Unlocking Japan’s geothermal energy potential

comment le Japon peut répondre à ses besoins énergétiques futurs n’est pas nécessairement quelque chose que vous pensez tout en profitant d’une belle longue trempette dans un bain de source chaude.

Mais l’eau chaude dans laquelle vous trempez fait partie de la solution, disent les défenseurs de l’énergie géothermique.

les sources D’énergie renouvelables telles que la géothermie attirent davantage l’attention depuis que la catastrophe de Fukushima en 2011 a exposé le risque — ou la folie — de l’énergie nucléaire.,

selon un expert, l’énergie géothermique pourrait fournir 10% des besoins énergétiques du pays d’ici 2050.

cela ressemble à un rêve de pipe par rapport à la situation actuelle. Les centrales géothermiques ne produisent actuellement que 0,2% de l’électricité Japonaise.

La Japan Oil, Gas and Metals National Corp.estime le potentiel géothermique du pays à 23 400 mégawatts, ce qui le place au 3e rang mondial derrière les États-Unis et L’Indonésie.

cependant, le Japon a une capacité géothermique installée de seulement 500 mégawatts, ce qui le place au 10e rang mondial.,

même un pays beaucoup plus petit comme L’Islande — qui, comme le Japon, a beaucoup d’activité sismique — a une capacité géothermique de 665 mégawatts.

alors pourquoi le Japon ne fait-il pas un meilleur usage de cette ressource énergétique théoriquement abondante?

eh Bien, c’est compliqué.

bien avant la catastrophe de Fukushima, certaines personnes ont réalisé que les ressources géothermiques du Japon pourraient jouer un rôle plus important pour aider le pays à répondre à ses besoins énergétiques.

dans son roman de 1985, « Kirikirijin” (« le peuple de Kirikiri”), Hisashi Inoue imagine un Tohoku indépendant qui repose sur l’énergie géothermique.,

Comme l’un des personnages du livre — un local policier — explique à un visiteur de la nouvelle république: « l’Électricité est gratuit ici, grâce à cette centrale géothermique. L’eau chaude chauffée par des sources chaudes souterraines est également fournie à chaque ménage par des tuyaux. Si l’eau chaude est également gratuit. »

Le visiteur demande pourquoi le reste du Japon ne profite pas de l’énergie abondante qui se trouve sous terre.

« c’est tout simplement parce que les dirigeants de notre pays ont plus de cerveaux que les dirigeants du Japon”, est la réponse caustique du policier.,

Le policier aurait également mentionné des préoccupations environnementales — y compris la possibilité d’un impact négatif sur les stations thermales-et le coût élevé des forages exploratoires et de la construction de centrales géothermiques.

Au fil des ans, le Japon a pris des mesures provisoires pour exploiter ses ressources géothermiques.

la centrale géothermique de Matsukawa à Hachimantai, dans la préfecture D’Iwate, est la première centrale géothermique commerciale du Japon., / COURTESY OF YANAIZU-NISHIYAMA GEOTHERMAL power PLANT

la première centrale géothermique du pays était une centrale expérimentale qui a commencé à fonctionner près de la station thermale de Beppu, dans la préfecture D’Oita, en 1925. Cependant, ce n’est qu’en 1966 que la première usine à grande échelle a été construite au Japon. Construit par le Japon en Métal & Chemicals Co., Ltd. à Matsukawa, dans la préfecture D’Iwate, il a une capacité de production annuelle de 23,5 mégawatts.

D’autres centrales géothermiques ont été développées et mises en ligne dans les années qui ont suivi., Au moment de L’accident nucléaire de Fukushima, il y avait 17 centrales au Japon — principalement à Tohoku et Kyushu — avec une capacité totale de production d’environ 500 mégawatts. Vingt-trois petites usines ont été mises en ligne depuis, principalement en raison de l’introduction du système de tarifs de rachat.

Les centrales géothermiques fonctionnent sur le même principe que les centrales nucléaires: la vapeur fait tourner les turbines qui produisent de l’électricité., La différence est qu’avec la géothermie, la vapeur provient de l’eau qui a été chauffée par l’activité sismique souterraine, au lieu de l’eau qui est chauffée par fission atomique.

