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3180：とはずがたり：2018/04/03(火) 16:25:01: >しかも年間のうち日射量が多い熱い夏には地熱の発電効率が低くなる

2016年12月08日 11時00分公開
自然エネルギー：
世界初の地熱＋水力ハイブリッド発電、地下に戻す熱水で電力を増やす
http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1612/08/news031.html

火山地帯の米国ユタ州にある地熱発電所で、世界で初めて水力を組み合わせたハイブリッド型の発電設備が運転を開始した。地下からくみ上げた蒸気と熱水を利用して発電した後に、地下に戻す熱水の流れでも発電する。発電量を増やせるメリットに加えて、熱水による設備の破損を防ぐ効果もある。
[石田雅也，スマートジャパン]

　世界初の地熱＋水力によるハイブリッド発電は、米国ユタ州の南西部にある「コブフォート（Cove Fort）発電所」で12月6日に始まった（図1）。周辺には古くからの火山地帯が広がり、世界的に有名な「ザイオン国立公園」をはじめ雄大な景観で知られる場所だ。コブフォート発電所は2013年に地熱による発電を開始している。

　発電所を運営するエネル・グリーン・パワー（Enel Green Power）はイタリアを中心にヨーロッパ、北米・南米など世界各地で再生可能エネルギーによる発電設備を展開している（図2）。米国では水力・地熱・風力・太陽光の4種類を実施中で、複数の再生可能エネルギーを組み合わせたハイブリッド発電技術の実用化にも力を入れている。

　コブフォート発電所では地下からくみ上げた蒸気と熱水を使って、バイナリー方式（低温で蒸発する媒体を利用する方式）で発電する（図3）。発電に利用した後の熱水は地下に戻すために、地中深くまで掘削した還元井（かんげんせい）に流し込む。この大量の熱水の流れを利用して、水力で発電するハイブリッド技術を実用化した。

　稼働前の7月～9月に実施したテストでは、水力発電で100万kWh（キロワット時）の電力を生み出すことができた。この電力量は発電所の内部で消費するエネルギーの9％に相当する。発電所内のエネルギー効率を高めて、外部に送電できる電力量を増やす効果がある。

　コブフォート発電所は地熱を利用して25MW（メガワット）の電力を供給できる。年間の発電量は1億6000万kWhに達して、米国の一般家庭の使用量（年間1万2000kWh）に換算すると1万3000世帯分を超える。新たに追加した水力発電がテスト期間中と同等の電力を供給できると、発電量は約2％増加する見込みだ。

　さらに還元井に水力発電機を設置したことによって、地下に戻す熱水の流れを制御できるメリットもある。地下からくみ上げた熱水は塩分を含んでいるため、還元井に戻す時に勢いよく飛び散って設備の破損につながる可能性がある。水力発電機で熱水の流れを抑制できると破損のリスクが小さくなる。

地熱＋太陽光＋太陽熱のハイブリッドも
　ハイブリッド技術に取り組むエネル・グリーン・パワーは米国内の別の地域にある地熱発電所では、太陽熱と太陽光を組み合わせたトリプル発電も実施している。ユタ州と同様に火山地帯が広がるネバダ州で稼働中の「スティルウォーター（Stillwater）発電所」に導入した（図4）。

　この地熱発電所は2009年に運転を開始して、バイナリー方式で33MWの電力を供給できる。2012年には発電所の周辺に広がる平地に、26MWの太陽光発電所を併設した。さらに2015年に太陽熱を利用した2MWの発電設備が稼働したことで、3種類の再生可能エネルギーによるトリプル発電が完成した（図5）。

　太陽光と太陽熱による発電量は地熱単独の場合と比べて3.6％増加した。しかも年間のうち日射量が多い熱い夏には地熱の発電効率が低くなるため、太陽光と太陽熱による発電量が地熱発電の減少分をカバーする効果もある。

　米国には火山地帯が多く、地熱の資源量・発電量ともに世界のトップにある。エネル・グリーン・パワーは今後も地熱発電を中心に、再生可能エネルギーのハイブリッド技術の導入プロジェクトを推進していく方針だ。