火力・原子力・水力比較

日本の主要な発電方法について書いてみます。

現在日本の主要な発電方法は、①火力発電　②原子力発電　③水力発電　で、日本の電力量の98％を占めています。
２０１０年度のデータでは、
①火力発電・・・・59.3％
②原子力発電・・・30.8％
③水力発電・・・・ 7.8％
これらの発電方法に共通しているのは、タービンを回して電気を作っていること。
火力と原子力は、燃料で水を熱して蒸気を得てその蒸気でタービンを回します。
水力は、高低差による水の流れを利用してタービンを回します。
原子力発電は、ウランなどの核分裂による熱を・・・、と凄く難しそうな発電方法に思いますが、要するに熱で蒸気を作るだけなので、他の発電方法と同じ仕組みです。

ちなみに火力発電59.3%の燃料についての内訳は、
石油・・・・・ 8.3％
石炭・・・・・23.8％
天然ガス・・・27.2％
ちょっと意外に思うのは、石油が高騰すると電気代に大きく影響しそうな感じがしますが、全体の比率からすれは8.3％の変化しかないんですね。

今回の大震災で大問題になった原子力発電ですが、大きな危険を承知で進められてきた理由は、ランニングコストです。
資源エネルギー庁がによる１キロワットの電力量を得るために必要な金額は、
火力発電（石油）・・・・10.0～17.3円
火力発電（石炭）・・・・ 5.0～ 6.5円
火力発電（天然ガス）・・53.8～ 7.1円
原子力発電・・・・・・・ 4.8～ 6.2円
水力発電・・・・・・・・ 8.2～13.3円
設備投資にお金がかかりますが、ランニングコストは原子力が最も安いんですね。

現在の火力発電や原子力発電の燃料は有限で、作られる量より使用量の方が多いため何時か地球上から無くなってします。
今後、世界の発電は太陽光発電や風力発電など再生可エネルギーを利用した発電方法にシフトしていかなけば行けません。


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宇宙太陽光発電

今回の東日本大震災では、原発事故の恐ろしさや取り扱いの難しさを露出することになりました。
以前は、原発はクリーンでエコな上手に使えば良いエネルギーだと思っていましたが、トラブルが起きた時の犠牲が尋常ではなく、やはり今後は再生可能エネルギーに随時切り替えた方が良いと考え直させられました。

今日は、宇宙太陽光発電の記事を再投稿します。
以前にも２回ほど投稿していますが、あまり進展した話が聞こえてきません。
でもこの仕組みが本格的に動き出せば、凄いことになると思いますよー。

宇宙航空研究開発機構では、2030年に原発１基分の発電能力のある宇宙太陽光発電所の打ち上げを目指しているそうです。
地上での太陽光発電の短所としては、昼夜や天候に左右されて安定した電力が確保が難しいところにありますが、宇宙では昼も夜も関係なく無尽蔵の太陽エネルギーを集められます。
宇宙で集めた太陽光は、マイクロ波やレーザー光に変えて地上の受信装置へ送られるとのこと。
この辺の技術になると私の知識では理解不能ですが、マイクロ派は雲があってもすり抜け地上で電気に戻して送電線へ、レーザー光は大気中でも遠くまで進み素子に当てて電気に変えるようです。
地球へ降り注ぐ太陽エネルギーで、地上の全てのエネルギーを賄えると言われていますが、フルに活用できない現実の中、宇宙で太陽エネルギーを集めるメリットは大きいですよね。
そして、宇宙で集めたエネルギーを正確に地上に送る技術が確立すれば、走行中の電気自動車に電気を直接供給したり、飛行機に空中給電したりすることが可能となるかもしれません。
これはすごいことですね。
クリーンで無尽蔵のエネルギーは、既に降り注がれているんです。
あとは、上手に利用する方法を考えればいいんです。


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潮流・海流発電

今回の東北地方太平洋沖地震では、海の強大なエネルギーを嫌というほど見せつけられました。
こんな時期に、潮や海流を利用した発電方法を紹介するのはどうかとも思いますが、日本にとって重要なエネルギーでもあるので、少しアレンジして再投稿してみました。

