地中熱ポテンシャル評価手法の高度化と東北5地域における地中熱ポテンシャル評価

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25289332
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 内田 洋平 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 再生可能エネルギー研究センター, 研究チーム長 (90356577)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤井 光 秋田大学, 国際資源学研究科, 教授 (80332526) ; 井岡 聖一郎 弘前大学, 北日本新エネルギー研究所, 准教授 (40598520) ; 柴崎 直明 福島大学, 共生システム理工学類, 教授 (70400588)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 地中熱 / 地下水流動・熱輸送解析 / 東北地域 / 地中熱ポテンシャル評価

Outline of Annual Research Achievements

東北5地域を研究対象地域として，地中熱ポテンシャル評価手法の高度化を目的とし，既存の水文地質データの収集およびコンパイルを実施した。熱交換井が分布していない地域については，既存の観測井を用いて地下温度プロファイルの測定，水質分析のための採水を実施した。
H27年度は，福島県・会津盆地における地中熱ポテンシャル評価，および秋田平野と津軽平野における地中熱ポテンシャル評価の高度化を実施した。
地中熱利用のポテンシャル評価を行う際には，対象地域における地下水流動系とともに，地下の温度分布を把握する必要がある。そのため，収集した既存の水文地質データおよび現地地下温度測定データを元に，会津盆地における広域地下水流動・熱輸送モデルを構築した。その後，盆地内の20地点に対して単一熱交換井（GHE）モデルを構築し，熱交換量シミュレーションを行い，ポテンシャルマップとして熱交換量マップを作成した。
秋田平野における地中熱ポテンシャル評価の高度化については，新たな適地評価方法として住宅における年間の冷暖房熱負荷を計算し，採熱シミュレーションを行うことで各地点の採熱に必要な熱交換井の長さを求めた。そしてGISを用いて地中熱交換井の長さを評価方法とした地中熱利用適地マップを作成した。その結果，秋田平野では地中熱交換井の必要長さが平野部で60mから90mとなり，北西の海岸部において短くなる傾向が示された。
津軽平野については，地下水を直接利用するオープンループ型を想定し，冷凍空調器用水質ガイドラインを用いた水質評価を実施した。その結果，津軽平野では遊離炭酸の基準値超えが最も多く，次にpHで地下環境における有機物の分解に伴うCO2の生成が大きく寄与していることを示した。したがって，本地域におけるオープンループ型ヒートポンプの開発では遊離炭酸による腐食の耐久性が重要な課題となることを明らかにした。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] サーマルレスポンス試験の非充填型熱交換井への適用に関する実験的検討 (2016)
  • Author(s): 藤井光・小助川洋幸・ハディ ファラビ・サイード ジャリリ ナスラバディ
  • Journal Title: 日本地熱学会誌 Volume: 38 Pages: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Assessment of development potential of ground-coupled heat pump system in Tsugaru Plain, Japan. (2015)
  • Author(s): Shrestha, G., Uchida, Y., Yoshioka, M., Fujii, H., Ioka, S.
  • Journal Title: Renewable Energy Volume: 76 Pages: 249～257
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Effect of water injection into a ground heat exchanger drilled in a low-λ formation. (2015)
  • Author(s): Fujii, H., Kosukegawa, H., Onishi, K.
  • Journal Title: Proc. World Geothermal Congress 2015 Volume: - Pages: -
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Development of thermal response test device with automatic control system. (2015)
  • Author(s): Kosukegawa, H., Fujii, H.
  • Journal Title: Proc. World Geothermal Congress 2015 Volume: - Pages: -
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Numerical modeling of long-term performance of an ATES system. (2015)
  • Author(s): 5.Katsuragi, M., Yamaya, M., Kuronuma, S., Fujii, H., Uchida, Y., Yoshioka, M.
  • Journal Title: Proc. FEFLOW User Conference 2015 Volume: - Pages: -
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 地中熱ヒートポンプシステムにおけるポテンシャルマップの高度化 (2015)
  • Author(s): シュレスタ ガウラブ・内田洋平・吉岡真弓・藤井 光・井岡聖一郎
  • Journal Title: 日本地熱学会誌 Volume: 37 Pages: 113-141
