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| プナ地熱ベンチャー | |
|---|---|
 | |
| 国 | アメリカ合衆国 |
| 位置 | プナ、ハワイ |
| 座標 | 北緯19°28′43″ 西経154°53′20″ / 北緯19.4785° 西経154.8888° / 19.4785; -154.8888 |
| 状態 | 運用 |
| 建設が始まった | 1989 |
| 委託日 | 1993 |
| 所有者 | オルマットテクノロジーズ |
| 地熱発電所 | |
| タイプ | バイナリサイクル |
| ウェルズ | 11 |
| 最大井戸深さ | 8,297 フィート (2,529 メートル) |
| 複合サイクル？ | はい |
| 発電 | |
| 銘板容量 | 38MW |
| 外部リンク | |
| Webサイト | hawaiianelectric.com/clean-energy-hawaii/clean-energy-facts/renewable-energy-sources/geothermal/puna-geothermal-venture-(pgv) |
| コモンズ | コモンズの関連メディア |
プナ地熱ベンチャー（PGV）は、ハワイ州最大の島であるハワイ島にある地熱発電所です。この発電所は、 2018年5月のプナ山下部の噴火開始直後に閉鎖され、2020年11月に発電を再開しました。 [1]噴火により、PGV変電所、倉庫、および近くで溶岩噴出時に予防的に消火され蓋がされた少なくとも3つの地熱井の上に溶岩が流れ出し、最終的に道路アクセスも遮断されました。[2] [3]
PGV はハワイで最初で唯一の商業用地熱発電所です。1970 年代から 80 年代にかけてハワイ地熱プロジェクトによって掘削され運用された実験井の隣接地に建設され、発電施設の建設は 1989 年に始まり、1993 年に完了しました。
溶岩による被害を受ける前、この発電所はキラウエアの東リフトゾーンに沿って6つの生産井と5つの注入井があり、38MWの発電能力を備えていました[4] 。その出力はハワイアンエレクトリックインダストリーズ（HELCOとしても知られています）に販売されていました。 [5] この発電所は2018年時点で島の電力の最大10％を生産しました。[6]
歴史
初期の探査と開発
カポホで最初の地熱探査井が掘削されたのは 1961 年から 1962 年にかけてでした。[7] : 9 この取り組みは、日本を訪れた際に国内の島々の間に海底電力ケーブルを敷設するプロジェクトを知った地元の地主リチャード・ライマンが先頭に立ったものです。ハワイに戻ったライマンは、経済発展の手段として、プナでの地熱発電を推進し、海底ケーブルでオアフ島やその他の人口密集地に電力を供給しました。彼は 1961 年にハワイ・マグマ・パワーを設立するためのビジネス パートナーを見つけました。探査井は、会社がその潜在能力の不十分さを検証する前に掘削されましたが、ライマンはホノルル アドバタイザー紙に対して、会社は「機械的な問題があり、断念した」と主張しました。[8] : 12–13
ハワイ地熱プロジェクト
1970年代には、ハワイ地熱プロジェクトが組織され、連邦および州の資金提供による研究が行われた。[8] : 13–15 地域の地質と地熱ポテンシャルの研究が完了した後、1975年に最初の井戸の建設場所が選ばれた。環境影響調査や一般からの意見聴取期間もないまま、掘削が開始された。当時、掘削現場の周囲は田園地帯で手つかずの状態だったが、近くに分譲地を作る計画があった。[8] : 14–15 井戸からは時折、掘削孔からガスや液体が排出され、大きな騒音と大気への汚染物質の放出が発生した。1976年までに、近くに3つの分譲地が設立され、井戸から1マイル以内に住む12世帯を含む住民が住み始めた。騒音公害と有毒ガスの排出が続くと、住民の懸念と反対が生じ始めた。井戸の地熱エネルギーを電力に変換するために、連邦政府と州政府から資金が確保された。 [ 8] : 15–19 HELCOはプロジェクトの利害関係者の一人であったが、現場の火山活動や地震のリスクを理由に、同社の資本をプロジェクトに投資しないことを株主に保証した。[8] : 19
実験的な3MW発電機は1981年に完成し、1980年代を通じて稼働し続けました。しかし、近くの住宅地に家族が家を建てたり引っ越したりし続けたため、騒音と汚染を止めるための数回の試みと失敗した訴訟が発生しました。[8] : 20–29 現場は溶岩危険区域内にあったため、発電機はスキッド上に構築され、溶岩流が施設を脅かす場合には発電機を撤去できるようにクレーンを含む建物に格納されました。さらに、坑口はコンクリートのバンカーに格納され、溶岩が坑口を損傷するのを防ぐために密閉されました。[9] : 13 反対と、発電機の運転と保守によって発生した営業損失にもかかわらず、発電機を稼働させ続けるための十分な支援がありました。1989年4月、郡当局は小規模な噴出後の施設の状態について懸念を表明し、現場の営業許可の見直しと場合によっては取り消しを検討しました。 1989年にこの場所でさらにいくつかの事故が発生した後、施設は12月11日に閉鎖命令が出されました。 [8] : 30–32 HGP発電機は、その寿命中、年間1500万〜1900万キロワット時の電力を生産しました。[9] : 13
