち一定の条件の九重観光ホテル（1998 年完成，2,000kW）である。い

を満たす者については，経済産業大臣の許可を受けて免ずれも発電専用の井戸を準備しているものではなく，温状の交付を受けていない者を選任することができる）を泉やその他熱利用との併用で発電を行っている。以下に，

選任しなければならない。その人件費負担は温泉発電ビ

その概要を紹介する。更に，各ホテルの関係者から聴取

ジネスモデルの採算性を根本的に困難にしている。これ

した，発電を行ったことでの利害得失や率直な感想を，-33-

第 3-2-8
図 杉乃井ホテル発電所冷却池
Photo 3-2-1
杉乃井ホテル発電所冷却池. 噴水の背後が発電所である。
噴水の背後が発電所である。

それぞれ付記することにする。

発電をやってすごく良かったと思っている。現在はホテルの電気はすべてまかなっており，電力会社からほと3-(2)-2)-a 杉乃井ホテル
杉乃井ホテルは , 日本でも有数の温泉地である別府に位置した 2,390 人が宿泊可能なリゾ－トホテルである。

んど買うことはない。計算してみると，今の発電設備については，6 年で元をとれることになる。余剰の電力は電力会社に売っているが，数円 /kWh と安いので，もう温泉井から得られる蒸気と熱水は，地熱蒸気を利用する

少し何とかならないかと思っている。ホテルの地熱発電

発電，熱水の直接利用による冷暖房，熱交換による食品はグリーン電力としての価値があり，その証書代が入っ

加工やクリーニング等での温水利用，温室利用及び浴用てくるのも馬鹿にならない。発電を行うことで周辺の温と，非常に多岐にわたり利用されている (Photo 3-2-1)。

泉への実質的な影響はないが，周囲では気にする向きも

地熱発電所は 1981 年に完成した。完成当初の発電設
備は 3 bar の地熱蒸気を 40t/h 利用して，復水式の地熱タービンにより 3,000kW を発電するものである。復水あるので，地熱発電（温泉発電）をやっていることを積極的にはＰＲしていない。この点は，エコツーリズムの風潮次第で，もっと宣伝しなければいけないかもしれな

式では大量の冷却水を要するため一般的には冷却塔が利い。この地域の特徴として，硫化水素系のガスが含まれ用されるが，杉乃井ホテルでは冷却池方式を採用しているので，普通より金属の傷みが早いので，いい対応策がる。タービンからの蒸気を復水し温められた冷却水はホないか探索中である。

テルの庭園に調和するよう設置された噴水により大気で冷却し，小川を通して冷却池に流しポンプで復水器へ冷却水として供給するように設計されている。

3-(2)-2)-b 霧島国際ホテル
霧島国際ホテルは霧島屋久国立公園の霧島連山の山麓

発電設備の老朽化の対応に加え，経年変化した蒸気の生産量に合わせるべく 1996 年に 1,900kW の地熱ター
ビン，発電機への更新工事が行われた（田中 , 1983）。

に位置し，豊富な温泉に恵まれた観光保養地として内外の多くの宿泊客を迎えている。霧島国際ホテルでも開業
当初より温度の高い蒸気と熱水を暖房に利用し，暖房により温度の下がった温泉水を浴用として利用していた。
1983 年から吸収式冷凍機を使用した夏季冷房を開始し，（杉乃井ホテル関係者談）-34-

1984 年 2 月に 142℃の蒸気を利用して 100kW の地熱

内の冷暖房，給湯，浴用，調理等に使用しても , 大量発電所を完成してホテルのベース電源として利用を開始の蒸気が余るほどのものであった。そこで，蒸気は発した。これは世界初のミニ発電所である（大窪 , 1984;

電に利用し，熱水は浴用と暖房に利用する，さらに発Photo 3-2-2)。

電後の復水は温水として施設内で利用する計画を立て，

1989 年から 1992 年にかけて NEDO による 200kW

2,000kW の蒸気フラッシュ型（ほとんどが蒸気）の地

蒸気復水型及び 300kW 蒸気背圧型のタービン発電機長

熱発電所が建設され 1998 年に完成し，同年から発電を期実証運転を行い，2006 年から 2009 年には富士電機

開始した。

システムズ ( 株 ) による 220kW バイナリー発電の実証運

ホテルは阿蘇くじゅう国立公園内に位置するため，電転を行うなど，日本の中小地熱（温泉）発電設備の開発

気事業法に加え自然公園法の適用も受け，ホテルの自にも協力している。

家発電設備として認可されたものとして当面 990kW
以下で運転することが協議により決定された（小池 ,（霧島国際ホテル関係者談）

2003）。

地熱発電導入を思い立ったきっかけは，浴用温泉の予
備井の蒸気が余っている状態だったので，それを有効利（九重観光ホテル関係者談）

用しようと思った。最初に熱交換による熱利用，次に蒸掘削した井戸が噴出蒸気の多い井戸であったことと，気による冷房システム，最終的に地熱発電を計画した。

キャンプ場が急速に衰退する時期であり，有効利用とし地熱発電を導入したことによって，電力使用コストを抑て地熱発電を考えた。ホテルでは，来客がなくても電気えることができた。建設費用は当時 5,000 万円であったが必要であり経営上の貢献や，国立公園内での CO2 削減

が，3.5 年で償却することができた。見学者が年間 1,000に取り組んでいるということでアピールにも貢献してい名程度あり，うち 750 名が，宿泊もしくは食事をする

る。エコロジーに貢献しているということでホテルと訪客であった。関係者の他，大学生，小学生が多かった。

れる人もいるし，もっと積極的にＰＲしたらという人もホテルのホームページ，パンフレットでも紹介している。

いる。12 年目になるが，余剰電力（990kW の半分ほど）

その他テレビ・新聞でも紹介されている。昔の電気室（コも買い取ってもらい，グリーン証書も売れているので資ントロールルーム）を展示室とし，発電試験設備は展示

金的にも余裕が出ているが，固定買い取り制になると，物として保存して，霧島地域の温泉や地熱の展示を行う

もっと楽になる。周囲には，温泉への影響という懸念を計画がある。エネルギーの有効利用と二酸化炭素排出抑感じている人もいた。地方行政は，温泉にはタッチしな制をモチーフに，地熱の学習の場として活用する。発電

いので，こちらで気を遣わねばならない。法的にはクリを行ったことによる周囲（地域，温泉等）の問題は全くアしているが，一軒一軒回って説明をしてほしいと要望ない。坑井については，この地域特有の熱水のスケールが出されたので，そのようにした。浅い坑井（300m）を付着による蒸気量の減衰があり，対策が必要である。発使っているので，その意味では温泉と競合する可能性は

電システムについてもタービンへのスケール付着が問題あったが，影響は出ておらず，それが分かってってきたであった。当初，年 6 回程度スケールの除去を実施してことから，今は何も聞こえてこない。建設には通産産業

いたが，対策を検討した結果，2 年に 1 回のタービン清省（現，経済産業省）の補助金を申請したが，持ち出し

掃で済むようになった。バイナリー発電の方は，二次媒も多かった。行政についても，根回しが大切であること

体使用のため，タービンにスケールが付着することは全を認識した。一人で全てのことをやるのは大変である。

くない。地熱発電（温泉発電）について要望したいこと

自家発電としてスタートしたが，認定を受けるときに苦はたくさんある。補助率のアップ，電気事業法適用の緩労をした。

和（ボイラータービン技術者制度，電気技術基準，電気（山田茂登・野田徹郎）

工作物認定），導入しやすい環境づくり，電力会社との系統連携調整，出力 50kW 程度のパッケージ発電機の技術開発などである。
3-(2)-2)-c 九重観光ホテル
九重観光ホテルは大分県玖珠郡九重町の九重連山，黒岩山の麓に位置する客室数 51 室の温泉宿泊施設であり，環境省より阿蘇くじゅう国立公園内での国立公園事業の執行認可を受け，1956 年に開設された（Photo 3-2-3）。
1995 年にホテル敷地内で掘削された井戸は坑底温度180℃で 26t/h の蒸気量があった。この量はホテル施設-35-

第 3-2-9 図
Photo 3-2-2

霧島国際ホテル 100kW 発電所

霧島国際ホテル
100kWバイナリー発電実証試験が行われた。
発電所 . この奥で 220kW バイナリー発電実証試験が行われた。
この奥で 220kW

Photo 3-2-3

九重観光ホテル 990kW 発電所-36-

3-(3)

3-(3)-1) 八丈島における共生事例

温泉との共生事例

既存の地熱発電地域では，Table 3-3-1 に示すように

3-(3)-1)-a 地熱開発の経緯

様々な形での温泉との共生事例がある。これらの事例は，八丈島は，東京の南 290km の太平洋上に位置し，人積極的に共存共栄の道を拓く参考となる。以下では，こ口約 8,500 人，面積約 70km の島で，東山と西山の二れらの事例のうち代表的な地域を採り上げ，詳しく共生

つの火山体から成る。八丈島の東山南部地域には優勢の内容を説明することにする。

な地熱資源が存在しており，八丈町による温泉開発，東Table 3-3-1

京電力 ( 株 ) による地熱発電所開発，温泉熱及び地熱発

事業者
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B

2

既存地熱発電地域での温泉共生事例のまとめ（出典：地熱発電に関する研究会，2009）

電所余熱を利用した農業利用など多目的に利用されている。

内容
町主催の連絡協議会に参加し、温泉業者と情報交換。
還元熱水を利用した町 ( トマトなどの栽培用ハウス )八丈島における地熱開発調査は，1984 年度から開始

への温水供給 ( 無償 )。

され，1988 年度までに地質調査，地化学調査，重力探定期点検修繕工事作業員の地元温泉宿泊施設の活用。
温泉組合主催の各種行事への参加。

査・地磁気地電流法探査・空中磁気探査等の物理探査を実施した結果，東山南部地域を有望地域として抽出した。

発電所 PR 館来訪者への温泉宿の紹介
C
D

1989 年度からは，新エネルギー・産業技術総合開発機( パンフレット、地図の配布 )。
毎時 260 トン、70℃の温水供給 ( 有償 )。
協定に基づく、温泉モニタリングや発電所操業状況

