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そもそもCo2(二酸化炭素)とはどういうもの?

Co2(二酸化炭素)は、その名の通り、C(炭素原子)1つを、O(酸素原子)2つで挟むように結合した直線状の分子です。
その発生原因は、石炭や石油、木材などの有機物が空気中に燃えて発生します。

空気中の割合は、世界平均で約0.038%(381ppm)含まれています。(2006年度)
2010年に気象庁が発表した日本の平均大気中二酸化炭素濃度は、388~389.7ppm。(2009年度)
これは過去最高です。

空気は主に、窒素78%、酸素21%になっています。
Co2(二酸化炭素)の重さは、この空気よりも約1.5倍重たい。

また、気体のCo2(二酸化炭素)は、水によく溶ける性質があります。
1気圧 10℃の水1リットルには1.2リットルもCo2を溶かすことができます。


温度(℃)0204060
二酸化炭素の溶解度1.710.880.530.36

※1m³ 1気圧

Co2を溶かした水は「炭酸」と呼ばれ、弱い酸になります。
なので、炭酸ガスと呼ぶこともあります。

地震・津波で電力不足。火力発電による二酸化炭素排出量

東京電力は電力の供給が不足しているとして計画停電を実施する。

需要想定 4100万kW
供給量 3100万kW

需要に対して、供給が1000万kW足りない。
東京電力は、不足分の1000万kWを火力発電所で確保するとしている。

被害の大きくなく復旧は難しくない千葉県と東京都の火力発電で400万kWまかなう。
茨城県の常陸那珂発電所と福島県の広野発電所は津波により設備が破損しているため復旧には時間がかかる。
新潟県の柏崎刈羽発電所はあまり大きな被害がなく早いうちに復旧できる見通し。

火力発電で電気をまかなうのは必要ですが、短期的にはいつもよりも多く化石燃料を大量に使ってしまうことになります。
火力発電は、原子力発電、地熱発電、水力発電、風力発電、太陽光発電などに比べると、二酸化炭素(Co2)、硫黄酸化物(SOx)、窒素酸化物(NOx)を排出し、大気汚染の原因になっています。

1kWh当たり火力発電による二酸化炭素(Co2)の排出量

  • 石炭火力:0.887kg
  • 石油火力:0.704kg
  • LNGコンバインド:0.407kg
    (蒸気[汽力]発電とガスタービン発電を複合)
  • LNG火力:0.478kg

ちなみに、1kWh当たりの他の発電による二酸化炭素の排出量は、水力発電が0.011、原子力が0.022kg。
(環境goo参照)

発電所データ
茨城県の常陸那珂発電所(最大出力100万kW)
福島県の広野発電所(最大出力380万kW)
新潟県の柏崎刈羽発電所(最大出力821万2000kW)

火力発電の仕組み・熱効率・種類

火力発電の仕組み

火力発電の基本的な発電の仕組みとしては、火力によって生み出した「水蒸気」の力で「発電機のタービンを回す」ことにより発電をする「機械的な発電方式」となっています。

火力発電の仕組み

火力発電の仕組み

基本的に、原子力発電でも地熱発電でも「水蒸気」の力を利用して「発電機のタービンを回す」のは同じ。
乱暴に言えば、水から水蒸気にするためのエネルギーに何を使っているのかの違いになります。

地熱発電の仕組み

地熱発電の仕組み

火力発電の熱効率

火力発電の熱効率

火力発電の熱効率


(出典:東京電力)
※東京電力のみ2009年度の実績。その他は2006年の値。東京電力の2006年度実績は46.1%。
熱効率は、年々上昇しているようです。

例えば関西電力では
発電時の熱効率が優れた最新鋭のコンバインドサイクル発電の導入。
堺港発電所では、現在1,500℃級のガスタービンを用いたコンバインドサイクル発電方式への設備更新を実施し、熱効率は約41%から約58%に向上し、2009年度から運転を開始。
他の電力会社でも同じような取り組みがされています。

電気にならなかった熱は、煙突から出る水蒸気や温排水のような排熱になります。

火力発電システムの種類

  • 汽力発電システム
    燃料を燃やして作った高温・高圧の蒸気でタービンを回して発電する方式。(使用燃料:石油・石炭・オリマルジョン)
  • ガスタービン発電システム
    燃料を燃やした、「燃焼ガス」によってタービンを回して発電する方式。高出力の発電が可能。(使用燃料:灯油・軽油・LNGなど)
  • LNGコンバインドサイクル発電システム
    ガスタービンと蒸気タービンを組み合わせた発電方式。 熱効率が高く,短時間で運転・停止できるのが特長。電力需要に応じて活用。(使用燃料:LNG)
  • 内燃力発電システム
    ガソリンやディーゼルエンジンなどの内燃機関による発電。 小規模発電として局地的に利用。(使用燃料:ガソリン・軽油など)

2008年 世界の二酸化炭素(Co2)排出量ランキング(IEA)

国際エネルギー機関(IEA)によると、2008年の世界の二酸化炭素排出量は294億トン。
国別にみると、

各国の二酸化炭素排出量(Co2)

1位:中国 65億トン(前年比8%増)
2位:アメリカ 56億トン(3%減)
3位:欧州連合 38億トン(2%減)
4位:ロシア 16億トン
5位:インド 14億トン(8%増)
6位:日本 11億5000トン(7%減)
7位:カナダ 5.5億トン
8位:イラン 5億トン
9位:韓国 5億トン
10位:メキシコ 4億トン

中国の二酸化炭素排出量は2000年にアメリカの半分程度でしたが、2007年には中国がアメリカを抜いて世界最大の二酸化炭素排出国へ。

ちなみに、2007年の世界の二酸化炭素排出量は288億トン。

各国の1人当たりの二酸化炭素(CO2)排出量はこちらのページで。

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