2021年度 第４回

地熱発電・熱水活用研究会

NEDO 地熱発電研究開発の概要

2021年11月17日
国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構
新エネルギー部 和田 圭介

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説明内容

1. 国内外の地熱発電動向
2. 我が国の地熱発電政策

3. NEDOにおける地熱事業の概要
4. トピックス～超臨界地熱資源技術研究開発～

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国内外の地熱開発動向【海外動向】
 世界の地熱発電の設備容量は平均で年間270MW増加率で急速拡大（2015～2020年の期間では，約3649MWの発電容量の増加を達成）
 インドネシア，ケニア，トルコ，米国において発電設備容量が顕著に増加
 フィリピン，メキシコ，イタリア，日本において，開発は停滞の傾向。

出典：地熱発電の現状と動向 2018年（一財 火原協）

【国内動向】
出典：IGA website 火原協を基に作成⚫ 我が国は，世界第三位の地熱ポテンシャルを有するが，そのポテンシャルを十分に生かし切れていない。
⚫ 2000~2012年の期間は地熱開発が殆ど行われていない。
近年，発電量（設備利用率）は低下傾向にある。
⚫ FIT導入によりバイナリ-方式の導入が進む。
近年の大規模設備案件：山葵沢46.2MWe、松尾八幡平7.5MWe2

海外の地熱技術開発動向（１/２）■世界的には、技術開発の主流はEGSである。
アイスランドでは、より深部の超臨界地熱資源領域への還元・涵養を通して、浅部の既開発領域からの蒸気生産量を増大するプロジェクト（DEEPEGS）がある。これは、３つのEGSタイプ（高温岩体、涵養、透水性改善）の組み合わせの手法という点で大変注目される。
■地熱発電により発生した非凝縮性ガスを回収し地層処分する、さらに、大気中のCO2を回収して地層処分する（DAC)技術開発
がアイスランドで実施されている。DACは、作業工程上、熱を必要とするが、こうした熱を地熱エネルギーを利用する手法も興味深い。
■世界的に水素製造がめざましい勢いで進められている中、グリーン水素の製造として、再エネを用いたPtoGが検討されている。ニュージーランドの地熱発電を用いて製造した水素を我が国へ供給するプロジェクトも始まった。日本から大林組が参加している。
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海外の地熱研究開発動向（２/２）（出展）大林組（2018）、ENAA地熱発電・熱水活用研究会資料

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説明内容

1. 国内外の地熱発電動向
2. 我が国の地熱発電政策

3. NEDOにおける地熱事業の概要
4. トピックス～超臨界地熱資源技術研究開発～

5我が国の地熱発電政策 １/３■ 「エネルギー基本計画（第６次）」（10月 閣議決定）➢ 2050年カーボンニュートラル実現に向けた課題対応、2050年を見据えた2030年に向けた政策対応（GHG削減量46％へ引き上げ）など。
➢ 再エネの主力電源化を最優先の原則のもとで最大限の導入に取り組み、水素・CCUSについても社会実装を進める。

➢ 再エネの電源構成比率が、現行22～24％から、36～38％へ引き上げ。地熱は現状維持＜1.4-1.5GW、102-113億kWh＞。

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我が国の地熱発電政策 ２/３■ 再エネ規制総点検タスクフォース（2021年6月）➢ 再エネでは、風力と地熱などが取り上げられ、地熱では、従来から課題と認識されている国立公園内での開発、並びに、温泉保護との調整が論点となっている。
➢ 地熱の促進政策に責務を持つ経済産業省や規制の所管と地球温暖化対策の双方を担う環境省は、どのような対策強化を講じ、新しい目標に向かうのか、真摯に検討するべきであると述べられており、両機関ではそれぞれ目標設定など対応を協議することとなった。(⇒環境省：地熱開発加速化プラン）

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我が国の地熱発電政策 ３/３

出典：内閣府（グリーン成長戦略、2021）

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説明内容

1. 国内外の地熱発電動向
2. 我が国の地熱発電政策

3. NEDOにおける地熱事業の概要
4. トピックス～超臨界地熱資源技術研究開発～

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NEDO地熱事業計画
前基本計画のスケジュール（2018年度～2020年度）
研究開発項目超臨界地熱発電技術