構 (NEDO) による地熱開発促進調査が行われ，1989
年度までに８本の調査井が掘削され，東山南部地域にについての定期的な報告。
造成熱水の給湯、観測井による給湯。

300℃以上の高温地熱資源が存在することが確認された

地元温泉業者の温泉井スケール付着対策等の技術支援。

（Table 3-3-2）。

学識経験者を含む第三者機関 ( 委員会 ) による

この地熱開発促進調査の結果を受けて，東京電力 ( 株 )E

温泉モニタリング結果の評価。
源泉所有者説明会を定期的に実施し、FG

発電所の運転状況等について意見交換。
泉温・湧出量等の定期的な温泉モニタリングの継続と報告。
地元温泉組合への技術支援。
温泉の湯量確保のための技術支援

は 1992 年度から地熱発電所立地地点の選定調査を進め，既往地熱調査のレビューを行うとともに，アクセス道路の状況，自然環境の現況等を総合的に検討し，中之郷北部の富士箱根国立公園普通地域内を開発地点とし( 温泉井の掘削位置の選定等 )。
発電に使用した蒸気凝縮水を熱交換に利用し、HJて選定した。その後，調査井の掘削を行うための整地工事を行い，1995 年度に３本の調査井を掘削し，噴気試

温水を温室に供給。
周辺地区の町有泉源確保のため、地表調査やスケール対策

験により蒸気卓越型地熱資源の存在を確認した。この結等の技術協力。
発電設備および蒸気供給設備の設置地区に対し、民生利用に限定した給湯。
A 地区 : 毎時 10.2 トン、80℃、B 地区 : 毎時 1.2 トン、70℃ ( いずれも造湯槽出口 )。
熱水有効利用装置等を利用した給湯。
定期的に委員会を実施し、水質測定の結果等について報告。

果に基づき，八丈島での電力需要を勘案して発電出力を3,300kW とした地熱発電所の建設を行い，1999 年 3 月
25 日に営業運転を開始した。地熱発電はベース電源として利用しており，内燃力発電とのベストミックスによる電力供給を行っている。地熱発電所の運転により，エ（野田徹郎）

ネルギー・セキュリティが確保されるとともに，二酸化第 3‑3‑2 表 地熱開発工程表
Table 3-3-2㩷᭎䇭䇭䇭䇭ᩏ
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炭素の排出量が約４割削減できている。

八丈町の温泉開発に当たっては，各種地熱調査の結果

八丈島の温泉は，1992 年以前には２箇所の温泉ホテから作成した八丈島東山南部地域の地熱系モデルに基づ

ルと１箇所の自治会による温泉（洞輪沢温泉）が存在

き，キャップロック内の高温高圧地熱資源は発電に利用していたが，町民にはほとんど利用されていなかった

し，キャップロック上部の低温地熱資源を温泉利用する（Fig.3-3-1）。八丈町は，地熱開発促進調査の結果を受こととし，地熱資源の発電利用と温泉利用の棲み分けをけて，町民の健康増進並びに観光客の娯楽施設として温行った（Fig.3-3-2）。また，温泉井の掘削地点選定に当泉を提供するために温泉開発を進めることになった。

たっては，利用地から近いこと，泉温が適温であること，

東京電力 ( 株 ) グループは，八丈町の要請を受けて，掘削深度が比較的浅いこと等を考慮して決定した。

温泉開発に積極的に協力することとし，1992 ～ 1995

八丈町は，1992 ～ 1995 年度までに東山の樫立，中年度までに５本の温泉井の掘削位置選定及び温泉井設計之郷，末吉に５本の温泉井の掘削を行った。それぞれのを行った。これに基づき，八丈町は温泉井の掘削を行い，温泉井の深度，泉温及び揚湯量は Table 3-3-3 に示すと順次，温泉浴用施設を建設した。温泉施設の建設後も引おりである。温泉井の成功に伴って，順次，町営の浴用

き続き，同グループは八丈町の温泉井浚渫工事や水中ポ施設として，「裏見ヶ滝温泉」，「ふれあいの湯」，「やす

ンプの維持管理，代替井の温泉井設計及び工事監理等にらぎの湯」，「ザ・BOON」，「ふれあいの湯だんらん（体ついて，技術協力を継続している。

の不自由な方の利用施設）」及び「みはらしの湯」等が建設され，町民や観光客に広く利用されている（Table
3-3-4，Fig.3-3-3，Fig.3-3-4）。

3-(3)-1)-b 八丈町温泉井掘削状況

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Fig.3-3-1

平成４年以前の温泉分布Ἠศᕸ㻌䠄༡ᅜ （南国温泉ホテルは①南部の汐間海岸から引揚）Ἠ䝩䝔䝹䛿䐟༡㒊䛾ộ㛫ᾏᓊ䛛䜙ᘬ‫‮‬䠅㻌

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樫立伊郷名温泉は，将来の地熱発電所からの熱供給にすることとし，同じくステンレス管を使用するなどの改よる農業利用を見据えて，温泉利用先進農業展示ハウス

善を行った。現在，樫立向里温泉については代替井の掘を建設し，地熱の農業利用について研究が行われた施設

削を進めており，水中ポンプの設置位置に当たるケーシ

で，現在も研究が継続されている。また，「やすらぎの湯」

ングパイプ径を大きくすることやステンレス管を使用す及び「足湯きらめき」の源泉は，1986 年に個人が掘削るなどの改善を行っている。

した温泉井を町が買い取ったものである。中之郷藍ヶ江
温泉については，泉温が低いこと，近傍に中之郷尾越温3-(3)-1)-c 八丈町温泉施設の利用状況

泉が存在していることから埋孔処理した。

八丈町の温泉施設のうち，「ふれあいの湯」，「やすらまた，温泉井についてはトラブルも発生している。中ぎの湯」，「ザ・BOON」及び「みはらしの湯」の４施設

之郷尾越温泉については，孔内の錆などにより水中ポンの利用者数は，Table 3-3-4 に示すとおり，年間で約 17プが引き揚げられなくなったことから，近傍に代替井を～ 18 万人（約 500 人 / 日），1994 年 10 月の「ふれあ掘削することとし，ステンレス管を使用するなどの改善

いの湯」の利用開始以降，2009 年 3 月 31 日までの利を行った。末吉道ヶ沢温泉については，孔内に異状が発用者数の累計は約 250 万人となっている。

生し泉温が低下したため，代替井を温泉施設近傍に掘削

Fig.3-3-2

また，「ふれあいの湯」などでは温泉スタンドを設置し，八丈島東山南部地域の地熱系モデル

第 3‑3‑3 表 温泉井の掘削状況
Table 3-3-3

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Fig.3-3-3
平成４年度以降の町営温泉井掘削地点（③～⑨）
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Fig.3-3-4
平成㻞㻝21
年 7 月現在の温泉井位置と利用施設-40-無料で温泉水を持ち帰ることができる。
3-(3)-1)-d 地熱発電所から温室団地への熱供給，地熱館
地熱発電所から周辺の温室団地へ 12 月～ 3 月の間，
温水を供給し，温室内を約 15℃に暖房している。熱源はタービンを回した蒸気を復水器により凝縮した約40℃の温水を用いており，熱交換器により農業用水を温め，温められた農業用水は温水造成所から各温室へ供給している（Fig.3-3-5）。地熱蒸気の熱は，最初は発電に使用し，その後は温室団地の暖房に使用し，無駄なく利用している（熱のカスケード利用）。
また，
地熱発電所には地熱館（PR 館）を併設しており，地熱発電の仕組み（体験コーナー），
八丈島誕生の様子（コンピュータグラフィックス）及びシアターの他，八丈島
における電気の歴史などを紹介している。地熱館は，いつでも無料で見学でき，定期観光バスのルートにもなっており，町民及び観光客に広く利用されている。
3-(3)-1)-e まとめ
八丈島の東山南部地域に存在する地熱資源は，キャップ ロ ッ ク を 境 と し て 高 温 帯 と 低 温 帯 に 区 分 さ れ る。
キャップロック内の高温帯は発電に，キャップロック
上部の低温帯は温泉に利用され，地熱資源のすみ分けを行っている。発電に利用している熱水の塩素濃度は
約 2,500mg/L に 対 し， 温 泉 水 の 塩 素 濃 度 は 4,000 ～
22,000mg/L と海水の混合率が高く，成因の異なる地熱資源である。
八丈島における地熱資源は，発電，温泉（浴用），農業など多目的に利用されており，温泉や地熱館（PR 館）
は観光資源となっている。地熱発電は島のベース電源として利用され，温泉施設については年間利用者数が 17～ 18 万人に上っており，温室団地では果物や観葉植物等の栽培が行われている。八丈島の地熱資源は地産地消

Fig.3-3-5のローカルエネルギーとして，地域の活性化のみならず

地熱発電所から温室団地への熱供給

エネルギー・セキュリティの向上に寄与している。

第 3‑3‑4
表 3-3-4
温泉施設の利用者数
Table
温泉施設の利用者数
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（松山一夫・下田昌宏・高村光一・佐々木英代）

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-41-

( 七沢 ,1987)，1993 年はタービン更新により 23.5MW へ
3-(3)-2)と認可出力を変更した。

松川における共生事例

なお，松川地熱発電所は，2003 年 10 月 1 日より日

3-(3)-2)-a 地熱開発の経緯
松川地熱発電所は，盛岡市から北西約 27km の十和
田八幡平国立公園内の南東部に位置し，第四紀火山で

本重化学工業（株）から東北電力（株）グループ企業である東北水力地熱（株）へ事業承継されている。

ある秋田駒ヶ岳や岩手山などに取り囲まれた地域にある(Fig.3-3-6)。開発の発端は，
日本重化学工業（株）のフェ3-(3)-2)-b 温水利用について

ロアロイ製造に利用する低廉かつ常時の自家用電力源確

温水利用については，七沢 (1987) に記載されている。

保という課題があったことである。同社は水力発電も手それによると，松川地熱発電所の発電開始 (1966 年 ) 以

掛けていたが，火山国である日本の特徴に沿った経済的

来，地元温泉旅館に暖房用として地熱蒸気の一部を供

な地熱発電を開発することが最適と考え，地域の選定を給している。その後，1971 年には蒸気凝縮水を加温し行った。松川地域に着目した経緯は，1952 年に地元のて，八幡平温泉開発（株）( 現，八幡平市産業振興（株）)