« Les points forts des centrales géothermiques sont les mêmes que les centrales nucléaires”, explique Kasumi Yasukawa, directeur adjoint du Centre de recherche sur les énergies renouvelables à l’Institut national des Sciences et Technologies Industrielles Avancées.,

Yasukawa dit que les deux sont des sources d’énergie stables et de grande capacité qui ne sont pas affectées par les conditions météorologiques. Ils ont de faibles émissions de dioxyde de carbone et ils ont un haut rendement énergétique — en d’autres termes, le rapport entre l’énergie qu’ils utilisent et l’énergie qu’ils produisent.

la différence, bien sûr, est que les centrales géothermiques ne posent pas de menaces pour l’environnement telles que les effondrements ou l’élimination des déchets radioactifs. Ils peuvent aussi être utilisés 24 heures par jour, sept jours par semaine.,

le gouvernement s’est fixé comme objectif que les sources d’énergie renouvelables fournissent entre 22 et 24% de l’électricité d’ici 2030, la géothermie fournissant 1,6 gigawatts, soit 1% de l’électricité du Japon.

« Nous soutenons un objectif plus agressif d’environ 40% pour les énergies renouvelables”, explique Tatsuya Wakeyama, chercheur principal à L’Institut des énergies renouvelables basé à Tokyo. « Nous pensons que la cible pour la géothermie est trop faible. »

Wakeyama dit que la plupart des chercheurs croient que 2.6 gigawatts est un objectif réaliste pour 2030.,

exploiter l’énergie de toute l’eau chaude produite par l’activité sismique abondante de l’Archipel semble une évidence. Cependant, les défenseurs des énergies renouvelables qui souhaitent que le Japon utilise mieux cette ressource font face à un adversaire de taille: les exploitants de stations thermales.

Yukata Seki | avec L’aimable autorisation de YUKATA SEKI

Yutaka Seki, directeur général exécutif de la Japan Spa Association, dit que les opérateurs Onsen croient le développement géothermique a un impact négatif sur les sources chaudes.,

« Cependant, nous ne pouvons pas le prouver scientifiquement,” Seki dit. « Nous pouvons deviner que le développement géothermique aura une certaine influence sur les sources chaudes, mais nous ne pouvons pas prouver scientifiquement que le développement géothermique entraînera certainement l’assèchement des sources chaudes et / ou en modifiera la qualité. L’industrie onsen n’a pas du tout collecté de telles données. »

Seki affirme que les 1 300 membres de l’association vérifient quotidiennement la qualité et la température de l’eau qu’ils utilisent.,

« Nous avons entendu dire que le développement géothermique pourrait affecter les sources chaudes dans 10, 20 ou 30 ans, nous pourrions donc être en mesure de recueillir des données d’ici là”, dit-il.

Seki indique les sources chaudes D’Ebino Kogen à Kyushu. Qu’ils ont séché.

« Les exploitants des installations thermales ont fait valoir que le développement géothermique était à blâmer”, dit-il. « Cependant, les gouvernements central et local ont insisté sur le fait que le développement géothermique n’avait rien à voir avec l’assèchement des sources chaudes.,”

le Premier Ministre Shinzo Abe visites d’une centrale géothermique dans la ville de Yanaizu, la Préfecture de Fukushima. / KYODO

Seki affirme que la centrale géothermique de Yanaizu-Nishiyama dans la Préfecture de Fukushima a affecté la qualité des sources chaudes locales et réduit la quantité d’eau chaude.

« Les développeurs ne peuvent pas dire en toute confiance que le développement géothermique n’affecte pas du tout les sources chaudes à proximité”, dit-il.,

Les opérateurs de l’Onsen ont besoin de capitaux — et de temps — pour mener des enquêtes afin de trouver l’eau chaude souterraine dont ils ont besoin. Il en va de même pour les développeurs d’énergie géothermique.

« Il faut beaucoup de temps pour effectuer un relevé des ressources géothermiques”, explique Wakeyama.

Il prend également beaucoup d’argent. Les coûts de forage signifient qu’il est environ trois fois plus cher de construire une centrale géothermique que de construire une centrale au charbon.

dans les années 1970, les préoccupations concernant leur impact possible sur le paysage ont conduit à la révision de la législation pertinente pour éviter le développement de nouvelles centrales géothermiques.,

« la plupart des ressources géothermiques du Japon se trouvent dans des zones volcaniques, et la plupart d’entre elles (80% est le chiffre qu’il cite) se trouvent dans des parcs naturels”, explique Wakeyama.

