地熱（読み）チネツ（英語表記）geothermy

デジタル大辞泉

ち‐ねつ【地熱】

《「じねつ」とも》地下の岩石中に保有されている熱。主に放射性物質の崩壊によって発生する。
[類語]熱・温熱・火熱かねつ・炎熱・焦熱・熱気・温気うんき・熱いきれ・熱ほとり・ほとぼり・余熱・電熱・気化熱・融解熱・放射熱・灼熱・赤熱・白熱・加熱・過熱・暖房・保温・予熱・断熱・発熱・放熱・高熱・ヒート

じ‐ねつ〔ヂ‐〕【地熱】

⇒ちねつ（地熱）

出典　小学館

精選版 日本国語大辞典

じ‐ねつヂ‥【地熱】

1. 〘 名詞 〙 ( 「ちねつ」とも ) 地下の岩石中に保持されている熱をいう。火山地域などを除くふつうの地域では、地下へ一〇〇メートル下るごとに温度が平均摂氏三度の割合で上昇する。
   1. [初出の実例]「光線の通らぬ地底の水の地熱(ヂネツ)によって熱するやうな感じである」(出典：俳諧師（1908）〈高浜虚子〉四六)

ち‐ねつ【地熱】

1. 〘 名詞 〙 ⇒じねつ（地熱）

出典　精選版 日本国語大辞典

日本大百科全書(ニッポニカ)

地熱（ちねつ）
ちねつ
geothermy

地球誕生以来地球の内部で発生し蓄積された熱エネルギー。それは、太陽の周りに散らばっていた微小天体が集積して衝突したときのエネルギー、地球の核が形成されたときのエネルギー、地殻の中やマントル上部にある長寿命の放射性元素の崩壊の際に放出される熱エネルギーなどに由来する。これらのエネルギーはプレート運動、造山運動、地震、火山などの多くの自然現象を引き起こす原動力になっている。

　現在の地球内部の温度は推定の方法がまちまちではっきりわかっていないが、一例をあげると、大陸地殻の底で約400℃、海洋地殻の底で約200℃、マントルと核の境付近で約4000℃、内核で約6000℃といわれている。このような温度分布に対応して地球の内部から地表に向かって熱の流れがあり、地殻内部のものを地殻熱流量という。これによって、地球全表面から放出されている熱エネルギーは1年間に約10の28乗エルグ、すなわち世界の地震や火山のエネルギーの数十倍から100倍くらいの大きさになる。

［湯原浩三］

地熱資源

地殻内部の温度分布は場所的に一様ではなく、火山地域では地下数キロメートル程度の所に約1000℃前後のマグマ溜(だま)りがあると考えられている。地表に降った雨の一部は透水性地層を伝って地下に深く浸透し、マグマ溜りからの熱伝導と高温物質の供給によって加熱され、高温の流体となり、透水性地層や岩盤の割れ目の中に地熱貯留層を形成する。貯留層内の流体は熱対流によって天然の割れ目を通って上昇し、ふたたび地表に現れ噴気や温泉などの地熱現象を生じる。このように水の循環によって地下の熱を地表に運び出すシステムを熱水系という。

　貯留層は帽岩(ぼうがん)といわれる不透水性の地層に覆われていて被圧状態になっていることが多い。地熱流体は圧力と温度の関係で、液相のみからなる場合と気相を多く含む場合とがあり、前者を熱水型貯留層、後者を蒸気卓越型貯留層とよぶこともある。貯留層から地表に向かって上昇する地熱流体は、さらに二次的、三次的に地下水と混合して、より低温の熱水型貯留層を形成することもあり、温泉帯水層とよばれる。以上を総称して火山性熱水対流系地熱資源という。一方、マグマ溜りのような火山性熱源が潜在していても、熱水系が発達しえないような地質条件のもとでは、乾燥高温岩体地熱資源ができる。日本では北海道豊羽、富山県黒部、長野県中の湯、山形県肘折(ひじおり)などにその存在が知られている。