超臨界地熱発電技術

2018年度

2019年度

今年度以降の基本計画のスケジュール

2020年度

実現可能性調査
試掘への詳細検討
Ⅰ超臨界地熱資源の評価
Ⅱ調査井の資材等の開発
Ⅲ超臨界地熱貯留層のモデリング
技術手法開発Ⅳその他 要素技術

地熱発電技術

環境保全対策技術

環境アセス手法対策
・国立国定公園特別地域での手法
・冷却塔排気に係わる調査・予測・評価手法

高度利用化技術

酸性対策技術
Iot-AI適用技術①整理：

超臨界地熱発電技術と地熱発電技術の統合化。

②絞り込み： 各研究開発項目の中で、テーマの選択と集中を実施。
③改良：
出典：NEDO内部資料（2021）

高度利用化技術（IoT-AI適用技術）で、貯留層を含めた範囲に拡張。
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2021年度以降の地熱事業の重点課題

出典：NEDO技術委員会資料（2020）11

２０２１年度以降のNEDO地熱事業計画
パイロット坑試掘候補地点浅部の詳
細地下情報→試掘時のリスク低減

超臨界地熱資源技術開発【地熱発電導入拡大研究開発】(1)超臨界地熱資源技術開発
モデルフィールドにおける資源量評価と要素技術開発（探査手法）(2)環境保全対策技術開発
環境アセスメント手法開発（硫化水素モニタリング装
置開発と気象モデリング技術）(3)発電所高度利用化技術開発
貯留層計測・解析による貯留層管理技術とドローンを利用した設備管理技術＊ 資源量評価（3次元モデルによる数値シミュレーション手法）＊ 光ファイバーによる地震波モニタリング

微小地震
震源分布
等温線

地震波伝搬
特性分布

超臨界地熱システ ムの
詳細情報→ 詳細資源量評価，コスト試算，試掘地点決定，試験計画立案に寄与

比抵抗分布

発電所高度利用化技術開発

環境保全対策技術開発＊ 小型軽量で連続モニタリング可能な硫化水素測定器を開発し、時間・空間データを多量に取得することで、予測評価の精度向上を図る。

＊ 既存の気象デー
タから気象モデルを構築し、発電所エリアでの気象予測を実施する。気象観測簡略化を図る。
出典：NEDO内部資料（2021）＊ モデルフィールドでの高密度MT法探査・反射法地震探査・微小地震モニタリング＊ 試掘候補地点付近でのパイロットホール掘削（到達目標：3500m，350℃程度）＊貯留層計測データに基づき、貯留層管理を最適化することにより設備利用率向上を図る。
＊ 地上設備の監視に、ドローンを適用することで、設備異常を早期発見し、ダウンタイムを低減化することで稼働率向上を図る。

12２０２１年度以降の実用化計画<研究開発項目>【超臨界地熱資源】
モデルフィールドでの検証と要素技術開発<アウトプット>
FY2025高精度な資源量評価の実現<実用化・事業化>
FY2030

調査井掘削と噴気試験による詳
細資源量評価FY2050アウトカム達成

地上設備検討と実証試験

JOGMEC資源調査
民間による資源調査・開発

CO2削
減量
4,500万t-CO2/年

民間による地熱開発事業【環境保全対策技術】
硫化水素測定器及び気象モデリング手法【高度利用化技術】
貯留層管理及び設備管理の最適化

環境ア
セス手法最適化の達成

発電量増、コ
スト削減、利用率向上の達成

手法のマ
ニュアル化
硫化水素測定器の商品化

手法のマ
ニュアル化
貯留層管理ツールの商品化
設備管理ツールの商品化

波及効果
①新規ビジ
ネス創出による地域経済発展②分散型電源確保によるレジリエ
ンス対策向上アウト
カム達成③海外技術移転による国際CO2ビ
ジネスの拡
大CO2削
減量
630万
t-CO2
/年

出典：NEDO事前評価資料（2020）

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説明内容

1. 国内外の地熱発電動向
2. 我が国の地熱発電政策

3. NEDOにおける地熱事業の概要
4. トピックス～超臨界地熱資源技術研究開発～

14トピックス（１/３） ー 我が国の超臨界地熱発電研究開発の成果
武佐岳（330℃）

豊羽（309℃）(MW)