松尾村 ( 現八幡平市 ) が温泉開発のためのボーリングをに 70℃，60t/h の温水を有償で供給し，同社は東八幡平実施したところ，7 本の温泉井の内 6 本が蒸気を噴出し温泉郷の別荘・ホテル及び観光施設に分湯している。そたことに始まる ( 中村 ,1966a,1966b; 森 ,1967)。その情報の後，温泉郷その他における温水需要が大幅に増加するを入手した日本重化学工業（株）は，1956 年 11 月より見込みがあるとして，1981 年に，更に 200t/h の増湯の調査を始めた。通商産業省工業技術院地質調査所 ( 現産

申し出が日本重化学工業（株）にあり，応諾することに

業技術総合研究所 ) との共同での地表調査や 3 本の調査なった。このような経緯を経て，現在は東北水力地熱（株）

井掘削結果を基に，1963 年には生産井 M-1 と M-2 の掘が 70℃，最大 260t/h の温水を有償で供給している。

削を行った。両坑井の成功を受けて 20MW の発電所建設を決定した。その後，発電所建設と追加生産井掘削を

温 水 の 供 給 先 は，Table 3-3-5 の と お り で あ る(Fig.3-3-7 参照 )。

同時に進め，1966 年 10 月 8 日に 9.5MW の出力で発電を開始した。その後，追加生産井の合流により，1967
年には 12.5MW，1968 年には 20MW に認可出力をアップさせた。さらに，1973 年には 22MW に出力を変更しFig.3-3-6

松川発電所の位置図-42-

されている効果により集客につながっていると言え，松Table 3-3-5 東八幡平温泉郷での熱水供給先

川周辺地域の活性化につながっていると考えられる。
（梶原竜哉）

・ホテル・旅館・民宿・ペンション：38 軒
・保養所：25 軒

3-(3)-3) 森における事例

・別荘：613 軒

3-(3)-3)-a 地熱開発の経緯

・商店 :15 軒

森地熱発電所は，道南の渡島半島中部に位置し，函館市の北方約 60km の茅部郡森町濁川地区に位置する・貸別荘施設，病院，老人ホーム，日帰り温泉施設：(Fig.3-3-9)。森地域の開発経緯は，内山 (1983a,b)，北村

各１
・農業用ハウス：95 棟 ( 冬季のみ )(1983)，好田 (1998)，鷹觜 (2002) 等で述べられており，それらを引用して，その経緯をまとめる。
森地域では 1967 年から 1968 年にかけて通商産業省

3-(3)-2)-c 観光への効果
松川地熱発電所は，十和田八幡平国立公園内に位置し，東八幡平温泉郷から観光道路である八幡平樹海ラインを

濁川盆地を中心に地熱発電の可能性調査を実施した。

いる。また，高さ 45m の自然通風型の冷却塔は，松川1973 年には工業技術院による全国地熱基礎調査「駒ヶ地域の景観上の象徴となり，各種観光パンフレットに写岳北部」が実施された。これらの成果に基づき，1973

真が掲載されるなど，観光スポットとなっている。松川

年に北海道電力（株）に対して，共同開発方式による地周辺地域の観光客数の推移を Fig.3-3-8 に示す。
松川地区への観光客は八幡平・藤七地区に含まれる。
地元松川荘の声として「地熱発電所の成功に伴って，旅熱発電開発の申し入れを行い，1974 年に 50MW 規模の地熱発電所の開発を目標とする共同開発基本協定が締結された。その後，1974 年には資源エネルギー庁によ館の経営も順調に伸び，松川荘の現在の発展を招いたもる地質精密構造試錐調査が実施され，更に，日本重化学のと思っております。
」( 日本重化学工業株式会社社内誌

工業（株）により 1975 年～ 1977 年にかけて小口径調「敬愛」1986 年 9 月 [ 地熱発電 20 周年記念特集 ] より引用 ) とある。東八幡平地区のホテルや民宿・ペンション・
スキー場への観光客は，松川地熱発電所から温水が供給

第 3-3-7 図

礎的な地熱調査を実施されていた。その後，日本重化学工業（株）が 1972 年，森町に地熱開発を申し入れ，通じて，八幡平山頂へと通じる観光ルート上に位置してFig.3-3-7

工業技術院地質調査所 ( 現，産業技術総合研究所 ) が基

査井 9 本が掘削された。1976 年 12 月には，道南地熱
エネルギー（株）が設立され，日重化の事業を継承し，

八幡平温泉郷の供給設備配置（八幡平市産業振興株式会社提供）

八幡平温泉郷の供給設備配置(八幡平市産業振興株式会社提供)-43-

Fig.3-3-8
松川周辺地域への観光客数の推移
Fig.3-3-8
松川周辺地域への観光客数の推移( 岩手県観光協会資料に基づきグラフ化)(岩手県観光協会資料に基づきグラフ化)

Fig.3-3-9 森発電所の位置図
森発電所の位置図
Fig.3-3-9-44-

1977 年 3 月に道南地熱と北海道電力（株）間で共同開

部署の職員も含めて，毎年定期的に懇談会を開催してお発基本協定が締結された。

り，電源開発（株）から発電所の運転状況を説明すると生産井と還元井の掘削は 1977 年 8 月から開始した。

共に，生産補充井や還元井等新たな坑井を掘削する際にその際，地元住民のより一層の理解と協力を得るため，は，温泉掘削申請の前の計画段階から，掘削理由・仕様

1977 年 4 月に森町と道南地熱の間で「濁川周辺地域の詳細等を説明し，発電所運転について関係者の理解と協地熱開発に関する契約書」を締結し，地熱開発について力を得ている。このような定期的な懇談会で意見交換すの事業活動，熱水の多目的利用・供給の基本的な進め方，

ることにより，地元の源泉所有者と良好な関係を構築し自然環境の保全，公害・災害等の未然の防止に関する取ている。

り決めを行っている。

また，これらの自然湧出の源泉のモニタリングを地熱

地熱発電所の建設は，1980 年 12 月の国の電源開発調発電所運開前から継続して実施している。モニタリング

整審議会に上程，了承され，国の電源開発基本計画に組項目は，pH，泉温，湧出量であり，これらの項目が測定み入れられた。その翌年の 1981 年 4 月に建設着工とな不可能な吹上温泉（間欠泉）は，間欠泉の停止時間と噴り，1982 年 11 月に認可出力 50MW で運転を開始した。

出継続時間をモニタリングしている。これらの結果は毎

なお，2004 年 2 月に，道南地熱エネルギー（株）か

年，第三者機関として位置づけられる自治体関連組織のら北海道電力（株）に蒸気生産設備が譲渡されている。

鳴子町温泉事業所（市町村合併後は第三セクターとなった）に報告している。鬼首地熱発電所運開以来 35 年弱

3-(3)-3)-b 温水利用についての源泉モニタリングデータが蓄積されており，地熱発電

温水利用については，内山 (1983a) に記載され，そ所が源泉に影響を及ぼしていないという事実を客観的にの詳細が長谷川 (1986) に示されている。それらによる示しているものと考えている（なお，各源泉のモニタリと，開発当初から地熱発電事業に伴う地熱熱水利用がングデータについては，各源泉所有者の事業運営に係る計画されていた。1973 ～ 1975 年には北海道開発庁と情報であり，公表はしていない）。

北海道による熱水利用調査が，1977 ～ 1979 年には北海道開発庁による農村開発基盤整備事業推進調査が実

3-(3)-4)-b 地熱発電所の地元への経済効果

験温室において実施されている。それらの結果を基にし・発電所定期点検（毎年）時の宿泊：鬼首地熱発電所でて，1982 ～ 1984 年には，新農業構造改善事業を通じは年によって期間は変わるものの毎年定期点検を実施た本格的な地熱水利用野菜生産温室団地が発足した。地しており，短い定検時で約 700 人泊，長い時で約 1,000

熱発電所側としては，還元熱水の一部を熱交換施設 ( 約

人泊の宿泊利用がある。

120℃，最大 150m /h) に無償で供給している。熱交換・ＰＲ館（4 月～ 11 月末の８ヶ月開館）の利用者は年間

施設は熱水利用組合が管理し，二つの地区に対して，69

約 7,000 人～ 10,000 人で，年平均約 8,000 人が訪問し棟のハウス ( トマト・キュウリなどを栽培 ) に温水を供給・ている状況である。それに関連した地元への経済効果も利用している。熱水利用システム概略図は Fig.3-3-10あると考えられる。

に示す。

・冬季間の除雪費用：冬季間でも発電所へのアクセス道

3

路は除雪して確保する必要があり，除雪作業は毎年地元
3-(3)-3)-c その他の取り組みの業者に委託実施している。

森町が主催する地熱開発事業連絡協議会が濁川地区に・その他，出来るかぎり地元の業者から資材・サービスあり，これにオブザーバとして参加し，温泉業者との情の購入に努めている。

報交換を行っている。

（中西繁隆）（梶原竜哉）
3-(3)-5) 滝上における共生事例
3-(3)-5)-a 地熱開発の経緯

鬼首における共生事例

滝 上 に お け る 地 熱 開 発 調 査 は， 出 光 興 産（ 株 ） が3-(3)-4)-a 鬼首温泉の源泉所有者との懇談会

1977 年度から全国規模で行った地熱資源調査の結果を3-(3)-4)

鬼首地熱発電所（出力 12.5MW）は 1975 年 3 月に運受けて，1979 年に設立された出光地熱開発（株）によ開した。発電所周辺の温泉としては，鬼首温泉が地熱発り本格的に開始された。

