Coal and CO2

化石燃料と環境問題　Fossil energy (Coal production) and environment issue

(2024年5月24日版)

有限の化石燃料を使って社会は発展してきました。しかしながら，化石燃料により二酸化炭素が増えてきました。

今回，化石燃料のうちでも石炭に注目して，世界の石炭生産の現況と二酸化炭素増加の事実を確認します。さらに二酸化炭素を減らす取組みを紹介します。

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・石炭生産(消費)年間総量，2020年代は80億トン/年を超える

・石炭消費に伴う二酸化炭素量排出は世界の総排出量の75%を占める

・大気中の二酸化炭素を減らすため，それを地中に閉じ込める技術がある

自習の便をはかり，本文中の問いをまとめて示す。

問い1

下のデータを見て答える。

・世界の石炭生産量は最近のピーク時にどのくらいか。

・世界の主要産出国はどこか。上位5ヶ国をあげる。

(回答例は1まとめの下) →　回答へリンク

世界の石炭生産量(EnerDataより)

https://yearbook.enerdata.jp/coal-lignite/coal-production-data.html

国別生産量(グローバルノート)

https://www.globalnote.jp/post-3220.html

問い２　

・下の資料を参考にすると，日本における石炭火力の比率はどのくらいか。

・石炭以外の燃料も加えると火力発電の占める比率はどのくらいか。

(回答例を2まとめの下に記す)　 →　回答へリンク

電源構成(環境エネルギー政策研究所)

https://www.isep.or.jp/archives/library/14364

(この中の図1が2022年度の日本国内の電源構成，図4が電源構成の推移)

問い３

・再生可能エネルギーとは何か。

・日本の再生可能エネルギーが発電量全体にしめる比率はどのくらいか。

(回答例を2まとめの下に記す)　 →　回答へリンク

上記参考サイトの表１がエネルギー構成)

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予備知識　発電のしくみ

電気をつくる方法(資源エネルギー庁)

https://www.enecho.meti.go.jp/category/electricity_and_gas/nuclear/001/pamph/manga_denki/html/

・火力発電　燃焼によって熱を得て水蒸気を作り，発電機につながったタービンを回す。

　　https://www.fepc.or.jp/enterprise/hatsuden/fire/index.html

　火力発電　電気事業連合会

・水力発電　水の位置エネルギーを運動エネルギーに変え(水を高いところから低いところへ流して)発電機につながった水車を回す。

・太陽光発電　「n型半導体」と「p型半導体」という2種類の半導体をはり合わせた太陽電池に太陽光があたると，n型半導体にはマイナスの電気を帯びた粒(電子)が，p型半導体にはプラスの電気を帯びた正孔(せいこう)が集まり，電子が導線を伝わって移動することで電気が流れる。

https://evdays.tepco.co.jp/entry/2022/02/01/kurashi1

太陽光発電とは(東京電力エナジーパートナー)

・風力発電　風があたると大きな羽根(プロペラ)が回り，羽根につながっている発電機が動く。

・地熱発電　地球内部の熱(地熱)でつくられている地下の熱水や蒸気を地上へくみ上げて，火力発電と同じように，発電機につながったタービンを回す。

・原子力発電　ウラン燃料の核分裂で出てくる熱を使って，蒸気をつくり，その力で発電機につながったタービンを回す。

・核融合発電　原子核同士の結合でエネルギーを生み発電する。D-T核融合反応では重水素(D)と三重水素(T)が結合してヘリウムと中性子(n)を生じる。実用化に向けた取組みの段階。

発電機の原理

発電方法の多くはタービンや羽根につながった発電機をまわして発電を行う。

発電機は電磁誘導によって運動エネルギーを電力に変換する。コイルに対して磁石を回転させることで電気を発生させる。

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0b/Alternator_1.svg

電磁誘導を利用した発電(ウィキペディア)

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1石炭生産　Production of coal

「世界の石炭生産は20年前の約2倍になっている」

世界の石炭生産量(EnerDataより)

https://yearbook.enerdata.jp/coal-lignite/coal-production-data.html

国別生産量(グローバルノート)

https://www.globalnote.jp/post-3220.html

問い1

上のデータを見て以下を答える。

・世界の石炭生産量は最近のピーク時にはどのくらいか。

・世界の主要産出国はどこか。上位5ヶ国をあげる。

回答例を1まとめの下に記す

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化石燃料により二酸化炭素濃度が多くなっていることを資料で確認する。

