火力発電

火力発電は主要な発電方法のひとつです。日本の電気の8割以上は火力発電に頼っています。

火力発電の基本原理

火力発電の基本的なしくみは、燃料を燃やしてお湯を沸かし、その蒸気の力で蒸気タービンを回転させて電力を発生させます。家庭のコンロでお湯を沸かす場合、やかんの口が小さければ小さいほど、湯気が勢いよく飛び出します。この「湯気の力(=圧力)」を使って風車を回すイメージです。

火力発電の基本構造

蒸気タービンを回転させた後の蒸気は、復水器で冷やされて水に戻り、またボイラー内に送られて蒸気へと変わるという動きをくり返します。復水器の水を冷やすために大量の水が必要なため、火力発電所は比較的海に近い場所に設置されています。

火力発電は、燃料の量を変えることで発電量を調整することができますので、季節や時間帯によって変動する電力消費に対応して発電する役割を担っています。

出典:原子力・エネルギー図面集(日本原子力文化財団)

火力発電の種類

  • 汽力発電ボイラーなどで発生した蒸気によって蒸気タービンを回して発電する方式。火力発電のなかで、主力となっている発電方式です。
  • 内燃発電ディーゼルエンジンなどの内燃機関で発電する方式です。離島などの小規模発電で利用されます。
  • ガスタービン発電高温の燃焼ガスを発生させ、そのエネルギーによってガスタービンを回す方式です。
  • コンバインドサイクル発電ガスタービンと蒸気タービンを組み合わせて、熱エネルギーを効率よく利用する発電方式です。運転・停止が短時間で容易にでき、需要の変化に対応した運転ができます。発電効率が良いので環境面からも注目され、積極的に取り組まれている方式です。

エネルギー資源による分類

火力発電では、燃料として石油、石炭、天然ガスなどが使われます。石油や石炭などのエネルギー資源には限りがあるため、エネルギー資源に乏しい日本ではさまざまな発電用燃料を組み合わせることで、エネルギー資源の安定確保に努めています。
燃料の確保

  • 石油火力

    燃料単価が高く、国際情勢などにより燃料価格が変動しやすい。

  • LNG火力、その他ガス火力

    石油・石炭に比べCO2の排出量が少ない発電方式。燃料単価は石油より安いが、石炭と比べると割高。

  • 石炭火力

    石油に比べ埋蔵量が豊富で単価も安い。その反面、環境保全対策が特に必要な発電方式。

環境問題への配慮

火力発電では、どうしても「排気ガス」が出ます。このため「燃料」「設備」「運用」などの対策を積極的に進め、硫黄酸化物(SOx)、窒素酸化物(NOx)、ばいじんなどの排出量の低減を図っています。また熱効率を向上させ、「同じ墨の燃料からより多くの電力を発生させる」ことで、CO2排出量の抑制を図っています。

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