火力発電の仕組みや種類などのメリットとデメリットとは

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日本最大の発電方法である火力発電は、生活環境においてとても身近で大切なエネルギーとなっています。火力発電を利用して暮らしていながら、あまり火力発電について詳しく知る人はそう多くはないでしょう。火力発電はどんな発電方法を持ち、どんな種類があるのでしょうか。

火力発電を使用するうえでのメリットやデメリットを知っておくことで、自分達が使っているエネルギーについて理解することができます。日常で当たり前に使っている電気などは、発電方法があるからこそ使えているものであり、火力発電などの発電がなければ今のような暮らしはできなくなってしまいます。

火力発電の仕組みや、火力発電が持つ問題や将来性などを含めて、現在の電力事情を知っておきましょう。




1. まずは火力発電の仕組みや種類を知ろう

火力発電とはいったいどんな発電方法を持っているのでしょうか。まずは、火力発電の仕組みや種類などを知って、火力発電を理解するようにしましょう。

1.1. 火力発電の仕組み

火力発電とは、日本国内で最も大きな割合を占める発電方法で、石炭、石油、天然ガスなどの燃料を使用して発電を行っています。簡単にいうと、火を使って発電する方法のことです。発電方法は、ボイラーで燃料を燃やし、燃やした熱を利用して水を沸騰させます。

その水から発生する水蒸気でタービンを回します。タービンは発電機につながれているので、そこから電力を生み出すこととなるのです。わかりやすくいえば、蒸気機関車を思い浮かべてみるとよいでしょう。石炭を燃やして水を沸騰させることで車輪を動かしているのです。

タービンを回して役割を終えた水蒸気は、水に戻されたあと再びボイラーに入っていく仕組みとなっており、この繰り返しによって火力発電が行われていきます。火力発電は、火だけでなく水も利用するため火力発電所は海岸沿いに近い場所にあるのです。

1.2. 火力発電の燃料

火力発電は、燃料を使って火を燃やします。使用される主な燃料は、天然ガス・石炭・石油です。その中でも中心に使われているのは、天然ガスと石炭となっており全体の8割を占めています。天然ガスは、石油や石炭と比べると二酸化炭素の排出量が少ないため、地球環境に優しいという点で使用が増えています。

石炭は、二酸化炭素の排出量は天然ガスに比べて多くなりますが、資源が豊富であるため安価であることが特徴です。そのため、天然ガスと同じくらい使用されているのです。石油は、石炭に比べて燃えやすいというメリットはありますが、燃料費が高く価格も変動しやすいというデメリットがあります。

1.3. 火力発電の種類

火力発電には、4つの種類があります。汽力発電・内燃発電・ガスタービン発電・コンバインドサイクル発電の4つとなります。汽力発電は、国内の火力発電の中で主力となっている種類です。ボイラーなどで発生させた蒸気で、スチームタービンを回転させて発電します。

この方法は原子力発電や地熱発電でも取り入れられています。発電技術が向上しているため、かなり大容量のものも増えています。内燃発電とは、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。特徴は、短時間で発電できることで、これを活かして非常用電源や携行用電源などとしても使われています。

主に離島などの小規模発電や自家発電などに使用されています。ガスタービン発電とは、水蒸気を使わず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です。小型でありながら高い出力なので、夏場や冬場の電気需要が高まった時期に主に使用されます。

コンバインドサイクル発電とは、ガスタービンと蒸気タービンを組み合わせた発電方式です。これは、内燃力発電の排熱を利用して汽力発電を行う方法です。新しい発電方法で、熱効率の向上と二酸化炭素の排出を少なくすることを目指した発電方法です。


2. 火力発電を活用するつのメリット5

国内で最大の発電となる火力発電ですが、メリットはどんなところにあるのでしょうか。火力発電を活用することのメリットについてみていきましょう。

2.1. 発電効率がよい

火力発電が他の発電に比べて勝っている点は、発電効率のよさです。水力発電や風力発電に比べて、発電効率がよいのです。発電効率とは、使用した燃料が持っているエネルギーをどれだけ電気に変換することができるかを示すものです。

エネルギーを別の形のエネルギーとして変換するには、さまざまなエネルギーとなってしまうため分散されやすくなってしまいます。燃料から電気へと変換する際にはどうしてもロスが出てしまうことになります。そのため、発電効率のよさは火力発電の大きなメリットだといえます。