プナ地熱ベンチャー
4km
2.5マイル
2.5マイル
レイラニ エステーツ
プナ地熱ベンチャー
1980年、HELCOは25MWの地熱発電の提案を要請した。その年、ライマンの2つの会社と他の2つの会社の間で、ライマン家から借りた500エーカー（200ヘクタール）の土地で地熱エネルギーを生産するための合弁会社が設立された。この合弁会社は1981年にプナ地熱ベンチャーと改名された。その後数年間、PGVは3つの井戸を掘削したが、いずれも井戸ケーシングの機械的な故障に見舞われ、使用不能となった。[8] : 39–41
1986年、PGVはHELCOと1993年までに25MWの電力を供給する契約を締結した。PGVは、排出ガスゼロで騒音レベルを大幅に下げる技術を採用することを約束した。1989年、HGP施設が大きな問題に直面していたとき、PGVが提案した施設は地元の反対を克服し、地元の計画委員会から許可を得ることができた。[8] : 41–45
この発電所は、時折有毒物質を排出するため、地元の懸念を引き起こした。[10] 1991年、KS-8号井戸が噴出事故を起こし、州は発電所の許可を停止した。[11] [12] 2016年、発電所の所有者は、硫化水素の放出に関する米国環境保護庁の基準に違反していることが判明し、2013年の2件の事故で76,500ドルの罰金を科された。 [13] [14]発電所に対するさらなる懸念と反対は、あらゆる形態の火山活動を半神ペレの顕現と見なすハワイ先住民によって提起された。彼らは、地熱井戸とエネルギー生産を冒涜であると宣言した。[7] : 7
2005年、KS-13井の掘削中に、深さ8,163フィート（2,488メートル）でマグマに遭遇しました。マグマが掘削孔を上昇して冷えて無色透明のガラスになったため、掘削孔を数回再掘削する必要がありました。温度が約1922°F（1050°C）のマグマはデイサイト質で、大陸を形成する花崗岩に似ており、約3分の2がシリカでできており、ハワイ諸島のほとんどを形成する暗く鉄分を多く含む玄武岩とは対照的です。このマグマは、240フィート（73メートル）の閃緑岩火成岩層を掘削した後に遭遇したため、研究者らは、マグマが長期間滞留する間に化学的に分離したのではないかと考えました。[15] [16] [17] [18] Natureに引用されているように、研究チームは「大陸性岩石と原始的な海洋玄武岩の分化の実際のプロセスが現場で観察されたのはおそらく初めて」であると述べた。[15]ジョンズ・ホプキンス大学のマグマ専門家ブルース・マーシュは、この遭遇のユニークさを次のように述べた。「これまでは溶岩流だけを扱っていましたが、これはマグマの寿命の終わりです。表面に横たわっていて、ガスが抜けています。自然の生息地ではありません。博物館で恐竜の骨を見るのと、野外で歩き回る本物の生きた恐竜を見るのとでは違います。」[18]
PGVは1993年の開業当時は25MWの発電能力があったが、1995年には30MW、2012年には38MWに成長した。[7] : 9 2015年、HELCOは、プナ地区に25MWの地熱発電能力を追加する入札でオルマットが勝者となったと発表した。[19] [10] [7] : 25 2018年3月、オルマットは、2020年までに発電所の生産量を8MW増やし、38MWから46MWにする計画を発表した。[20]
2018年の溶岩被害と閉鎖
2018年5月3日、 5月最初の2日間に数百回の地震が発生した後、PGV発電所近くのレイラニエステーツ地区内および周辺で地割れが生じた。地熱発電所で有毒な硫化水素ガスが放出され爆発する恐れがあるため、予防的な設備停止と、高可燃性のペンタンの備蓄の点検が行われた。地震の頻度が増加し始め、5月1日から2日にかけてレイラニエステーツで最初の亀裂が現れた。発電所は、5月3日に溶岩が流れ始めたという最初の報告を受けてから約3時間後に停止された。[21] PGVに貯蔵されていたペンタン約6万米ガロン（23万リットル、5万英ガロン）はすべて、5月10日の朝までに撤去された。[22]
その後数週間にわたり、井戸は冷水で安定化された。水の重さで蒸気が上がらないようにするためであり、また、井戸を塞ぐことも可能であった。KS-14の井戸は、マグマに近接していたために過熱されていた可能性があり、冷却することができなかったため、安定化を図るために掘削泥で満たされた。その後、井戸は金属製の栓で密閉された。この栓は5月22日に現場に到着し、PGVの職員は、この栓は華氏2000度（摂氏1100度）の溶岩にも耐えられると主張した。 [23] [24] [25] [26] [27] [28]ハワイ緊急事態管理局のトム・トラヴィスは、調査したが、PGVの井戸のように閉鎖されていた地熱井戸を溶岩が溢れた前例は見つけられなかったと主張した。PGVチームは、溶岩原内で井戸を操作したことのあるアイスランドの科学者と話し、溶岩が井戸頭にどのような影響を与えるかについての知見を提供した。[28] : 8:03–9:26