世界の二酸化炭素排出量を見てみる(JCCCAより，2020年データ)。

https://www.jccca.org/download/66920?p_page=2#search

世界の二酸化炭素排出量は314億トン。

・排出量の多い国は，中国や米国など。日本は５番目に多く排出し，全体の3.2％を占める。

世界の二酸化炭素濃度はどう変化しているか(温暖化新聞より)。

http://daily-ondanka.es-inc.jp/basic/data_01.html

・最近の50年あまりの間に310ppmから390ppmに増加している。

補足：単位ｐｐｍについて

Part Per Millionの頭文字をとったもの，100万分の1の意。つまり，100万分のいくらであるかという割合を示す。そこで1ppm=0.0001%となる。

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石炭の生産とその消費によって大気の二酸化炭素(CO２)が増えている。どのようにして二酸化炭素排出量を求め，それを大気の二酸化炭素濃度に換算するかを説明する。化学と数学の基礎知識で求めることができる。

・石炭を消費(燃焼)するとどのくらいの二酸化炭素となるかを求める。

・地球の大気の量を求める。

・排出した二酸化炭素と大気中の割合を求める

以下段階を追って計算してみる。質量という言い方を使っていますが，わかりやすいように重さと言い換えてもよい。

石炭から発生する二酸化炭素の総量を求める。

1.石炭1gの炭素を仮定する。

2.石炭1gからできる二酸化炭素量を求める。

3.年間の石炭消費量を知り，二酸化炭素総質量に換算する。

・石炭1グラムあたりの炭素量を0.8 グラムと仮定して発生した炭素量を得る。

・炭素1あたりの二酸化炭素量は，原子量が炭素12，酸素16なので，(炭素＋酸素＋酸素)÷炭素=(12+16+16)/12=3.66となる。石炭1gからは，3.66x0.8=2.928gの二酸化炭素ができる。

・石炭消費量(生産量)を80億トンとすると，80億トン x 2.928=235億トン。これは石炭を燃焼して生まれる二酸化炭素量。

・石炭は二酸化炭素全排出量の75%を占める。

地球の大気の質量を求める。

1.平均の気圧から地表単位面積あたりの大気の質量を求める。

2.地球の表面積を求める。

3.地球全体の大気の総質量を求める。

・単位面積(1平方m)あたりの大気の質量は，

　平均的な気圧は1013hPa(ヘクトパスカル)=10.13x10⁴Pa(パスカル)

　また1Pa=1xN(ニュートン)/平方m =1xkg/m x s²，重力加速度9.8m/s²なので

　　　10.13x10⁴(kg/m x s²)÷9.8(m/s²)=1.0x10⁴(kg/m x s²)

・あるいは，かつて使われていた1気圧が水銀柱の高さ76cmで考えると直接的でわかりやすい。水銀の密度は13.6g/cm³なので1平方mにかかる大気の質量を水銀で換算すると，

13.6ｘ76ｘ10000(cm²，1平方m)＝10336000g/平方m=10336kg/平方m，簡単には1万ｋｇ＝10トンとできる。

・地球の表面積は地球の半径6400km=6,400,000mから，

　球の表面積＝4 ｘ円周率(3.14) x 半径の2乗＝4ｘ3.14ｘ6,400,000m(の2乗)=5.1x10¹⁴平方m

・地球全体にかかる大気の質量は，

10トン/平方m x 5.1x10¹⁴平方m＝5.1×10¹⁵トン

二酸化炭素が大気中にどれだけ増えたか

二酸化炭素の質量を大気の質量で割ると質量がどれだけ増えたかがわかる

二酸化炭素全量モルと大気(窒素0.8と酸素0.2)モルで割るとモルでどれだけ増えたかがわかる

質量での比

二酸化炭素の質量は235億トン

大気の質量は5.1×10¹⁵トン＝5.1×10⁷億トンだから，

増えた割合は235÷5.1×10⁷＝46.1×10^-7＝4.61×10^-6

モルでの比(濃度となる)