2.2. 発電所が設置しやすい   

火力発電のメリットには、発電所が設置しやすいというポイントがあります。火力発電所を設置するにあたっては、制約が少ないため比較的都市部であっても設置することができます。都市部に近い場所に発電所があれば、送電距離が短くて済み送電ロスが少なくて済みます。

火力発電所は、電力会社で発電所を設置しているところが多くあります。その他、製薬会社や鉄道会社などでも設置しているケースもあり、これは、火力発電所の設置は国家的なものではないため、小規模な発電所の設置が可能なためです。原子力発電や地熱発電に比べて設置の制約が少ないことがメリットとなります。

2.3. 安定的に発電できる   

火力発電は、燃料と水があれば作り続けられます。そのため、資源がある限り安定して発電ができることがメリットとなります。太陽光発電や風力発電は、天候などに左右されやすく、水力発電は雨不足でダムの水が極端になくなってしまう恐れがあります。

そのような不安定さがないのが火力発電のメリットとなります。燃料と水があれば、ある程度の見込みが読めるので長期的な安定した発電ができるのです。天候などが影響する場合は、不測の事態も考えられるので安定さには欠けてしまいます。

2.4. 事故が起きても被害は局所的   

火力発電所で万が一事故が起きた場合でも被害は局所的におさえられます。原子力発電所で事故が起きた場合は、かなり広範囲に渡って被害を与えてしまうことになります。福島原発やチェルノブイリ事故でも知られるように、その被害は莫大となり後世にも影響を与えてしまっています。

事故はあってはならないものですが、万が一火力発電所で事故が起こったとしても、そのような事態にはならず局所的な被害だけで済みます。これは、火力発電で使われる石油やエネルギーは原子力の核燃料に比べて取り扱いが安全であるためです。

2.5. 発電量を調整できる

火力発電は、発電量を調整することができます。電気の需要は、一定ではありません。夏場の暑い時期や冬場の寒い時期は、冷房や暖房の使用量が増えるため電気の需要が一気に増えます。冷暖房をほとんど使わない春や秋などは、逆に電気の需要が少なくなります。

そして、季節的な問題だけではなく一日の中でも時間帯によって電気の需要は変わります。夏場は気温が高くなる日中、冬場は冷え込む夜間などが高くなります。火力発電は、電気の需要に合わせた発電量の調整を行うことができるので、電気の需要に合わせた運転を行うことができるのです。


3. 火力発電を活用するつのデメリット4

メリットが感じられる火力発電ですが、火力発電にはデメリットもあります。火力発電を活用することによるデメリットについてみていきましょう。

3.1. 大量の化石燃料を必要

火力電力に使用されている化石燃料の石炭や石油は、無限に資源があるわけではありません。そのため、大量の化石燃料を必要とする火力発電のデメリットとなります。火力発電を将来的に使い続けていくことが可能となるかの問題点だといえます。

もし、資源が尽きてしまった場合は火力発電を使い続けることはできなくなってしまいます。そして、近年原子力発電が稼働できないためのしわ寄せがあり、火力発電の稼働が増加しています。その分今まで以上に燃料費がかさんでしまっているのが現状です。   

3.2. 排出ガス・二酸化炭素などの公害の問題   

火力発電のデメリットには、排出ガスや二酸化炭素などの公害の問題があります。二酸化炭素や窒素酸化物の排出量は減少しつつありますが、太陽光エネルギーなどの再生化エネルギーと比べるとまだまだ発生量が多いのです。

古い火力発電所の場合は、発動稼働率が悪く排出ガスの面でも劣っているため、最新の火力発電所に比べて公害問題が深刻となっています。地球温暖化の問題から、二酸化炭素の排出は火力発電にとって大きな問題ともいえるでしょう。

3.3. 発電所を十分に点検できない   

原発ゼロに対する問題により、原子力発電の稼働が難しくなっている現在は、火力発電の稼働が増加しています。火力発電による電力需要が増えているため、フル活動状態が続いています。これは、燃料費がかさむという問題だけでなく、老朽化した火力発電所に対して満足に点検ができない状態を引き起こしています。

原子力発電のカバーをしている分、運転時間が長くなり今まで以上に発電所が動いていることになります。そのため、十分に点検が行えない発電所は事故などを起こしかねない可能性があり、ひとたび故障を起こしたら停電という事態にもなりかねません。

