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地下の深部に無限のエネルギーが眠っている? 「超臨界流体」を活用した地熱発電は実現するか

 地熱発電を効率化する高温な熱源を求めて、いま世界各地でより深く熱い井戸の掘削が行なわれている。エネルギー密度が極めて高い「超臨界流体」と呼ばれる超高温の流体を地下の深部から抽出できれば、無限ともいえるクリーンエネルギーが手に入るかもしれないからだ。しかし、“宝の山”を掘り当てるまでには課題も山積している。

TEXT BY DANIEL OBERHAUS

TRANSLATION BY MASUMI HODGSON/TRANNET

WIRED(US)

SEKSAN MONGKHONKHAMSAO/GETTY IMAGES; SAM WHITNEY
SEKSAN MONGKHONKHAMSAO/GETTY IMAGES; SAM WHITNEY

イタリアのトスカーナ州にあるアペニン山脈。その緑豊かな丘陵地帯の地下深くには、“宝物”が眠っている。

その上には地熱井「Venelle-2」を掘る採掘タワーの骨組みが、まるで宝の地図のX印を描くかのようにそびえ立つ。井戸の深さは、およそ2マイル(約3.2km)。これほどの深さになると、最深部は温度も圧力も非常に高く、岩も曲がるほどだ。

この場所には超臨界流体、つまり液体と気体の両方の特性を示す鉱物を豊富に含んだ水が生まれる条件が揃っている。もしVenelle-2が超臨界流体の貯留層にたどりつき、その水を利用して地表でタービンを回せれば、世界で最もエネルギー密度の高い再生可能エネルギーのひとつが実現することだろう。

未知の境界「Kホライゾン」

だが、そこまでたどり着くのも容易ではない。地下深部まで掘り進む際に巨大な岩体がずれると、地震を誘発する危険性があるからだ。

このリスクはVenelle-2の掘削の際に重大な懸案事項になった。Venelle-2は地表に近い硬岩と、その下の軟岩の間にある「Kホライゾン」と呼ばれる未解明の境界を突破することを目指したプロジェクトである。しかし、Kホライゾン層を貫いて超臨界流体に到達したときに実際に何が起きるのかは、誰にもわかっていなかった。

そして謎は現在も未解明のままだ。Venelle-2の掘削は、Kホライゾンに至る寸前に止まった。地熱井の底面温度が高温になりすぎて、掘削機が先に進めなくなったからだ。底面のセンサーでは、温度は約538℃、圧力は地表の300倍になっていたという。

それでもVenelle-2は過去最高の温度を誇るボアホール(掘削孔)であり、 超臨界状態での掘削が可能であることも証明した。さらに2020年2月に学術誌『ジャーナル・オブ・ジオフィジカル・リサーチ』で発表された論文では、超臨界状態での採掘が大きな地震活動を誘発せずに進められることが証明されている。

この研究結果によって、「地熱発電の掘削で地震が誘発される」という人々の恐怖が和らげばと、論文の著者たちは言う。一般の人々は何か問題が起きてから初めて、地熱発電について知らされるからだ。

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