　一方、火山性の特殊熱源がなくても、地下深くにはかなりの高温の地下水がある所があり、これを非火山性深層熱水地熱資源という。

　以上のほか、活火山やマグマ溜りそのものを一つのエネルギー資源とみなし、それを利用するための基礎的技術の研究を始めようとする動きもおこっている。

　地熱資源の包蔵量の予測を正確に行うことはきわめてむずかしい。しかし、エネルギー政策上や開発計画の作成上その値がしばしば要求される。現在のところ、地熱徴候や地質構造から地熱貯留層の面積、厚さ、温度を類推し、それに空隙(くうげき)率や回収率の適当な値を乗じて採取可能資源量を算出している。発電量の予測にはさらに機械効率、発電効率を乗じる。このような算出法に用いる各因子の値はいずれも確かなものではないので、結果はおよその値を与えるにすぎない。日本の地熱資源の分布を図A、図Bに示す。

［湯原浩三］

地熱開発

石油代替自然エネルギー資源のなかで、地熱資源はすでに利用技術が確立されていて、実用規模の開発段階にあるものとして世界各国で開発が推し進められている。現在、おもに開発の対象となっているものは火山性熱水対流系地熱資源であるが、ヨーロッパを中心にして深層熱水の開発も進められつつあり、高温岩体からの熱抽出法の研究はアメリカのロス・アラモス研究所を中心に日本やヨーロッパ各国でも行われている。地熱エネルギーの利用法の主力は地熱発電であるが、中・低温の地熱資源の直接利用も注目を浴びている。

　地熱資源の開発にあたっては、まず各種の地熱探査を行い、ついで地熱井(せい)の掘削を行うのが普通であるが、日本では地熱地域の多くは国立公園内にあるため、自然保護や環境問題、さらには温泉との利害の調整のため、調査、開発にかなりの規制が加えられている。

［湯原浩三］

直接利用

地熱資源は発電以外にもいろいろな目的に熱を直接利用することができる。図Cに示したように、利用する目的によって適した温度があるので、一つの資源をいろいろな目的に多段利用して経済性を高めることもできる。地熱を利用した大規模な暖房・給湯システムはアイスランドの首都レイキャビーク、アメリカのオレゴン州クラマスホール、フランスのパリ近郊ムラン、ハンガリーのブダペストなどにその例がある。レイキャビークでは1927年から地熱利用暖房給湯事業が始まり、現在では近郊を含めて約10万人がその恩恵に浴している。ここでは水質が良好なため熱交換器は用いられていない。クラマスホールでは市内各地にある約400の温泉井にダウンホール熱交換器を設置して、暖房・給湯に利用している。とくに同市にあるオレゴン州立大学では新キャンパス移転に際して、適地を求めて全学舎を地熱暖房にしたことは有名である。ムランでは約3000戸の住宅団地を対象に地熱利用の暖房・給湯を行っているが、ここでは深さ約1800メートルにある約70℃の深層熱水をくみ上げ、真水と熱交換したあと同じ地層に還元している。日本には地熱を利用した地域地熱供給事業といえるほどのものはまだない。

　寒冷積雪地では地熱を利用した道路融雪を行って大きな効果をあげている所がある。地熱利用道路融雪は、路床にパイプを埋設し高温水を通水して道路を加熱して雪を融(と)かす方式で、路面に地下水を散水する消雪道路とは区別する。埋設管としてはポリブテン管、鋼管などがあり、径25ミリメートル程度の細い管を約20センチメートル間隔で深さ約10センチメートルに10～40本並列に埋設したものや、径100ミリメートル以上の太い管を深さ30センチメートル程度に数本埋設したものなどいろいろある。日本の地熱利用融雪道路は札幌市定山渓(じょうざんけい)、群馬県吾妻(あがつま)郡草津町、長野県下高井郡山ノ内町、岐阜県高山市などにあり、2002年（平成14）現在、道路延長は合計約8キロメートル、融雪面積約4万平方メートルである。また広い意味の地熱利用として、普通の土地に深さ50～100メートル程度の坑井を掘削し、坑井には熱交換パイプ、地上にはヒートポンプを設置し、夏は冷房、冬は暖房を行うシステムがアメリカ、ヨーロッパで普及している。これを地中熱利用ヒートポンプという。環境にやさしいシステムであるため日本でも普及の促進が図られている。

