日本の火力発電の割合は

2022年現在、日本の火力発電の割合(図１)は７２.５%(石炭２７.８%、LNG２９.９%、石油３.０%、その他火力１１.８%)だそうです。火力発電には、燃料を燃やして熱水をつくり、その蒸気の力で蒸気タービンを回す「汽力発電」、同じくガスタービンを回す「ガスタービン発電」、その２つを組み合わせて電気をつくる「コンバインドサイクル発電」があります。火力発電の基本原理(図２)をイメージすると、まず薬缶でお湯を沸かす。薬缶の口は小さいほど蒸気が勢いよく飛び出す。蒸気の力は圧力。その圧力で風車(蒸気タービン)を回す、となります。実際の火力発電(図３)では、ボイラーでつくられた蒸気は、タービンを回すと復水器で冷却されて水に戻り、ボイラーに送られます。 これがまた蒸気となる。つまり、循環ですね。復水器の水を冷やすには大量の水が必要となるため、火力発電所の立地条件は、海などの水源に近い場所。それに火力発電は、石炭やLNG(液化天然ガス)、石油などを使って火力にするので、運搬に便利な臨海部が適している、というわけです。

火力発電の中でも効率がいいのは、コンバインドサイクル発電です。この発電方式は他の火力発電と同じ量の燃料で、電力を多くつくれるうえに二酸化炭素(CO２)排出量が少ないのです。地球温暖化防止は喫緊の課題なので、小型の発電機を組み合わせて大きな電力を得ることができ、かつCO２削減にも有効なこの方式は大きなメリットがあるようです。実際、日本でいま導入されている最新型のコンバインドサイクル発電は、約６２%(低位発熱量基準)の発電効率を実現しているそうで、これは世界最高水準だといいます。「問題は、解決されるためにある」といったのは、日本興業銀行頭取・経済同友会代表幹事を務めた中山素平(1906～2005年)です。けだし名言で、地球温暖化も「解決される」ためにある「問題」と信じたいものです。

日本全体の電源構成と割合(2022年値)

石炭・・・２７.８%
LNG・・・２９.９%
石油・・・３.０%
その他火力・・・１１.８%
原子力・・・４.８%
水力・・・７.１%
太陽光・・・９.９%
風力・・・０.９%
地熱・・・０.２%
バイオマス・・・４.６%

火力発電の基本原理

薬缶でお湯を沸かすと蒸気が薬缶の口から噴き出す。薬缶の口は小さいほど蒸気が勢いよく噴出する。蒸気の力は圧力なのでその圧力で風車を回すというのが基本原理。

火力発電の基本構造

火力発電は、蒸気の圧力で回るタービンが発電機につながっている。発電機には磁石とコイルが装置されており、発電機が回るとコイルの中で磁石が回って電気が発生する。仕事を終えた水は復水器で冷却されてボイラーに戻される。この水がまた蒸気となってタービンを回す循環システムだ。

出典：『眠れなくなるほど面白い　図解プレミアム　化学の話』野村　義宏・澄田　夢久