脱炭素経営を進めていくには、再生可能エネルギーを活用した事業モデルを検討する必要があります。中でも地熱発電は、日本に合った発電方法の1つと言えます。しかし課題もあるため、デメリットについて把握しておくのも大切です。
そこで今回は、地熱発電のデメリットやメリットについて詳しくご紹介します。脱炭素経営の方向性に悩んでいる方や、脱炭素化の方法がわからない方などは参考にしてみてください。
地熱発電の仕組み
地熱発電は地下に存在している熱を活用した発電方法で、再生可能エネルギーの1つでもあります。
地球内部にはマグマがあり、大量の熱エネルギーが存在しています。地熱発電を行う際は、地下1,500～3,000m程度にある熱水や蒸気を採掘によって取り出し、タービン式発電機に供給するとタービンの回転運動から発電を始められる仕組みです。
地熱発電には2種類の方式がある
地下の熱エネルギーを活用する地熱発電は、バイナリー発電とフラッシュ発電という2種類の方式に分かれています。続いては、2種類の発電方式についてわかりやすく解説していきます。
バイナリー発電方式
地熱発電のバイナリー発電方式は、地下に存在する80～150℃程度の低温度の熱水や蒸気を利用して沸点の低い媒体を加熱し、媒体から発生する蒸気でタービンを回すことで発電するのが特徴です。（媒体：熱を伝えるために活用される物質）
発電のために用いられた媒体は、凝縮器という装置で液化したのち再度活用されます。そのため、新たに媒体を投入することなく発電を継続できます。なおバイナリー発電には、アンモニアなど沸点の低い媒体が用いられます。
比較的低温の熱水を次の項目で紹介するフラッシュ発電に用いることが難しいため、媒体を通して蒸気を発生させ、タービンの回転運動につなげています。
フラッシュ発電方式
フラッシュ発電方式は、350℃ほどの高温の熱水もしくは蒸気を地熱発電へ流し、タービンを回転させて発電を行う仕組みです。
またフラッシュ発電方式は、以下の3種類に分けられています。
| 方式 | 概要 |
|---|---|
| ドライスチーム方式 | 気水分離器不使用 地下から噴出している蒸気をそのまま配管を通じて流し、タービンを回転させる |
| シングルフラッシュ方式 | 気水分離器で取り出した蒸気でタービンを回転させる |
| ダブルフラッシュ方式 | 気水分離器で蒸気と熱水を分離したのち、熱水からさらに蒸気と熱水を分離させ、全ての蒸気を発電に活用する |
地熱発電における気水分離器とは、熱水と蒸気を分離する設備のことです。気水分離器で分離した熱水については、井戸（還元井）から地下へ戻していきます。
ドライスチーム方式の場合は地下に存在する蒸気をそのまま使用できるため、他の方式よりシンプルな方法と言えます。
ちなみに日本の場合は、主にシングルフラッシュ方式が採用されています。
地熱発電のデメリット
地熱発電の普及が進まない主な理由として挙げられるのは、初期費用と開発制限のリスクです。他の再生可能エネルギーと比較すると設置に関する難易度が高いため、慎重な検討が求められます。
ここからは、地熱発電の主なデメリットについて詳しく解説していきます。
設置場所が温泉地などと重なり難しい
地熱発電に適したエリアは温泉地や国立公園などと重なっていることが多いため、開発が難しいという事情もあります。地熱発電に必要なマグマおよび熱エネルギーは火山の周辺に存在します。また温泉旅館では、マグマだまりの熱で加熱された熱湯を活用しています。
さらに日本の場合は全国に温泉地があるため、地熱発電に適した地域を探そうとすると温泉地と重なりやすい状況です。
温泉地の周辺で地熱発電所の建設を進めた場合、地元住民や温泉関連の事業者とのトラブルにつながったり、反対運動に発展したりするリスクもあります。
また地熱発電に適した地域には、開発が制限されている国立公園が含まれていることも珍しくありません。
