石炭・天然ガス

石炭、天然ガスは石油とともに「化石燃料」と呼ばれています。化石燃料は将来的には不足すると言われています。現在は石油の需要が高いのですが、二酸化炭素など温室効果ガスによる地球温暖化問題もあり、石炭を見直そうという声もあります。天然ガスも、石炭や石油に比べて温室効果ガスの排出量が少なく、需要が増えてきていますが、少量でも排出されていることに変わりはありません。新しいエネルギーを探すことと、少しでも無駄なく使うことが課題になっています。

石炭、天然ガス、石油を化石エネルギー、化石燃料と呼びます。数億年前や数千年前の動物や植物の死骸が数千mと地中深くに沈んで化石となり、長い時間をかけて熱で温められたり、力を加えられたりして変化してできたものを言います。天然ガスは、石炭同様、数億年前や数千年前の動物や植物の死骸がガス化したもので、石油の近くにたまっている場合、油田ガスとも呼ばれています。地下水の周辺にたまっている場合は、水溶性ガスと呼ばれています。人工衛星で分析したり、地質調査をし、井戸を掘って探します。

世界で確認されている埋蔵量は、2003年時点で石炭が約192年分、天然ガスが約67年分です。石炭の埋蔵量は、他の化石燃料に比べて圧倒的に多く、全体の67％を占めています。天然ガスが17％、石油が16％です。消費されている一次エネルギーでは、石油が40％、石炭、天然ガスが共に25％を占めています。石炭の消費量はアメリカと中国で全体の半分を占め、土地面積に対する割合では日本が一番多いです。天然ガスの消費量は、土地面積に対する割合では、ロシア、カナダ、アメリカが多いです。石炭は主に中国、アメリカ、ロシアで採れます。

天然ガスはロシア、イラン、インドネシア、マレーシアなどで採れます。日本でも北海道、新潟などにガス田があり採れますが、消費量に追いついていません。アメリカ、ロシアなどではパイプラインを使用して輸送されますが、日本では－162℃に冷却し、液化した状態で輸送されます。この状態のガスを液化天然ガス（LNG）と言います。この一次エネルギーの1/3以上は発電に使われています。石炭は発電、製鉄で利用される他に、コークスと呼ばれる燃料にもなります。

※一次エネルギー：エネルギーの原料になるもので、石油、太陽光、天然ガス、水力、地熱などを言います。一時エネルギーを使いやすく加工したものを二次エネルギーと言い、電気、ガソリン、灯油などを言います。

石炭の歴史は古く、東ヨーロッパでは旧石器時代から使われていたようです。16世紀ごろになると、燃料の需要が伸び、木材の代わりとして、石炭が必要になりました。18世紀には蒸気機関車や製鉄業が登場しました。石炭を燃焼させ、物を動かすことで、機械工場が生まれ、都市化が進みました。これを「産業革命」と言います。日本では、北海道の夕張炭田や九州の筑豊炭田などが有名です。石炭による好景気の時には「黒いダイヤ」と呼ばれました。森林伐採が少なくなった代わりに、環境汚染という問題が出てきました。19世紀になると、石油が登場しました。多くの炭坑は、石油の登場と共に閉鎖しました。現在の石炭は、輸入に頼っていますが、石油はオイルショックが起きるなど、輸入が不安定なため、石炭を見直す声が上がって来ています。天然ガスの生産量も、オイルショック以降年々増加しています。

石炭などの化石燃料は、火力発電によって燃焼され、電気を作ります。石炭は、石炭を燃やすことによって二酸化炭素など温室効果ガスが排出されます。温室効果ガスが多くなると、地球温暖化の原因になります。それに比べて、天然ガスは石炭や石油に比べて二酸化炭素の排出量が半分と言われています。そのため、家庭での都市ガスも天然ガスに切り替わるなど、天然ガスの利用は年々増加しています。今までの火力発電では、化石燃料の燃焼によって電気に変換されるのは、35％～38％で、利用しない排熱は60％もありました。しかし、これからの複合サイクル発電では、その排熱で水蒸気を作り、蒸気タービンを回して発電することで、排熱が20％～30％に抑える事ができるようになりました。これからは、利用しない排熱をできるだけ少なくし、発電の効率を良くする方法が必要になっています。また、発電した時の排熱を暖房などに利用することでエネルギーを無駄なく使用することができます。これを、コージェネレーション（熱電併給）と言います。