電所の西方 3 ～ 4km に位置しており，
宮沢温泉，轟温泉，

滝上地区は広域的な地質構造から見れば数多くの火

吹上温泉（間欠泉）といった自然湧出の複数の温泉が点

山，噴気，温泉等が認められる別府湾から雲仙に至る「別在している。また発電所南西方約 2.5km には神滝温泉

府 ― 島原地溝帯」に位置している。しかし，滝上の周辺がある。これらの源泉所有者とは，地元自治体（市町村には温泉等の地熱徴候がほとんど認められず，調査初期

合併前は鳴子町，合併後は大崎市鳴子総合支所）の関連

は，重力探査，MT 探査などの物理探査を主とした調査-45-

Fig.3-3-10 熱水利用システム概略図
熱水利用システム概略図
Fig.3-3-10を実施し，1981 年に小口径井の掘削によって，地下に発達する低比抵抗帯の中心部で約 200℃の地熱流体を確認した。その後調査域を拡大して南部及び西部で 250℃
程度の高温部の広がりを確認，1986 年より本格的に大口径調査井掘削を開始した。
1989 年，20 ～ 30MW の発電に相当する蒸気量を確保したので，九州電力（株）に発電所建設を申し入れ，

3-(3)-5)-b 滝上地区の温泉井滝上地区は周囲を崩平山（標高 1288m），鹿伏岳 ( 標
高 1,024m)，野稲岳（標高 1,038m）等に囲まれた標高
700 ｍの丘陵地である。東方に約 5km には由布院温泉，
湯平温泉が位置しているが，開発エリア（東西 3km×
南北 4km）内には温泉は無く，変質等の地熱徴候もほとんど見られない。

1991 年，出光地熱開発（株）が蒸気部門を，九州電力

北側で隣接している野矢地区は小規模な温泉，変質帯（株）が発電部門を分担して，25MW の発電所を共同開などが認められ，かつて大分県企業局によって地熱調査

発することで合意に至った。

が実施された場所である。現在この地区には自家使用の1993 年，出光地熱開発（株）より事業を継承した出光大分地熱（株）は，環境アセスメントを経て，1994

温泉井が 3 本（内 1 本は共同湯として提供：野矢温泉）と水分峠温泉（民宿経営）の 1 本がある。

年第 127 回電源調整審議会の計画承認を受け，1995 年
4 月より建設工事に入り，1996 年 11 月 1 日営業運転を

3-(3)-5)-c 開発エリア内の熱利用発電設備及び蒸気生産設備を設置している開発エリア

開始した。
運転開始後は安定的な生産・還元が維持され，かつ発電設備の順調な稼動により，運転開始後 13 年間の平均
暦日設備利用率は 95％と安定した運転を継続している。

内には主として農業，林業に従事されている滝上・寺床の 2 地区，合わせて約 40 戸の民家がある。
運転開始後の 1997 年及び 1998 年から，九重町と共に，滝上･寺床両地区への地域協力事業の一つとして熱-46-

水供給設備を建設し，給湯を行っている。

を拡幅・アスファルト舗装

熱水は蒸気配管の凝縮水排出に随伴する蒸気と河川水（森山清治）や湧水を混合させて造湯し，共同浴場及び地区の貯湯タンクに供給している（Table 3-3-6)。

3-(4)温泉との共生のための「システム」

3-(4)-1) はじめに
Table 3-3-6 滝上・寺床地区への給湯内容
・滝上地区

毎時 10.2 トン 80℃

温泉と地熱発電の共生を積極的に考える上で，発電利用後に残る余剰熱エネルギーの利用や温泉で利用されて( 造湯槽出口 )いない温度範囲での余剰熱エネルギー利用を考慮した共3 箇所の貯湯タンクまで
・寺床地区

毎時 1.2 トン 70℃

生システムは，地熱発電と地域社会が調和していく上で( 造湯槽出口 )非常に重要な役割を持つ。地域の温泉と地熱発電の共生

1 箇所の共同浴場
注１

熱水利用に当っては民生利用に限定している。

注２

給湯設備（造湯設備，熱水・清水輸送管，タンク等）のあり方についての概念を以下の Fig.3-4-1 に整理した。
この図において，自然界においては，自然界の水の供
給や生産・還元に伴う水の循環による質量バランス及びは両地区民と出光で分担管理及び定期的に共同清掃作

地下深部の熱源（マグマ）からの自然界の熱の供給によ業を実施している。

る熱バランスに基づき，温泉帯水層と地熱貯留層を均衡させることを想定している。この時，地熱発電が隣接す

3-(3)-5)-d その他の地元への経済効果（項目のみ）る温泉地において，地熱発電所余剰熱エネルギーや温泉①電源三法交付金の余剰熱エネルギーを地域全体として多段階（カスケー②固定資産税ド）に有効利用していく。そして，これと同時に，温泉

出光大分地熱（株）分として平成 19 年の実績での抱える様々な技術的問題（温泉の減衰や温泉スケール

16 百万円。

への対策等）を地熱発電所の知見・ノウハウ・データ等③地域住民 ( 九重町民 ) の雇用を利用しながら解決していく。このことを通じて，地域の温泉と地熱発電所の両者で地域の地熱エネルギーがも出光大分地熱（株）の雇用は，九重町から女子
事務員 1 名採用。

たらす大きな恵みを共有し，積極的な共生を図っていく

山九（株）（運転請負会社 ) は，九重町内から 3ことがこの共生システムの本質である。

名採用。計 4 名

本章では，まず，地熱発電と温泉との共生のための「シ④ 地元 ( 九重町内 ) での消費効果

ステム」に関して概念的な整理を行う。また，具体的な地元旅館・ホテルへの宿泊者数

余剰熱エネルギーの段階的（カスケード）利用について( 施工会社人員の宿泊 )事例を含めて整理する。さらに，高温温泉の給湯温度ま・定検時 ( ２年ごと ) 約 600 人・泊での温度差を活用した比較的小規模の温泉発電と，やや（2008: 定検時実績より）大きめの電力供給に主眼を置いた温泉発電についても紹・還元井掘削時 ( 不定期 ) 約 1,900 人・泊介し，温泉と地熱発電の積極的な共生システムのあり方（2005:TR-8 掘削時実績より）について提示する。

・生産井掘削時 ( 不定期 ) 約 3,000 人・泊

温泉と地熱発電の共生を積極的に考える場合，地熱エネルギーがもたらす大きな恵みを活用して地域特性や営（2006:TP-2 掘削時実績より）地元会社への工事発注・工事用資材購入

みに合わせた直接的なメリットを地域にもたらすよう，

・通常時 ( 年平均 )10 百万円／年

発電利用後に残る余剰熱エネルギーを多面的に活用する

・還元井掘削時の地元発注分 ( 土木・燃料 )発想がある。このためには，地熱エネルギーよる発電シ

25 百万円（2005:TR-8 掘削時実績より）ステム等に加えて，それ以外の熱エネルギーを回収して・生産井掘削時の地元発注分 ( 土木・燃料 )有効に活用する何らかの「システム」を設けることが不26 百万円（2006:TP-2 掘削時実績より）可欠である。既に我が国や諸外国においては，地熱発電と地域社会が調和して，総合的な地熱エネルギー活用が地元商店からの購入
・通常時 ( 年平均 )他

地域にとって不可欠なものになっている事例は少なくな

燃料代，事務用品，昼食，

約 900 千円／年

いが（第３章，3-(3) 参照），それらを温泉や地域社会との共生に有用な「システム」として捕らえてまとめた例⑤温泉業者との共存共栄は少ない。

滝上周辺市町村の町有泉源確保のために地表調査

本節では，前章までに示された「地熱」と「温泉」とやスケール対策等の技術協力の関係性の科学的な分析や，前節までに示されたこれま⑥その他
材搬入や通勤も兼ねる滝上地区の砂利道 ( 約 2km)での共生事例を踏まえながら，地熱発電に付加される部-47-

Fig.3-4-1

温泉と地熱発電の積極的な共生システムの概念

分を含めて，「システム」として基本的な概念を取りまとめるとともに，構成する要素技術についても整理を行う。基本的概念には法的・制度的な面での制約をここでは設けず，出来るだけ客観的に，全利害関係者（ステークホルダー）が共生方法の可能性として検討できるための概念整理と情報の提供を試みる。
3-(4)-2)が同じ地球システム内にあると理解して影響の可否を判断したり（第 2 章），あるいは積極的に水資源を涵養したり地熱同様の貯留層管理を試みることで温泉資源の長期保全が可能ではないかという発想（第 3 章）などが含まれる。また，地球から授かる便益をどのように処理し共生を実現するかは「社会システム」における大きな課
題でもある。

温泉との積極的な共生のための「システム」
3-(4)-2)-b 「システム」の目的の概念

地熱発電に付随して「システム」を構成し設置する

3-(4)-2)-a 「システム」の定義「システム」という言葉の一般的な意味は，「相互に関係し合う要素から構成される，仕組みやまとまり全体（系）」を指し，地熱エネルギー利用においては「地球システム」ならびに「社会システム」も極めて重要な考慮すべき要素である。しかし，これらは複雑で膨大な内容であり，本報告書全体がこれらとの調和を意図している
ことから，本節で扱う「システム」についてはハードウェ
ア面を主に対象とし，「地下の熱からエネルギーを採取して電力への変換をする装置を前段に含むことを基本にし，それ以外の熱エネルギーを何らかの形態に変換し，供給し，何らかの目的で利用するための “ 系 ”」を意味す
ることにする。また，便宜的に「システムが地域にもたらす便益の増大＝共生実現可能性の増大」と単純化して考えることとする。
「地球システム」に関しては，
例えば「地熱」と「温泉」-48-

目的は，「地熱発電後の余剰熱（場合によっては余剰電力を含む）を，それぞれの地域（しばしば温泉地域）に
おいて，それぞれの地域特性に応じてメリットになるように有効に活用できるようにする」ことである（Fig.
3-4-2)。
ここで「システム」の技術的な役割は，熱エネルギーの「採取」，「運搬」，「変換」，「利用」である。
「変換」
としては，主に熱交換器やヒートポンプ技術等によって温度レベルの違う熱エネルギーに変換することが考えられるが，余剰熱エネルギーが十分な場合に小規模発電を付加することや，動力源としての利用なども可能性に含まれる。「システム」がもたらす地域メリットとしては，
広く光熱水費の節約（給湯，冷暖房，冷凍冷蔵，乾燥等への活用），地域産業の振興（農林水産業や工業への熱供給等），安全･安心（融雪，非常時ライフライン）など

