単語記事: 火力発電

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火力発電は重油・ガスなどを利用しボイラーを動かして発電する方法である。日本国電気の6割はこの方法でつくられている。

概要

火力発電の原理・構造

 火力発電は石油・ガス・石炭といった燃料を燃やし、を加熱して高温・高圧の蒸気とし、これをタービンに送り込んで発電機を回し、電を取り出すという原理になっている。ちなみに使われた蒸気はこの後復路で冷やされて(冷やしている。そのため沿いに位置することが多い)再びになり、また蒸気になってタービンを回し、・・・・・・と無限ループさせている。

火力発電の種類

  • 発電
     蒸気の膨を利用し発電する方法。重油や液化天然ガス・石炭を燃やし蒸気を発生させタービンを回す。低音域(600℃くらい)における熱エネルギーを利用している。火力発電といえば基本的にこれ。外燃機関
  • 内燃発電
     ディーゼルエンジンといった内燃機関で発電する方法。離でよく見られるので行った際に近隣住民の許可を得て見てみよう。内燃機関
  • ガスタービン発電
     燃料を燃やしたときに発生する高温・高圧の燃焼ガスを直接タービンに送り込んで発電する方法。かなり高出なので、電使用の跳ねあがる場によく使用される。小化しやすいため汽発電よりも場所をとらず、窒化化物・炭化水素の抑制を行いやすいのが利点。内燃機関
  • コンバインサイクル発電
     ガスタービンと蒸気タービンを合わせ発電する方法。ガスタービンを通した燃焼ガスはまだまだ高温であり、その熱量でを加熱し高温高圧蒸気にして蒸気タービンに送り込む。このような熱を温度に合わせて多段的に利用することをカスケード利用と呼び、通常の火力発電法よりも同じ量の燃料でかなり多くの電を得ることができる。発電効率を更に高めたコンバインサイクル発電方式も研究が進み、最近普及しつつある。
  • MHD発電
     ファラデーの電磁誘導の法則を用いて発電する方法。効率が良いとされるが、実用化には至っていない。

燃料について

 燃料は多種多様であり、基本的にはを高圧蒸気に変換できるほどの熱量さえあるなら燃えるゴミでもタイヤでも火力発電の燃料とすることは可である。ここでは、火力発電要な燃料である石油・液化天然ガス・石炭について記述する。

  • 石油
     液体なため3種の中で最も扱いやすいが、燃料単価が高く、輸入先の情勢の変動率がかなり高いので価格変動しやすい。また、日本ではオイルショック以降、石油偏重から脱却する政策の一環として新規石油火力発電所の建造を停止している。
  • 液化天然ガス
     天然ガスを摂氏-162度に冷却して液体化した可燃性ガスの事。ガスタービン発電やコンバインサイクル発電ではこの燃料を使う必要がある。また、一たび漏れると極低温の空気より重いガスとなって地上を伝播し、大惨事を引き起こす可性のある扱いの難しい燃料でもある。
  • 石炭
     埋蔵量がかなり多いので単価が安い。が、石炭と一口にいってもその組成・性質は多種多様で、品質も一定ではない。この品質の不安定さと固体故の扱いにくさから、効率が良く環境負荷の低い燃焼器を設計・製作するのはかなりの難作業である。日本における火力発電流。

環境に対する影響について

 火力発電を行う際、避けて通れないのが二酸化炭素・窒化化物・硫化化物・煤の発生である。が、最近はコンバインサイクル発電といった熱効率の良い発電法の普及により、「普通火力発電で使う同じ量の燃料から多くの電を得る」ことが可になったことが排出量の抑制に繋がっている。また、燃焼器の設計において流体力学熱力学・燃焼学などの各種学問とシミュレーションを組み合わせることで「高温燃焼が可で、かつ排出ガス較的クリーン火力発電」が実現しつつある。

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読み:カリョクハツデン
初版作成日: 11/05/08 07:57 ◆ 最終更新日: 14/10/02 01:01
編集内容についての説明/コメント: 関連項目に「二酸化炭素」と「地球温暖化」を追加
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火力発電について語るスレ

43 : ななしのよっしん :2017/01/09(月) 13:49:17 ID: yBnVOjmVR3
>>35
いやそれ以降も順次切り替えor止してってる。だから日本べてCO2削減標を理なく達成出来てってるんじゃないのって話。
近年でも2020年までに5つの褐炭火止める予定だし要するにエネルギーソースの転換時期と温暖化削減標掲げ出した時期を被せた事が功を奏してるって事でしょ。
京都議定書はそういう政治ゲームの一環でそれを上手く活用したのがドイツって事
44 : ななしのよっしん :2017/01/10(火) 00:10:40 ID: +yrM35yvUM
http://www.de-info.net/kiso/atomdata01.htmlの図3によれば「褐炭」は発電割合がそれほど減ってないのよ、石炭は多少減ってるけど
発電所の効率化についてはよく知らないけど、2005年から2010年にかけてドイツは発電総量を2%程度増に抑えてる
エネルギーヴェンデには再生可エネルギーだけでなくあらゆる方面での省エネ化や効率化もふくまれてるからそっちのが温室効果ガス削減の要因じゃないかなって
もとから多かった石炭褐炭火閉鎖が温室効果ガス削減の要因って考え方はおかしくないかなって話

