[U-05] 気候変動と再生可能エネルギー利用の課題

[U05-P05] 地方自治体における「再生可能エネルギー熱」研究の取り組み事例

*濱元 栄起^1,2、石山 高¹、柿本 貴志¹、髙沢 麻里¹、大和 広明¹、嶋田 知英¹ (1.埼玉県環境科学国際センター、2.埼玉大学大学院理工学研究科)

キーワード：再生可能エネルギー、再生可能エネルギー熱、地中熱エネルギー、太陽熱エネルギー、埼玉県、地方自治体

脱炭素社会の実現のためには、従来型の化石エネルギーから再生可能エネルギーに転換することが重要である。エネルギーの利用用途においては家庭で使用するエネルギーのうち7割は熱エネルギー（給湯、暖房、冷房、厨房など）と言われており、熱を熱として利用することでエネルギー変換損失に小さい「再生可能エネルギー熱」の活用が有望である。再生可能エネルギー熱として地中熱や太陽熱などを挙げることができるが、世界的にも普及の余地は大きいのが現状である。このうち日本は海外の再生可能エネルギーの先端国に比べて、普及が遅れており、地中熱ヒートポンプの普及を例にするとアメリカや中国は設備容量で20,000MWtを超えているのに対して、日本は226MWtに留まっている。日本よりも人口の少ないドイツでも5,000MWtである。
　再生可能エネルギー熱の普及は、地方自治体としても重要な課題であり、普及に役立つ研究や情報発信が進められている。本発表では、埼玉県における研究事例について報告する。埼玉県の県立の研究機関である埼玉県環境科学国際センターでは、地中熱に関する研究の一環として県内の地下環境情報をもとに地域ごとの地中熱ポテンシャルを評価し、GISで公開している。この評価手法は、県内4800本のボーリング柱状図情報と、典型的な地質とそれに対応する採熱量との経験的な関係をもとに、深さ100ｍまでの単位深さあたりの平均的な採熱量を指標として各地点評価した。さらに、県内5地点では、小型の施設に地中熱ヒートポンプ（クローズド型）と空気熱ヒートポンプ設置し実証試験を行った。この結果、地中熱ヒートポンプのほうが空気熱ヒートポンプに比べると1.5倍～2倍程度効率が高いことを実データから示した。また、農業分野における地中熱の利用も期待できることからイチゴの栽培（熊谷市）とハーブ栽培（久喜市）の農家の協力のもと地中熱ヒートポンプ（オープン型）の実証試験を行い、地中熱の有効性について調べ、省エネ効果に加えて、高品質化や収穫期間の拡大など栽培面の効果も期待できることがわかった。
太陽熱エネルギーについての研究として、同センター内に設置されている太陽熱システム（真空管方式）を用いて、季節毎の温度変化をモニタリングしデータを取得した。真空管方式は、外気温の影響を受けにくいことから冬季でも高温が得られることが確かめられ、エネルギー変換効率は50％を超え高効率で利用できることが確かめられた。太陽熱エネルギーは天候や設置場所によって変動生のエネルギーであることから、地域内の全天日射量等の時間毎の高密度データも重要であるため、日射量等の面的解析も進めている。
この成果の一部は、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ）の助成事業の結果得られたものです。