第 3-4-3 図システムの目的と役割の概念
Fig.3-4-2システムの目的と役割の概念が考えられる。

また，地熱発電に対する基本的な態度としては，(A) 地熱発電の効率を最優先に考えられる場合。
(B) 地下の水や熱資源の利活用に基づく社会システム

3-(4)-2)-c 「システム」にかかわる地熱発電の主体と優先度や文化が既にあり，その許容する範囲内で地熱発

前述のように，本節における「システム」は地熱発電

電を含む開発利用やその拡大，高度化を考える場の存在を前提にしているが，その事業主体が誰であるの合。

か，発電事業にどのような態度で取り組むのかによって，が考えられる（Fig. 3-4-3)。

地域が受ける便益の範囲や「システム」構築における設

これらの①－②，(A) － (B) のバランスや組み合わせ定条件等が異なってくる。これまでの地熱発電の導入では地域状況に応じて定まり，共生に有用なシステムも異は，地域から見れば「地域外からの第三者の参入」がほなってくる。例えば (B) 側の地域の既存の熱・水資源利

とんどであったが，再生可能エネルギーを積極活用して用を重要視する態度で出発しても，地域が主体（②）でいく未来においては，地域自体が主体的に「地熱」を検あり地球システムが許す範囲内での可採エネルギー規模討するようになることは想像に難くない。よって，共生が十分大きいことが明らかになった場合には，比較的規のための「システム」構築やこれを含めた地熱エネルギー

模の大きな地熱発電を目指す方が地域に大きなメリット

利用の構想に当たっては，これらの要素を整理しておくを生むことも考えられる。一方，地域外の事業主体（①）

ことが不可欠である。

が地熱発電最優先（（A））で構想しても，社会的・経済的条件によっては，地域主体の② -(B) に転換することが，地熱発電の事業主体の考え方を，大きく以下の二つに分類する。

地域メリットを生み再生可能エネルギーとしての地熱の①地域外から参入する主体（発電事業者等）が，基本

役割を高めることに繋がることも考えられ得る。このよ

的に全量を売電（グリッド送電）することを目的に

うに，ケース・バイ・ケースの柔軟な態度でシステムをして，比較的規模の大きな地熱発電を目指すケース。

構想することが大切である。

②地域を代表する主体（温泉事業者，地域の事業団体，
自治体等）が，基本的に地域内で利用することを目

3-(4)-2)-d 「システム」の空間的な分類的に，主に中小規模の地熱発電を行い，生産量に応「システム」の空間的な構成は，その主たるエネルギー

じて，売電や熱事業へ発展するケース。

源が地熱発電の施設付近となるため，当該地域の社会経-49-

第 システム設置の際の発電の主体と優先度との関係の概略図
3-4-4 図 システム設置の際の発電の主体と優先度との関係の概念図

Fig.3-4-3

現実には，両者のバランスが事業ごとに図られる。図中の３例は極端なケースのイメージである。

現実には，両者のバランスが事業ごとに図られる。図中の 3 例は極端なケースのイメージである。

済活動領域との空間的関係に対応して異なってくる。ここでは，以下の三種に大きく分類する。

3-(4)-2)-e 共生のための「システム」構築までの流れ
これまで述べてきたように，共生のための「システム」

・集中型：地熱発電プラントと多目的熱利用設備等

は規模や形態が多様であり，また基本構想や設計の “ 最が比較的近接する一つの地区に集まっているシス

適性 ” を判断する基準も，地域毎の発電事業主体やステーテム形態。

クホルダーの構成で変わってくる。従って，その設計・・分離型：地熱発電プラントからパイプラインで熱構築の詳細を一般化して示すことは困難である。ここでエネルギーは運搬され，多目的熱利用設備等は地

は，おおよそ一般的と考えられる範囲での大まかな流れ

熱発電からは分離した当該地域の別地区に位置するシステム形態。
・分散型：多目的熱利用設備等が，地熱発電施設付近，
当該地域の別地区，及び両者を結ぶパイプライン

集中型

途中などに分散して存在するシステム形態。
「システム」の具体的なデザインに当たっては，関与する全てのステークホルダー（当事者：発電事業者，熱エネルギー利用者，温泉事業者，行政，銀行，自然・環
境問題関係者，一般地域住民など）による協議によって分離型最適化が図られ，その結果としておおよそ上記三類型のいずれかの形の「システム」が選択されるものと考えられる。ここで重要な点は，共生のための「システム」形
態は固定的なものではなく，その配置や規模，利用方法

分散型などは，当事者により柔軟に定められることである。また，必ずしも地熱発電が主ではなく，既存温泉地に後から小規模な発電設備を設置する場合にも，これらの類型
は基本概念として同様に構想されるものである。

-50-

Fig.3-4-4システムの空間的な分類イメージ

ビンを回すことにより 80℃程度の温泉水によっても発を Fig.3-4-5 に示す。
システム構築に当たっては，地下状況の把握は常に不電が可能である。また，熱電変換素子によって温泉水か

確実なものであることから，必ずしも一方向的な流れに

ら極小規模の電気を起こすことも可能である。

なるわけではなく，試行錯誤的に評価と修正が必要であフラッシュ発電（水・ランキン・サイクル）

る。また，最適化には全ステークホルダーの合意形成がバイナリー発電（オーガニック・ランキン・サイクル，

不可欠であることから，システム構築の初期の段階から，

水－アンモニア・ランキン・サイク

想定される利害関係者の全てに基本情報や問題点が共有

ル，カリーナ・サイクル，ウエハラ・されることが望ましい。

サイクル）
熱電変換発電（Bi-Te 系熱電変換素子）

3-(4)-2)-f システム構成の概念例
これまで述べてきたように，地熱発電と地域社会と・給湯管・パイプラインの共生に有効な「システム」の構築では，事前に固定

地熱発電関連分野の他に都市熱供給や熱水供給事業な的なシステムを考えることは困難であるが，ここではどでも多くの実績がある。断熱性のよいパイプラインを

3-(4)-2)-c および 3-(4)-2)-d の分類に従って概念的な例

用いた場合，理想的な状態では 60km 程度まで熱水の輸示を Fig3-4-6 に示す。

送が可能と言われている。地熱水の輸送時にはスケール

ここでは、二つのシステムの構成イメージを示したが，沈積が問題になることがあるが，薬品注入技術の他にも“ 地域主体＝小規模 ”
必ずしも “ 地域外事業者＝大規模 ”，

いくつかの新材料が検討されている（ただしパイプライと限定されるわけではなく，これからの社会情勢の変化

ンとしての実績は不明である）。

によっては地域が戦略的に再生可能エネルギーの生産に

金属管，コンクリート管，FRP 管，真空断熱パイプ

取り組むことも十分考えられる。システム構成について

ライン

は，多様なステークホルダーの参画の下に，段階を追っファイバーグラス断熱材て構築していくことが共生のための「システム」を真に

改質硫黄固化体，有機フィルム材料実現するためには不可欠である。
・熱交換器
3-(4)-3)

本「システム」においては，「液体‐液体」での熱交システム構成のための要素技術

地熱発電と地域（温泉）が共生するための「システム」

換によって熱エネルギーの採取時に用いられる。規模のを実現するのには，基本的には全て既存要素技術の組み

大きな地熱発電との共生においては，クーリングタワー

合わせで可能である。

からの熱利用も考えられる。

・発電技術

プレート式熱交換器（分解清掃可。能力の変更が容易）

天然の地熱蒸気を用いてタービンを駆動する他，バイスパイラル式熱交換器（汚れにくい，コンパクト，低ナリー発電では熱交換によって低沸点媒体の蒸気でター

温度差対応など，高性能）①地域が賦存する地熱エネルギーの全体量の把握↓②地域需要 （形態， 量） や地熱以外の制約条件 （地形， 交通， 自然条件，
水資源等） の把握

↓↑③地熱発電所の条件設定 （②～④についてはフィードバックしながら最適化）↓↑④地域に供給するエネルギーの形態， 規模の設定↓⑤熱交換器， パイプライン， 利用施設等の具体的なシステムの構築↓⑥地熱発電所の操業及び 「システム」 の地域活用の開始

Fig.3-4-5

システム構築までの流れ-51-I ： ” ① ‐(A)���������� ������������
分離型” のケース※����������������������������������������
この場合， 地域外から事業主体 （①） が比較的大規模の発電事業を構想して参入し， 地熱発電の効率を優先しながら （��������������������������������(A)�����������������������������
）， 地域の社会経済や文化歴史などと協調した合意形成の上で，地熱発電と共に地域にメリットを生む 「システム」 の構築が図れる。 地熱発電を優先できるのは，近傍に温泉地が存在しないか， 影響が十分小さいと考えられることが前提である。 また共生のための 「システム」 は， 多くの場合に分離型になる （地熱発電所と地域社会活動の場が離れている）。 地熱系からの総エネルギー採取量， 地熱発電の規模， 地域への供給エネルギー量や規模などについては， 科学的 ・ 客観的知見に基づきながら， 利害関係者が総参画した 「ガバナンス」 によって定められることが， 共生のための 「システム」 を成功裏に実現する前提として重要である。

地熱井 ・ 商用発電 ーーーー→ グリッド売電 【����������
�����������
地域外事業者の便益�】　　　　　　　↓　　　　（地域電力供給）　　　　　　　　　　　����【���
以下， �������������
新たに地域が得られる便益�】　　　　　　　　（地域向け発電 ［バイナリー発電］）　　　熱エネルギー採取 ［熱交換器］ ←ーーーーー 冷水供給 ［河川， 井戸水， 水道水等］
　　　　　　　↓　　　　熱水の地域への運搬 ［ポンプ， パイプライン］
　　　　　　　　　↓　　　　　多目的利用設備へ　　　　　　［給湯， 冷暖房， 冷蔵冷凍庫， ハウス農業， 養殖漁業， 乾燥工程， 発酵工程，
　　　　　　　洗浄工程， 殺菌 ・ 滅菌， 融雪， 等々］　　　　　　　　　　↓　　　　　　温泉地域へ， より深部の地層からの温泉水の供給↓

