地中熱利用システム
環境経営の切り札、MMTECの地中熱
2050年カーボンニュートラルに向け、脱炭素経営への取り組みを検討するお客様が増えています。
昨今の社会情勢も鑑み、自治体はもとより経営者様、工場責任者様、サステナビリティ担当者様と、再生可能エネルギーの活用は避けられない務めです。
この脱炭素経営を支える再生可能エネルギーのひとつが「地中熱」。
年間を通して一定の温度である地中熱をエネルギー熱源とし、冷暖房や融雪などに有効利用するものです。
地中熱の概念や、私たちの取り組み、多様な熱交換方式、そして日本初・日本最大級・日本最先端の実績をご紹介します。
地中熱とは？
地下の温度は昼夜、季節にかかわらずほぼ一定です。私たちが住んでいる地上と違い、夏は涼しく、冬は暖かいという特徴があります。
この地上と地下の温度差を活用したエネルギーが“地中熱”です。
地中熱は私たちの足元にある再生可能エネルギー。
地中熱を利用することで、効率的な冷暖房や融雪など、エネルギーの大幅な削減や脱炭素に寄与するシステムを構築することができます（概念図参照）。
私たち三菱マテリアルテクノは、この“地中熱利用”のパイオニア。
これまで環境省やNEDOの技術開発を経て、実用化にこだわり続け、「都市インフラ活用型地中熱利用システム」を開発してきました。
「都市インフラ活用型地中熱利用システム」の強みは、地下構造物を構築する際に地中熱交換器の設置を相乗りさせること。
これにより施工コストを削減しつつ、ボアホール方式では対応が難しい都市部のお客様にも最適なシステム設計を提案できます。
豊富な実績をもとに、目的や条件に合わせて、調査・設計・施工まで一貫して提供することが可能です。
当社は25年以上の歴史の中で、公共施設をはじめ、都市部の民間企業施設や地下鉄の駅、さらには工場敷地など、日本初・日本最大級・日本最先端の実績を多数重ねてきました。
多様な熱交換方式で地中熱をインフラ化し、地中熱のもつ普遍性、安定性、長期耐久性を活かした「まちづくり」をサポートします。
（参考）地中深さによる温度変化の例
地中熱の熱交換方式
当社では、地中熱利用システムの主要部分となる地中熱交換器の熱交換方式について、これまで研究開発を重ね、実証してきました。
さまざまな熱交換方式から条件に合わせてご提案いたします。
ボアホール方式
地下100m程度の井戸を掘削し、地中熱交換器を設置する垂直型の方式です。実績が最も多い工法で、既設建物への導入も可能です。
また、地中熱専門工事は単独で施工可能なため、品質を確保し易い傾向にあります。
基礎杭方式
建物の基礎杭を設置する際、杭の設置と同時に地中熱交換器を設置する垂直型の方式です。場所打ち杭と既製杭の双方に適応可能です。建築工事との協業が必要になりますが、新規に井戸を掘削する必要がなく、コスト削減が期待できます。（特許 第6452876号）
水平方式
水平方向に地中熱交換器を設置し、面的に熱交換する方式です。深度2m程度までの地表付近への設置や、建物下などのスペースに設置した事例があります。
建物下に設置した場合、気温や日射の影響を受けにくく、地下浅部でも比較的地温が安定するため熱交換にも優れています。設置スペースは必要になりますが、建築工事との協業により掘削費が大幅に削減できます。環境省の技術開発実証事業を通じて実用化した地中熱交換方式です。（特許
第5624533号、第5859731号）
土留壁方式
SMW工法などで施工される地中連続壁に地中熱交換器を設置する方式です。具体的には、地上部でH形鋼に予め熱交換器を取りつけておき、地中連続壁の内部に一緒に降下設置いたします。そのため、地中熱交換器の周辺はソイルセメントで満たされる状態になります。
国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の技術開発を通じて実用化した地中熱交換方式です。（特許
第5384058号）
地中熱の調査
経済的な最適設計のために、「サーマルレスポンス試験（TRT）」を実施し、地下熱物性値（主に地層の有効熱伝導率：地下水の熱移流効果を含めた値）を推定いたします。その後、試験で得られたデータを基に地中温度をシミュレーションし、導入対象地域に合った最適な設計を行います。
当社の試験装置はTRT装置認定を受けており、建築物省エネ法に基づく省エネ基準適合性判定の手続きに必要なデータを取得することができます。
導入実績（2023年3月時点）
当社は全国を対象として、導入を進めてきました。
その実績は関東から東北を中心に100件以上あり、設置方式も多岐にわたります。
近年はシステムの大規模化が進んでいます。
より詳しい実績・レポートはこちらをご参照ください。
八幡平市立病院（岩手県八幡平市）
地中熱交換方式：ボアホール方式、水平方式
国内最大規模（約1,000kW）の地中熱利用システムを採用
横浜市役所（神奈川県横浜市）
地中熱交換方式：基礎杭方式
首都圏最大規模（約400kW）の地中熱利用システムを採用
東京スカイツリー®地域（東京都墨田区）
地中熱交換方式：ボアホール方式
国内初の地域冷暖房への導入
小田急電鉄複々線化事業（東京都世田谷区）
地中熱交換方式：水平方式
鉄道トンネル事業では国内初の導入
2010～2011年度 環境省地球温暖化対策技術開発事業の一環として実施
論文・特許等リスト
「令和6年度 新エネ大賞」 金賞を受賞しました
私たち三菱マテリアルテクノは、地中熱利用のパイオニア。
これまで環境省やNEDOの技術開発を経て実用化にこだわり続け、「都市インフラ活用型地中熱利用システム」を開発してきました。
その取り組みや技術が認められ、「令和6年度 新エネ大賞」の「導入活動部門」において、最高位である経済産業大臣賞（金賞）を受賞しています。
当社では地中熱利用システムの調査・設計・施工を一貫して提供しており、基本とされているボアホール方式は当社保有の掘削機で施工しています。
そのほかにも基礎杭方式や水平方式、土留壁方式など、ボアホール方式では対応が難しい都市部のお客様にも別方式を提案できることが強みです。
この歴史の中で、公共施設をはじめ都市部の民間企業施設や地下鉄の駅など、日本初・日本最大級・日本最先端の実績を多数保有しています。
企業価値を高め続けるために、今こそエネルギー戦略を変える時。
中長期的なエネルギー戦略をお考えの事業者様や、デベロッパー様、設計者様、施工者様は、初期検討段階からでもお気軽にご相談ください。
地中熱分野における高度な知識と確かな技術で、適用可能性を個別条件に応じてご提案し、お客様の脱炭素経営に貢献します。
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