解説:地熱エネルギーはどのように機能するのか

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  • 地熱エネルギーは、地表から数マイル下にある熱水貯留層にアクセスして得られます。

  • 天候に左右されないため、太陽光や風力に比べていくつかの利点がある再生可能エネルギーです。一方で、コストの高さや地理的な制約が課題です。

  • 今十年の地熱エネルギーの主要市場は、インドネシア、フィリピン、ニュージーランドになると予想されています。いずれも火山活動が活発な環太平洋火山帯に位置しています。

地熱エネルギーの仕組みと利用方法を示す図。Image: Visual Capitalist/Think GeoEnergy Research、米国エネルギー省、ナショナル ジオグラフィック、再生可能エネルギー機関

図解で学ぶ地熱エネルギーの基礎

地熱エネルギーは、地球の溶融した核の熱を利用して発電する、あまり知られていない再生可能エネルギーです。

この独自の特性により、太陽光や風力に比べて大きな利点がある一方、コストの高さや地理的な制約もあります。そのため、大規模に地熱エネルギーを生産できている国はごくわずかです。

このインフォグラフィックでは、図解とグラフを組み合わせ、この持続可能なエネルギー源の全体像を紹介します。

地熱エネルギーの仕組み

地熱エネルギーは、地表から数マイル下にある熱水貯留層にアクセスして得られます。地球上の一部地域では、この水が自然に地表へ噴き出し、「温泉」(場合によっては間欠泉)と呼ばれるものができます。

井戸から取り出すと、加圧された水は上昇し、急速に膨張して蒸気になります。この蒸気でタービンを回し、発電機を駆動します。

工程の後半では、余分な蒸気が冷却塔を通過する際に水へと凝縮されます。持続可能な利用を確保するため、注入井からこの水を地下へ戻します。

地熱エネルギーはどこで利用されているのか

2021年時点で、世界の地熱発電容量は16ギガワット(GW)に達しました。1GWを超えた国はわずかです。

2021年に地熱エネルギーを最も多く利用したのは米国です。Image: Visual Capitalist

これらの数値を理解するため、以下のデータを見てみましょう。

  • 米国の設備容量3.7 GWは、61か所の地熱発電所に分散しています。

  • 世界最大の太陽光発電所であるバドラ・ソーラーパークの最大出力は、2.2 GW

  • 世界最大の水力発電所である三峡ダムの最大発電容量は、22.5 GW

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地熱発電所の発電量は明らかに少ないものの、他の再生可能エネルギーにはない利点があります。たとえば、地熱エネルギーは昼夜のサイクルや天候、季節に左右されません。

全体像

次に、各種再生可能エネルギーの世界全体への貢献を示す2つ目のデータセットを見ていきます。これらの数値は2022年4月時点のもので、国際再生可能エネルギー機関(IRENA)から引用しています。

このデータセットにおける地熱エネルギーの総設備容量は、先に示した16GWという数値とは異なります。これは、出典の違いと丸め処理によるものです。Image: Visual Capitalist

地熱エネルギーの普及が遅れている理由の一つは、適した地質条件(火山活動がある地域など)を備えた地域でしか発電所を建設できないことです。

この点を詳しく見るため、地域別の地熱発電設備容量の成長予測を示す、フィッチ・ソリューションズのデータを見てみましょう。

地域別の地熱発電設備容量の成長予測。Image: Visual Capitalist/EIA、IRENA、各地域の情報源、フィッチ・ソリューションズ

フィッチは、今後10年間に新設される地熱発電設備容量の大半がアジアに導入されると見ています。一方、北米・西欧(NAWE)では投資が減少すると予想されています。

今後数年間、NAWEでは地熱発電設備容量の増加が徐々に鈍化する見込みです。より安価な風力・太陽光発電プロジェクトに投資が押し出されると予想されるためです—フィッチ・ソリューションズ

地熱エネルギーの主要市場は、インドネシア、フィリピン、ニュージーランドになると予想されています。これらはいずれも環太平洋火山帯に位置しています。環太平洋火山帯とは、火山活動の大半が起こる太平洋沿いの地域です。

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