すべての電力を再生可能エネルギーで供給する鍵は「地中」にあり：地熱発電の展望と課題
想像してほしい。炭素を排出しないエネルギーが足元の地面に隠されているとしたらどうだろう？ しかも、それは曇りの日でも風のない日でも、いつでも使えるものだとしたらどうだろうか──。
実際のところ、想像する必要はない。それは現に存在するからだ。再生可能エネルギーだけで米国が機能し続けるには、地熱エネルギーが鍵になる可能性があることが、これまでの研究で示されてきた。クリーンエネルギーの推進を目指す保守系シンクタンク「ClearPath」が2019年5月に作成した報告書によると、地熱エネルギーで米国の電力の20パーセントを賄えると試算されている。
言うなれば、電力の約4分の1を地熱から得ているアイスランドに近い状況だろう。そして実現できるかどうかは現行の規制を緩和できるか、そして石油会社やガス会社が利用するボーリング技術を地熱にも活用できるかにかかっている。
「（地熱は）素晴らしい資源ですが、あまり大事にされていません」と、ClearPathのエネルギー革新プログラム責任者であり、この報告書を作成したスペンサー・ネルソンは言う。
地熱が潜在的にもつ可能性を米国議会が十分に理解すれば、地熱エネルギーを推進するための助成金や規制改革が可決されるだろうと、ネルソンは指摘する。この種の問題は、現在の米国における奇妙な政治情勢下においても、超党派の支持を得られる可能性があるからだ。
忘れられた地熱のポテンシャル
米国における地熱エネルギーの活用は、米西部のカリフォルニア州やネヴァダ州、ユタ州といった数カ所でしか現時点では見られない。いずれも、地下の温泉から得た蒸気を利用して電気タービンを回す技術が採用されているが、電力供給量は合計で米国全体の0.4パーセントにとどまっている。その要因のひとつには、政治家たちが地熱エネルギーの存在を気に留めていないことが挙げられると、ネルソンは言う。
クリーンエネルギー推進のための優遇措置が米国議会で可決されたとき、議員たちは地熱発電にあまり関心を示さなかった。事業者は風力発電や太陽光発電では30パーセントの税額控除が受けられるが、地熱発電の税額控除は10パーセントにすぎない。「この決定は間違いでした」と、ネルソンは指摘する。
過去を振り返れば、油井とガス井に対する環境規制を緩和する法律を05年に通過させたときも、米国議会は地熱を視野に入れていなかった。その結果、地熱エネルギーを得るための掘削に必要となる環境関連の承認プロセスは、石油開発ための掘削よりも大幅に時間がかかるものになっている。
こうした面倒な手続きが、地熱エネルギーが普及しない主な理由であることは、米国立再生可能エネルギー研究所（NREL）の調査でも指摘されているところだ。地熱プロジェクトに着手するために必要な環境調査には通常8年かかり、発電所を建設しようと考える人にとっては極めて高いコストがかかることになる。
この調査レポートによると、仮に承認プロセスを4年に短縮した場合、新規のプロジェクトが急増することが見込まれるという。その結果、地熱発電による50年までの電力生産量は、現行の規制の下で予想される量の倍に膨らむことも十分にあり得ると指摘されている。
天然ガス業界にある技術面でのヒント
米国で必要とされる電力の20パーセントを地熱発電から得ようと思えば、新しい技術も必要になるだろう。より深くもしくは水平に掘削するほか、岩を砕いて人工的に温泉をつくり出すことができれば、地熱エネルギーが米国全体に行き渡る可能性がある。ほとんどすべての都市において、まるでストローを地面に突き刺すような手軽さでパイプに熱水を通すことが可能になり、家庭や職場を暖めることができるはずだ。
米エネルギー省の試算によると、米国全体の潜在的な地熱エネルギーをすべて合わせると、100ギガワットの電力を代替電力に劣らない価格で提供できるという。これは米国全域の原子力発電所で生産される電力に匹敵し、一般家庭にして1億世帯相当の電力を十分に賄える量である。
