日本最大11万キロワットの発電能力 ―― 八丁原地熱発電所
放射性物質のチリが飛び交う東京を離れ、西日本へ飛んだG.W.。
山また山、谷が連続する阿蘇くじゅう国立公園の只中、九電が運用する八丁原・大岳発電所へ向かった。
発電所前の駐車場に降り立つと、地下深くから引き上げられた、もくもくと立ちのぼる大量の蒸気が眼前に。
そりゃもう後から後から盛大に。
晴れ渡った新緑の5月にぴったりの光景を前に、とりあえず清涼な空気の深呼吸を……って「硫黄くさっ！」。
あちこちから蒸気。
そして、硫黄くさい。
駐車場に隣接する観光客用の展示館。
しつこいようだけれど、ここもあそこもどこも硫黄くさい。
レーダーをみあげながら、発電所の中へ。
説明の看板によれば、5万5,000キロワットの出力を持つ1号機は1977年の完成。
すでに34年、稼動をつづけている。
同出力の2号機が1990年に追加され、1号機と合わせて、地熱発電所では日本最大、11万キロワットを供給する。
11万キロワットと言えば、約3〜4万世帯分の電力を賄える量。
大分の2010年4月時点の総世帯数は52万6,365世帯。
1県の5％〜7％をカバーできる、と言っていいのか、ほんの5％〜7％しかカバーできない、と言ったほうがいいのか。
発電所の施設を実際に見ていく前に、展示館の中で、案内のおねーさんの説明で、発電の仕組みの講習を受ける。
こういった説明や施設の案内は、すべて無料。発電所の紹介パンフレットも無料。
さすが、地域独占企業の電力会社はカネのかけ方が違うなぁ。
さておき、発電の基本的な流れは、
- 地下深くのマグマで熱せられた地下水を、「蒸気井（じょうきせい）」という井戸を掘って地上まで引き上げる。「蒸気井」の数は1号機と2号機の合計で28本、それぞれの長さは760メートル〜3,000メートル。
- 熱水と蒸気が入り混じった「二相流体」状態の地下水を、「気水分離器（きすいぶんりき、別名セパレーター）」で熱水と蒸気に分ける。
- 蒸気をタービンに送る。
- 熱水を「フラッシャー」と呼ばれる装置で圧力を下げて膨張・蒸発させ、さらに2次蒸気を取り出し、同じくタービンに送る。残った熱水は地下に戻す。
- 蒸気がタービン内の羽根車を回して、その回転力で発電機を回す。
- タービン通過後の蒸気を「復水器」で温水にして、温水ポンプで「冷却塔」に送る。ここで出来た水を再び「復水器」に送り、蒸気を冷やすため利用する。
- 「復水器」で発生したガスを、ガス抽出装置で「冷却塔」に送る。
こういった感じ。
日本地熱学会の動画なども参考にすると、より分かりやすい。
他の発電の仕組みと比較すると、火力発電でいうボイラーの役目を地球が果たしていることになる。
ただ、火力発電と異なり、地熱発電では、不純物混じりの熱水から蒸気だけを選り分けるため「気水分離器」という装置が必要になる。
また、熱水を地下に戻すための井戸は、管の内側が写真のように不純物でスケールまみれになる。
スケールは主に珪素成分とのこと。
地下水を地上に引き上げる「蒸気井」のほうは、圧力が高いため常時、管の内側が洗い流される形になって、不純物は付着しないというようなことを説明されたと思う。
「蒸気井」を掘るのに実際使われていたというドリルの現物。先端が尖っていないドリルの現物を初めてみた。こんな先っぽのマシーンを何かの映画かアニメで観たことがあるような気も。
おねーさんが持っている写真は、タービンの中の羽根車。
20人から30人くらいの観光客といっしょに説明を受けた。おねーさんが割かし張り切っているように見えたのは、いつもはこんなに人が来ないからだろうか。G.W.だから人が多いのか、原発が爆発したから多いのか。おそらく両方？
「（福島第一原発みたいに）爆発する心配はないの？」というある意味空気をよんだ質問に、「だいじょうぶなんですよ〜♪」と笑顔で答えてくれてた（質問したのは自分じゃないよ！）。
日本は地震が多い分、震源の下でうごめくマグマ溜まりがそこら中にある。
一方で、そのマグマ溜まりの力を利用した地熱発電による発電量は、日本全体でたった53万5,200キロワットで、日本全体の総電力供給量の1％に満たない。
発電量が1位の米国、2位〜5位のフィリピン・メキシコ・インドネシア・イタリアに負けて、世界6位というのは、完全に出遅れているとしか思えない。火山大国の名前が泣くと、そう考えていた。
だから、原発がもうNGになってしまった以上、これからは地熱発電をどんどん作ってやればいいじゃない？と。