« De mon point de vue, un paysage avec une centrale géothermique est acceptable si le bâtiment n’est pas trop grand,” Wakeyama dit. Cependant, il admet que les pipelines et la vapeur sortant du sol peuvent être une tache sur le paysage.

Hatchobaru est le Japon de la plus grande centrale géothermique. La centrale de la préfecture D’Oita a une capacité de production de 110 mégawatts., / KYODO

il cite l’exemple de la plus grande centrale géothermique du Japon, Hatchobaru, dans la préfecture D’Oita. Il a une capacité de production de 110 mégawatts.

« c’est dans un parc national”, dit Wakeyama. « C’est une tache du tourisme. Je pense que la plupart des visiteurs acceptent la centrale. »

Katsuki Ishimaki, directeur adjoint du Département des ressources naturelles et du carburant à l’Agence des ressources naturelles et de l’énergie du Ministère de l’économie, du Commerce et de l’industrie, estime que les centrales géothermiques peuvent coexister et coexister avec les parcs nationaux et les stations thermales.,

« Les exploitants des usines sont tenus de fournir des informations pertinentes aux autorités locales et aux résidents locaux”, explique Ishimaki. « En particulier, ils doivent répondre aux préoccupations des gestionnaires de sources chaudes avec les données obtenues grâce au processus de surveillance des puits de sources chaudes. Nous encourageons les opérateurs à faire un effort pour approfondir la compréhension mutuelle avec les résidents locaux. »

Seki dit que les opérateurs onsen sont prêts à s’asseoir avec les développeurs d’énergie géothermique pour trouver des moyens de travailler ensemble.,

« Nous avons déjà parlé avec eux, mais nous sommes devenus Radicaux et la communication est devenue difficile”, explique Seki. « Mais cette année, nous allons mettre en place un comité avec le côté du développement pour tenir des pourparlers à nouveau pour trouver un terrain d’entente. »

on est tenté de suggérer que les deux parties essaient de régler leurs différences dans l’atmosphère conviviale d’un bain de source chaude.,

Katsuki Ishimaki | avec L’aimable autorisation de KATSUKI ISHIMAKI

Ishimaki dit que l’eau chaude utilisée par les centrales géothermiques peut être utilisée par les hôtels locaux et les serres, par exemple, après la production d’électricité dans ce qu’il appelle « l’utilisation en plusieurs étapes. »

le soutien politique au développement géothermique au Japon transcende les lignes de parti. Le Comité parlementaire bipartite pour la Promotion de l’énergie géothermique travaille à promouvoir la ressource de diverses manières., En 2012, par exemple, le Comité a signé un mémorandum d’accord avec L’Islande pour partager le savoir-faire géothermique.

« Nous avons besoin de déréglementation et de compréhension du public pour développer les ressources géothermiques du Japon”, déclare Teruhiko Mashiko, coprésident du comité et député du Parti démocrate pour le peuple de la Préfecture de Fukushima à la chambre haute.

le cadre réglementaire de l’énergie géothermique a en fait changé. En 2015, la législation a été révisée pour permettre le forage de ressources géothermiques dans certaines sections des Parcs Nationaux.,

Ishimaki affirme que le gouvernement est déterminé à tirer pleinement parti du potentiel géothermique du pays. Son principe directeur est  » 3E + S — – atteindre la sécurité énergétique, l’efficacité économique et la protection de l’environnement sans compromettre la sécurité.

« Nous avons annoncé les” perspectives à Long terme de L’offre et de la demande D’énergie « en juillet 2015 sur la base de ce point de vue », explique Ishimaki. « Cela indique qu’il n’existe pas de source d’énergie unique capable d’atteindre 3E+S par elle-même. Nous avons fixé l’objectif d’introduire de l’énergie géothermique à 1,0-1,1 pour cent de l’alimentation par l’exercice 2030., »

Ishimaki dit que cette figure n’est pas gravée dans la pierre.