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Development of Renewable Energy for Ground-Source Heat Pump System in CCOP Regions. (2015)
  • Author(s): Uchida, Y., Takashima, I., Yasukawa, K. and Sasimock, C.
  • Journal Title: Proc. GEOINDO 2015 International Conference Volume: - Pages: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 青森県におけるオープンループ型地中熱ヒートポンプシステムのための地下水水質研究 (2015)
  • Author(s): 井岡聖一郎・村岡洋文・鈴木陽大・松田雅司・内田洋平
  • Journal Title: 日本水文科学会誌 Volume: 45 Pages: 85-88
  • Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Shallow subsurface geology based on analysis of drilling cores and borehole data obtained in the Aizu basin, Northeast Japan (2015)
  • Author(s): 石原武志，鈴木毅彦，内田洋平
  • Organizer: American Geophysical Union, Fall Meeting
  • Place of Presentation: Moscone Center (San Francisco, USA)
  • Year and Date: 2015-12-18
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Performance evaluation of ground-source heat pump system and development of suitability map for its installation (2015)
  • Author(s): Shrestha G., Uchida Y., Yoshioka M., Kuronuma S., Kaneko S.
  • Organizer: American Geophysical Union, Fall Meeting
  • Place of Presentation: Moscone Center (San Francisco, USA)
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 水文地質環境を活用した地中熱システムの開発 (2015)
  • Author(s): 内田洋平，吉岡真弓，シュレスタ ガウラブ，舘野正之，黒沼 覚，岡田真吾，須藤 明徳
  • Organizer: 日本地熱学会秋季講演会
  • Place of Presentation: 別府国際コンベンションセンター（別府市）
  • Year and Date: 2015-10-21
• [Presentation] 会津盆地における地中熱利用ポテンシャル評価 (2015)
  • Author(s): シュレスタ ガウラブ，内田洋平，吉岡真弓，金子翔平，黒沼 覚
  • Organizer: 日本地熱学会秋季講演会
  • Place of Presentation: 日本地熱学会秋季講演会
  • Year and Date: 2015-10-21
• [Presentation] サーマルレスポンス試験における非充填式熱交換井の適用性評価 (2015)
  • Author(s): 藤井光，小助川洋幸，ハディファラビ
  • Organizer: 日本地熱学会秋季講演会
  • Place of Presentation: 日本地熱学会秋季講演会
  • Year and Date: 2015-10-21
• [Presentation] 秋田平野における地中熱利用適地マップの高度化 (2015)
  • Author(s): 池田栞，藤井光，吉岡真弓，内田洋平
  • Organizer: 日本地熱学会秋季講演会
  • Place of Presentation: 別府国際コンベンションセンター（別府市）
  • Year and Date: 2015-10-21
• [Presentation] 青森県田舎館村における熱応答試験による浅層地盤の熱交換量の検証 (2015)
  • Author(s): 井岡聖一郎，藤井光，鈴木陽大，松田雅司，村岡洋文
  • Organizer: 日本地熱学会秋季講演会
  • Place of Presentation: 別府国際コンベンションセンター（別府市）
  • Year and Date: 2015-10-21
• [Presentation] 温泉資料を利用した津軽平野における地温推定 (2015)
  • Author(s): 井岡聖一郎・内田洋平・鈴木陽大・松田雅司・村岡洋文
  • Organizer: 2015年度日本水文科学会学術大会
  • Place of Presentation: 産業技術総合研究所（つくば市）
  • Year and Date: 2015-10-10
• [Presentation] Analysis of groundwater flow system for potential assessment of ground-source heat pump system in regional scale (2015)
  • Author(s): Shrestha G., Uchida Y., Yoshioka M.
  • Organizer: 日本地球惑星連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉市）
  • Year and Date: 2015-05-27
• [Presentation] 津軽平野における地下水の水質調査及び利用のための水質評価 (2015)
  • Author(s): 井岡聖一郎・内田洋平・村岡洋文・鈴木陽大・松田雅司
  • Organizer: 日本地下水学会2015年春季講演会
  • Place of Presentation: 千葉商科大学（千葉県市川市）
  • Year and Date: 2015-05-23