このように、地熱発電を始めるには、設置場所の選定および地元住民などからの理解といったさまざまなハードルが存在しているのです。
発電効率が低く経済性も低い
地熱発電の発電効率は他の発電方式より低いため、経済性という点でのデメリットもあります。地熱発電の発電効率は10％前後です。一方で、火力発電の発電効率は55％程度、原子力発電の場合は33％程度と、いずれも地熱発電より高い効率を保っています。
また、太陽光発電の発電効率は20％前後、水力発電なら80％台と、主な再生可能エネルギーと比較しても地熱発電の方が低い傾向にあります。
売電収入や自家消費による電気料金削減効果などを目指す場合は、地熱発電以外の発電方式の方がいい場合もあります。
設置に莫大な費用がかかる
土地の選定や掘削、発電所の建設など多くの工程があるため、他の再生可能エネルギーより初期費用負担が大きくなる傾向があります。
地熱発電所の運用に重要な掘削には、1本あたり数億円の費用がかかります。さらに開発場所の調査や設備の建設には、数10億円以上の費用負担が発生します。
再生可能エネルギーの太陽光発電所の場合は、出力50kW台の低圧なら1,500万円前後で導入できますし、地熱発電より高い発電効率を保っています。また、掘削工事といった費用と手間もかからないため、設置しやすさという点でもメリットがあります。
地熱発電のメリット
デメリットのある地熱発電ですが、導入メリットもあります。続いては、地熱発電の導入メリットについて1つずつ確認していきましょう。
発電時の二酸化炭素排出量を抑えられる
再生可能エネルギーの地熱発電は、発電時の二酸化炭素の排出を抑えられます。脱炭素経営へシフトしていきたい企業にとっては、メリットと言えるポイントです。
近年、投資家や企業は、国のカーボンニュートラル目標や世界的な脱炭素の流れに合わせて、脱炭素経営へシフトしている企業への投資や取引を進めています。
そのため、地熱発電による二酸化炭素排出量の削減効果をアピールできれば、取引先からの信頼性向上や新たな取引先の開拓につながる可能性もあります。
発電量を比較的一定に保てる
地熱発電の場合は、他の再生可能エネルギーより安定した発電ができるのが強みです。太陽光発電や風力発電は、天候によって発電量も変わります。そのため火力発電などと異なり、24時間一定の電力を供給できません。
バイオマス発電は一定の発電量を保てるものの、燃料の調達が必要です。水力発電も発電量の安定性という点で優れている一方、ダムを建設しなければ運用できません。
発電量を一定に保ちながら運用したい場合は、地熱発電の方が適している場合もあります。
発電時に使用した蒸気や熱を再利用可能
地熱発電の際に取り出した熱水や蒸気は、発電以外の場面でも利用できるのがメリットです。
前半で解説したように、地熱発電では蒸気を直接もしくは気水分離器によって分離した蒸気や熱水を活用します。また発電時に使用しない熱水や余った蒸気については、農業や養殖など熱エネルギーの必要な場面で役立てることが可能です。
熱水や蒸気の活用機会がある場合は、地熱発電の導入によって効率よくエネルギーを利用できます。
地熱発電が難しい場合は？
地熱発電のメリットとデメリットを把握した方の中には、「地熱発電を検討していたが自社には難しいかもしれない…」という悩みを持つ方もいるかと思います。
続いては、地熱発電の導入が難しい場合に脱炭素経営の方法としておすすめの選択肢をわかりやすく紹介していきます。
カーボンオフセットなどの取り組みを行う
コストを抑えながら脱炭素経営に着手したい場合は、カーボンオフセットから始めてみるのもおすすめです。
カーボンオフセットとは、二酸化炭素を含む温室効果ガスの削減・吸収量をクレジットという形で購入し、環境負荷の低減を目指す取り組みのことです。購入したクレジットは、二酸化炭素削減実績として記録することが可能です。
なお国内では、Jクレジット制度を通じてクレジットの売買を進められます。