« Nous n’avons pas l’intention de limiter l’énergie géothermique de la cible de 15 gigawatts à l’avenir,” dit-il. « L’objectif pour 2030 n’est qu’un objectif à atteindre et, à l’avenir, nous utiliserons pleinement le potentiel du Japon pour maximiser l’introduction de l’énergie géothermique.”

un homme inspecte des machines utilisées pour effectuer un levé géothermique dans la ville de Yuzawa, dans la préfecture D’Akita., / KYODO

les obstacles auxquels les développeurs sont confrontés incluent le coût élevé de la recherche et du développement de ressources géothermiques. L’agence de L’énergie du Ministère de l’économie, du Commerce et de l’industrie accorde des subventions allant jusqu’à 50% du coût du forage de puits exploratoires, des prêts à faible taux d’intérêt et une assurance contre les « risques de développement. »

D’autres incluent les contraintes du réseau électrique, la coordination avec les résidents locaux, l’évaluation environnementale et le respect des réglementations pertinentes. Le Japon du Pétrole, du Gaz et des Métaux National Corp,, qui dépend du Ministère de l’économie, du Commerce et de l’industrie, effectue des relevés des ressources géothermiques par hélicoptère. Si un site prometteur est identifié, la société effectue un sondage de forage de flux de chaleur pour obtenir des données sur la structure et la température sous terre. Ces informations sont fournies gratuitement aux développeurs géothermiques.

en 2016, la société a mis sur pied un comité consultatif pour le développement des ressources géothermiques. Son objectif est d’aider les gouvernements locaux à jouer un rôle plus important dans le développement et la gestion des ressources géothermiques.,

Yasukawa dit que le plus grand potentiel de l’énergie géothermique réside dans le développement de ressources « supercritiques” à des profondeurs de 4 à 5 kilomètres dans les zones de subduction — zones où les plaques tectoniques se rencontrent et où une plaque se déplace sous une autre, et est forcée par la gravité dans le manteau terrestre.

« nous pensons avoir ce type de réservoir géothermique dans le Tohoku”, dit-elle. Ici, l’eau de mer souterraine est dans un état supercritique de haute pression et de haute température.

« la chimie est très difficile à gérer”, dit Yasukawa. « C’est très acide, donc c’est très difficile à développer., Nous devons développer de nouveaux outils, méthodes et matériaux.” Ce travail est financé par la nouvelle organisation de développement de L’énergie et des technologies industrielles du Ministère de l’économie, du Commerce et de l’industrie.,

Tatsuya Wakeyama | avec L’aimable autorisation de TATSUYA WAKEYAMA

D’autres domaines prometteurs à l’étude incluent l’énergie géothermique binaire, qui utilise la vapeur d’ammoniac produite lorsque l’eau de source chaude atteint une température proche de 100 degrés Celsius, et la puissance de la roche sèche chaude, dans laquelle l’eau qui est versée dans les fissures dans le sol est transformée en vapeur au contact de roches chaudes 2 à 3 kilomètres sous terre.,

Ishimaki affirme que les priorités pour le secteur géothermique comprennent:

• améliorer la précision de l’exploration grâce à des levés sismiques pour obtenir une image de la structure des réservoirs géothermiques;

• réduire les coûts de forage en mettant au point des fraises compactes au diamant polycristallin; et

• stabiliser le flux de fluides géothermiques grâce à

ironiquement, trois sociétés japonaises — Toshiba Corp., Mitsubishi Heavy Industries Ltd. et Fuji Electric Co., Ltd. – détenir environ 70 pour cent du marché mondial pour le développement de turbines géothermiques.,

Le Japon possède évidemment les compétences scientifiques et technologiques nécessaires pour tirer pleinement parti de son potentiel géothermique inexploité. Ce qui manque, c’est la volonté politique et le leadership nécessaires pour faire du « Kirikirijin” D’Inoue plus qu’un simple rêve.

série télévisée explorez les obstacles géothermiques

« Magma” est une série télévisée dramatique qui explore les obstacles politiques et sociaux au développement de l’énergie géothermique., Une entreprise étrangère propose de reconstruire une centrale géothermique à la suite de la catastrophe nucléaire de Fukushima, et Machiko Ono, qui joue le rôle de la représentante de l’entreprise, parvient à séduire les exploitants de sources thermales locales. Cependant, elle fait face à l’opposition d’un scientifique qui est dans la poche de l’industrie nucléaire. Les cinq épisodes de « Magma » seront diffusés sur la chaîne câblée Cinefil WOWOW de 14h30 à 19h30 le 23 mars.

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