発生した二酸化炭素のモル数

　C=12, O=16なので，分子量は12+16ｘ2＝44

　二酸化炭素排出量をモルで表すと，

　235億トン÷44=235ｘ10 ¹⁴グラム÷44＝5.34x10¹⁴モル

大気のモル数は，大気が窒素8割，酸素2割とした大気1モルの質量で割ればよい。

　窒素は14x2，酸素は16x2が分子量なので，

　5.1×10⁷億トン÷ (0.8x28+0.2x32) = 5.1ｘ10²¹グラム÷28.8＝0.177x10²¹モル

＝1.77x10²⁰モル

二酸化炭素と大気のモル比を求める

　　5.34x10¹⁴モル÷1.77²⁰モル=3.0x10^-6，すなわち，「3.0ppmの増加」である。

石炭由来の二酸化炭素だけでも3ppm増加する。実際には植物に吸収される分などあり，観測される二酸化炭素はもう少し小さな値である。

二酸化炭素総排出量の割合の多い石炭の利用が激減すると，目に見えて二酸化炭素の増加が鈍ることになる。

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1のまとめ

石炭はここ数年年間約80億トン以上採掘，中国やインドが生産国。採掘した石炭をすべて消費量として計算すると200億トン以上の二酸化炭素が発生していることになる。

問い1の回答例

1.1 2021年には前年比5.7%の増加。2021年にドイツで石炭産出量が17%増加したのが目立つ。

1.2 2021年の生産国5ヶ国中国，インド，インドネシア，米国，オーストラリア

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2 温室効果ガスと温暖化

地球温暖化とは(日本ガス協会)

https://www.gas.or.jp/kankyo/taisaku/ondanka/

最初の図で温暖化のしくみがわかる。以下の文も参照する。

「太陽から地球に太陽光線が届く。地表はその太陽光線を吸収し，赤外線を放出。地表から放出された赤外線がそのまま全部宇宙に出ていってしまうと，地球は寒い星になってしまう(補足参照)。

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補足：太陽エネルギーの出入りだけの地球の温度　(参考文献　山内:南極と北極)

地球(地表，大気)は日射(太陽放射，短波長放射)を受け取り，地球は赤外線(長波長放射)を出して冷えようとする。

地球は断面積(πr²)分の太陽放射エネルギーを受ける。単位面積分のエネルギーを太陽定数S₀という。反射(a，アルべド)分を引いた(1-a)分を取り込む。

地球はその温度(Te)に応じた放射(黒体放射，L₀=σTe⁴)を地球の表面積分放出している。

単位面積あたりの太陽エネルギー×地球の断面積＝地球の面積×黒体放射

→　　　　　　 ↖ ↑ ↗

→　｜　＝　← ○ →

→　　　　　　　↙↓ ↘　　　

(輪切りにした断面｜に太陽エネルギーが当たり，地球○表面からエネルギーが放出)

S₀πr²(1-a)= 4πr²σTe⁴

するとS₀ (1-a)= 4σTe⁴，ゆえにTe⁴= S₀ (1-a)/4σ

S₀(太陽定数)=1368W/m²，反射分aを0.3，σ(ステファン・ボルツマン定数)=5.67×10^-8W/m²/K⁴

実際の計算

Te⁴=(1368×0.7)÷(4×5.67×10^-8)

=957.6÷22.68×10⁸

=42.22×10⁸

Te²=6.498×10⁴

Te=255

これは絶対温度(K)，摂氏温度ではt=255-273=-18

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ところが地球の大気には赤外線を一部閉じ込めてくれる温室効果ガスがあり適度な気温となっている。

この温室効果ガスが増えつつあることが問題である。宇宙に放出せず，地球にとどまる赤外線が多くなると，地球全体の平均気温が上がる。これが「温暖化」。

温室効果ガスには数種類あるが，二酸化炭素が温暖化にもっとも多く寄与している。」

太陽光　　宇宙への放出

↓↓↓　　↑↑　　　　　温室効果ガス(二酸化炭素)

