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问题 (質問)
質問1：従来の浅部地熱発電（200度前後）と比較して、温度400度・圧力22メガパスカルを超える「超臨界水」を利用した地熱発電が持つ圧倒的なエネルギー的メリットは何ですか。 / 質問2：花崗岩の緻密な基盤岩に人工亀裂を形成する水圧刺激（フラッキング）を行う際、周辺活断層を刺激して破壊的地震を誘発するリスクを防ぐため、地球物理スペシャリストが提案した最新のモニタリング・制御手法は何ですか。
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深部地熱工学教授 (Nam 1): 日本の地熱資源量は世界第3位を誇りながら、国立公園内の景観保護や温泉街との利害調整、そして浅部熱水の枯渇懸念から開発が足踏みしてきました。この停滞を根底から覆すゲームチェンジャーが、火山地帯の地下3000〜4000メートル、マグマ溜まり直上に眠る『超臨界地熱』です。水は温度374度、圧力2
深部地熱工学教授 (Nam 1)
日本の地熱資源量は世界第3位を誇りながら、国立公園内の景観保護や温泉街との利害調整、そして浅部熱水の枯渇懸念から開発が足踏みしてきました。この停滞を根底から覆すゲームチェンジャーが、火山地帯の地下3000〜4000メートル、マグマ溜まり直上に眠る『超臨界地熱』です。水は温度374度、圧力22.1メガパスカルを超えると気体と液体の境界を失い、超臨界状態へと相転移します。この超臨界水は、気体のように岩石の微小な隙間を猛烈な勢いで浸透しながら、高温・高圧条件で大きなエンタルピーを運びます。坑井条件によっては従来より大きな出力が期待され、天候に左右されない究極のカーボンフリー・ベースロード電源となり得ます。
地震地球物理スペシャリスト (Nữ)
しかし、超臨界帯の深部花崗岩は緻密で透水性が極めて低いため、高圧の水を圧入して人工的な亀裂ネットワークを網の目状に張り巡らせる『水圧刺激（フラッキング）』が不可欠です。ここで過去にスイスのバーゼルなどで開発中止に追い込まれた最大の障壁が『誘発地震』でした。不用意な大量注水は、隠れた活断層の間隙水圧を高めて摩擦強度を低下させ、マグニチュード3以上の有感地震を引き起こしてしまうのです。この課題を打破するため、私たちは掘削孔に敷設した耐熱光ファイバーによる『分布型音響センシング（DAS）』を開発しました。光ファイバー内のレーザー後方散乱光を解析することで、地下4キロメートルの微小破壊イベントを高い空間・時間分解能で連続観測できます。応力集中が危険レベルに達した瞬間に、注水圧力を自動減圧する『適応型トラフィックライト・プロトコル』を連動させることで、誘発地震のリスクを低減できます。ただし、発生を完全に防げるわけではありません。
地熱プラント開発エンジニア (Nam 2)
さらに、500度の超高温環境と強酸性流体に耐えうるチタン・ニッケル基超合金ケーシングと、耐熱耐酸セメンティング技術も研究開発が進められています。DAS光音響モニタリングと精密水圧制御を組み合わせることで、地域住民への説明と慎重なリスク管理を行いながら、超臨界EGSの実用可能性を検証していく必要があります。
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1メガパスカルを超えると気体と液体の境界を失い、超臨界状態へと相転移します。この超臨界水は、気体のように岩石の微小な隙間を猛烈な勢いで浸透しながら、高温・高圧条件で大きなエンタルピーを運びます。坑井条件によっては従来より大きな出力が期待され、天候に左右されない究極のカーボンフリー・ベースロード電源となり得ます。
地震地球物理スペシャリスト (Nữ): しかし、超臨界帯の深部花崗岩は緻密で透水性が極めて低いため、高圧の水を圧入して人工的な亀裂ネットワークを網の目状に張り巡らせる『水圧刺激（フラッキング）』が不可欠です。ここで過去にスイスのバーゼルなどで開発中止に追い込まれた最大の障壁が『誘発地震』でした。不用意な大量注水は、隠れた活断層の間隙水圧を高めて摩擦強度を低下させ、マグニチュード3以上の有感地震を引き起こしてしまうのです。この課題を打破するため、私たちは掘削孔に敷設した耐熱光ファイバーによる『分布型音響センシング（DAS）』を開発しました。光ファイバー内のレーザー後方散乱光を解析することで、地下4キロメートルの微小破壊イベントを高い空間・時間分解能で連続観測できます。応力集中が危険レベルに達した瞬間に、注水圧力を自動減圧する『適応型トラフィックライト・プロトコル』を連動させることで、誘発地震のリスクを低減できます。ただし、発生を完全に防げるわけではありません。
地熱プラント開発エンジニア (Nam 2): さらに、500度の超高温環境と強酸性流体に耐えうるチタン・ニッケル基超合金ケーシングと、耐熱耐酸セメンティング技術も研究開発が進められています。DAS光音響モニタリングと精密水圧制御を組み合わせることで、地域住民への説明と慎重なリスク管理を行いながら、超臨界EGSの実用可能性を検証していく必要があります。
地震地球物理スペシャリスト (Nữ): しかし、超臨界帯の深部花崗岩は緻密で透水性が極めて低いため、高圧の水を圧入して人工的な亀裂ネットワークを網の目状に張り巡らせる『水圧刺激（フラッキング）』が不可欠です。ここで過去にスイスのバーゼルなどで開発中止に追い込まれた最大の障壁が『誘発地震』でした。不用意な大量注水は、隠れた活断層の間隙水圧を高めて摩擦強度を低下させ、マグニチュード3以上の有感地震を引き起こしてしまうのです。この課題を打破するため、私たちは掘削孔に敷設した耐熱光ファイバーによる『分布型音響センシング（DAS）』を開発しました。光ファイバー内のレーザー後方散乱光を解析することで、地下4キロメートルの微小破壊イベントを高い空間・時間分解能で連続観測できます。応力集中が危険レベルに達した瞬間に、注水圧力を自動減圧する『適応型トラフィックライト・プロトコル』を連動させることで、誘発地震のリスクを低減できます。ただし、発生を完全に防げるわけではありません。
地熱プラント開発エンジニア (Nam 2): さらに、500度の超高温環境と強酸性流体に耐えうるチタン・ニッケル基超合金ケーシングと、耐熱耐酸セメンティング技術も研究開発が進められています。DAS光音響モニタリングと精密水圧制御を組み合わせることで、地域住民への説明と慎重なリスク管理を行いながら、超臨界EGSの実用可能性を検証していく必要があります。
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