火力発電の努力　２　　　　　　２００６年８月６日　寺岡克哉


　熱エネルギーの、何パーセントが電気に変えられるかという値を、「熱効率」と
いいました。

　たとえば「熱効率３０パーセント」とは、１００リットルの石油を燃やしたうち、３０
リットル分のエネルギーが、電気に変えられると言うことでした。

　この「熱効率」を上げることは、燃料の節約と、二酸化炭素の排出を抑える上で
とても大切です。だから、それぞれの火力発電所では、熱効率を上げる努力が
一生懸命になされています。

　そしてその結果、最近の「天然ガス複合発電」では、なんと５０パーセント以上の
熱効率を達成しているのでした。

　なぜ、そんなことが可能になったのでしょう？

　今回は、そのことについてお話したいと思います。


　　　　　　　　　　　　　　　＊　＊　＊　＊　＊


　天然ガス複合発電では、「ガスタービン」と「蒸気タービン」の、二つのタービン
を使って発電しています。

　この「タービン」というのは、大きな筒のなかに、羽根車（たくさんの羽をもつ
風車）を仕込んだもので、ちょうどジェットエンジンと同じような構造をしています。
　タービンのなかを高温高圧の「ガス」や「蒸気」が通ると、羽根車が勢いよく
回ります。その動力を使って発電するのです。
　ガスの力で回るものを「ガスタービン」、蒸気の力で回るものを「蒸気タービン」
と言います。

　天然ガス複合発電では、天然ガスを燃やしたときに発生する、高温高圧の
「燃焼ガス」で、まずはじめにガスタービンを回します。
　そして次に、普通だったらガスタービンを回した後に捨てられる排気ガスを、
もういちど再利用するのです！

　ガスタービンから出る排気ガスは「高温」です。つまり、まだ「熱エネルギー」を
持っています。
　その熱で水を沸騰させ、高温高圧の「蒸気」をつくります。そして今度は、それで
「蒸気タービン」を回すのです。

　このように天然ガス複合発電は、普通だったら捨てられる熱エネルギーさえも、
発電のために活用しています。それで、発電システム全体として見たときの
「熱効率」が、高くなっているのです。

　余談ですが、「ガスタービン」と「蒸気タービン」を組み合わせた複合システムの
ことを、「コンバインドサイクル」と言います。
　その関係の本や資料を見ると、よく出てくる言葉なので、覚えておくと良いかも
しれません。


　　　　　　　　　　　　　　　＊　＊　＊　＊　＊


　つぎの表は、いろいろな火力発電における、二酸化炭素の排出量です。

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　　　　　　発電の種類　　　　　１キロワット時（１ｋWh)の電力を発電
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　したときに排出される二酸化炭素

　　　　　　石炭火力　　　　　　　　　　　　９７５グラム
　　　　　　石油　　　　　　　　　　　　　　　７４２グラム
　　　　　　天然ガス　　　　　　　　　　　　６０８グラム
　　　　　　天然ガス複合　　　　　　　　　５１９グラム

　　　　東新潟火力発電所
　　　　　（天然ガス複合）　　　　　　　　　３６７グラム
　　−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

　表を見てもらえば分かりますが、一般的に、石炭、石油、天然ガスの順で、排出
される二酸化炭素が減って行きます。なぜなら、燃料のなかに含まれる炭素の量
が、この順で少なくなっているからです。
　つまり石炭には、炭素が多く含まれているので、燃やすと二酸化炭素が多く出る
のです。一方、天然ガスには含まれる炭素が少ないので、燃やしてもそんなに
二酸化炭素が出ないのです。

　そして同じ天然ガスでも、複合発電にした方が「熱効率」が良くなり（つまり消費
する燃料が減り）、排出される二酸化炭素も減るのです。

　表のいちばん下は、東新潟火力発電所における、最新鋭の天然ガス複合発電の
データです。この場合では、１キロワット時の発電をするのに、たった３７６グラムの
二酸化炭素しか出しません。
　石炭火力に比べると、６０パーセントもの二酸化炭素の削減になっています。しか
も、作る電気の量をまったく減らさずにです。つまり、使う電気の量をまったく減らす
ことなく、６０パーセントもの二酸化炭素が削減できるのです。（だからと言って、電気
をムダに使ってよい訳ではありませんが・・・　）

　このように、燃料の種類を考え、それを効率よく使うことによって、二酸化炭素の
排出量を減らすことができます。
　もちろんそれは、新エネルギーに比べると、本質的な解決ではありません。しか
し、新エネルギーに移行するための「時間稼ぎ」をする上で、とても大切な技術だと
言えるでしょう。

　（ところで現在、石炭火力においても、複合発電がなされているようです。その
進歩にも期待したいと思います。）



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