　地熱の農業利用は世界各地に例がみられるが、もっとも盛んなのはハンガリーで、ここではほぼ全土に存在する深層熱水を利用して大規模な施設園芸が行われている。日本では北海道渡島(おしま)総合振興局管内の森町での野菜栽培、鹿児島県指宿(いぶすき)市での観葉植物の栽培が有名であり、そのほか小規模な利用は多くの温泉地で行われている。養魚、畜舎暖房、育苗などへの利用もいくつかの例はあるが大規模なものは少ない。地熱の二次産業への利用としては農林水産物の乾燥加工、製塩、化学薬品の抽出に用いられている例があるが、その規模はいずれも小さい。

［湯原浩三］

『湯原浩三・瀬野錦蔵著『温泉学』（1969・地人書館）』▽『早川正巳著『地熱　第四のエネルギー』（1970・日本放送出版協会）』▽『森康夫・陶山淳治著『地熱エネルギー読本』（1980・オーム社）』▽『鎌田政明著『地熱流体の化学　環境科学の視点から』（1985・東京大学出版会）』▽『湯原浩三著『大地のエネルギー　地熱』（1992・古今書院）』▽『イアン・グラハム著、菊池美代子訳『エネルギーの未来を考える4　地熱・バイオエネルギー』（2000・文渓堂）』

[参照項目] | 指宿（市） | 海洋地殻 | 核 | 火山 | 活火山 | 草津（町） | 黒部（市） | 高温岩体 | 地震 | 定山渓温泉 | 深層熱水 | 造山運動 | 高山（市） | 地殻 | 地熱井 | 地熱探査 | 地熱発電 | 中ノ湯温泉 | 肘折温泉 | マグマ | マントル | 山ノ内（町）

火山性熱水対流系地熱資源分布〔図A〕

非火山性深層熱水地熱資源分布〔図B〕

地熱の温度別利用目的の概要〔図C〕

地熱（じねつ）
じねつ

→地熱

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)

改訂新版　世界大百科事典

地熱 (ちねつ)
geothermy
geothermal energy

〈じねつ〉ともいう。地熱とは地球内部で自然に生成する熱のことである。大陸地殻の底（深度25～50km）では200～1000℃，地球の中心では3000～4500℃になっていると考えられる。その熱量は膨大なもので，主としてウラン238，ウラン235，トリウム232，カリウム40などの自然放射性同位体の崩壊によって生成するものとして説明ができる。地熱は地殻の中を熱伝導あるいは物質移動（地殻の割れ目を通ずるマグマの上昇）によって地球表面に運ばれる。地球全体で，前者は約10²¹J/年，後者はその1/50と見積もられている。利用の立場から地熱を地質学的に分類すると表1のようになる。地熱をエネルギー源として開発利用する場合，その大部分はあまりにも深いところに分布し，またあまりにも拡散しているという問題がある。利用可能な地熱資源としての深さの限界は技術的には約10km，経済的には約3km（岩圧水型については10km）とされ，質的には透水性の大きい岩石の固体部分や空隙を満たしている熱水および蒸気の中に蓄えられている熱エネルギーに限定される。つまり表1の熱水対流系，深層熱水および深部天水循環系に限られる。

