地熱学会HP：地熱エネルギー入門
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環境影響

　地熱エネルギーは1960年代にはすでにクリーンエネルギーであると認識されていましたが，公害問題や地球環境問題が認識され，いろいろな汚染物質の測定技術が発達して環境負荷に対して厳格さが要求される今日にあってもそれは変わりません。

　現実問題として，我々がエネルギーを利用するため，それを取り出したり運んだりする際，環境に直接，間接に全く影響を与えないということはあり得ません。例えば，木を燃やすことは古来の最も単純な熱エネルギーの獲得法ですが，それにあっても有害物質の放出や森林破壊をともないます。今深刻になっている人間活動の環境への影響は，すでに我々の祖先が森の木を切って料理をしたり家を温めたりしたときから始まっているわけです。地熱エネルギーの利用においてもなんらかの環境影響をともないます。しかしその影響は他のエネルギー利用に比べ小さいものです。

　一般に，地熱利用にともなう環境影響はその利用規模に比例して大きくなります (Lunis and Breckenridge, 1991) 。 表6は，地熱の直接利用における環境影響の可能性とその相対的度合いをまとめたものです。バイナリーサイクルによる発電も直接利用の場合とほぼ同等と考えられます。従来型の背圧式や凝縮式発電プラントの場合は，原理的に，主に大気への影響が大きくなりますが，許容範囲内に抑えることが可能です。

表6：地熱直接利用において考えられる環境影響とその度合い

環境影響

問題発生頻度

結果の重大性

空気の汚染

低

中

地表水汚染

中

中

地下汚染

低

中

地盤沈下

低

低〜中

騒音公害

高

低〜中

坑井の暴噴

低

低〜中

文化・歴史遺産への悪影響

低〜中

中〜高

社会-経済的問題

低

低

化学的・熱的汚染

低

中〜高

固体廃棄物

中

中〜高

出典： Lunis and Breckenridge (1991)

　何らかの開発を行う場合，それにともなう環境変化に十分配慮する必要があります。近年，各国で環境に関する規制や法律が厳しくなっていますが，それらに従うことはもとより，一見些細な環境変化が後の重大な環境変化の引き金になり得ることも十分認識しておく必要があります。例えば，温排水による水温上昇がわずか2〜3℃であったとしても，その地域の生態系に影響を及ぼすことがあります。すなわち，水温変化に最も影響を受けやすい水中植物や動物が次第にすがたを消し，それによってそれらを餌にしていた魚が絶滅することがあります。また水温の上昇が，ある種の魚の産卵に影響し，その魚の卵が食用になっていたとすると，その地域の漁業関係者にとっては重大な問題となります。

　地熱開発において環境影響が最初に顕在化するのは坑井の掘削時です。坑井は，地熱兆候や地温勾配を調査するための小孔径の浅いものから，深部の地熱貯留層の評価や地熱流体の生産のための大孔径の深いものまであります。坑井の掘削機器や関連設備を設置するために，取り付け道路の整備や敷地の造成が必要になります。通常，掘削深度が最大300〜700 m級 のトラックマウント型の掘削設備では 300〜500 m2 の敷地が，2000 m級の中規模の掘削設備では 1200〜1500 m2 の敷地が必要になります。これらの道路の整備や敷地の造成は地形の変更や野生生物への影響をともなうことになります。

　地熱井の掘削では地下が高温高圧であるため，坑井が暴噴し地表面の汚染をおこすことがあります。そのようなことが予想される場合にはあらかじめ掘削設備に暴噴防止装置を取り付けておく必要があります (Lunis and Breckenridge, 1991) 。また，坑井の掘削あるいは試験中に好ましくないガスが大気に放出されることもあります。これら掘削にともなう環境影響は掘削が終了すれば終息します。

　次に，地熱流体を運ぶパイプラインの敷設や地熱利用プラントの建設が地形変更や生態系への影響をともないます。これによってその地域の景観が変わることになりますが，ラルデレロのように，縦横に走るパイプラインやクーリングタワーなどがその地域の田園風景とマッチしてパノラマを形成し，観光名所となっている場合もあります。

　地熱利用プラントの運転中もいろいろな環境影響が生じ得ます。熱水や蒸気などの地熱流体は一般に，二酸化炭素 (CO2) ，硫化水素 (H2S) ，アンモニア (NH3) ，メタン (CH4) 等のガス成分を含み，また，温度によって溶解度が増すような化学成分を含んでいます。例えば，塩化ナトリウム (NaCl) ，ホウ素 (B) ，砒素 (As) ，水銀 (Hg) 等は，それが環境に放出された場合，公害の原因となります。アイスランドの地域暖房に利用されている地熱流体は真水に近いものですが，これは特殊な例です。他方，地熱利用プラントからの排水の温度は周辺の水温よりも高い場合が多く，温排水公害の原因になり得ます。

　従来型の地熱発電プラントでは大気汚染が問題となる場合があります。硫化水素は地熱利用による汚染物質の代表的なものの一つです。その臭気を感ずる濃度の下限は体積にして5ppb程度，それよりやや高い濃度になると人体への影響があらわれます (Weres, 1984) 。しかし現在では，いろいろな方法により硫化水素の排出を抑制することが可能です。二酸化炭素も地熱流体に多少含まれており，従来型の地熱発電ではそれが大気に排出されます。しかしその量は，化石燃料による発電所からの排出量 (石炭火力：1042 g/kWh，石油火力： 906 g/kWh，天然ガス火力： 453 g/kWh) に比べはるかに少なく，13〜380 g/kWh 程度です。バイナリーシステムや直接利用システムにおいても多少の排出ガスをともないますが，それらはクローズドシステムを採用することにより原理的になくすことができます。

　地熱利用システムからの排水も水質汚染の原因となり得ます。利用された熱水が高濃度のホウ素，フッ素化合物，砒素等を含む場合は，それを処理したり地下に還元したりする必要があります。しかしほとんどの直接利用システムで用いられている中低温の熱水ではそれらの濃度は低く，排水が問題になることはあまりありません。排水を冷却することにより放流可能になる場合もあります (Lunis and Breckenridge, 1991) 。この場合，周辺の生態系への影響を無くするため，熱水は特別な貯留池か冷却タンクで冷却されます。

　地下から大量の熱水を取り出すと，通常の地下水のくみ上げと同様に地盤沈下がおきることがあります。地盤沈下は比較的広い範囲でゆっくりと進行するもので，顕在化するまで数年かかります。その量はまちまちですが，ときには数10�pから1ｍに達し，地熱プラントや付近の住宅が損傷を受ける場合もあります。このため，大量の熱水を取り出す場合には計画的に地盤沈下をモニタリングする必要があります。多くの場合，利用した熱水を地下に還元することによって地盤沈下を防いだり，抑制したりすることができます。

　ある地域では熱水を取り出したり還元することが地震の原因となったり地震の発生頻度を高める可能性があります。しかしこれらの地震の規模は通常非常に小さく，高感度の地震計でしか検知できないようなものです。地熱利用が大規模な地震発生の引き金になることはないと考えられており，事実，これまでもそのような例はありません。

　地熱発電所が発生するノイズが騒音公害の原因になることがあります。地熱流体を搬送するパイプラインからは高い周波数のノイズの発生が考えられ，また，たまに行われることがある噴気でもノイズが発生しますが，通常これらのノイズは許容できるレベルです。地熱発電所では冷却塔のファン，蒸気排出器，タービンなどが主なノイズ源です (Brown,2000) 。直接利用プラントにおいてはノイズが問題になることはほとんどありません。

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