けれども、おねーさんの話などを聞いたり、いろいろ調べたりするに、どうもそう簡単な話でもないらしい、ということをいくつか確認できた。
まず、地熱発電に適した土地を探すのに時間がかかる。
この八丁原の場合で、戦後すぐの1949年に地質調査をはじめてから、1977年の1号機稼動まで28年もかかっている。
今はもっと調査・開発の技術が進んでいるにしても、それでも説明によれば10年から15年はかかるとのこと。
ただ、10年から15年という数字だって、原発爆発前の予算体制での話だろうから、国に予算をガンガン積み増しさせれば、もっと短縮できる可能性はおおいにありそう。
国の委託で「新エネルギー導入促進協議会」が行っている地熱発電開発事業（調査用井戸の採掘と発電施設の設置）の補助金は、今年度分でたった11億6,500万円。
しかもこの金額には、中小水力開発事業の分も入っているので、全額が宛てられるわけじゃない。
この10倍の金額を全額、回したってよさそうに思える。
さてさて、でもそうはいっても、地熱発電に適した地質かどうかという点はきちんと考慮する必要がある。
一つの目安は、マグマ溜まりの上に頑丈で大きな「不透水層」があるかどうか。案内役のおねーさんは「不透水層」のことを「キャップロック」と呼んでいた。
頑丈で大きな「キャップロック」によって、マグマ溜まりに“蓋”がされていることで、高い温度と圧力の地下水が生まれる。
それから、あまりに「キャップロック」がでか過ぎても、地面から染み込んだ雨水が降りてきにくくなって、地下水の量が不十分になる。
地熱発電は、一定の条件を満たした「キャップロック」が存在する土地でないと、建設がむずかしい。
「キャップロック」は地震に耐えられる強度を持っていることも条件の一つ。
説明では、震度6強に耐えられる岩盤でないとダメなんだという。
3月の震災で震度6強より上、震度7を観測したのは、宮城県栗原市の1箇所だけということなので、震度6強を満たした「キャップロック」という条件は、妥当な線だと思う。
発電所は山の中だから、津波の心配をする必要もない。
とはいっても、土砂崩れで埋もれる可能性はありそう……と心配をしていたところ、帰ってから調べてみると案の定、2005年の台風による豪雨で、施設が破壊されて実際に発電が停止したことがあった。
発電所のお湯を、近くの温泉街に供給する給湯管も壊れてしまった。
地熱と言えど、発電施設そのものは人間が作ったものに過ぎないので、どうしても自然災害で立ち行かなくなるリスクはつきまとう。
あと一番がっかりしたのは、3号機の予定はありません、という説明。
蒸気を取りすぎると、地下水が再生産されなくなるから、ということだった。それじゃ仕方ないか。
いよいよ現物の見学。
中央の2本の大きな円筒形が、引き上げた地下水を蒸気と熱水に分ける「気水分離器」。
竪型円筒サイクロンセパレータという方式を採用している。
円筒形の中で、蒸気は上半分、熱水が下半分に分かれる形になる。
奥に見える、ちょっと背の低い円筒形の5つのタンクは「砂ろ過塔」。
これがどんな役割を果たしているのか、多分説明はあったと思うのだけど、よく聞いてなかった。
Wikiの説明だと「発電に利用された後の熱水は10本の還元井で地下に戻される他、一部は重金属を濾過する装置を通した上で近隣にある温泉街に供給している。」ということなので、このろ過に使われているのかもしれない。
発電所から供給されたお湯が、温泉地にとって“売り”になるのかどうか、そこのところはどーなんだろう。
地下深くから掘り出された本格派のお湯ということで「ありがたや〜」と思う人もいれば、発電所経由のお湯なんて「ありがたみがない！」という人の両方がいそう。
自分は……なるべくなら自然に湧き出たお湯のほうが、ありがたみがあるかな。
おねーさんの講習を受ける前に流れた10分ほどの案内ビデオは、発電所の紹介はほんのちょっと、あとは地元の観光名所――温泉、紅葉、滝、高原、峠、名産品――ばかりで、「あれ、地熱の説明は……？」といぶかしんでいたところ、其の後、地熱発電の別ビデオが流れ始めた。
そのときは「1本目のビデオ、いらないよ……」と思ったけれど、地元の地域新興にも貢献する必要があるから、しょうがないね！
「気水分離器」で蒸気を取り出した後の熱水は、さらに2次蒸気を取り出すため「フラッシャー」に送られる。
観光客の人と比較すると、その大きさがよく分かる。
