深く地下に埋もれた電力は、テクノロジージャイアントや財閥の目にはクリーンエネルギーの豊富な資源として見なされつつあります。
最近、GoogleはWarren Buffet帝国のNV Energyと協定を結び、Fervo Energyが運営する地熱施設から115メガワットの再生可能エネルギーを購入し、ネバダ州のデータセンターに電力を供給する。
再生可能な風力発電所や太陽光発電所は、数万の家庭だけでなく、Google、Meta、X、Amazonなどのテクノロジージャイアントが世界中のデータセンターを稼働させるための一部も提供している。
ジャイアントたちは、清潔な電力を追求する取り組みを陸上だけでなく、地下にまで広げている。数年前にはBuffetは地熱に注目し始め、2023年までにBerkshire Hathaway Energyの再生可能エネルギー発電能力のうち4%が地熱に由来するようになった。Googleも減排に向けた取り組みの一環として、地熱に注目し始めたのは2021年からである。
地熱発電は環境へどの程度貢献できるのか。中国では地熱資源量に比較すると、この持続可能なクリーンエネルギーの開発はどのような状況なのか。
低コスト、低炭素排出
地熱発電は、地下の熱水や蒸気を動力源とする新しい発電技術で、原理は火力発電に似ているが、この発電方式は持続可能であることが特徴である。
地熱エネルギー協会によると、現在、世界の地熱エネルギーは潜在能力のわずか6.9%しか活用されていない。気候変動に関する政府間委員会によると、世界の地熱エネルギーの潜在能力は35ギガワットから2テラワットの間であると予想されており、その理由は採取される熱量が地球内部の熱エネルギーのごく一部しか占めていないためである。
この発電方式は、極めて経済的で環境的な効果がある。一方で、他の種類の貯蔵システムに比べて、地熱貯蔵は低コストであるという利点を持っている。
オランダの深層地下水域貯蔵システムに関する経済的効益分析によると、75℃の熱水を注入する大規模な深層地下水域貯蔵システムの場合、抽出された1 GJの熱エネルギーのコストはわずか3.5ユーロである。熱水の温度を更に上げると、貯蔵コストが低下するため、競争力が高まる。同様に、深層地下水域貯蔵システムの平準化エネルギーコストを計算するモデルを用いた別の研究によると、オランダの深層地下水域貯蔵システムの平準化エネルギーコストは1 GJあたり約2.76ユーロで、同時期に天然ガスの平準化エネルギーコストは10ユーロを超えている。
また、エネルギーの効率化と温室効果ガス排出の削減に焦点を当てた場合、地熱貯蔵技術は非常に重要である。スウェーデン地域の研究によると、深層地下水域貯蔵システムと太陽光熱での供給を組み合わせて利用することにより、現在のエネルギー供給システムに比べて16 GWhのエネルギーが節約され、二酸化炭素の排出量は2654トンに達する。
その他の情報として、オランダ地域の深層地下水域貯蔵システムの評価結果によると、深層地下水域貯蔵システムを使用することで、化石燃料の約83%を節約し、二酸化炭素の排出量は約31,000トンとなる。
政府間の気候変動専門委員会によると、地熱エネルギー発電所の温室効果ガス排出量は、1キロワット時あたり約45グラム二酸化炭素であり、従来の石炭火力発電所の5%も満たしていない。
ただし、北京動力源の専門家によると、地熱貯蔵技術は、運転中に他の環境問題を引き起こす可能性がある。これは、湧出水層型地熱貯蔵技術、特に浅層技術による流体回灌や熱回収の過程で、地上流体が有害物質、重金属、有害微生物などを含む有害物質を地下水系に持ち込んでしまうことが主な原因である。同時に、地熱過程により、地下含水層から浅層水系に有害物質が移入し、飲用水源に汚染をもたらすことが問題となっている。
中国の課題
地熱エネルギーの開発と利用を促進するために、ギリシャ、インドネシア、ペルーなど多くの国が地熱開発目標を定めている。
2021年、中国の国家発展改革委員会、国家エネルギー局、財政省などの多くの部門が共同で「地熱エネルギーの開発利用を促進する意見に関する」という文書を発表し、2025年までに資源条件が良い地域において、地熱発電デモンストレーションプロジェクトを建設し、全国の地熱発電装置容量を2020年の2倍にすることを提唱した。2035年までに、地熱発電装置容量はさらに2倍に増やすことを目指す。
実際に、中国の地熱発電は1970年に始まり、広東省豊順地熱発電所の投入により、中国は地熱発電に成功した8番目の国になりました。その後、河北省怀来市、江西省宜春市などに中低温小規模地熱発電所が建設されました。1977 年には、中国初のメガワット級の高温地熱発電所がチベット自治区の羊八井で発電に成功しました。
しかし、ほとんどの地熱発電所は、効率と経済効益などの問題により、一定期間後に閉鎖されます。その後、中国の地熱発電産業はほとんど停滞し、地熱発電の装置容量が明らかに増加していません。中国の深層地熱発電は探査段階にあり、ごく少数の試験装置が実行中で、規模の経済的な発電は実現されていません。
中国の地熱資源は豊富であり、地熱資源の分布は中部から東部と西南部に向かって増加しており、温度が上昇しています。 『地熱能の開発と利用「十三五」計画』には、中国の浅層地熱エネルギーは年間7億トンの標準石炭当たりの採掘可能資源量があるとされています。水熱型地熱エネルギーは、1.25兆トンの標準石炭当たりの資源量があり、年間19億トンの標準石炭に相当する可採掘量があると言われています。埋設深度3000-10000メートルの乾燥岩地熱エネルギーの基礎的資源量は、標準石炭856兆トンに相当しています。
ただし、中国科学院地質物理研究所の報告によると、現在の中国の地熱資源は中低温地熱資源を中心としており、これは中国の地熱資源量が米国と同等である理由の1つであり、発電装置の容量が遠く離れている理由の1つでもあります。
2020年末までに、中国の地熱発電の設置容量は44.56 MWです。『地熱能の開発と利用「十三五」計画』によると、地熱発電の設置容量を500 MW増やす計画がありますが、その目標との差が大きいです。地熱発電の設置容量は、1970年代末の8位から現在まで20位以内に下落し、地熱発電の設置容量は世界全体の1％に満たないため、国外に比べて明らかに発展が遅れています。
中国の地熱資源の開発には地質的背景の複雑さ、資源豊富化の原理不明確性、深い埋蔵、工学上の地質条件の複雑さ、開発技術の困難さなどの制限要因があります。探査と技術投資が大幅に行われたため、地熱発電所の効果は評価の余地があります。技術的な問題があり、利益も低く、経済性もさらなる発展を制限しています。」
現在、地熱発電を行っている国は30カ国あり、総設置容量は15.95 GWです。2015 年に比べて27％の成長率があります。トップ5の国はアメリカ、インドネシア、フィリピン、トルコ、ケニアです。国際エネルギー機関（IEA）によると、2040 年までに地熱発電の直接設置容量は650 GWに達すると予想されています。
直接利用は主に欧州地域に集中しています。フランス、ドイツ、ハンガリーなどの国々では、100℃以上の高温地熱資源を利用して供暖が行われています。現在、フランスの直接企業利用設置容量は524 MW、ドイツの460 MW、ハンガリーの319 MWです。 Rystad Energyによると、エネルギー危機の影響を受け、EU諸国は2030 年までに地熱井1,100口を掘削して地域の暖房に使用する予定です。