↓↓↓　　↑↑　　　　　地球からの放出をはねかえす

↓↓↓　　↑↑　↑　　↓↓温室効果ガスで地球温暖化を保つ

---地　　　　球----

地球温暖化の概念

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地球温暖化のそのほかの要因

・地球の公転軌道の変化で夏至の頃に太陽に近い(近日点)と暑くなる。

https://twitter.com/INOUE_Takeshi_/status/646651105623977985

地球の公転　井上毅(ツィート)

・公転軌道の形の変化

上記の効果は公転軌道が楕円の時に起こる。

公転軌道は真円から楕円に(離心率が0から最大に)，20万年で変わる。

現在は，近日点が北半球では冬至の頃で暑さは緩和されている。

ただ現在は公転軌道の形が円に近くなっていて近日点や遠日点の影響は少ない。

・歳差運動

地球の自転は倒れかけたコマの運動のような自転軸がふれる「みそすり運動」をする。

23000年で1回転する。つまり11500年ごとに地軸は反対向きとなる。

公転軌道が細長いときにこの運動があると太陽に近いか遠いかで気候に変化が出る。

https://note.com/325s/n/nfdbaa45c7036

歳差運動(ひまわり)

・地球の自転軸の傾き　

傾きが大きくなると，夏はより暑く，冬は寒くなる。

　　https://tenki.jp/suppl/grapefruit_j02/2022/03/20/31027.html

　　日本気象協会　四季

・太陽の活動が活発化すると，暑くなる。

・地球に降り注ぐ宇宙線量が減ると雲の量が減り，地球の温度が上がる

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二酸化炭素増加(地球温暖化)対策には，石炭火力発電以外の発電方法に変えていくことが考えられる。あらたな発電方法を進めるためには地質の調査が貢献する。

石炭火力以外の発電で二酸化炭素排出を抑える。それぞれ長所短所がある。

・太陽光発電 (長)資源枯渇ない　　　　　 (短) 太陽が出ないと発電できない

・地熱発電　 (長)日本など火山国では資源豊富 (短)温泉が枯れる心配

・風力発電　(長)資源枯渇がない　　　　 (短)風が吹かないと発電できない

・水力発電　 (長)クリーンなベース電源　 (短)ダム建設で環境改変

・原子力発電 (長)CO₂排出少ないベース電源　(短)放射能の管理

・核融合発電 (長)資源枯渇心配なく環境負荷少ない (短)超高温と超真空必要(莫大な経費)

・バイオマス発電 (長)再生可能資源である (短)木材は効率悪い，資源量の懸念

・省エネルギー　エネルギー効率の良い製品を使う，少しでも消費を抑える

(発電技術ではないが，省エネルギーで発電同様のエネルギーを確保できる)

石炭火力以外の発電方法を実現するために，地質調査の役割が大きくなっている。

・地熱発電；地熱地帯の調査

・風力発電；タービンに使う強力磁石でネオジム，鉄，ボロンを確保する調査

・エネルギー効率(省エネルギー)の良い照明；テルビウム，ユウロビウムを確保する調査

・原子力発電；ウランやトリウムの探査・開発

エネルギー生成過程で生じる廃棄物処分でも地質調査が必要となる。

・原子力発電にともなう廃棄物を処分するためには，処分地が廃棄物をとじこめ放射能が地表にもれてこない安定した地質であるかを調べる必要がある。

・二酸化炭素を減らすために地層処分する方法があるが，処分地が二酸化炭素を閉じ込める地質構造であるかどうかを調べる必要がある。

再生可能エネルギーとは

・太陽光，風力その他非化石エネルギー源のうち，エネルギー源として永続的に利用することができると認められるもの。

・具体的には，太陽光・風力・水力・地熱・太陽熱・大気中の熱その他の自然界に存する熱・バイオマスである。

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日本の発電量の比率について

不安定な再生可能エネルギーだけでは天候に左右されるなど不安定，いくつかの発電方法を組あわせることが必要となる。

電源構成(環境エネルギー政策研究所)

https://www.isep.or.jp/archives/library/14364

図1　2022年(暦年)の日本国内の電源構成，図4　電源構成の推移

問２　

・上の図を参考にすると，石炭火力の比率はどのくらいか。

・石炭以外の燃料も加えると火力発電の占める比率はどのくらいか。

回答例は2まとめの下に記す。

問３

・再生可能エネルギーとは何か。

・日本の再生可能エネルギーが発電量全体にしめる比率はどのくらいか。

回答例を2まとめの下に記す。

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2のまとめ

二酸化炭素は温室効果ガスであるため，その増加で地球温暖化が進む。その対策のため，再生可能エネルギーの普及が考えられる。

問2　回答(2022年の場合)

