エネルギーってなに?



地球温暖化を防ぐために省エネ(省エネルギー)にご協力ください!と世間で言ってるけど、そもそもエネルギーってなんなの?

エネルギーとは私たちの生活で必要な電気をはじめ、ガソリンやガスなどのことである。その中でもエネルギーの中心は電気である。

電気は携帯電話やパソコンなどの通信手段が充電したり、照明や冷蔵庫、電子レンジなどの家電製品を使えたり、とても大事な役割があります。電気が使えなくなったら、どんな生活になるでしょうか?江戸時代の生活になってとても不便になるでしょうね。

電気を作るために必要なものは、石油や天然ガスや石炭なのだ!これらはいくらでもあるっていうわけではない。しかも地球温暖化を防ぐためには二酸化炭素を出さないエネルギー供給が必要なのだ。


人類のエネルギーの歴史

人類は大昔からさまざまなエネルギーを利用してきた。エネルギーを利用することで、文明が生まれ、技術が発達してきた。

エネルギー利用のはじまり

数百万年前、人類は火を燃やして、体を温めたり。食べ物を加熱したりした。約1万年前には、牛や馬などの家畜を利用した。やがて風や水(水車)のエネルギーを利用するようになった。

産業革命が起こる

18世紀の中ごろ、イギリスで、石炭を燃料とする蒸気機関が発明され、工業が発達した。また、暮らしのようすも大きく変わった。このような変化は、ほかの国々でも起こった。

電気の利用が始まる。

19世紀後半には、石炭とともに石油も燃料として利用されるようになった。また、発電の方法が発明され、家庭や工場などで電気が利用されるようになった。水力発電中心から火力発電中心に変わり、20世紀には原子力の利用もはじまった。



省エネに自然エネルギーはどうなの?

自然エネルギーといえば、太陽光発電と風力発電。地熱発電だ。しかし、これらにはまだまだ大きな問題点がある。

太陽光発電

最近では身近に屋根や公園などよく見かけるようになりました。電卓や街灯、道路標識などでよく使われてます。

「電気を全部太陽光発電でつくればいいじゃん!」

と考えがちですが問題点があります。

今の技術ではソーラーパネルを並べるための広い面積の土地が必要なのです。それをメガソーラーと言います。これからの技術では少しの太陽光で多くの電力を集める工夫と研究がされていますが、実用化するにはもう少し先になりそうです。

風力発電

風力発電の大きな風車も最近よく目にするようになりましたね。風力発電の問題点は発電に適した風がよくふく場所に建てられる。どこでも良いわけではないのです。しかも、風車が回る時に音が出て体調を崩す人がいます。

地熱発電

問題点としては、地熱によってタービンを回して電力を作るため、火山地帯など建てられる場所が限られている。

上記の3点の割合は、日本の発電の種類で分けてみると、火力発電66%、原子力発電26%、水力発電8%、で最後の1%が自然エネルギーなのだ。環境にやさしい発電方法なのにこれが現実なのだ。

割合の多い、火力、原子力、水力はどうやって電気を作ってるのだろうか?


そもそも電気はどうやって作られてるの?

発電のしくみは簡単です。モーターを知っていますか?かん電池でクルクルと回るあのモーターです。モーターのクルクルを回せば電気ができるのです。自転車のライトと考えてもいいですね。自転車のタイヤでクルクル回せばライトが光りますよね。要はあのクルクル(タービン)が回すと電気は作られるのです。

水力発電のしくみ

水力発電は水が高いところから、低いところに落ちる力で水車・発電機(タービン)を回して発電します。水力発電の問題点はダムを作るので計画してから出来上がるまでに長い年月がかかります。

揚水式水力発電

水力発電の上と下にダムを作り、夜の間に下のダムから上のダムに水をくみ上げ、昼間にその水を落として発電する。

電気を貯めておくのは難しいが、夜の電気を使って水をくみ上げておけば、エネルギーを貯めておくのと同じ意味を持つ。

火力発電のしくみ

火力発電は石油や石炭、天然ガスなどの燃料を燃やし、その熱で水を沸騰させて蒸気に変えて、蒸気の力でタービン・発電機を回して発電します。やかんでお湯を沸かしたときに蒸気で「ピーー!」と音がするやかんがありますよね。あの蒸気の前に風車を置いたら風車は回りますよね。この風車がタービンなのです。