地熱利用

地熱の温泉利用は先史時代にさかのぼるが，エネルギー源としての利用はイタリアのラルデレロにおける発電利用が最初で，1904年に試験発電，13年には250kWの商業発電が始められ，40年には72.9MWの発電設備が完成している。第2次大戦後はまず58年にニュージーランド，次いで60年にアメリカ，66年に日本と，全世界的に発電が始まった。81年の世界の地熱発電設備内容量の合計は約2500MWである。日本では1925年に初めて別府で1.3kWの試験発電が行われたが，商業的発電所としては66年開業の松川地熱発電所が最初であり，以来多くの発電所（表2）が完成している。商業的地熱発電は，井戸から噴出する乾燥蒸気または熱水から分離した飽和蒸気を低圧（5～7bar）タービンの中で膨張させて発電機を回すことによってなされ，地熱資源の種類（表1）では火山性の蒸気卓越型および高温熱水対流系に限られる。

　発電の過程を経ないエネルギー直接利用としては水泳，入浴，温泉医学，ビルディングの暖冷房，農業用グリーンハウス，水産養殖，ヒートポンプ，工業製品処理，道路融雪などが行われている。直接利用量の多い国は，アメリカ，アイスランド，中国，次いでニュージーランド，日本，フランスである。種類別では水泳，入浴，地域暖房が大半を占めるが，アメリカではヒートポンプが約60%を占める。暖房が最も大規模に行われているのはアイスランドで，1930年にすでに延長3kmのパイプラインによる87℃，50～70t/hの給湯事業が開始された。近年は80～120℃，5300t/hが延長41kmのパイプラインによって給湯され，22万人の国民の60%が地熱暖房を利用している。この場合は資源の分類上は火山性の中低温熱水対流系資源の利用であるが，非火山性の静水圧型深層熱水についても，そのエネルギーの直接利用がヨーロッパを中心に広範に普及している。ハンガリーの住宅暖房48万m²，農業用温室80万m²，フランスのムラン市の高層集合住宅2500世帯の暖房などがその代表的なものである。ムラン市のものは深さ1800mの生産井から湧出する70～73℃，90t/hの温水を熱利用した後，同じく深さ1800mの還元井で地下に還元している。日本には2200以上の温泉地があり，古くから入浴および療養に利用している。大分県の大岳発電所では約165t/hの熱水を集落の暖房，温室，浴用に使用している。北海道の札幌では，道路融雪後の65℃の熱水を浴用に供給している。

地熱開発

地熱の開発にあたってはまず探査が行われる。探査は熱構造すなわち高温の部分の探査と地質構造すなわち良透水性の部分の探査とに分けられ，この結果高温かつ良透水性の地域が最有望地域とされる。熱構造的には火山・温泉・地熱変質帯の分布および温泉水の化学分析によっておおよその地域を限定する。とくに温泉水のケイ酸（二酸化ケイ素）SiO₂含量，およびナトリウムNa，カリウムKおよびカルシウムCaの比が地下温度の下限に関する情報を与える。一方，地質構造的には空中写真，レーダー映像などによる断裂分布の調査，重力探査，弾性波探査（地震探査）等によっておおよその地域が限定される。限定された地域について1～500mの孔を掘って地温こう配測定が行われる。この際，孔中の水銀，二酸化炭素等のガスも同時に分析される。また電気伝導度分布を調べる電気探査が行われる。これは電気伝導度が温度，孔隙率，間隙水塩分濃度および地熱変質鉱物含有量に比例して大きくなる性質を利用する。最近は地磁気，地電流の微細な変化を利用する方法が盛んに行われている。続いて1000～2000mの小口径の試錐（ボーリング）によって，地下構造の確認および噴出テストが行われる。その結果をみて大口径の生産井および還元井が掘削されることになる。

