第章

3

世界の高温岩体発電実験と当所の係わり

第３章

世界の高温岩体発電実験と当所の係わり ● 目
我孫子研究所

我孫子研究所次地圏環境部

上席研究員

海江田秀志

兼

地圏環境部

上席研究員

木方

我孫子研究所

地盤耐震部

上席研究員

佐々木俊二

我孫子研究所

地圏環境部

主任研究員

伊藤

高レベル廃棄物処分研究プロジェクト

建造
久敏

３−１

フェントンヒル実験 ……………………………………………………………………………………………………… 27

３−２

ソルツ実験 ………………………………………………………………………………………………………………… 27

３−３

オーストラリア高温岩体発電実験 ……………………………………………………………………………………… 28

３−４

肘折実験 …………………………………………………………………………………………………………………… 29

海江田秀志（８ページに掲載）

佐々木俊二（1976 年入所）
平成 13 年４月から地震予知総合研究振興会に出向。AE のような微小な振動からM7 クラスの強地震動まで、振動・波動の研究に取り組んできた。内燃力火力発電所の振動障害調査、震源域近傍における強震動特性、礫質地盤の地盤構造を考慮した安定性評価、高温岩体発電システムの技術開発、地層処分施設の地震影響評価などの研究に従事。

26

木方 建造（1976 年入所）
これまでに、主に地化学的手法を用いた高温岩体発電の地熱貯留層の特性評価、特に規模評価手法に関する研究に取り組み、日本のHDR 実験場である雄勝や肘折地点に適用してきた。最近では、高レベル廃棄物処分に関する地質特性調査技術や評価手法の研究開発に従事している。

伊藤 久敏（８ページに掲載）

アメリカ合衆国では自然エネルギーの資源量の評価に

では地温勾配が 45 ℃/km と高く、これらの地域のみの当たり、地熱資源として深さ 10km までを対象とし、こ熱エネルギーでさえ、65 万 quads で、1982 年当時の全の範囲の熱エネルギーを計算した。地温勾配は平均世界のエネルギー使用量 250 quads の 2600 年分に相当

25 ℃/km、岩盤の熱容量は 2.2 × 10 J/km ℃、150 ℃がすると評価した¸。そして、これらの熱エネルギーの開使える最低温度として、全国土の面積 936 万 km2 におけ

発には高温岩体方式による熱抽出技術が必要として、そる熱エネルギーは、1000 万 quads（1quad= 3,345 ×の実用化に必要な要素技術の開発を開始した。

15

3410 MW ・ year）となる。この内約 2 ％の地域 180 万 km

３−１2フェントンヒル実験

ロスアラモス国立研究所により 1973 年からニューメの水圧破砕が行われた。しかし、水圧破砕を何度も試みキシコ州フェントンヒル地点においてフェーズ１研究がたにも拘わらず、２坑井間の導通は果たせず、結局二つ開始された。このプロジェクトでは、深さ 2,750 ｍの坑の坑井を掘り直すことにより坑井間の水理的導通が達成

井に水圧破砕で貯留層を造成し、これをめがけて掘削しされ、1986 年に最初の循環実験が実施された。その後、た生産井との間で、約 100 ｍの距離を隔てて合計 108 日

注入圧力や循環期間を変えながら何度も循環実験が実施

間、連続では 75 日間の循環実験を行い、130 ℃の熱水をされ、貯留層の容積が徐々に大きくなっていくことや、毎分 400 〜 700kg 生産することに成功した。

注入した水の生産井からの回収率が改善されていくこと

その後、IEA（国際エネルギー機関）による国際共同研究としてフェーズ２を 1979 年より開始した。この研などが示された¹。
当所はこの実験に NEDO を通して研究者を派遣し、究には日本とドイツが参加し、日本からは NEDO からAE の観測および解析に携わり、観測される AE の特性の派遣研究員として毎年３人程度が現地実験に携わった。

や貯留層評価に関する技術を習得したほか、地化学やトフェーズ２では、深さ 4,400 ｍと 4,000 ｍの２本の坑井をレーサ試験（第８章参照）に関する技術を習得し、当所用いて、まず２本の坑井間の水理的導通を達成するための研究や NEDO の肘折地点での実験に適用した。

３−２

ソルツ実験

ヨーロッパでは、1970 年代よりイギリスではコーン

かし、生産水の温度が必ずしも高くなかったことから、ウォールで、フランスではル・メイエ・デ・モンターニ

坑井を深さ 5,000 ｍまで掘り下げº、2000 年には深部のュで、ドイツではウラハとファルケンベルクで、それぞ貯留層を新たに造成した。現在、新たな生産井を掘削し、れ独自にプロジェクトが進められていたが、1986 年よ2006 年までに 5MW 程度の発電実験を予定している。

りヨーロッパ連合（EU）のプロジェクトとして、フラ

当所は、NEDO 国際共同研究助成事業などを通し、ンスのソルツにおいて研究開発が進められている。ソルソルツの実験関係者と情報交換やデータの交換を行ってツでは、4,000 ｍ級の坑井により 168 ℃の岩盤（花崗岩）きたほか、それぞれが主催して行ったワークショップなの天然の割れ目を貯留層として利用する循環システムをどに研究者を派遣し、交流を図っている。

造成し、1995 年までに熱出力 8 〜 9MW を達成した。し電中研レビュー No.49 ● 27

Ogachi（Japan）

Hijiori（Japan）

Fenton Hill
（USA）

図3-2-1３−３

Cooper Basin（Australia）

Soultz（France）

世界の高温岩体発電プロジェクト

オーストラリア高温岩体発電実験

オーストラリアでは、地球環境問題への対応から自然開発した多段貯留層造成法を応用し、複数の貯留層を造エネルギー、再生可能エネルギー開発が注目され、その成し、複数の坑井による大容量（270MW 級）の発電を一つとしてオーストラリア大陸中央に位置するクーパー目標としている。

ベイズンにおいて、2002 年度より高温岩体方式による本格的な熱抽出実験が開始された。
この実験では、深さ 4,900 ｍの坑井を用いて、当所で28

この実験の開始に当たり、当所への研究協力の要請があり、当所は地表 AE 観測を主体に共同研究を通して、積極的に協力して行く予定である。

Cooper Basin

Degree C360

205

170135
Hunter Valley
101

0800

1600

502400kilometre

図3-3-1

オーストラリアの地下５kmの温度分布
GRANITE TEMPERATURES
vs NET POWER OUTPUT（from economic modelling studies−2 production wells & 1 injection well）

図3-3-2３−４

クーパーベイズンの地下5kmの温度と発電量予想図

肘折実験

日本においては、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）により、山形県肘折地点において 2,000 ｍ級の坑井４本を用いて、深さ 1,800 ｍと 2,200 ｍの２箇所年８月まで長期循環実験が実施され、2002 年６月から約３ヶ月間約 50kW の発電が実施された»。
当所は、1987 年度より NEDO からの受託研究として、に貯留層を造成し、複数の貯留層と複数の坑井による循地表 AE 観測と地化学調査を担当し、貯留層評価に貢献

環実験が行われた。この実験では 2000 年 11 月から 2002した。

電中研レビュー No.49 ● 29

図3-4-130

肘折および雄勝実験場の位置と現場の様子
右上の写真が肘折、他は雄勝