石炭火力　27.8％

火力発電は，石炭，LNG，石油，その他火力なので，合わせて72.4%

問3　回答

再生可能エネルギーとは自然の力で補充されるエネルギー

図では，水力，太陽光，風力，地熱，バイオマスが再生可能エネルギーになる。これらの比率を合わせて，22.7％。

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3 二酸化炭素地中貯留

「自然界の少々の二酸化炭素は，光合成など生物により吸収される。現在はそのバランスがくずれ，吸収しきれず大気中の二酸化炭素が増えて温暖化が進行している。二酸化炭素除去のため多くの施策が考えられている。」

二酸化炭素固定化や有効利用　(経済産業省同技術に関する施策評価資料から抜粋)

大規模排出源からの二酸化炭素排出削減技術

CO₂分離回収技術

CO₂隔離　　　　　地中貯留

CO₂隔離　　　　　海洋隔離

変換・有効利用　炭素への分解

変換・有効利用　化学品へ変換

例：膜分離

例：枯渇油・ガス田貯留

例：深海底貯留隔離

例：プラズマ分解

例：高分子合成法

大気中の二酸化炭素濃度低減技術

植物による吸収　大規模植林による地上隔離

植物による吸収　海洋植物による吸収

動物による吸収

例：乾燥地帯植林

例：大型海藻育成

例：珊瑚礁造成

技術開発の具体的例として二酸化炭素吸着剤の開発や二酸化炭素から都市ガスを合成する技術がある。

二酸化炭素吸着剤開発の例(旭化成，CO2吸着剤開発。化学工業日報，20/11/2)

https://www.chemicaldaily.co.jp/%E6%97%AD%E5%8C%96%E6%88%90%E3%80%81%E9%AB%98%E6%80%A7%E8%83%BD%E3%81%AE%EF%BD%83%EF%BD%8F%EF%BC%92%E5%90%B8%E7%9D%80%E5%89%A4%E9%96%8B%E7%99%BA%E3%80%81%E3%82%A2%E3%83%9F%E3%83%B3%E6%B6%B2%E3%81%A8/

二酸化炭素から都市ガスを合成するための触媒開発(産総研，21/2/25)

https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2021/pr20210225_2/pr20210225_2.html

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二酸化炭素地中貯留

二酸化炭素削減技術として，化学・工学的に二酸化炭素を分離回収し，貯蔵・利用する手法がある。二酸化炭素を地中に固定化してとりのぞくのである。

気体として大気中に放出された，あるいは放出される直前の二酸化炭素を集め，地中・水中などに封じ込める。

二酸化炭素地中処分

以下，地質が関係する二酸化炭素地中処分についてやや詳しく紹介する。

二酸化炭素貯留の模式図(ウィキペディア)

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b5/Carbon_sequestration-2009-10-07.svg

二酸化炭素地中貯留(東北大学伊藤研究室)

http://www.ifs.tohoku.ac.jp/geo/about/ccs.html

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二酸化炭素地層処分(固定)の必要性と現状

・必要性

世界の平均気温上昇を産業革命前レベルの2℃以内を目標とすると，炭素1兆トンを取り除く必要がある。再生可能エネルギー(原子力発電を含む)，エネルギー効率化の技術，燃料の変換，二酸化炭素地中処分(CCS)が含まれる。再生可能エネルギーが化石燃料エネルギーを置き換えても，建築産業や農牧業からの二酸化炭素排出があるので，脱炭素化するにはCCSが必要である。