胆振（271℃）【容積法によるポテンシャル調査】

森（307℃）【高温度確認フィールド】

阿寒（292℃）
安比（350℃）菰ノ森（278℃）

八幡平（285℃）

澄川（311℃）

葛根田（500℃）

田沢湖東部（289℃）

岩手山西部（317℃）

上の岱（291℃）

皆瀬（290℃）

栗駒（314℃）

山葵沢（299℃）

秋ノ宮（299℃）
八丁原（290℃）

奥会津（286℃）

八丈島（317℃）

栗野手洗（298℃）
山川（353℃）

出典：NEDO成果報告書（2019、2020)

参考【東北地方のホットフィンガーモデル】

P90

P50

P10

1.6GW

6.5GW

11.6GW

白線はホットフィンガー帯（出典）中島純一（2018）【地下深部の地震波低速度帯、（長谷川＆中島、2008) 】（出典）建築研究所年報資料（2011）15

トピックス（ ２/３ ） ー 超臨界地熱資源探査事例【参考】ニュージーランドでの広域MT法探査

モデルフィールドでの資源量評価スタディ※NEDOニュースリリース(2021）

湯沢南部

八幡平

葛根田
九重

出典：全国の地下温度構造データ作成結果（G.L.-3500m）（平成25年度地熱発電に係る導入
ポテンシャル精密調査・分析委託業務、環境省）

出典：加藤（2019)16

トピックス（３/３） ー調査井掘削に向けた地殻応力計測事例採取されたコア二重コアビット（J-slot型）連結機構の概念図

コア上端からの距離による(a)コア直径の最大値
dmaxと最小値dmin、(b)最大直径方位の変化

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典：NEDO成果報告書（2021）

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NEDO研究開発事業の体制（2021年度～）
NEDO

在来型技術
【環境保全対策技術】①気象調査代替手法
および新たな大気拡散予測手法の研究開発➢ 電力中央研究所➢ 近畿大学②IoT硫化水素モニタリ
ングシステムの開発➢ 東北緑化環境保全➢ ガステック➢ 熊本大学➢ 電力中央研究所③光ファイバマルチセンシ
ング・AIによる長期貯留層モニタリング技術の開発➢ 物理計測コンサルタント➢ 東北大学➢ 地球科学総合研究所※すべて委託事業【地熱発電高度利用化技術】①蒸気生産データのAI処理による坑内および貯留層での早期異常検知技術の開発➢ 産業技術総合研究所➢ 会津大学➢ 奥会津地熱②坑内異常自動検出AI方式、耐熱坑内可視カメラ（BHS）開発➢ 地熱エンジニアリング➢ 三井金属資源開発④AIを利用した在来型地熱貯留層の構造・状態推定➢ 産業技術総合研究所➢ 室蘭工業大学➢ 東京工業大学➢ 京都大学➢ 地熱エンジニアリング⑤地熱貯留層設計・管理のための耐高温・大深度地殻
応力測定法の実用化➢ 東北大学➢ 物理計測コンサルタント➢ 応用地質⑥発電設備利用率向上に向けたスケールモニタリングとAI利活用に関する技術開発➢ 九電産業➢ 九州大学➢ 九州電力⑦地熱発電システムの持続可能性を維持するためのIoT-AI技術に係る技術開発➢ 地熱技術開発➢ 三菱重工業➢ 電力中央研究所➢ 早稲田大学➢ 九州大学

次世代技術【超臨界地熱資源技術開発】①超臨界地熱資源量評価（湯沢南部地域）➢ 日鉄鉱コンサルタント②超臨界地熱資源量評価（葛根田地域）➢ 産業技術総合研究所➢ 国立大学法人東北大学➢ 国立大学法人秋田大学➢ 地熱エンジニアリング③超臨界地熱資源量評価（八幡平地域）➢ 三菱マテリアルテクノ④超臨界地熱資源量評価（九重地域）➢ 九州大学➢ 西日本技術開発株式会社➢ 地熱技術開発⑤ファイバーDASによる超臨界地熱探査技術開発研究➢ エンジニアリング協会➢ 京都大学➢ ファインセラミックスセン
ター
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公開

ご清聴ありがとうございます。

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