製造元は三菱重工業・長崎造船所。
採用する方式は、横置ドラム型遠心分離トレイ式。
「フラッシャー」で作った2次蒸気をタービンに送りこむことで、出力を約20％高められるという。
2次蒸気を取り出した後の熱水は、1号機と2号機で合計17本ある「還元井」という井戸で再び、地下深くに戻される。
そして、マグマ溜まりでもう一度、熱せられるというサイクル。
こういった仕組みは、そのまんま循環型再生エネルギーというにふさわしい。
次は、建物の中にある、タービンと発電機を見学。
写真奥の半円筒形がタービン、手前の立方体が発電機になる。
上に水平移動型のクレーン。こういった吊り下げ方式のコクピットを見ると、わけもなく興奮してしまう。
なんというか、90度横倒しになったBウィング的な感覚。
反対側に、もう1組のタービンと発電機のセット。
機能美を感じる配置。
建物の中にあるコントロールルーム。
八丁原発電所は、2キロ離れた大岳地熱発電所（総出力は1万2,500キロワット）から遠隔コントロールしているため、このコントロールルームに運転員はいないとのこと。
大岳からの遠隔コントロールは、3交代・24時間監視体制を敷いているものの、発電所に誰かが常駐をしていなければならないほど、“いざ”という場面のリスクを抱えたシステムではない、ということらしい。
原発に比べれば、かなり安定性が高いのかしら。
発電所に行く途中の道からは、運転員向けと思われる社員寮も見た。
説明された運転員の数は九電社員が24人、下請けが6人。
九電社員にとって、この地熱発電所に異動人事が出されることは、出世の道を行く上でどーいった意味合いを持つんだろう。
なんとなく、横道に逸れるようなイメージを受けるけれど。
説明にある通り、タービンの回転数は1分間に3,600回転。出力は5万5,000キロワット。
このタービンが2台あるので、合計の出力は11万キロワット。
年間に直すと、約8億7,000万〜9億2,000万キロワット。石油に換算すると、約20万キロリットルにあたるという。
石油情報センターの「重油（小型ローリー）納入価格調査結果推移表」によると、3月の全国平均価格はリッター84.8円。
したがって、約20万キロリットルの重油の価格は169億6,000万円。
もっと安く卸してもらえるとしても、百数十億円分の重油をロハで入手できると考えれば、地熱発電のCPはやっぱりたいしたものなんだと思う。
ちなみに総工事費は1号機が140億円、2号機が230億円、合わせて370億円ということなので、事前調査費用を除いた原価分のもとはとっくに取れていると思われる。
タービンの軸受け？っぽい部分。質実剛健。
「フラッシャー」と同じく、タービンも三菱重工業製。
発電機の説明。容量は6万2,000キロボルトアンペア。
写真だけで見ていくと、整然とした印象を受けるかもしれないけれど、実際は動画のようにタービンが回転する後でひじょーにうるさい。
おねーさんの説明も、肩に紐でつるした大きな拡声器を使って、やっと聞き取れるくらい。
発電機で作られた電気は、建物の横の変圧器にかけられて……
ここから近隣の変電所に送電される。
タービンを通された蒸気は、「復水器」でちょっと温くなった温水になり、その後、この「冷却塔」へ。
「冷却塔」の上のほうからシャワー式に吐き出され、プールに落ちる間に外気で冷やされる。
で、こちらも水面を叩く水の音がめっぽううるさい。
冷やされた水は、冷却水として再び「復水器」に送られ、蒸気を温水に変えるのに役立てられる。
「冷却塔」の上からは、「復水器」で発生したガスが、もうもうと立ちのぼる。
動画の「冷却塔」は、反対側にある1号機用のもの。
「冷却塔」の奥に見えた構造物は、この八丁原にしかない、「バイナリー発電所」と呼ばれる新式の発電施設。
通常の地熱発電は、ちょうどいい感じの「キャップロック」がないと地下水の温度・圧力が条件に合わないけれど、この新式なら、本来不向きな温度が低い蒸気・熱水でも発電できるようになるとのこと。
具体的には、温度が低い蒸気・熱水を直接、タービンに送りこむのではなく、その蒸気・熱水を使って沸点の低い別の媒体を加熱・蒸発させ、その媒体から得られた蒸気でタービンを回す、という手順を踏む。
でも、まだまだ研究レベルで、発電量は2,000キロワットとたいしたことはない。
この新式にも予算をどんどん投入して、発電効率を高めていければ、これまで地熱を諦めていた地域でも、発電が可能になるのかもしれない。