・現状

15から20程度の大規模なCCSプロジェクトが行われているが，多くは液化した二酸化炭素を堆積盆，石炭層，枯渇した油田やガス田，岩塩層に注入している。

この技術で障害となるのは，高い経費，二酸化炭素注入と地下貯蔵に関する技術的課題，地下に注入された二酸化炭素のもれだし，法的に残っている不確かさがある。

・課題

従来のCCSでは，不透水層を帽岩とした地質構造上の空間が必要である。さらに二酸化炭素が地層中の孔隙水に溶け，浮力で上昇し地層から大気中にもれることを防止する必要がある。これには百年から数千年の長期にわたった手当てが必要である。

・この課題解決のために，二酸化炭素を気体や液体でなく，固体として固定する手法がある。

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地層処分の最近の話題

火山岩に二酸化炭素を注入して固定化する技術が注目されている

参考文献 Kate S. Zalzal

Burying the sky: Turning carbon dioxide into rock. Earth, June 2, 2017

アイスランドのヘリシェイデイ発電所では，CO₂(二酸化炭素)を石に変えて地球に戻す計画に取り組んでいる。世界初となるCO₂を岩石に変換する試みでは，CO₂を玄武岩に吸収させて硬い岩石(鉱物)に変えるのだが，予想以上にその速度が速いことがわかった。

アイスランド： CarbFixの試み

地熱発電所とアルミニウム精錬所からの排ガスを減らしたい。

アイスランドの岩石は，帽岩がなく，若い玄武岩が主である。このため，割れ目など孔隙が多く，二酸化炭素だけ注入しても大気に抜けて出してしまう。CarbFixでは，二酸化炭素とともに水を注入して，二酸化炭素に飽和した水を送り込むようにした。

酸性の二酸化炭素に飽和した水は，直ちに玄武岩と反応始めた。水が玄武岩の割れ目や孔隙を移動する間に，玄武岩中のカルシウム，マグネシウム，鉄イオンと二酸化炭素は，しきい値に達し，炭酸塩鉱物が沈殿始める。硫化水素ガスも水に溶けていて，玄武岩と反応して黄鉄鉱を形成した。

二酸化炭素を固定した試料(ウィキペディア)

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6c/CarbFix_core.png

予想よりも早くガスが鉱物化することがわかった。ガス注入後，2年以内に二酸化炭素の95%以上が地下で鉱物化することがわかった。

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この二酸化酸素固定が事業化できるか

・一般に二酸化炭素を捕捉し固定するのにトンあたり60ドルから130ドルかかる。紹介したアイスランドのプロジェクトでは高価なガス分離を行わないので，従来法よりコストが削減される。

・プロジェクトでは硫化水素も削減する。この硫黄を含んだガス除去は，通常の手法より安い。減価償却を見込んで，二酸化炭素トンあたり30ドル以下になる。

・欧州連合の温暖化ガス排出売買取引では，2011年におおよそ25ドルだった。2017年6月時点ではかなり安く，8ドルになったが，かつての水準になれば，CCSを購入することとなり本格的な事業となる。

・「温暖化ガス排出売買取引」とは，二酸化炭素排出の多い国が目的達成のため，排出の少ない国から自国分の余分な排出量をひきとってもらう制度。

・このやりとりの価格が高くなれば，他国と取引するより二酸化炭素固定を行う方が安あがりとなり，地層処分(二酸化炭素固定)の事業化が進む。

参考(買い取り価格があがりつつある)

日本経済新聞2019年1月4日

二酸化炭素排出量取引復活の兆し　　

Carbon dioxide trading may be re-starting

欧州(Europe)　1年前の5ユーロ(640円)から16ユーロ以上

韓国(Korea)　21ドル(2200円)－－2015年の2倍

カリフォルニア(California) 　14ドル台

(日本経済産業新聞，2018年6月22日付)

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3のまとめ

温室効果ガスの二酸化炭素を大気に出る前に地中に貯蔵することが進められている。現在行われているプロジェクトの多くでは，地層のすきまに二酸化炭素を押し込めるため，地上にもれがないかの監視を行う必要がある。アイスランドなどでは，短期間で岩石と反応させて鉱物にすることが試みられている。