II ： ” ② �‐(B)���������
������������
集中型” のケース※�����
この場合， ������������������������������������
各地域の事業主体が， 自ら （あるいは地域） が有する既存の温泉等熱エネルギー
利用設備の余剰エネルギーを利用し， 地域にメリットを生む 「システム」 を構築する。 ここで地域に供給されるエネルギー量の上限は， 温泉事業者等の既得権益保持者との対話により定められると予想できる。 地域主体の場合には， 比較的規模が小さくなり熱利用需要が大きくなると想定されることから， 集中型構成になることが考えられる。
温泉井 ・ 熱水利用＝＝＝＝＝温泉ビジネス 【��������������
���������������
既存の地域産業としての便益�】　　　　　↓　　
地域発電 ［バイナリー発電］　　　　　　　　　　����【���
以下， �������������
新たに地域が得られる便益�】　　　　　　↓　　　熱エネルギー採取 ［熱交換器］ ←ーーーーー 冷水供給 ［河川， 井戸水， 水道水等］
　　　　　　　↓　　　　熱水の地域内での配湯 ［ポンプ， パイプライン］
　　　　　　　　↓　　　　　多目的利用　　　　　　［給湯， 冷暖房， 冷蔵冷凍庫， ハウス農業， 養殖漁業， 乾燥工程， 発酵工程，
　　　　　　　洗浄工程， 殺菌 ・ 滅菌， 融雪， 等々］

Fig.3-4-6

システム構成の概念的な例示-52-

プレート＆シェル式熱交換器，二重管式熱交換器，多消毒装置（装置不明：温泉熱低温殺菌牛乳（栗駒高原），

管式熱交換器

ドラム缶等による温水層：種籾温熱消毒（福島県

タンクコイル式熱交換器，直接接触液式熱交換器

会津若松））

・ヒートポンプ技術（給湯，冷暖房，冷蔵冷凍）

3-(4)-4) まとめ

現在，我が国では空気熱源の給湯装置が普及しており，

前節までの科学的な分析や事例に基づいて，「地熱」

地中熱分野でも室内空調向けの利用が多く考えられていと「地域（温泉）」が共生出来るために役立つであろうる。しかし，類似技術のものとして冷蔵冷凍機器がある「システム」を出来るだけ一般化して客観的に捉え，定義，など，原理的には多様な活用が可能である。地熱を用い目的，構成，実現までの流れ等についての概念を整理した冷蔵冷凍機器は，地熱をいったん電気に変換してからた。また，具体的なシステム構築の段階で有益な要素技

冷蔵庫を駆動するよりも効率が良いことなどから，海外術についても列挙した。ここで挙げた要素技術事例はイ

では近年注目されている。

ンターネットで容易に見いだせる範囲のものであり，今蒸気圧縮ヒートポンプ（気体液化ヒートポンプ：現在，地中熱に利用されている）

後より具体的に「システム」を構築する場合には，実際の適用現場の詳細な調査等を行って各要素技術の特性と吸収式冷凍機（吸収力の高い液体に冷媒を吸収させ，各地域の地熱資源や需要とのマッチングを図り，構想す

低圧で気化させて低温を得る冷凍機。熱駆動ヒーる「システム」の現実性を高めていくことが必要である。

トポンプとしての利用も可能である。冷媒 - 吸収

本節では主に機械的な意味でのシステムの取りまとめ液として，空調用の水 - 臭化リチウム・冷凍用のに注力したが，一部，合意形成に関わる記述を含んでいアンモニア - 水を使用したものが実用化。

る。これは，不透明かつ不確実で扱いが困難な地下を対→ アラスカ氷の博物館：2005, GRC the best

象とする地熱においては，いかに詳細な「システム」のnew direct use geothermal project in the

事前検討であっても，開発～利用までの全過程において

United States を受賞 (Holdmann and Erickson必ずしも 100% の有効性を発揮することは期待できない

2006, Chena Hot Spring Resort HP など )。）と考えるからである。つまり，日本の地熱エネルギー資吸着式冷凍機（冷媒を蒸発器で低温蒸発させるため，源を有用な再生可能エネルギーとして活用を広めていく

シリカゲルなどの固体吸着材を冷却しながら冷媒

上では，他に規定される環境問題の処理よりも，さらに蒸気を吸着させることによって低い圧力を得るも慎重な全利害関係者（ステークホルダー）による合意形の。冷媒は，凝縮器で冷却・液化され再び使用さ成プロセスが各地域において必要であり，その場面で本れる。冷媒として，水が一般的に使用される。太節での「システム」の概念整理がより強く意味を持つも

陽熱，コジェネレーション・工場プロセスの低温のと期待している。
（相馬宣和）

排熱を利用した冷水製造に使用されている）
・温熱ハウス関係
温泉水等のハウス農業等への活用事例は，国内におい引用文献ても歴史が古く事例も多い。機器等については，比較的Antonelli, R. and Fabbri, P. (1988) Analysis and扱いやすい温度で利用されることから，各地域の工務店

comparison of some values of transmissivity,

等の制作など簡便なものでも十分な効果が得られること

permeability and storage from theが報告されている。

Euganean Thermal Basin. Trans., IAH 21st

温水利用空調装置（温風機による加温など）

congress, Karst hydrogeology and karst

土壌温度調整（塩ビ管等比較的簡便な装置による事例

environment protection, Guilin, China.,

多数）

707-718.
Antonelli, R., Fabbri, P., Iliceto, V., Majorana, C.,
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geothermal Euganean Field. A subsidence

乾燥装置（木材乾燥設備：小国，高温地熱蒸気利用乾modeling approach. Trans. World燥設備：ニュージーランド，

Geotherm. Cong. 1995, 1263-1268.

温泉熱による製塩：現在では廃れている，乾燥野菜工

朝日新聞（2009）技あり：竹製温泉冷却装置．2 月 8 日

場：米国ネバダ州 Empire ，衣類乾燥室：兵庫県

朝日新聞朝刊 Be 紙面．

湯村温泉，現在では廃れている）

Chena Hot Springs Resort ホームページ ,発酵装置（装置不明：津軽味噌醤油（株），温泉熱静(http://www.chenahotsprings.com/ice-museum

置発酵槽（アロニア果汁）
：北海道）
-53-

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-54-

第４章

共生のためにどうしたら良いか

4-(1)

地熱と温泉との関係のとらえ方

しい理解は，両者のつながり具合により関係の有無が左右されるとするもので，そのつながり具合を確認しておくことが非常に重要になる。ある程度のつながりがある

地熱発電が温泉に影響を与えるとすると，それはどのと想定される時には，地熱資源の採取ペースをどうコンような時であろうか。地下の熱水系（地熱発電に使う高トロールするかが，影響を生じさせないための技術的処

温の熱水と温泉を区別なく扱う総称）は，そのほとんど置となる。

の水の起源は天水（雨水）である。天水は河川を流れ下っ

この両者の関係は単純に考えると，Fig.4-2（江原，て海に入り，それが蒸発して雲となり雨として地上に降2010）に示すような二つの関係が考えられる。一つはるという大循環を行っているが，天水の一部は地下に浸ケース１の兄弟型で，共通のマグマからの熱を受けるが透してゆう出する循環系を形成している。浸透水が，地水の循環系が異なり，地熱貯留層と温泉帯水層が別々に球内部から地表に向かって放出されている熱に遭遇し十出来る場合で，この時両者の間に影響はほとんど無い。

分温められ，貯留する条件が整うと地熱貯留層が形成さもう一つは親子型で，マグマからの熱を受けて出来た熱れる。このための条件としては，水とそれを貯めておく

水貯留層が元となって，更に浅いところに温泉帯水層が地下の構造及び火山の元となるマグマからの熱が必要で出来る場合で，この時は影響の可能性があり，熱水貯留ある。Fig.4-1 はこの様子を示したものである。

層から温泉帯水層に十分熱水（温泉水）が行かないくら

この時，地下には様々な形態と性状の熱水系が形成さ

い多くの熱水を採取すると影響が現れる。この他のケーれる。大別すると，地下の比較的深いところに形成されスとしては，全く両者に関係がない場合がある。

る地熱貯留層と，比較的浅いところに形成される温泉帯
水層がある。

ここに述べた関係は単純化したものであり，実際の地熱資源が高温であるのは，より深部にケースでは地熱貯留層と温泉帯水層のつながり具合がどあってマグマ（溜り）からの熱の供給を得やすく，地上れくらいかを見極めることが非常に重要である。以前にからの冷たい水の侵入を避けて貯留できる構造にあるかは，地熱貯留層と温泉帯水層は不透水層が間に存在するらである。温泉は同じ火山地域にあっても，地熱資源とため，全く関係ないという説明がされたことがあるが，は遮断されたもっと地下の浅い部分で熱を得ているのがここではその説は採らない。

普通であり，地熱資源とは無関係だという説明がなされ地熱発電の温泉への影響を心配するあまり，事実の確ることがある。実際にはこう説明しても差し支えない場

認が不十分のまま影響を懸念する声を聞くことがある。

合も多いが，両者の関係が無視できない場合もある。正そのような時，両者の空間的配置のイメージを描いて考Fig.4-1 地熱系の出来方（花野，2008）
Fig.4-1 地熱系の出来方（花野，2008）-55-䉬䊷䉴䋲䋨ⷫሶဳ䋩䉬䊷䉴䋱䋨ఱᒉဳ䋩ᓇ㗀䈱น⢻ᕈ䈏䈅䉎䈾䈫䉖䈬ᓇ㗀䈲䈭䈇

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Fig.4-2 温泉の元（温泉帯水層）と地熱発電の元（地熱貯留層）の関係
Fig.4-2

温泉の元（温泉帯水層）と地熱発電の元（地熱貯留層）の関係

・地熱−温泉の関係が理解されないのは，地下の状況を見ることができないから
・地熱−温泉，温泉−温泉の影響は地上の現象に置き換えるとよくイメージできるⅠ䋮ዊᵹ㊂ᴡᎹ