日本には流れの速い”瀬戸”や”海峡”が沢山有って、潮位差が無くても水流のエネルギーを利用して発電が出来ます。
風力や太陽光発電より安定した発電が出来るというメリットがあります。
海洋発電の世界的な動きでは、イギリスや韓国で国の支援などで開発が進んでいるようですが、まだまだ発展途上のようです。
今回の津波のエネルギーはあまりにも大きく、人間では到底取り扱える代物ではありません。
しかし、通常の状態であれば、減ることのない自然エネルギーとして日本には重要なエネルギー源でもあります。
輸入エネルギーに頼り切っている日本では、国内にあるこのエネルギーを有効に利用できれば良いのですが・・・。

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風レンズ風車

洋上浮体風力の記事で、風レンズ風車について書きましたが、以前アースガーディアンで特集をした時の記事がありましたので再投稿します。

”風レンズ”とは、虫眼鏡で太陽光を集中させるように、風も一点に集中させれば効率よく風を受けることが出来るとの考えから考案された風車。
九州大学応用力研究所の開発です。
メガホンの狭い部分にブレード（羽根）をつけたような形をしています。
広いほうが前ではなくて後ろになるんですね。
後部で発生する乱気流によって負圧になり、ブレードに多くの風が流入する仕組み。
メガホンのようなディフューザーを装着する前と後での発電力比較では、約８ｗが３０ｗ近くに跳ね上がったそうです。
なんと、かるく３倍以上ですね。
記事には、２～５倍の出力を確保出来ると書いてありました。
この風車を使って地下３０ｍから地下水をくみ上げ、砂漠の灌漑対策に取り組もうとのプロジェクトがあるそうです。
自然エネルギーの使用目的を人助けにおくことは、大学ならではですね。
最近のエコブームは、企業の利益追求が１番で２番目に自然環境保護との印象があります。
人が生きるために必要な自然環境を守ることが、本来のエコではないでしょうか。
送電線で大電力を運ぶのではなく、そこにある自然エネルギーで人が生活できれば、自然を必要以上に破壊することなしに持続可能な生活をおることが出来ると思います。

風車レンズの説明は、言葉では伝わりづらいので、九州大学応用力学研究所のレポートをご紹介させていただきます。
http://www.riam.kyushu-u.ac.jp/kyodo/past/13AO-15.pdf
http://www.riam.kyushu-u.ac.jp/windeng/paper/windlens.pdf


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洋上浮体風力

日本は世界第６位の排他的経済水域を持つ海洋国家なんですね。
日本の海洋エネルギーのうち、最も開発が進んでいるのが洋上浮体風力発電だそうです。
洋上風力は、着床式と浮体式に分かれますが、日本の場合海底が急に深くなるため浮体式の方が向いています。
洋上風力の導入可能量は6800万kwでこのうち浮体式が3900万kw。
原子炉30～40基分に相当するという試算もある様です。
風車はやはり”風レンズ風車”。
この号では通常の風車の2倍以上の発電能力と書いてありますが、九州大学の応用力研究所の開発データだと、3倍～5倍だったと思います。
ディフューザーを付けるだけでこんなに能力が上がるなんて信じられませんね。
そういえば、日本の目まぐるしく風向きが変わる気候に合った風車と言えばダリウス式ですが、最近はプロペラ式ばかりが目につきます。
やはり発電効率が悪いのでしょうか。
なにはともあれ、これからの自然エネルギーの進歩に期待しましょう。