こうした大量のエネルギーを利用できるようにするに当たり技術革新が必要になるわけだが、それを簡単にしてくれそうな方法がある。天然ガスの業界では、より多くの資源を獲得するために数々の掘削技術を開発してきた。こうしたところから技術を借用すればいいのだ。言い換えれば、クリーンエネルギーに弾みを付けるのは、地下の岩盤に超高圧の水を注入して亀裂を生じさせる「水圧破砕法（フラッキング）」をもたらした業界かもしれないのである。
こうした技術革新を利用して地熱エネルギーの生産に取り組むスタートアップに、Fervo Energyがある。「この15年において掘削産業は桁外れのスピードで進歩してきました」と、同社の共同創業者であるティム・ラティマーは話す。
有効な技術に付いて回るリスク
しかし、水圧破砕法には特有のリスクがある。地震はそのひとつだ。韓国では17年に発生した地震（マグニチュード5.4）で135人の負傷者が出たが、その原因が実験的な地熱発電所にある可能性を、韓国政府はこのほど発表した。
当時、液体を地中に注入して岩を砕き熱を放出させたが、このときに用いられた高圧力によって小規模の地震が誘発されたという。その揺れが、近くにある断層まで到達して、韓国で記録に残る2番目に大きな地震をもたらしたという見解だった。
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韓国政府の発表から数日後に掲載された「Stanford News」の記事では、この災害から得られたいくつかの教訓が示されている。そこでは、地震を監視して問題が起こらないか確認することや、壊れやすい建物にあまり近いところで掘削しないことなどが挙げられた。
何の問題もなく得られるエネルギーなど存在しないと言っていい。ポイントは、リスクをできるだけ小さくすることだ。「前進させると同時に、適切な安全措置を講じる必要があります」と、地球温暖化対策に取り組む非営利団体「Center for Energy Efficiency and Renewable Technologies」のエグゼクティヴ・ディレクターであるジョン・ホワイトは指摘する。
一方でFervo Energyのラティマーは、ほかの課題を指摘している。水圧破砕法による作業は一般に柔らかい岩石層であるシェール層で実施されるが、同社が対象とする熱をもった岩は硬い花崗岩であることが多い。また地中から石油を汲み出す作業と比べて、水を閉回路で循環させて熱を得る作業は難易度が高いと、ラティマーは説明している。
さらに、高温の岩まで届くように注入した水が、単に地中に浸み込んで消失しただけではないことを確認する必要もある。Fervo Energyでは、これらの問題に対して取り得る対処法のモデルを作成しており、近いうちに掘削現場でテストする計画だ。
“欠けたパズルのピース”
地熱がこれほど重要になるのは、風力と太陽光だけでは米国のエネルギー需要を満たすことができないからだ。確かにカリフォルニア州で太陽が高い位置にあるときには、再生可能エネルギーによって必要な電力の60パーセント以上を供給できることもある。
しかし、太陽が地平線に沈んだあとは、同州内の各地にあるガス火力発電所と、ユタ州にある複数の石炭火力発電所がフル稼働して、1時間当たり4,000メガトンを超える二酸化炭素を吐き出す。このことから夜間、とりわけ風のない時間帯に稼働できるクリーンエネルギーは極めて重要だと言えるだろう。
人々がクリーンエネルギーをいつでも使えるようにするために、さまざまなかたちのエネルギーをうまく組み合わせる方法を見つけるべきだと、Center for Energy Efficiency and Renewable Technologiesのホワイトは話す。そのパズルを完成させるために必要な、現在“欠けているピース”のひとつが地熱だという研究も発表されている。
「われわれが必要としているのは風力だけでも、太陽光だけでも、バッテリーだけでも、地熱だけでもありません」と、ホワイトは言う。「そのすべてが必要なのです」
風力発電と太陽光発電に加えて水力発電ダムによって米国で必要とされる電力の80パーセント近くを供給できることについては、ほとんどの専門家の意見が一致している。「クリーンエネルギー100パーセント」を実現するには、手元にある技術や選択肢をさらに“地中の奥深く”までもち込む必要がありそうだ。