਄ᵹ䈪䈱ᄢ㊂ណขⅡ䋮ᄢᵹ㊂ᴡᎹ

Ⅲ ዊ⾂⇐㊂ḓᴧ䋮Ⅲ䋮ᄢ⾂⇐㊂ḓᴧ㤥Ⴃ䉍䋺⋧੕ᓇ㗀䈱น⢻ᕈ䈱䈅䉎࿾ᾲ䊶᷷ᴰ ⊕䊇䉨䋺⋧੕ᓇ㗀䈱น⢻ᕈ䈱䈭䈇࿾ᾲ䊶᷷ᴰ・地下は地上よりも通水性（透水性）が悪いため，相互のつながりはもっと悪い・水系が異なると影響はない（水系のつながりの検討（水質，水位，温度）が大事）
・温泉−温泉の影響は地熱−温泉の影響より出現の可能性が大きい
・地熱−温泉の影響が発生するのは断裂型で涵養量が小さく，上流−下流の関係にあって，上流 （深部） で採りすぎる場合
・地熱−温泉の関係で重視すべきケースは水平距離が近い上下の関係

Fig.4-3 Fig.4-3
分かりやすい地熱と温泉の関係（地上の水系に例えて）分かりやすい地熱と温泉の関係（地上の水系に例えて）-56-

えてみることが薦められる。両者の関係が理解されない係である。従って河川で例えた地熱熱水が上流，温泉が大きな原因は，地下の状況を直接見ることができないこ

下流という関係は実際には水平方向ではなく，比較的狭とによる。これを地上で見ることのできる水の有り様とい範囲の垂直の関係である。湖沼に相当する貯留形態は，置き換えるとよくイメージできる。Fig.4-3 には河川と堆積平野などに見られる層状帯水層で，これは温泉に限

湖沼を採り上げ，そこに地熱熱水（河川の上流側）と温られ，地熱貯留層は関係ない。

泉（河川の下流側）を位置づけて両者の関係を考えてみ

温泉への影響で考えておかねばならないのが，温泉相た。

互の関係である。河川や湖沼において，近くに採取点が河川や湖沼でも水利権をめぐって取水が競合するのはあり汲み上げを競うと影響し合うように，温泉において大きい問題である。その時，違う河川や湖沼内だと影響つながりのある近い位置での汲み上げは温泉相互の影響問題は全く度外視される。違うか同じかは，実際に水をを生じ，温泉枯渇の大きな原因となっている。

たどらなくても，お互いがどれくらい離れているかでイ

地熱貯留層と温泉帯水層がつながっているかどうかメージできることが多い。河川の上流と下流の関係（こは，後述のように様々な面から総合的に判断されるが，れについては後述）を除けば，両者が 1km 以上も離れ

ここでは特に有力だと考えられる直接的な手法を紹介していれば問題にされることはないであろう。地下では地ておく。温泉の３要素は，温度，湯量（水位），泉質だ

上と違って透水性は著しく乏しいため，影響範囲はもっとされる。これに両者の位置関係（深度，水平距離）をと狭いと考えられる。同じ河川の場合は影響を検討しな

加えてつながり具合を判断することが多い。温泉帯水層ければならないが，この時は，上流での取水が下流にどと地熱貯留層がつながっていれば，それぞれに含まれる

れくらい影響するかが問題である。影響は，河川流量のこれらの特性は同じはずである。すなわち，同じくらい多寡に対し，上流での採取量と下流での必要量によっての温度と湯量（または水位）で，化学成分は同じはずで決まる。湖沼での水利権問題は，湖沼が小さく，涵養すある。中でも化学成分は，温度のように冷めたり，採湯る水量が限られる場合に問題が発生する。

環境に左右されたりする湯量や測定設備が必要な水位に

地熱熱水の代表的な貯留形態は地下の断裂系が支配す比べ，簡単に採取分析できることから良い手段である。

る裂罅型である。この地熱貯留層から温泉帯水層へ縦方

Fig.4-4 には，地熱貯留層と温泉帯水層がその間を遮蔽向に断裂を通じて熱水が流動しているのが，温泉との関する不透水層のありように従って，どのような化学成分ਔ⠪䈱᷷ᐲ䋬᳓૏䋬ᴰ⾰䋬૏⟎䋨ᷓᐲ䋬᳓ᐔ〒㔌䋩䈪㑐ଥ䉕್ᢿ䈪䈐䉎䈖䈫䈏ᄙ䈇࿾ᾲ੗ ᷷ᴰ੗
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Fig.4-4 地熱貯留層と温泉帯水層と帽岩の関係
Fig.4-4

地熱貯留層と温泉帯水層と帽岩の関係-57-

の関係にあるかの基本的な五つのパターンを示した。地

ず，一方，採取量が小さくても補給が追い付かなければ熱貯留層の熱水は常に NaCl 型で，これに対し温泉は影響は出る。発電を行うための設備投資には非常に巨額

様々な泉質を形成している。独立型では全く影響は無く，を要するので，発電量が一過性であったり，次第に減っ

伝導加熱型と蒸気加熱型は影響する可能性は低い。熱水たりすることがあれば，事業の継続に対し致命的である。

滲出型はやや影響する可能性があり，同一熱水型は影響

そこで，発電所の建設前に発電量の減らない，すなわち，する可能性がある。ここでやや影響する可能性がある，

熱と水に関してバランスのとれた設計を，入念な事前調

あるいは影響する可能性があるとした組み合わせにおい

査の下に行う。

ても，後述するように，地熱貯留層からの流体の採取が，このことは，結果として温泉への影響についても良い

地熱貯留層への熱と流体の供給とバランスしていれば，効果をもたらす。温泉帯水層と地熱貯留層がつながって影響を回避することができる。

いたとしても，地熱貯留層を変わらずに維持することが地熱発電は，地下から火山性の熱を収受した流体（熱できていれば，温泉への供給は保証されるからである。

水と水蒸気）を地上に導いて，その熱エネルギーを電力

実際には，事前の設計段階だけでなく，発電開始後も一に変えるシステムである（Fig.4-5）。マグマ溜りは火山

定量の発電を行えているかどうかの出力や流体流量の監の活動が若くて規模が大きいほど供給熱量が大きく，そ視を行い，もし減退傾向が生じるようならば，生産量のの持続性については心配が無い。しかし，地下に浸透し回復措置を行ったり，適切な発電量に変更したりする。

て熱を運び上げる水の量が多いと，温度が下がってくる

このことはひいては，温泉への影響を起こさないことに心配がある。熱水は基本的には雨水を起源とする循環水つながる。

なので，すぐに枯れてしまうことはないが，地上に取り出す量が多すぎると流量が減っていく心配がある。持4-(2)続的な発電を行うには，この熱と水の供給と取り出しの地熱発電の温泉に対する影響を懸念する立場からの代表

バランスが取れていることが極めて重要である。バラン的な意見は，地熱発電は温泉に影響する可能性が大であスが取れているかどうかは，系の大きさだけでは判断でるとし，地熱発電を行う側に影響がないことの証明を求きない。大きい発電所や大温泉地のように見掛けの採取めるものである。しかし，この懸念の論拠には評価に耐量が大きくても，それを補給する供給があれば影響は出え得るデータが示されないことが多く，しばしば情緒的

冷静な考え方

PS 地熱発電所
自
然
供
給

還
元
井

EE

PW,EW

集水域

RA

RC
地下浸透

温泉貯留層

？

電力

生
産
井

還元ゾーン

熱と水についてモ
ニタリング実施

地熱貯留層
安定した継続発電とモニタリングにより，（熱） EE+EW ＝EH と（水）PW +PS＝
RA+RC のバランスがとれていることを確認

EH

地下からの熱供給

Fig.4-5
水と熱の収支バランスを考慮した流体採取
Fig.4-5
水と熱の収支バランスを考慮した流体採取-58-であったり，風聞であったりする。これに対し，地熱発

4-(3)

具体的共存策

電の実行側の基本的な意見は，バランスを崩すような過発電用施設の立地の促進及び運転の円滑化を図り，安剰採取をしなければ温泉への影響をなくすことができる

定的かつ低廉な電気の供給を確保することは，地球温暖とするものである。この対立関係が解けないのは，地熱化問題・エネルギー問題を含めた国民生活及び経済活動

発電側の往時の説明として，地熱貯留層と温泉帯水層はにとって極めて重要である。一方，発電された電気の受深度が違い，間に不透水層があるから関係はないとする

益者は，立地地域に限られるものではないため，発電用

問答無用の説明が不信を招いたことが尾を引いている面

施設の設置にかかる地元の理解促進等を図ることが必要もある。また，温泉への影響を問題視する側も，科学的となる。特に地熱発電の場合には，有望な地熱開発地域な関係を理解することなく，反対の声だけを上げる傾向のほとんどが温泉地域に近接している。そのため，地熱がある。

発電の開発に際して，温泉の枯渇等に対する懸念を抱く

影響がないことの証明は，我が国の訴訟法上は告発側

温泉事業者等からの反対があると，実際には温泉に対すに説明責任があるため，そこまで踏み込んだ係争となっる悪影響のない事業であっても坑井の掘削が事実上不可ている例はない。ここに見られるような影響のあるなし

能となったり，温泉事業者等との調整に時間を要し開発だけの議論は，両者にとって不毛の水掛け論であり，打期間が長期化したりする。こうしたことから，地熱発電開が望まれるところである。

の開発に当たっては，調査段階から，地域の信頼と協力

温泉の所有者からは，温泉の大事さをよく耳にするが，を得ることが不可欠である。

その一方，しばしば自らの温泉のことをよく知らないこ

そのためには，地熱発電事業が資源収奪のみの形態でとがある。温泉井戸の構造や揚湯設備について把握してあってはならない。温泉と地熱は一体の地下熱資源であおくことの他，日常から “大事” とする温泉の温度，ゆり，地域の重要な資源であるという認識に立たねばならう出量（水位）のデータをとっておくことは非常に重要ない。地域の熱資源は，資源の保護を図りつつ適正に利である。これらのデータは，だれでも簡単に測ることが用していかねばならない。地熱発電により地域が不利益できる。これらのデータをとっておくことにより，自分を被ってはならず（むしろ利益がなければならず），一の温泉の季節的変動，降雨との関係，長期的な変化の傾方，地域は，地熱発電は我が国のエネルギーセキュリティ