日本最南端、“砂風呂”の街の電力を支える ―― 山川地熱発電所
地熱発電所めぐり、2箇所目は、日本最南端の山川地熱発電所へ。
最寄り駅のJR山川駅で降りると、「日本最南端の有人駅」の札。
ここから、さらに10キロほど南下するため、地熱発電所も日本最南端、ということになる。
標高1,000メートル以上の山の中にあった八丁原地熱発電所に対して、山川のほうは、海辺すぐそば。
“砂風呂”目当ての観光客でにぎわう、指宿の街のすぐそば。
汽車の乗客のほとんどは、二つ前の指宿駅で降りていった。
ぽつんととり残されたような気分で、駅前の駐車場でひろった「造船タクシー」という地元のタクシーに乗り込み、「地熱発電所まで」。
このタクシー運転手のおっちゃんが、運がいいのかどうか非常にしゃべり好きで、維新志士の江藤新平という人物がこのあたりで何をしてたやら、温泉の街だけど川の水はとても冷たいやら、この間娘夫婦といっしょに宮崎のホテルで2泊3日してきたやら、あっちこっちに話が飛ぶ。
「そーなんですか、へー、えっと、ところで地熱の……」と話の方向を変えるのに苦心しながらようやく聞き出したところによると、地熱発電所の計画が出た当初、温泉観光で食べてる地元は「発電所で蒸気をくみ上げたら、お湯が出なくなるかもしれない」と反対のほうが多かったらしい。
でも、1995年の稼動から16年が経った現在、お湯の出が悪くなったということはなく、今のところ杞憂で済んでいると。
さらに、発電機をもう1台、追加する計画もあると聞き、俄然もりあがってくる。
地熱発電所の展示館に到着。観光地仕様の料金1,400円を払い、玄関の前で降りると、ほかに客待ちのタクシーが見当たらなかったため、帰りもお願いする必要があるかもしれないと思い、念のため名刺をもらう。
海岸方向を見ると「竹山」という何かのモニュメントのような奇岩。
この奇岩を舞台に江藤新平が何やらやったらしいと運ちゃんから聞いたような気も。
こちらも、案内はおねーさんが、担当。
かつ、客は自分ひとり。
マンツーマンでタービン・発電機ルームに案内される。
八丁原と同じく、ぶんぶん回ってる羽根車の音がかなりうるさい。
八丁原では写真でしか見ることができなかったタービンの羽根車を、ここでは実際に使われていた現物を見ることができた。
1/1サイズの現物は、やっぱり重厚感が段違い。
発電量は3万キロワットで、八丁原の3割弱の量。
2次蒸気を取り出す「フラッシャー」は無し。
おねーさんの説明によると、指宿の街のおよそ半分の電力を賄っているという。
さらに、運ちゃんから聞いた発電機の新設計画の話を振ってみると、「そういった計画はございません」「え、本当に？」「ええ、本当に」。
運ちゃん……ぬか喜びだよ……。
それとも、霧島市にある大霧地熱発電所のほうでは計画が動いてたりするのかしら？
小雨のばらつく外へ。
写真は「蒸気井」と「気水分離器」の遠景。
もっと近くで見たかったのだけれど、おねーさんが「今日は雨が降ってますので、こちらのルートで……」と、屋根付きのベランダで止まって、説明をはじめられる。
客一人しかいないし、雨だしで、どうも省エネ案内をされた印象。
「蒸気井」とつながっていると思われる煙突のような何か。
八丁原と同じ形をした「気水分離器」。
数も同じく2本。
「冷却塔」は、発電容量が少ない分、八丁原よりはこじんまりとしている。
手前の囲いのようなもので隠れているけれど、囲いの向こうは外壁が開いていて、プールがある。
囲いの内側の様子。八丁原のものと違い、大きな吹き抜けにはなっておらず、柵がついている。
「フラッシャー」がない以外は、八丁原とだいたい似たような仕組み。
理科室にある標本めいた説明ボード。ボタンを押すと、ピカピカ光る。
八丁原にもあった、スケールまみれの管とドリルの現物。展示館の定番アイテムらしい。
エコキュートとIHクッキングヒーターの宣伝コーナー。
ここまでは分かるけれど……
なんで原発のボード型模型まであるんだろう。
もはや異物、ならぬ遺物だ。
日本地熱学会が4月に公表した緊急提言は、「「固定価格買取制度」の導入」「技術開発」「国立公園内の地熱有望地域における開発の規制緩和」などが行われれば、「発電原価20円/kWh以下での新たな地熱開発可能量」は、9年後の2020年までに現在の全国地熱発電容量の約2倍の「総容量113万ｋW、69億ｋWhに達する」としている。
10年かけて2倍。
日本の地熱発電は、千里の道も一歩から、というのが現状なのかな。
