発電方法とエネルギー資源
家庭で使う電気はどこから来るのでしょう。発電の仕組みとエネルギー資源を整理しましょう。
基本知識
主な発電方法:
① 火力発電: 化石燃料(石炭・石油・天然ガス)を燃やして水を沸騰させ、蒸気でタービンを回す。日本の電力の約70%。
② 水力発電: 高い位置の水(ダム)が落ちる位置エネルギーでタービンを回す。電力の約9%。
③ 原子力発電: ウランの核分裂で発生する熱を利用。電力の約5〜7%(東日本大震災前は約30%)。
④ 太陽光発電: 太陽電池で光を直接電気に。電力の約9%。
⑤ 風力発電: 風でタービンを回す。約1%。
⑥ 地熱発電: 地下の熱で水蒸気を作りタービンを回す。
⑦ バイオマス発電: 植物や有機物を燃やす。
エネルギー資源の分類:
・化石燃料: 石炭・石油・天然ガス(有限・CO2排出)
・再生可能エネルギー: 太陽・風・水・地熱・バイオマス(枯渇しない・CO2少ない)
火力発電（化石燃料を燃やしてタービンを回す。CO2排出大）
水力発電（水の位置エネルギーでタービンを回す。クリーン）
原子力発電（核分裂で熱発生。CO2排出少だが廃棄物・事故リスク）
再生可能エネルギー（太陽光・風力・水力・地熱・バイオマス）
化石燃料（石炭・石油・天然ガス。CO2排出と資源有限性が課題）
エネルギーミックス（複数の発電方法を組み合わせる戦略）
深掘り (背景・意義)
各発電方法には長所と短所があります:
火力: 安定・調整しやすい / CO2排出・燃料費・資源有限
水力: クリーン・安定 / 建設費・環境破壊・適地限定
原子力: 大出力・CO2少 / 廃棄物・事故リスク・燃料管理
太陽光: クリーン・分散型 / 天候依存・夜間ゼロ・面積必要
風力: クリーン / 風速依存・騒音・鳥類影響
地熱: 安定・国産 / 適地限定・温泉地との競合
日本は2011年の福島原発事故後、エネルギー政策の大転換を経験しました。現在はカーボンニュートラル2050を掲げ、再生可能エネルギーの拡大を進めています。
世界では中国・アメリカ・ドイツが再エネ大国で、デンマークは風力発電比率50%超を達成しています。
蓄電技術(リチウムイオン電池・水素・揚水発電)の発展が、変動の大きい再エネを実用化する鍵です。
- 日本の電力: 火力約70%、水力・太陽光各約9%、原子力5〜7%
- 火力: 安定だがCO2排出大
- 原子力: CO2少だが廃棄物・事故リスク
- 再生可能E: 太陽光・風力・水力・地熱・バイオマス
- カーボンニュートラル2050が目標
- エネルギーミックス: 複数を組み合わせる戦略
- 蓄電技術の発展が再エネ拡大の鍵
注意点 (混同しやすい)
① 再生可能エネルギーは枯渇せず、化石燃料は有限・CO2排出。② 火力・原子力・地熱の発電原理は水蒸気でタービンで同じ(熱源が違うだけ)。③ 水力・風力は運動エネルギーで直接タービン。④ 太陽光発電は半導体(光電効果)で電気を直接発生(タービンを通らない唯一の主流発電法)。
練習
- 日本で最も発電量が多い発電方法は何か。
- 再生可能エネルギーの例を2つ挙げなさい。
- 太陽光発電が他の発電方法と本質的に異なる点を1つ挙げなさい。