向を知ることができ，地熱発電との関係だけでなく，温と二酸化炭素削減を図る有効な手段であることを理解し

泉相互の影響についての判断にも役立ち，いざというとて，協力の姿勢を示すことが，win-win の関係の第一歩

きの重要な証拠となる。

である。

地熱発電の開発を行う側は，平易にその地域の地熱貯地熱開発促進調査では，調査を目的とする坑井掘削を留層と温泉帯水層の関係を説明し，理解してもらう努力

行う際に，周辺の温泉地の温泉資源に影響を及ぼしていが必要である。温泉所有者からのデータに基づく影響のないかどうかを確認するために，温泉事業者の協力を得指摘に対しては，その判断や原因を共に考える協力的なて温泉源泉のゆう出量，温度等のモニタリングを実施す

態度が望まれる。

るとともに，簡易な環境影響評価も実施している。これ

双方とも，いたずらに対立感情を抱くのではなく，問を更に一歩進めて，調査が発電だけでなく，地域の熱利題を解決して両方の利益になるような方向を目指すべき用も視野に入れた開発につながるようにすることも考慮である。

に値する。これらのデータを積極的に公開することによ

次の三つは，地域に安心してもらうポイントであるこり，調査段階から，地域の信頼と協力を得ることは，地とから，特によく地域に理解してもらう努力が必要であ

熱発電の開発を円滑に進める上で重要である。

る。

ここで，地熱発電と熱利用が形態的に不可分な関係にあり，両者が協力しながら開発できるアイデアを紹介す

1

2

3

地熱発電のための坑井掘削は温泉法による許可がる。現在，日本の大半の地熱発電所に見られる熱水卓必要であることから，温泉への影響のおそれがあ越型の資源に対しては，発電に用いる以外の熱水は地下る場合は，許可が得られない。

に還元を行っている。これらは沸騰点に近い温度を有温泉に影響するような地熱流体採取は，地熱貯留

し，利用可能な熱エネルギーが豊富である。これを更に層の水と熱の収支バランスの乱れを生じ，地熱発

高温部分をバイナリー発電により電気に変換し，それで電の持続的運転に支障を来たすので，基本的に回もまだ十分熱い温水を民生用に使えるようにすれば，発避するように計画される。

電としても地域にとってもメリットは大きい。Fig.4-6

科学的に見て，我が国で地熱発電が温泉に影響をに永続地帯研究会（2008）のデータを元に集計した我及ぼしたと言える例はない。

が国の地球熱（地熱と温泉熱）エネルギーの利用状況を示す。この集計によると，地熱発電は 3,162GWh，温泉は 22.81PJ（温泉浴用利用 20.37PJ，温泉直接熱利用-59-

Fig.4-6

我が国の地球熱利用

2.44PJ）を利用し得ているが，これに還元熱水の有効利② 温泉事業者と地熱開発事業者等との間での定期的な用が加わると，118GWh の電力（現在の 3.7% 増）と対話や，地熱発電に関する広報活動を推進する。

1.33PJ（現在の 5.8% 増，温泉 1,600 本に相当）の温泉③ 学識経験者，地熱開発事業者，温泉事業者を含む地が利用し得ることになる。ただし，還元熱水の温泉とし元関係者等の意見を踏まえた共生のための事業化プての利用のためには，制度の改善が必要である。

ログラムを作成する。

また，地熱発電所が立地地域と共生するためには，電源立地地域対策交付金等の制度を積極的に活用すること

具体的な共生のための貢献策は，地域の資源と開発のも有効である。一方，地熱発電事業者自ら地域との共生

状況や社会的背景によっても異なる。先に Table 3-3-1を図っていくことも必要である。

に挙げた様々な貢献は次のような項目に整理することがその際，地域活性化のためのニーズ把握，国・地元・できる。

事業者がともに参加する議論の場として，国の「電源地域振興指導事業」による地域振興プランの作成等の事業

1

電源三法交付金制度を活用することも一案となる。そうしたプランに即して，

2

固定資産税

国による支援措置や事業者による共生のための取り組み

3が有機的に組み合わさり，効果的に地域の振興が図られるよう関係者は努めるべきである。特に，地元温泉事業者が抱く地熱発電所の建設・運転による温泉の枯渇等に地域住民の雇用発電所・蒸気生産設備の管理業務，ＰＲ館スタッ
フ等

4

地元での消費効果

対する懸念を緩和・払拭し，開発に対する理解を得ると旅館宿泊，地元企業の活用，燃料油・消耗品等のともに，地元自治体の理解と協力を促進していくために購入

は，以下のような対策を講じていくことが重要である。

5① 事業者は，開発に際して，地熱開発の温泉に対する

6

温泉業者との共存共栄
湯量確保のための技術支援，給湯影響に関する調査データの提供等を通じた科学的分

その他
発電所ＰＲ館，地元主催行事への協賛

析に基づく説明を行い，理解の促進に努める。開発
着手後においても継続的な温泉のモニタリングを温これらを参考にしながら，地域に合った共生の方策を泉事業者と共同で実施し，相互の信頼関係の維持に地域と一体になって探っていくことが望まれる。

努める。

（野田
-60-

徹郎）

引用文献
永続地帯研究会（2008）エネルギー永続地帯指標2008 年版の市区町村別総合集計表
http://sustainable-zone.org/index.php
地熱発電に関する研究会（2009）地熱発電に関する研究
会中間報告

中間報告．41p.

江原幸雄（2010）日本列島は地熱エネルギーの宝庫－あなたも今日から地熱博士－．182p.
花野峰行 (2008) 地熱エネルギーの開発－純国産自然エネルギー地熱発電を中心として－．第 3 回新エネル
ギー世界展示会再生可能エネルギー協議会（JCRE）
地熱フォーラム資料．

-61-

る。
温泉に最も影響を与えているのは実は温泉相互でああとがきる。各地の温泉が，乱掘，動力設置競争による過剰採取
１年余をかけて『地熱発電と温泉利用との共生を目指のために，温泉水位が下がっていった歴史は多く見られして』の編集を終わることができた。この間，本書を作るところである。環境省が 2009 年 3 月に発表した「温成するのに力を尽くしていただいた日本地熱学会「地熱泉保護に関するガイドライン」では，掘削の距離規制

発電と温泉との共生を検討する委員会」の皆さんには，に関する論理構成には問題が多いが，モニタリングの重心から感謝の意を捧げたい。特に，出版までの全般にわ要性を指摘している点は非常に評価できる。生命に次いたる多端な調整は當舎利行委員にやっていただいた。まで大事とされる温泉の成り立ちの理解や変わりぶりを知た，佐藤久代さんには面倒な原稿の全体レイアウトと調らないまま放置するのは片手落ちとも言えるのではない和を図っていただき，西澤修氏には表表紙と裏表紙のデか。近くの地熱発電所についても，どのような関係にあザインを作っていたことを特記したい。

るかの真実を理解することは重要であるし，地熱発電側

2010 年 3 月，一服したかに見えた身近な灯油やガソもその説明には手を抜いてはならない。

リンの価格は，世界の石油産出がピークを過ぎたと言わ私が地熱発電と温泉利用とは共生できると考えるのれる中，今後の値上がりの予断を許さない状況にある。

は，恵まれた地下の熱エネルギーをうまく使うというこ

一方で，大気中の CO2 を主とする温室効果ガスの増加は，とが共通の目標になり得るからである。地域の地熱・温

世界中の気候の変調を実感させ，温暖化に拍車をかけよ

泉エネルギーをどううまく使うかは，地下の資源のあり

うとしている。そんな中，この二つの問題に対処するこ方や地域の社会的要求に左右される。そのテーマを考えとのできる地下の熱エネルギーの利用は，火山国日本のる時に，地熱発電側は温泉に影響を与えないように発電特権であり，当然進むべき道だと考えられる。しかし，するにはどうしたらよいかを考え，温泉利用側は温泉を

その考えどおりに進んでいないのが現実であり，その隘

長く利用し，更に地下の熱をより有効に利用していくに路の一つが地熱発電と温泉利用の二つの立場の軋轢であはどうしたらよいかを考えることが望まれる。その答える。

を持ち寄って，地熱と温泉の関係を境目なく考えてほし

地下の熱エネルギーの利用は地熱発電だけではない。

いのである。そこに共生の答えがある。

温泉は古くからの伝統ある地下の熱エネルギーの賢い利

本書には，ここに述べた考えが底辺を流れている。温用法であり，その分だけ燃料を消費せずに湯浴みができ泉を利用する方にもぜひ読んでもらいたいし，地熱発電ている。ところが，同じ熱利用をしていながら，温泉利関係者にも初心に返って考えてみてほしい。一挙に問題

用の立場からは，地熱発電の温泉への影響の懸念や不信は決着しないかもしれない。しかし，諦めてはいけない感から，両者の考え方には垣根が存在する。私自身は，し，諦めはしない。私の残りの人生はこの問題解決に捧日本地熱学会の会員であると同時に，温泉関連学会の会

げたいと思っている。21 世紀以降のエネルギー・環境員でもある。地熱発電を盛んにしたい気持ちを持ちなが問題に対処する重要な部分だからである。日本のために，ら，温泉を心から愛する一人でもある。四十年来のこのそして何よりも愛する我々の子孫のために。

問題に対して，何とか垣根を取り払いたいと思いながらも，果たせなかったという思いも人一倍強い。
地熱発電の初期には，地熱系についての情報や理解が十分ではなかった。そのこともあって，採取深度の違いがあるから影響はないとの説明がしばしばなされ，納得できない感覚を残したまま発電所を造ってきたことが禍
根を残すこととなった一因ではなかろうか。それでは温泉利用の側に問題がなかったかというとそうではない。
長年の内在する問題である「温泉を保護しながら利用すること」への対応を疎かにしてきたことがあるのではな
いか（地熱発電への攻撃は，自己の問題を見えなくする効果があった。
）
私は，地熱発電は温泉利用に全く影響しないという立場は取らない。地熱貯留層と温泉帯水層（貯留層）のつ
ながり方次第では，地熱発電用の流体採取が過剰だと影響が発生する。逆にどのような場合も，適度な採取であれば，影響を与えずに発電ができるというのも事実であ-62-2010 年 5 月
地熱発電と温泉との共生を検討する委員会
委員長

野田徹郎

・本報告書についてのご質問は日本地熱学会へご連絡下さい。

不

許

複

製

報告書 「地熱発電と温泉利用との共生を目指して」
2010 年 5 月

発行

非売品

編集者

地熱発電と温泉との共生を検討する委員会

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