事業活動の内容や予算の都合によっては、すぐに省エネ・創エネ設備を導入できない場合もあります。カーボンオフセットを活用すれば、二酸化炭素1tあたり1万円前後のクレジットを購入するだけで、二酸化炭素削減実績を積むことができます。
再生可能エネルギーの中でも太陽光発電を検討する
脱炭素経営で再生可能エネルギーを導入したい場合は、太陽光発電の設置を検討してみるのがおすすめです。
太陽光発電は、地熱発電と異なり設置場所を選定しやすく、なおかつ初期費用の安い再生可能エネルギーです。また地熱発電より発電効率が高いため、費用対効果という点でもメリットを得られます。
特に非FIT型太陽光発電は、2023年から太陽光発電を導入する際におすすめの方法です。
非FIT型太陽光発電の強み
太陽光発電の中でも非FIT型太陽光発電は、FIT型や地熱発電と異なるメリットのある再生可能エネルギー設備です。最後は、非FIT型太陽光発電の強みについて解説していきます。
地熱発電よりも初期費用が安い
非FIT型太陽光発電は、地熱発電より初期費用負担を抑えられます。
前半でも軽く触れたように、非FIT型太陽光発電の初期費用は、出力50kW台で1,500万円前後です。経済産業省の「令和５年度以降の調達価格等に関する意見」によると、1kWあたりのコストは16.2万～24.7万円です。
一方、地熱発電のコストは1kＷあたり170万円程度と、太陽光発電の8～10倍です。初期費用負担に悩んでいる場合は、太陽光発電を検討してみるのがいいでしょう。
出典：経済産業省ウェブサイト
FIT制度の制約を受けずに済む
非FIT型太陽光発電を導入した場合は、FIT制度に関する制約を受けずに運用し続けることが可能です。
固定価格で電力を買い取ってもらえるFIT制度は、費用回収期間の短縮という点でもメリットの多い制度です。しかし、出力10kW以上50kW未満の太陽光発電は原則全量買取できなかったり、売電収入の一部を廃棄費用の積立に充てたりする必要があるなど、さまざまな制約およびルール変更の影響を受けてしまいます。
非FIT型太陽光発電ならFIT制度のルール変更による影響を受けずに済みますし、FIT認定のためにさまざまな手続きを進めなくとも運用することが可能です。
非FIT型太陽光発電なら導入だけでなく電力の調達も可能
非FIT型太陽光発電に関するサービスによっては、太陽光発電所の設置だけでなく非FIT型太陽光発電の電力調達、電力供給のサポートなど、バリエーションに富んだプランを提供してくれます。
弊社とくとくファーム0の場合は、非FIT型太陽光発電物件の紹介をはじめ、新規設置に向けた土地開発、土地を既に所有している方へ向けた非FIT型太陽光発電による売電事業などといったサービスに関する一括サポートを行っています。
単純に自家消費だけでなく、売電や再エネ電力の調達など複数の方法で脱炭素経営を進めたい時は、非FIT型太陽光発電サービスを検討してみるのがおすすめです。
地熱発電のデメリットをカバーできない場合は太陽光発電がおすすめ！
地熱発電は24時間一定の発電量を確保できる一方、太陽光発電の8～10倍程度の費用負担がかかります。また、地熱発電に適している場所の多くは、温泉地や国立公園などと重なるため開発のハードルが高い傾向にあり、導入が難しい再生可能エネルギーだと言えます。
これから脱炭素経営に取りかかる方や脱炭素経営に向けてさまざまな方法を選択肢に入れたい方は、非FIT型太陽光発電を検討してみてはいかがでしょうか。
非FIT型太陽光発電物件の掲載件数190件突破、ISO基準による施工技術保有のとくとくファーム0では、非FIT型太陽光発電由来の電力調達へ向けた仲介、非FIT型太陽光発電の新規設置、太陽光発電用地の活用サポートなどといったサービスを提供しています。
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