3.4. 燃料を国内で調達できない

火力発電に必要な石炭や石油などは、国内調達ができないため輸入に頼る形となっています。そのため、石油価格の変動によってコストもかなり変わってきます。そして、石油産油国の情勢などの変化があれば、石油危機のような状態や、国交による情勢変化などにより供給がストップする恐れがあります。

国内で燃料調達をできないということは、コストの面だけでなく不安定さもあるので、デメリットとなる要因となってしまいます。


4. 実際に火力発電を導入している人の意見を聞いてみよう

火力発電にはメリット・デメリットがありますが、実際に火力発電を導入している人はどのような意見を持っているのでしょうか。火力発電に対する意見についてみていきましょう。

4.1. 火力発電を推進する意見

原子力発電所がある地域に住む人にとって、原発がストップし火力発電に切り替わったおかげで安心感を持つ人もいます。原発がストップしても火力発電がある地域であれば、特に問題なく電気の供給が行われています。原発には反対であっても、火力発電には賛成だという意見もあります。

火力発電は、未だに長く続く発電法であり、さまざまな種類があるので多くの場所に電気を供給することができます。化石燃料の資源は世界情勢によってリスクはあっても、確実な発電技術であるため、火力発電を続けて欲しいという意見もあります。

火力発電は、経済性・安全性・環境への配慮という点で優れているといった意見があります。二酸化炭素排出の問題は、コンバインドサイクル発電により二酸化炭素の削減ができるようになっており、発電効率も高くなっています。

そして、放射性物質もなく廃炉作業が簡単で、撤去した金属材料は再度溶解し金属の材料へと変わります。安全性や確実な電気の供給を求めるために火力発電が必要だと考える意見もあるのです。

4.2. 賛成でも反対でもない意見

火力発電は電気を確実に得られる発電として賛成であると考える人が多いですが、その反面改善を急いで欲しいのは二酸化炭素排出問題だという声も多くあります。環境にクリーンなのは、太陽光発電ですが天候などに左右されやすいことがあるので、確実性に欠けてしまいます。

電気の発電は続く限り火力発電を利用していきたいけれども、公害問題に取り組みを急いでくれることを願うといった中立意見の人は多くいます。そして、火力発電のコストを考えた場合燃料費がかさみ続ければ、火力発電だけに頼っていけないのではといった不安を感じている人もいます。

原発が稼働していたときにはバランスが取れていた火力発電ですが、原発がストップしている今になって火力発電の問題が出てくるようになりました。火力発電に賛成でありながらも、そこにある不安を排除できるような活動が見えてきて欲しいという点で中立的な意見の人も多いのです。

4.3. 火力発電反対の意見

火力発電に対して反対意見を持つ人もいます。安定した電気の供給であることは理解できても、地球温暖化を進めてしまう二酸化炭素の排出が続くのであれば反対だという声です。温度が2度も3度も上昇してしまうような場合もあり、このまま続いていけば地球上は人が住めない土地になってしまう恐れがあります。

電気の供給は大事であっても、地球を住めない場所へと導いてしまう排出物が出続けるのであれば安定性よりもエコな太陽光発電などを利用した方がよいと考える意見もあります。火力発電に対して反対意見を持つ人のほとんどはこの公害問題によるものとなっています。

二酸化炭素を削減する方法を進めているとはいえ、燃やしていることには変わらなく、いづれ地球の環境破壊を迎えてしまう終焉に近づくのではという懸念があるのです。


5. 火力発電のメリット・デメリットを理解することが重要

電気の供給が当たり前となってしまっている今は、当然のように電気を使って過ごしているのではないでしょうか。多くの人が利用する電気がどこから来ているのか、一度考えてみるとよいでしょう。火力発電にはメリット・デメリットがあり、それらを理解することが重要となります。

火力発電についての知識を得て、使用するメリットやデメリットを考えてみましょう。

5.1. 太陽光発電の一括見積もりならヌリカエがおすすめ  

太陽光発電を考えているのであれば、一括見積もりが可能なヌリカエがおすすめです。インターネットから無料で複数の業者を比較することができます。安心して工事を任せるのであれば、業者選びはとても重要です。優良な業者だけを取り扱うヌリカエであれば納得できる太陽光発電の設置ができるでしょう。



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