わずかなコストで実現する、自然の10°Cサーモスタット
トンネルそのものが掘削孔になります。掘削作業中に地熱ループを追加するコストは、単独設備の一部に過ぎません。その結果：冬は暖房、夏は冷房、そして二つの役割を果たす一つのインフラ。
なぜ機能するのか：岩盤は冬を「感じない」
地表では気温が大きく変動します。Québec Cityでは夏に30°C以上、冬には−25°C以下になることもあります。しかしこの振動は深さとともに急速に減衰します。地面は巨大な熱フライホイールのように機能するのです。深さ約十メートルでは、地表の季節変動はほとんど残りません。
夏も冬も一年中安定しています。これはまさに私たちのステーションの深さと同じ数字です。
この深さでの1月と7月の差は最小限であり、ほぼ一定です。
年間55°C以上の変動幅。地中から熱を取り出すことでこれを回避できます。
私たちのステーションはすでにこの深さまで降りています。地熱エネルギーはすぐそこにあります。
足元にある二つの無料エネルギー源
実はステーションは、地上の通常の建物にはない二重の熱的優位性を享受しています。
1. トンネルの穏やかな空気
岩盤のおかげでトンネル内の空気は10°C前後に保たれ、自然に入口へと上昇します。トンネルに接するステーションは、街路の冷えた空気から出発するのではなく、すでに10°Cからスタートできます。これは換気によってすでに賄われた熱であり、あとは回収するだけです。
2. 岩盤の地熱エネルギー
ステーション脇に埋設したループが10°Cの岩盤と熱交換します。冬は熱を取り込み、夏は熱を放出します。同じ穴が季節の変わり目に両方向で機能します。
正直な注意点。 10°Cの地面は穏やかではありますが、熱くはありません。ステーションを20°Cに保つにはヒートポンプが必要であり、ヒートポンプは電力を消費します。したがって地熱エネルギーは電気代をゼロにするわけではありません。3〜4分の1に削減するのです。電力1kWhを投入すると、ヒートポンプは3〜4kWhの熱を生み出します（これが「COP」です）。優秀な数値ですが、ゼロではありません。このことを明確に伝えることで、技術者の前でも説得力のある議論ができます。
典型的なステーションでの計算
入口ステーションは暖房が難しい環境です。ガラス張りのパビリオン、常に開閉するドア、恒常的な気流（トンネルの煙突効果）があります。このようなステーションが厳寒時にピーク暖房100kW相当を必要とすると仮定し、三つの暖房方法を比較してみます。
| 暖房方式 | 消費電力 | 評価 |
|---|---|---|
| 電気ベースボード（直接加熱） | 100 kW | シンプルだが高コスト。基準値。 |
| 地熱ヒートポンプ（COP 3.5） | ≈ 29 kW | 同じ熱量に対して電力約70%削減。 |
| 暖房なし | 0 kW | ステーション内が氷点をわずかに上回る温度で床が滑る。公共入口として不可。 |
夏は同じシステムで無料の冷房。 熱波の際、10°Cの岩盤は涼しさの井戸となります。ヒートポンプがサイクルを逆転させ、熱を地中に放出することでステーションを冷やします。一つの投資で二つの用途、冬は暖房、夏は冷房。これがこのアプローチの最大の強みです。
ネットワークの電気代への影響
入口の冷暖房費用は、運営予算（年間$9.5M）のエネルギー費目内の「ステーション」分にすでに計上されています。現在この数字は直接電気暖房を前提としています。地熱エネルギーに切り替えることで、この費用を切り離して大幅に削減できます。
| 項目（150ステーションの冷暖房） | 直接電気 | 地熱使用時 |
|---|---|---|
| 推定年間エネルギー消費 | 10〜14 GWh | 3〜4 GWh |
| 年間コスト（≈ 8.5¢/kWh、Hydro-Québec） | ≈ $0.9〜1.2 M | ≈ $0.3 M |
| 年間節約額 | — | ≈ $0.7〜0.9 M/年 |
絶対額で見ると、年間予算約$194Mに対して節約額は限られています。Québecの電力はすでに安価だからです。真の利点は別にあります。地熱エネルギーは、あらゆる審査員が必ず問うであろう問い（「Québecの冬に150か所の入口をどう暖めるのか？」）に答えを与え、弱点を強みに変えます。つまり、このプロジェクトはエネルギーを節約する交通インフラにもなるのです。
一つのインフラ、二つの機能
すでに150kmのトンネルと地下10mの150のステーションを掘削するため、地熱エネルギーはほぼ無料で手に入ります。冬は暖房、夏は冷房、入口の電力を65〜75%削減し、水力発電、そして今やQuébecの岩盤の熱を基盤とするプロジェクトのエネルギー自立という論点を強化します。
重要なポイント
- 深さ10mの岩盤は年間を通じて約10°C — 冬にも熱波にも左右されない自然のサーモスタット。
- 限界費用： トンネルがすでに掘削孔となるため、地熱ループのコストは単独設備の一部に過ぎない。
- ヒートポンプは依然として必要： 地熱エネルギーは暖房電力を3〜4分の1に削減するが、ゼロにはしない。
- 二重利用： 同じシステムで冬は暖房、夏は冷房。
- 節約額： 年間約$0.7〜0.9Mで、何より事業の説得力を高める論拠となる。