写真は、日経エコロジー2010年7月号より

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小水力発電

水力発電とは、水が落下する時のエネルギーで水車を回して発電する方式ですね。
小水力発電とは、１０００kw以下の規模の水力発電のものを言います。
ちょっとした川などに水車を設置して発電する方法ですね。
山が多く雨量も多い日本は、急流での小水力発電に適しています。
山の温泉街などに行くといつも思うのですが、側溝に勢いよく流れている水。
ここに水車をつければ、少しでも電力が得られるのにな～。
そこにエネルギーがあるのに無駄に流れ去ってしまって、もったいないなー・・・と。
そう思いませんか？
小水力発電の市場規模は全世界で３０００億円以上といわれているようですが、そんなもんではないと思いますよ。
今までは、山間部などの起伏が多い場所での落差を利用した発電がほとんどでしたが、近年は水が流れていさえすればどこでも発電が出来るようになりました。
川じゃなくても、水を多く使う工場の中や、下水・排水なども利用できるのではないでしょうか。
なんだか、ちょっと楽しくなってきましたね～。

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自然エネルギーを利用しよう

日本は資源のない国とよく言われますが、はたしてそうでしょうか？
枯渇エネルギーを考えれば確かにそうです。
しかし、もう枯渇エネルギーの時代は過ぎ去ろうとしています。
良く考えてみると、自然エネルギー＝再生可能エネルギーは日本に豊富にあることが解ります。


１．太陽光発電
　　太陽光は無尽蔵に降り注ぎ、技術レベルも世界トップクラスです。
２．風力発電
　　海に囲まれている日本の洋上には常に強い風が吹いています。
３．地熱発電
　　火山国である日本の地熱は安定したエネルギー源となります。
４．バイオマス発電
　　国土の６割以上が森林なので、バイオマスも活用可能です。
５．小水力発電
　　山が多く雨量も多い日本は、急流で小水力発電に適しています。
６．潮流（ちょうりゅう）・海流発電
　　日本には流れの速い”瀬戸”や”海峡”が沢山有って、水流のエネルギーを利用して安定した発電が出来ます。
※　宇宙太陽光発電
　　宇宙で集めた太陽光を、マイクロ波やレーザー光に変えて地上の受信装置へ送る技術が研究されています。
　　
クリーンで無尽蔵のエネルギーは、既に日本に多くあります。
国内にあるこの巨大なエネルギーを放っておくのはあまりにもにももったいないですよね。
計算上は、日本のエネルギー消費の全てを再生可能エネルギーでまかなえるという報告もあります。
日本技術力の復活は、再生可能エネルギーをキーワードにしてもらいていと思います。


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カーボンフットプリントとフードマイレージ

地産地消の話をしましたが、もう少し掘り下げてカーボンフットプリントとフードマイレージについて書いてみます。

○カーボンフットプリント（Carbon footprint）とは、
　直訳すると、炭素の足跡です。
　私達が使っている製品やサービスは、商品の原料調達から製造・流通・廃棄・リサイクルに至る過程で沢山のエネルギーを使っています。
　そのエネルギーは、石油・石炭・天然ガスなどの化石燃料から得られていて、地球温暖化の原因になるＣＯ２を発生させてしまいます。
　どの程度のＣＯ２を排出しているかを商品に記載し、消費者がその商品の環境負荷を容易にわかるようにする仕組みです。
２００５年のエコプロで参考出展された製品ラベルがありましたが、７年たってもこのラベルと店頭で見ることはありませんね。
　排出量の算定に煩雑な計算を伴うし、原材料の採取や廃棄など直接関わっていない部門や企業の排出量をも算出しなければならないので、企業も二の足を踏んでいるようです。

○フードマイレージ(food mileage)は、　
　「食料の ( = food) 輸送距離 ( = mileage) 」という意味であり、食べ物が採れてから食卓へ届くまでの輸送にどのくらいのＣＯ２排出量があるかを表したものです。
　食品の輸送距離と重量を掛けた数値で、単位はｔ・ｋｍ（トン・キロメートル）。
　数値が大きいほど環境負荷が大きいことになります。
　２００１年の農林水産政策研究所の試算によると、日本のフードマイレージの総計は９千億ｔ・ｋｍだそうです。　
　この数値は、アメリカや韓国の３倍でイギリスの５倍。
　食料自給率の低い日本は、諸外国からの輸入に頼っているのでこのような突出した数字とならざるをえません。