火力発電はLNG(天然ガスを冷やしたもの)のほかに石炭や石油を燃料にしているところもある。燃やすということはどうしても環境に良くない二酸化炭素がでます。しかし、火力発電所ではできるだけそういう物質がでないように「排煙処理装置」の設備を作っている。

原子力発電のしくみ

原子力発電は、ウランが核分裂するときに出す熱で、水を蒸気に変えて、蒸気の勢いでタービン・発電機を回して発電する。

沸騰水型原子力発電は、原子炉の中で水を沸騰させ、その蒸気でタービンを回す。

加圧水型原子力発電は、原子炉の中で水を高温高圧にして、その水で蒸気を作り、タービンを回す。

ウランが核分裂するときに、放射線を出します。大量の放射線は人体にとって有害なものです。原子力発電所では安全のために何重もの壁でしっかりと放射線を閉じ込めています。

発電の仕方は蒸気でタービンを回すことから火力発電と原子力発電は変わりません。しかし、原子力発電は火力発電と違って発電の時に、地球温暖化の原因となる二酸化炭素を出さないのです。しかも一度使った燃料をリサイクルすることができるのでもう一度燃料として使うことができます。

しかし、原子力発電には大きな問題点があります。燃料の95%はリサイクルできるのですが、残りの5%はリサイクルできないゴミなのです。これが「高レベル放射性廃棄物」なのです。人間環境に影響がなくなるまで数万年もかかります。この処分方法を考えなくてはなりません。

「高レベル放射性廃棄物」は地下300メートルより深い地層に閉じ込める方法として、地層処分と呼ばれます。地層処分を実施している国は「スウェーデン」「フィンランド」「フランス」です。

山や海で作られた電気はどうやって街まで届くの?

電気は送電線を通って送られます。山にある送電鉄塔は見たことあると思います。電気は送電線を通っていくうちに、一部は熱になって空気中に逃げてしまうのです。もったいないですよね。

発電所から電気が出るときには変圧器によって50万ボルトの電圧にされます。その後、変電所でだんだんと電圧を下げながら送られていきます。家の近くには電柱や電線といった配電設備があって、そこから家庭や会社、商店などに電気が100ボルトとなって送られています。


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省エネってなんで必要なの?

石油も石炭も天然ガスも大昔の生き物が長い年月の間に形を変えたものです。なので化石燃料と言われています。人類が石炭を本格的に使い始めたのは18世紀後半。そして石油を本格的に使うようになったのが20世紀。石炭や石油のおかげで人類は産業を発達させくらしを豊かにしてきた。

でも!石炭も石油も天然ガスも無限にあるわけではない。限りある資源だから大切に使わなければならない。日本では石油や天然ガスはほとんどとれない。日本は資源の大部分を輸入に頼っている。だから、なおさら大切にしなければならない。

しかも電気はためておくことができないものなのです。

電気を大切にするってことは資源を大切に使うってことなのです!

省エネルギーの工夫

  • 照明器具はLED電球の方が消費電力が少なく長持ちします。使わない電気はこまめに切りましょう。
  • エアコンは冷房なら28℃、暖房なら20℃を目安に。月に1,2回はフィルタを掃除しましょう。
  • 冷蔵庫のドアの開け閉めは手短に。開けっ放しにしないように。また中に物を詰め込みすぎないように。
  • テレビは音を大きくしたり画面を明るくすると電気を使います。見ないときは主電源を切るようにしましょう。
  • 洗濯機は少しづつ何度も洗うより、まとめて洗った方がよい。風呂の残り湯を利用しましょう。
  • 待機消費電力に注意しましょう。主電源を切ったり、プラグを抜くなど使わない待機消費電力を減らしましょう。



まとめ

人類は今まで、たくさんおエネルギーを使って豊かな暮らしを手に入れてきた。しかし、その一方で地球環境に影響がでている。エネルギーを使うだけではなくエネルギーを作る時にでるゴミの処分についても考えなければならない。

自然エネルギーは確かに良い点が多いけれどもエネルギーの主役になるのはまだ難しい。太陽光発電や風力発電も、もっと普及しなければならない。

発電にはそれぞれ良い点と問題点がある。それをよく考えて、克服して一番良い組み合わせを考えるべきなのです。それをベストミックスと言います。

一人ひとりの行動が地球と私たちの未来を救うことになる。ライフスタイルの変革が今の私たちに求められているのだ。

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