成果報告書詳細
管理番号20150000000634
タイトル平成23年度ー平成24年度成果報告書 新エネルギーベンチャー技術革新事業 新エネルギーベンチャー技術革新事業(風力発電その他未利用エネルギー) 都市における地中熱大規模利用可能性の総合評価
公開日2016/3/9
報告書年度2011 - 2012
委託先名株式会社地圏環境テクノロジー 国立大学法人東京大学 応用地質株式会社
プロジェクト番号P10020
部署名イノベーション推進部
和文要約件名:平成23年度ー平成24年度成果報告書 新エネルギーベンチャー技術革新事業 新エネルギーベンチャー技術革新事業(風力発電その他未利用エネルギー) 都市における地中熱大規模利用可能性の総合評価

本事業では、省電力を目的とした自然エネルギーに位置付けられる「地中熱」を取り上げ、大都市における大規模地中熱利用の実現可能性についての定量評価、地中熱利用設計および性能・環境評価手法を実装した設計支援ツールを開発する。以下に示す5項目により事業化を検討した。1)東京23区の地下環境モデル構築 首都圏を取り巻く荒川・利根川流域圏を対象に既存の地質データを収集した。東京23区については、現段階で対象とする8区(千代田区、港区、中央区、台東区、新宿区、渋谷区、豊島区、文京区)について1,400本以上のボーリングデータを収集した。上記の収集データを元に、地中熱利用の対象深度となる浅層地質(物性分布)を詳細に表現した対象8区の三次元地盤モデルを開発した。モデル化へ反映した情報量と質に基づき、構築した三次元地盤モデルの信頼性を評価した。2)東京23区の地中熱ポテンシャルマップ作成・評価 荒川・利根川流域圏を対象とした広域水循環モデルと東京23区の詳細モデルをつなぐための対象データを確定し、それらの結合手法(ネスティング法)を開発した。構築した三次元地盤モデルを反映し、対象地域の陸水・熱輸送シミュレーションを実施した。シミュレーション結果を基に、都心部の25mメッシュ地中熱利用ポテンシャルマップを作成し、地中熱大規模利用を想定した複数のケーススタディによって、その評価を行った。また、ケーススタディの結果から、都心における地中熱大規模利用は現実的であることが示された。3)地中熱大規模利用設計支援システムの基本設計 地中熱ポテンシャル、初期コスト回収期間、省エネルギー量、CO2削減量の算出・マッピングの手順、更新及び管理のための手順を作成した。地中熱利用マップの閲覧、地中熱利用調査・設計情報の取得、地中熱設計支援ツールの利用を基本機能とした設計・意思決定支援ツールの基本設計と試作を行った。4)非破壊地盤情報取得システムの設計・評価 掘削調査が容易でない都市部において、非破壊による地盤情報(熱物性、地質区分)取得の実行可能性について、文献からの知見・データに基づいて調査を行った。その結果、電気探査や電磁法探査および物理探査によって、比抵抗やS波速度から熱物性の把握や地質区分ができる可能性を見出した。これらの調査に基づき、応用地質(株)つくばオフィス敷地内にてボーリング試掘およびデータ取得を行い、非破壊調査による土質、熱物性の推定可能性を実証(適用実験)した。その結果、非破壊調査から大局的な地質区分や熱物性を推定できる可能性が確認され、新たな課題を抽出することができた。5)ビジネスプランの策定 地中熱利用設計支援サービスの市場規模の推定を行い、開発・収支計画を作成した。本事業において想定する顧客は、大規模な地中熱利用を必要とする事業主や、地中熱利用の適地選定・調査・システム設計等の専門メーカーとし、以下に示す3つの用途・形態での情報提供サービスを行う。・地中熱利用マップ ・地中熱設計支援ツール ・地中熱利用調査・設計 地熱学会において、「東京都心部で大規模地中熱利用の可能性検討」について発表し、地中熱の研究者および都市部で地中熱利用を検討している事業主へのアピールをすることができ、今後の成果を期待されている。なお、地中熱利用マップを基盤情報とした高度情報サービスについて、ビジネスモデル特許の取得について検討を進めている。
英文要約Title: New Energy Venture Business Technology Innovation Program / New Energy Venture Business Technology Innovation Program (wind power generation and other untapped energies ) / Feasibility Study on Large-Scale Geo-thermal Energy Potential in Megacity (FY2011-FY2012) Final Report

The aim of this study is to develop a new geothermal potential map for energy utilization in megacity focusing on accuracy and large-scale application. Our developed tools would lead to a more accurate quantitative estimation of the geothermal potential along with information on usage efficiency and environmental impact. This study program is comprised of the following five work packages.1)Subsurface environment modeling for Tokyo’s 23 wards A 3-dimensional geological model based on more than 1,400 existing boreholes data was constructed for the eight wards (Chiyoda-ku, Minato-ku, Chuo-ku, Taito-ku, Shinjuku-ku, Shibuya-ku, Toshima-ku and Bunkyo-ku) in Tokyo which we concentrated in this study.2)Mapping and evaluation of the geothermal potential for Tokyo’s 23 wards using a surface and subsurface water flow and heat transport numerical simulation technique A new geothermal potential map for the eight wards in Tokyo with horizontal resolution 25m was created from water and heat transport simulation results. A general-purpose terrestrial water flow and heat transport coupled simulator GETFLOWS was adopted. A large-scale geothermal energy utilization estimation in megacity was found to be feasible from this study.3)Development of prototype system to supply information for geothermal utilization A prototype system has been developed to supply information for geothermal utilization such as geothermal potential, payback period, energy saving and carbon reduction. We designed the protocol to create and update this information using the simulation model.4)Evaluation and application of non-destructive ground survey techniques to acquire geological information It was found that it is possible to classify the soil type and identify the thermal property by ground-based electrical or electromagnetic exploration and geophysical exploration through the existing literature investigation. This non-destructive ground survey technique was applied to real field, and successfully achieves the estimation of the geological characteristics.5)Business Planning There are several potential applications of the newly designed tools and potential maps for large-scale geothermal energy use. We consider three categories of possible outlets as following; - Web-based information services of geothermal potential map (Data/Application Services Provider) - Software sales (software related to the design support tool, census and white paper, etc.) - Engineering and consulting services using the data and software The expected clients are i) major consumer of electric power energy like large scale business facilities and ministry buildings, ii) land and building developer/operator, and iii) National and local governmental offices.
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