電力の供給の主流となっている火力発電。
どのように歴史を歩んできたのか、どのような方法で電力を生産しているのかを紹介していきたいと思います。
火力発電の歴史と特徴
日本で最初の火力発電所は、
1887年(明治20年)に日本橋茅場町に建設されたもので、
電気の消費する場所を中心に火力発電所が建設され、各地域の発電所が電気を供給していたそうです。その後、水力発電と長距離の送電技術の発達に伴い、山間地の水力発電所から消費地の市街地までの送電が可能になり、発電の規模が大きくなってきました。
日本では地理的にも気候的な面からも水力発電が比較的適合していたので、
1960年以前までは水力発電が発電の中心的存在であり、火力発電は渇水時における水力発電の補助的な役割を果たしていました。(
水主火従)
しかし、1960年代の高度経済成長に伴う電力需要の急増や水力資源の減少、さらには火力発電設備の信頼性と経済性の向上などによって、
1960年以降から発電の中心はは火力発電に移っていきました。(
火主水従)
1960年代といえば、ちょうど東京オリンピックが開催され、高度経済成長のまっただ中の時期になりますね。
石油火力発電所の建設がピークをむかえるも、
1970年代の2度にわたるオイルショック(石油危機)で、
燃料の多様化を求められるようになり、現在では石炭やLNG(液化天然ガス)の導入が進んでいて、一般電気事業用の火力発電にしめる原材料の割合は、
石炭約30%、
LNG約50%、
石油等約20%となっています(かなりおおざっぱです)。ちなみにオイルショック当時の発電用燃料にしめる
石油の割合は約70%にもおよんでいたので、その当時の電力関係者や政府の人たちはかな〜りの冷や汗ものだったんじゃないでしょうかね?
火力発電の特徴としては、
・
発電量を調整しやすい
・
発電所が短期間で建設できて建築コストが安い
・
燃料のほとんどを海外からの輸入に依存
・
燃料が天然資源なので限りがある
・
地球温暖化に影響するCO2や、大気汚染物質排出への対策が必要
といったものがあげられます。これらの特徴を見る限りでは、発電の中心的存在であるにもかかわらず、いろいろな問題を抱えているように思ってしまうのは
モスペだけでしょうか?
確かに
水力発電で紹介したCO2排出量のグラフでも火力発電の燃料となる石炭、石油などは高い数値を表していましたが、その他の大気汚染物質などについても、排出量を最小限にとどめる対策を行っているようです。詳しい対策などについては、
超徹底!電気節約術の特別編で紹介している各電力会社のサイトなどで紹介されています。
火力発電のしくみと種類
火力発電のしくみは、ボイラー
*1で燃料(石油など)を燃やして高温・高圧の蒸気をつくり、その蒸気で発電機につながれたタービンを回転させて発電します。タービンを回転させた蒸気は海水で冷やして水に戻し、再びボイラーへ戻されます。燃料には
石炭、
石油、
LNG(液化天然ガス)などが使われます。タービンを回転させる方法として、燃料を燃やして発生する燃焼ガスを使用する方法や、石油(重油や軽油)を燃料とするディーゼルエンジンで直接タービンを回転させる方法もあります。
火力発電所は、燃料がタンカーで運ばれてくることや冷却に海水が必要なことから、海岸に近いところに建設されています。
*1燃料を燃焼させる熱エネルギーにより、水を水蒸気や温水に換える熱源機器
つづいて、
火力発電の種類をみてみましょう!
蒸気タービン
燃料を燃やしてできた高温・高圧の蒸気でタービンを回して発電する方法。燃料としては石炭、石油、オリマルジョン*2を利用しています。
*2南米ベネズエラのオリノコ川流域で産出される天然オリノコ(粘度の高い天然タール)をエマルジョン化(乳化)し、重油並の取扱いを可能とした発電用燃料
ガスタービン
燃料を燃やした燃焼ガスでタービンを回して発電する方法。燃料には灯油、軽油、LNG(液化天然ガス)などが利用されます。熱量が大きく発電量も多くなります。
コンバインドサイクル
蒸気タービンとガスタービンを組み合わせた発電方法。熱効率が高く、短時間で運転・停止できるのが特長で、電力需要の増減に応じて発電することが可能です。燃料は発電所によって異なりますが、LNG(液化天然ガス)を使用しているところが多いようです。
内燃力
ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関による発電方法。離島などの小規模な発電所で利用されています。
コンバインドサイクルでは、燃料を燃やす時点で発生するガスとボイラーで発生する蒸気の両方を活用することで熱効率が向上し、
CO2排出量が低くなります。地球環境のことを考えたとき、火力発電は非常にマイナスのイメージがありますが、火力に変わるエネルギーを見いださない限り現状のままだと思うので、消費者側としてはできるだけの環境対策をしてもらいたいものです。
電力小売り事業の自由化に伴い、新規参入する企業が増えると、それだけ建設が容易な火力発電所が増えることになり、燃料の面から考えたときにはまだ資源の枯渇が問題視されていない石炭が有望になります。そうなったときには
水力発電のCO2排出量グラフでも分かるとおり、CO2の排出量が増えることになるため、これからは、もっともっとCO2排出などに関する規制を厳しくする必要があるんじゃないかと思ってしまいます。
ここで一言「
背に腹はかえられない」、あなたならどっちの意味でとらえますか?