　食品の栽培や輸送・保管などの技術が向上し、旬の食材や収穫時期をさほど気にしないで食べたいものを何時でも食べることができます。
　加工食品や外食の利用も多くなっています。
　便利になって食欲を満足できるようになった一方で、農と食の距離がどんどん遠のいていますよね。
　でも、体のためには季節の食べ物を食べた方がいいですよね。
　夏は体を冷やす食物が採れるし、冬は体を暖める食物が取れるし・・・。
　中国の農薬問題もあります。
　フードマイレージの観点からも国内の季節の食べ物を食べたいものです。


日本の食糧自給率について
　日本の食料自給率は３９％になってしまいました。ちなみにアメリカは１２８％、フランス１２２％、イギリスは７０％、ドイツは８４％。
　しかし、そんな日本の自給率も６１年度は７８％もあり、当時のイギリス（４２％）、ドイツ（６７％）を上回っていたんだそうです。
　アメリカの農務省の思惑や、コメ中心から抜け出せない日本の農政の影響で自給率がぐんと下がってしまった様で、非常に残念です。


ＣＯ２面白話
　■鹿児島産と台湾・高雄産のうなぎ。鹿児島産を選ぶと２９９ｇのＣＯ2削減につながり、暖房温度を２２℃から２０℃に下げるそうです。
　　これは、ウォームビズ３日分に値します。

　■レストランで食べたデザートの米国産イチゴ。
　　出してしまったＣＯ２をチャラにするにはテレビを100時間我慢しなければならない。

　■熊本大学の徳野教授が数年前に調べた食に対する意識と実際の行動によると、ほぼ半数の消費者が、意識と行動が一致していないことがわかったそうです。
　　『安全なら多少高くても構わない』と言う一方で、”店頭では便利で安いものを選ぶ”のだそうです。
　　いつも好きなものを好きなだけ、世界中のものを食べたい。
　　安ければ安いほど良い。
　　この飽食の時代、そんな欲求は留まる事を知りません。
　　そんな貪欲さがフードマイレージを伸ばし、自然環境を壊し、日本においては食料自給率の低下につながっているのではないでしょうか。

　やはり、地産地消の概念を持って、
『国内の旬の食材を残さず食べることが、環境にも体の為にも良い』
と思います。

2005年にエコプロで参考出展されたカーボンフットプリントです。
実際に市場で使われている所は見たことがありません。
　　


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地産地消

”地産地消”とは、”地域生産”＋”地域消費”の略称です。
地域で生産された物をその地域で消費することで、輸送のためのエネルギー（CO2）削減やコスト削減、鮮度確保が図れます。
輸送時間が短いと、防腐剤・防虫剤使用の必要性も無くなります。
その地域・気候で作られた作物は、その地域にその時期に必要な栄養素を含むので、人の体にも大変良い取り組みと言えます。
また、国の計画としては複線があります。
地産地消の活動を通して、生産者と消費者を結びつけて”顔を合わせて話ができる”関係を築くこと。
そのよな関係を通して、地域の農産物や食品を購入する機会を多く提供し、農業と関連産業の活性化を図ること。
子供が農業や農産物に親近感を感じる事の教育上のメリット。
地元農産物の消費拡大などから、地域社会の農業応援、農業者の生産意欲拡大。
結果、地場農業の活性化と日本の食文化保護と食糧自給率ＵＰにつながると言うわけです。

地産地消は、
必要な栄養が摂れ、CO2が削減され、鮮度が良い美味しい物が食べられ、薬品の使用が抑制され、農家が活性化され・・・。
良いことずくしです。


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３Ｒ製品 ほんの一例

３Ｒに配慮した製品を、ほんの一例ですがご紹介します。

ピープルツリーから送られてくる封筒は、リユース封筒。
３回分使用することが出来ます。


フリセッタのエコ歯ブラシ。
歯ブラシの先っぽのブラシの部分だけ取り換えができるので、ゴミが少ない。


ユニセフから送られてくる”ユニセフニュース”は、封筒を使わない環境包装です。
サイドが開かないように閉じられているのと、宛先はシールが表紙に直接貼られています。



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