5月27日には、いくつかの蓋付き井戸に溶岩が近づきました。[2]蓋付きKS-5とKS-6の井戸は、5月27日と28日に亀裂7と21からの溶岩で浸水しました。 [29] [30]溶岩が地熱井戸を覆ったのはこれが初めてでした。[31] [32] 5月30日には、変電所と掘削装置が入っている倉庫が溶岩に飲み込まれて破壊され、施設への主要アクセス道路が遮断されました。[33]その後、3番目の井戸が浸水しました。[3]
ハワイ電力は、停電にもかかわらず、古いディーゼル発電機が稼働していたため、ビッグアイランドの停電が発電不足によって引き起こされるとは予想していませんでした。 [34] [35] [25]
2020年の再開と2022年の拡張案
掘削作業は2019年後半に開始された。[36]工場は2020年11月に縮小操業を再開した。[1]
2022年初頭の時点で、プナ地熱ベンチャー発電所はビッグアイランド向けに約25.7MWの電力を生産していると報告されています。
2022年7月、PGVの発電量拡大が提案されたことが発表された。[37]リパワープロジェクトと呼ばれるこの計画は、フェーズ1で46MW、フェーズ2で60MWを目標としており、現在の施設の既存の敷地内で稼働している12基の発電ユニットを最大4基のアップグレードされた発電ユニットに置き換えることで発電量の増加を実現する。
PGVは、2022年7月23日版の「環境通知」で環境影響評価書作成通知を発表しました。 [38] 2024年2月には、最大46MW、最小30MWを許可する新しい電力購入契約が締結されたことが発表されました。これは、3年以内に古いユニットを3つの新しいユニットに交換することで達成されます。[39]
カポホ地熱貯留層
PGVは、ハワイ島を形成するキラウエア火山の東リフトゾーンに位置している。そこにある地熱エネルギー貯蔵庫はカポホ地熱貯蔵庫として知られている。[9] : 11 東リフトゾーンの地熱エネルギーの潜在能力は200MWを超えると推定されている。[40]地熱貯蔵庫は玄武岩の中にあり、2つの主要な亀裂系の浸透性に依存している。両方の亀裂系には大きな開口部があり、8.5インチ（220mm）のドリルビットで最大30フィート（9.1m）の落下が記録されている。[41]
設備
200メートル
220ヤード
220ヤード
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パッドA
パッドB
バイナリーサイクルプラント
複合サイクル発電所
パッドF
パッドE
パッドD
プラントと井戸の位置[7] [42]
この工場は2004年に買収したオルマット・テクノロジーズが所有している。[43]
発電所
プナ複合施設では2つの発電所が稼働している。最初の発電所は10基の蒸気タービンと10基のバイナリータービンで構成される10基の複合サイクル オルマットエネルギーコンバーター（OEC）で構成され、1993年に開設された。 [44] 2番目の発電所は2基のバイナリーサイクルOECで構成され、2011年にサービスを開始し、2012年に商業運転を開始した。
ウェルズ
2017年12月現在、プナ・コンプレックスは6つの生産井と5つの注入井で構成されていた。 [44]
2008年現在、稼働中の5つの生産井は海抜620フィート（190メートル）の高さにあり、蒸気と塩水の混合物を生産している。5つの井戸は平均で毎時60万ポンド（27万キログラム）の蒸気と毎時120万ポンド（54万5000キログラム）の塩水を生産している。生産井から出てくる流体の温度は約640°F（338°C）で、注入井に約300～400°F（150～200°C）で戻される。[41] [46]
地熱流体の代替利用
発電に加えて、この施設の追加的な用途も提案されている。ハワイ州ビジネス・経済開発・観光局のアンドレア・ギル氏は、PGVとその周辺での地熱エネルギーの直接利用を検討するために設立された作業部会を代表して、流体と周辺の浅い地下水井戸の潜在的な直接利用法の概要を説明した。利用法には、果物やマカダミアナッツの乾燥、水産養殖と温室暖房、低温殺菌と殺菌、地熱/健康スパ、地熱ヒートポンプなどがある。[46] PGVでは、発電に利用された後の高温の塩水は、再注入時に約300〜400°F（150〜200°C）であり、再注入前に塩水を熱エネルギーとして利用することができる。PGV周辺の750フィート（230メートル）以下の水井戸では、最高193°F（89°C）の温度が記録されている。[46]
2005年、掘削機が珍しい種類のマグマにぶつかった後、研究者とPGVは、その掘削孔を科学的研究のための観測所にしたいとの希望を表明した。[15]
参考文献
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、キラウエア2018年の噴火に関連するメディアがあります。
- プナ地熱ベンチャー（PGV）、ハワイ電灯会社
- ハワイ地下水・地熱資源センター
- 地熱コレクション、eVols、ハワイ大学マノア校図書館
- 米国地質調査所キラウエア火山噴火最新情報ページ
- ハワイ郡民間防衛警報ウェブサイト
- 2022年7月 プナ地熱ベンチャー再発電プロジェクト環境影響評価通知