　以上述べた地熱資源は，いずれも水を熱媒体としているので，すきまの多い岩層の存在が必要条件である。割れ目のない乾燥高温岩体の場合の熱回収には人工的な割れ目をつくり，ここへ水を注入する必要がある。このための技術の研究がアメリカ，ニューメキシコ州にあるロス・アラモス科学研究所で最初に行われた。1970年の研究開始以来8年を費やして，深度3000mのところに割れ目をつくり，175℃（最初）ないし90℃（75日後）の温水を毎時25ないし50t生産するのに成功した。日本では95年と96年に肘折高温岩体実験場において水循環試験を実施した。

　また発電に当たって水を熱媒体とするかぎり，180℃の温度を必要とするが，フロンやイソブタンのような低沸点物質を熱交換器を通して熱媒体に使えば利用限界温度を下げることができる。日本では77年秋に，このようなシステムを用いて流体温度140℃，出力1000kWの発電に成功している。これらは資源としては品質の低いほうの利用技術であるが，反対に高品位，換言すれば高温側の資源（究極的にはマグマ）の利用も考えられ，遠い将来を見越した基礎研究が行われている。
執筆者：角 清愛

図1～図2

表1－地熱の地質学的分類

表2－日本で稼動中の地熱発電所(198…

地熱 (じねつ)

→地熱（ちねつ）

出典　株式会社平凡社「改訂新版　世界大百科事典」

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

地熱
ちねつ
geothermy

地球自身が保有する熱。地下深く入っていくにつれて，温度は上昇するが，この地温勾配は1～5℃/100mで，地球内部にいくに従ってこの増加率は減少する。地球内部の温度は，地下 2900km以下では 5000～6000℃といわれている。地下から地表に出てくる全地球の平均的な熱流量は約 1.5×10^-6cal/cm²・s(1.5HFU) 。地熱の原因は，(1) 地球ができたときの余熱と考える始原熱，(2) 放射性物質の壊変によるエネルギーがおもなものと考えられている。地熱の地域的な違いは，その地域の広域的な地質活動の違いによるもので，火山や温泉地帯の熱は地表に近いマグマの局部的な熱源によるものである。一般に地温勾配が大で，地熱流量も大きいところは地熱地帯といわれ，現在ではこの地熱エネルギーを取出して発電や他の方面に用いようとする地熱の開発が盛んである。

出典　ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

百科事典マイペディア

地熱【ちねつ】

〈じねつ〉とも。地球自身のもつ熱。地球内部でおもに地球創成期に蓄えられた熱と放射性物質の崩壊により発生する熱で，中心部では4000〜6000℃の高温で，地表に絶えず流れ出ている。このため地殻内では深さとともに温度が上昇している（地下増温率）。この熱の流れの強さは地球表面でほぼ一様であるが，日本海などの縁海や大洋中央海嶺などには高熱流量地域が分布している。また火山，温泉地帯では噴火や温水湧出(ゆうしゅつ)によって多量の地熱が集中的に地表に流出している。→地殻熱流量

地熱【じねつ】

→地熱(ちねつ)

出典　株式会社平凡社

世界大百科事典（旧版）内の地熱の言及

【地熱】より

…〈じねつ〉ともいう。地熱とは地球内部で自然に生成する熱のことである。大陸地殻の底(深度25～50km)では200～1000℃，地球の中心では3000～4500℃になっていると考えられる。…

【エネルギー資源】より

…
【オイルシェール，タールサンド】
　オイルシェール，タールサンド(オイルサンド)は，液状のエネルギー，すなわち石油資源が不足するとの見通しから，強い関心が払われた。エネルギー一般としては，原子力，地熱，水力資源が大きな役割を果たすことができるが，内燃機関用燃料として石油に代わりうるのは，石炭液化燃料か，もしくはオイルシェール，タールサンド，ないしはバイオマス利用によるアルコールくらいしか考えられないからである。　このオイルシェールの確認可採埋蔵量については世界エネルギー会議は石油に換算して142億t，タールサンドについては36億tと推計している。…

※「地熱」について言及している用語解説の一部を掲載しています。

出典｜株式会社平凡社「世界大百科事典（旧版）」