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以上

参考資料

名経大web e-Book：地球環境がよくわかる本

https://elib.maruzen.co.jp/elib/html/Viewer/Id/3000047763?3

動画：

中部電力西名古屋火力発電所３分51秒

https://www.youtube.com/watch?v=6mEfftRLGZg&feature=emb_logo

松川地熱発電所の見学　1分58秒

https://www.youtube.com/watch?v=3OhwDxwFMa8&feature=emb_rel_end

持続可能な社会実現にとりくむ東芝　2分56秒

https://www.youtube.com/watch?v=853pMOBMuq0

核融合エネルギー　5分3秒

https ://www.youtube.com/watch?v=5NPrlZxqpQw

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遠隔授業の場合の課題

以下の新聞記事を読み，設問1と2に簡潔に答える。ここに出てくる小泉環境大臣は前政権だが，この社説の内容がポイントをふまえているので課題資料に使う。

読売新聞社説(オンライン2021年5月21日)　

https://www.yomiuri.co.jp/editorial/20210520-OYT1T50264/

地熱発電　伸び悩む現状を脱却できるか

1. 地熱発電と何か。

2. 日本は地熱が豊富だが地熱発電が進まない。その理由を記す。

3. 質問や感想があれば記す。

参考：

社説本文(課題回答のためだけに使用のこと)

火山が多い日本は，豊富な地熱資源を有している。それをエネルギー源として最大限に生かしていくため，官民で取り組みを強化してほしい。小泉環境相は，地熱発電の開発を加速させると表明している。関係法令の運用を見直すことで，通常は１０年以上かかる適地の調査から稼働までの期間を，最短で８年に短縮するという。

熱源の８割が国立・国定公園に集中し，開発認可の基準が不明確だと指摘されていることから，審査要件を具体的に示す方針だ。政府は，２０３０年度までに温室効果ガスの排出量を１３年度比で４６％減らす目標を掲げている。その達成には再生可能エネルギーの拡大が不可欠で，太陽光や風力発電が中心となるが，地熱も潜在力は大きい。活用の道を探るのは当然である。

地熱発電は，地下２０００メートル程度の層から，マグマで熱せられた水や蒸気を取り出し，タービンを回して電気を起こすものだ。太陽光や風力と違って天候に左右されず，出力が安定している。温室効果ガスは出さない。日本の地熱資源量は電力に換算して２３４７万キロ・ワットと，米国，インドネシアに次ぐ世界３位だ。だが，現在の発電容量は６０万キロ・ワットで，原発１基分にも及ばず，世界では１０位にとどまっている。

１９年度の総発電量に占める割合は０.３％と，この１０年間，伸びていない。政府はその原因を精査し，改善を急ぐ必要がある。地熱発電は井戸を掘るのに１本５億円ほどかかるが，掘らないと熱水が出るかどうかがわからず，成功率は約３割とされる。開発の精度を高め，コストを下げる技術革新が望まれる。

ヘリコプターから地下の磁気を測り，熱水の場所を調べる技術がすでに実用化されている。これを活用して，成功率の向上につなげたい。ドリルの小型化などで掘削コストの低減を進めるべきだ。

地元の理解を得ることも重要となる。開発に対し，ホテルや旅館といった温泉関係者が湯量の低下や泉質の変化を心配して，反対するケースが多いためだ。

１９年に，国内では２３年ぶりの大型施設として稼働した，秋田県湯沢市の山葵沢地熱発電所の事例が参考になろう。運営会社が湯量を監視し，地元とデータを共有することなどで合意に至った。利用後の熱水は農作物のハウス栽培に使い，地域の活性化も図っている。こうした工夫を各地に広げてもらいたい。

English abstract on Newspaper opinion

The geothermal power generation extracts water and steam heated with magma from the layer of around 2,000 meters below ground, and it turns a turbine, and electricity is caused. The output is stable without being influenced by the weather unlike sunlight and wind power. It does not give the greenhouse gas.

The geothermal power generation prospecting costs approximately 500 million yen to dig one well, but the success rate is about 30% because it will be revealed whether heated water appears or not after digging.

Local understanding is also important for development because the hot spring person concerned such as a hotel and the inn often objects for worrying about a drop of the quantity of water and the change of the spring quality.

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