日本がもとから効率的だったかと言えば大幅に石炭火を増やした時期に(それも問題だけど)温室効果ガスがそれほど増えてないんで、効率化は図られてるんだと思う、ただ省エネ化はつい最近の話かと
45 : ななしのよっしん :2017/01/23(月) 11:25:19 ID: yBnVOjmVR3
だから「京都議定書第3条では、2008年から2012年までの期間中に、先進国全体の温室効果ガス6種の合計排出量を1990年べて少なくとも 5%削減することを的と定め」てあった訳で、
ドイツの場合8%だけどそのページにも載ってるように90年の褐炭割合が31.1%、石炭が25.8%でこれが10年にはそれぞれ23.1%、18.5%になってる。その後震災受けて原子力止め出したから褐炭は微増してるけど90年の状況にべたら8%下げるなんてイージーモード状態
で上にも貼ったようにこれから先褐炭火は減らす一方なんだからポスト京都議定書の取決でも順調に標達成出来るでしょ。
あとは理ない標数値掲げながら残り2割余りの褐炭火を潰してくだけでいいという次第
46 : ななしのよっしん :2017/01/23(月) 11:42:01 ID: yBnVOjmVR3
しかも褐炭のCO2排出係数は0.36kgco2/kwhと化石燃料では飛び抜けてる。元からこういった質の悪い資で膨大な温室効果ガスを出してたのを減らしますよっていうだけの話で、90年の時点から見て下げシロかった日本べると相当楽な標数値だった事だけは確か
47 : ななしのよっしん :2017/01/23(月) 18:02:21 ID: +yrM35yvUM
いやいや、総量ベースってるのに図1の発電割合で評価してどうするの
しかもその年代は発電総量が増えたのを天然ガスや再生可エネルギーでまかなったのと、特異に石炭や褐炭が減った時期で、それ以降は総量ベースでそんなに減ってない、いや減らないのはいいことではないんだけど、最近のドイツは電余ってるし
1990年から2000年にかけてならco2でいえば総量はもとより、人口一人辺りのco2は横並びか日本のほうが少し少ないくらい
それ以降は徐々にドイツのが少なくなっているけど、その時期は褐炭はほぼ減ってない、石炭は減ってるけど
そもそも2000年から2010年にかけて電需要が増えてる分を石炭でまかなったか、石炭を減らしながら再生可エネルギー(ではないよ)や天然ガスでまかなったかも差になってる
石炭も褐炭もそれほど減っていない2000年から2005年までの間も二酸化炭素は減っているし
第一、電需要が増えたのは00年代前半の話だけどgdpも人口も電需要も増える中石炭を減らすのがイージーかどうかはよく考えた方がいいんじゃない?
48 : ななしのよっしん :2017/01/24(火) 13:04:36 ID: yBnVOjmVR3
日本よりはかにイージーだったのは間違いないね。石炭も減らしてるし第一褐炭を減らしていくだけでCO2排出量を下げられるんだから。
日本の場合原発増やしまくって(確か将来的に45%位まで原発にする予定だった)標達成しようとしてたみたいだが元々下げシロがあまりかった上に建設も思うように進まなかったから震災がなくてもどの達成は始めから無理ゲーだったっていう話だね。
京都議定書はただ見栄切らされただけの政治ゲームの産物
49 : ななしのよっしん :2017/04/16(日) 22:14:48 ID: QBD+/ECo4P
次世代の発電方法として最近聞くのはトリプルコバインドサイクルってのだな。
燃料電池複合発電システムFCCCともいうらしい。

固体化物形燃料電池・ガスタービン・蒸気タービンの三段構成で発電効率は最大で70%に達するそうだ。

仕組みは、
・まず、天然ガス質して水素一酸化炭素を取り出し、燃料電池でそれらと酸素の反応から発電、
・次に、燃料電池の反応による排熱と未反応の残ガスガスタービンの駆動、
・最後に、ガスタービンの排熱で蒸気タービンを駆動し発電機を動かす。

今の所、このトリプルコバインドサイクルが実現できる最高の70%もの変換効率を持った発電方法になるとか。
50 : ななしのよっしん :2017/04/21(金) 09:26:13 ID: yBnVOjmVR3
後はカーボンリサイクルも出来ればほぼ言うことしですね
51 : ななしのよっしん :2017/09/07(木) 22:19:07 ID: QBD+/ECo4P
日本が高効率な火力発電技術を開発することによって、
・発電に必要なエネルギーの輸入量を減少させることが出来る
・他に高効率火力発電技術を輸出することが出来る
世界中に効率の良い火力発電技術を普及させれば、
 途上経済発展によるエネルギーの消費増加を減らすことができ、
 それによって資価格の高騰を抑えることになる

 資輸入である日本には結構利点があるようだな。
52 : ななしのよっしん :2017/09/24(日) 03:41:17 ID: QBD+/ECo4P
日本火力発電用の設備機器である、ガスタービン・蒸気タービン・ボイラ・タービン発電機を開発・製造している企業は、
重電・重工系といわれるところで、
代表的なのは
重電系
日立製作所
三菱電機
東芝
重工系
三菱重工
川崎重工
IHI

これらがある。
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