日本では火力発電をはじめ、水力発電、原子力発電など、さまざまな発電方法によって電力がつくられています。その数ある発電の中でも、電力生産の大部分を占めているのが、火力発電です。そこで、火力発電のしくみやメリットなどについてご紹介します。
目次
火力発電のしくみとは
日本の主力！火力発電とは
1900年代後半〜2000年代はじめにかけて日本の発電量に貢献した原子力発電。2011年の地震による影響で、現在日本では原子力発電所の多くが稼働していないという状況になっています。そんな中、日本の電力の7〜8割程度を賄っているのが火力発電です。火力発電における電力供給量はもともと大きかったのですが、原子力発電の不安から、ますます液化天然ガスや石炭を中心とした火力発電が日本の電力の柱となっています。
火力発電の種類(汽力発電)
火力発電には、大きく分けて汽力発電やガスタービン発電、コンバインドサイクル発電、内燃力発電の4つの種類があります。内、汽力発電とは、石油や石炭、液化ガスを燃やした蒸気を使って発電を行う方法です。蒸気タービンが回ることによって、電力が生じます。日本で主に利用されている発電方法です。
火力発電の種類(コンバインドサイクル発電)
コンバインドサイクル発電は、ガスタービンと汽力を利用したハイブリッド型の発電方法になります。天然ガスなどの燃焼によって生まれた高温ガスのエネルギーと蒸気の両方を利用してタービンを回し、エネルギーをつくりだす方法です。汽力発電の効率が40％程度なのに対し、50％以上の効率を持つハイパワーの発電方法になります。
火力発電の種類(工場以外での発電方法)
ガスタービン発電は、高温の燃焼ガスを使ってタービンを回し、発電する方法です。主に字ジェット機などで使用される発電方法で、発電効率は25％程度とあまり高くはありません。また、もうひとつの発電方法である内燃料発電は、ディーゼルエンジンを使った発電方法で、主に自家発電や非常用として利用されています。
火力発電におけるメリットとデメリット
発電効率におけるメリット
日本で、なぜこれほどまでに火力発電が主力となっているのか。それは、発電効率の高さにあります。また、石炭や液化ガスを燃やして電力を得るために、調整が可能で、発電における予想しやすいからです。2016年の現状では、太陽光や風力などの新エネルギーは、まだまだ天気などに影響され、安定した電力の供給が難しい状況にあります。
立地や安全性におけるメリット
また、発電所の建設においても、水力発電のように水利権、波力発電のように漁業組合などとの調整を行う必要がなく、土地があれば比較的建てやすいというのもメリットです。また、燃やして発電するシステムで、原料は石炭や石油、液化ガスとなるため、原子力発電などと比較すると安全の面でもメリットがあります。
火力発電の原料は限られている
火力発電に使われているのは、石炭や石油、天然ガスといった有限資源です。資源には限りがあるため、いつまでも火力発電に頼ることはできません。さらに、こうした資源は海外からの輸入が大半であるため、石油危機などで燃料の値段が高騰すると、電気代にもダイレクトに影響が及んでしまいます。
環境問題に関わるデメリット
デメリットは資源の問題だけではありません。燃やして発電するシステムでは、どうしても、二酸化炭素などの温室効果ガスが生まれてしまい、地球温暖化の原因にもなってしまいます。火力発電で電力を賄う以上は、できるだけ環境を汚染しない技術の開発が大切となってくるのです。
火力発電の現状と今後
火力発電における取り組み
火力発電でのデメリットとして環境問題があるということを解説しましたが、全く対策がないという訳ではありません。各電力会社などでは、アンモニアを注入することで排ガスを水と水素に分解する排煙脱硝装置を設置したり、化学反応により石こうにする排煙脱硫装置などの設置なども行ってます。今後は、どこまで排ガスを出さないかという点が焦点のひとつとなるでしょう。
限りある資源を大切に
現代の火力発電は、石油や石炭を主に使用したものですが、これらの資源には限りがあるということを解説しました。この限りある資源をできるだけ長く使えるように、日本各地ではバイオマス混焼という取り組みも行われています。これは、石炭などと一緒に木質のチップなどを一緒に燃やすことです。全体の1〜2％をバイオマスに代替することによって、年間100〜200万トンの燃料が節約できると期待されています。
まとめ
火力発電は、原子力発電の稼働が見通せない現状において、大切なエネルギーを確保するための発電となっています。新エネルギーの開発はもちろんのこと、現状のまま電力供給を安定させるためには、排気ガスや資源を節約するための今後の開発や対策が重要です。
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