ウィルウェイが燃料についてご紹介します。

コジェネレーション(ガスエンジンシステム)

発電用ガスエンジンの排気排熱ボイラで熱交換を行うもの。

発電効率26%~49%、総合効率で72%~92%。

ガスエンジンでヒートポンプを駆動する形式もある。

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コジェネレーション

コージェネレーション、またはコジェネレーション 、英語では“combined heat and power”ともいわれ、内燃機関、外燃機関等の排熱を利用して動力・温熱・冷熱を取り出し、総合エネルギー効率を高めるエネルギー供給システムである。

略してコージェネ、コジェネとも呼ばれ、一般的には熱併給発電(ねつへいきゅうはつでん)または熱電併給(ねつでんへいきゅう)と訳されている。訳語から廃熱発電を用いるものと思われがちだが、給湯や蒸気吸収冷凍機で冷熱を製造するなど発電以外の運用もある。

日本においては、京都議定書の発効に伴い製造サイドとして電機メーカーやガス会社が、需要者サイドとしてイメージ向上の効果も狙うスーパーマーケットや大エネルギー消費者である大規模工場などで関心が高まっている。

コジェネレーションを発展させて二酸化炭素(CO2)も利用するようにしたトリジェネレーションがある。

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化石燃料価格高騰、電気料金値上げ、給油所減少によって生じる問題

20世紀後半以降、日本国内においては大都市部への人口や企業活動の一極集中化が進み、都市部の暖房については即効性、安全性、使用しても黒煙や灰を出さない等の利点もあって、電気式ヒーターや灯油などの化石燃料式ヒーターが好まれ、著しく依存している現状(2013年)となっている。しかしながら2000年代以降は原油をはじめとした化石燃料の価格高騰に拍車がかかってきており、貧困世帯の増加や給油所数の減少も相まって、灯油式ストーブが身近で安価な生命維持装置では無くなりつつある。そのような事情から地方においては再生可能燃料式(主として木質燃料式)のストーブなどの熱を発生させる装置が見直されつつある。冬季に主暖房を灯油などの化石燃料に大きく依存することで生じるリスクについては、こと冷え込みが厳しい地域においては燃料の残量など多角的な状況を把握した上で、生命維持に直結する問題であるため重々警戒する必要がある。

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化石燃料の使用が引き起こす公害・環境問題(拡散性・非帰属性)

化石燃料の消費によって起こる大気汚染には、発生者・地域と被害者・地域が一致しないという問題もある。大気は地球全体でつながっているため汚染は広範に拡がり、しかも地形や気流などにより特定の地域に被害が集中しやすい。

たとえば前述の北欧での酸性雨も、工業地帯から遠く離れた農村部でまず被害が起こった。 また喘息公害でも、たとえば自動車を使わない選択をしたとしても被害を免れることができない上、喘息の苦しさは目に見えるものではないため、自動車に乗っている者には被害者の痛みが伝わらず被害実態が理解されにくいという矛盾が、事態の悪化が放置される一因となっている。

地球温暖化については、二酸化炭素の排出量は北米などの中緯度地域に偏重しているが(右グラフを参照)、真っ先に影響を受けるのは北極・南極などの極地や太平洋諸島など、ほとんど二酸化炭素を排出していない(つまり化石燃料の消費による利益を得ていない)地域でまず深刻な事態が起こると想定されている。また深刻な影響が出るのは数十年後からと想定されているため、現役世代の生活への支障は限られ、政治的にも危機意識が共有されにくいという問題もある。

近年になりようやく問題を把握することのできた国際社会では、その影響の拡大を食い止め抑制するために気候変動枠組条約を締結、京都議定書により化石燃料から出る廃棄物など温室効果ガスの排出量削減を約束することとなった。西欧諸国ではその目標に向けて行動しているものの、自国の経済発展が最優先と考えるアメリカ合衆国や中国などでは依然として対策が進まない実情がある。

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19世紀後半以降、石炭にかわって石油が使われはじめる

19世紀後半以降、石炭にかわって石油が使われはじめる。 それまでも東欧などで比較的浅く埋蔵されていた石油が地域住民により灯油として使われていたが、後に機械掘りやボーリングの技術が開発され、これが普及すると各地で地中深くから石油を掘り出す油井が造られ、大量生産されるようになると価格も下がり、また燃料として使われる成分は常温で液体のため(気化しやすい成分については圧縮すると液化し LPG として使われる)使い勝手が良いことなどもあって、特に輸送機器や発電、従来は薪や木炭などが主に使われていた暖房・給湯など、様々な用途の燃料として大量消費されるようになった。石油は世界を動かすまさしく根幹となり、石油を産出する産油国は経済的に大きな力を持つようになった。1973年には第四次中東戦争が勃発するが、このときアラブ石油輸出国機構が石油戦略を行い原油価格を大きく引き上げたことで世界経済が大混乱に陥ったいわゆるオイルショックは、このことを端的に示している。

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「化石燃料」の形成

遡ることおよそ40億年強、地球が誕生した頃の大気は主に窒素・水蒸気・二酸化炭素・硫黄酸化物(火山ガス)などで形成されていたと考えられている。その中でも二酸化炭素については、当時は今より遙かに高濃度であったと推定されている(後に大気中の概ね 0.03% 程度まで低下、現在は概ね 0.04% になっている)。 そのような環境下ではもちろん動物は生活できず、まずは光合成を行うことのできる植物プランクトン(または硫黄酸化物を吸収する嫌気性生物)のような生物が海中で誕生したと考えられている。それらの生物が光合成によって太陽エネルギーを利用して大気中の二酸化炭素を吸収・分解(または硫黄酸化物を吸収)、そのうち炭素(硫黄)成分を体内に吸収し、酸素を排出する。すると今度は酸素を消費し植物プランクトンを捕食する動物プランクトンのような生物が誕生。この小さな原始生物達による生命活動の循環が積み重ねられることで、約 8億年前には現代とほぼ同程度の酸素濃度(約23%)になり、この高濃度の酸素が後にオゾン層を形成し、動植物が地上へ進出することが可能になったと考えられている。 また、太古の地球は現在より遙かに気温が高かったが、二酸化炭素などの減少により気温が概ね 15℃程度まで低下、大気の循環も相まって冷やされ、現在の姿になっていった。 それらの動植物性プランクトンは、一生を終えると海中深くへ沈み、それが堆積し、地層を形成し、加熱・加圧される等の変遷を経て、石油となった。また、その後に陸上に進出した樹木などの生物の死骸が同様の理由で堆積・加圧等されて形成されたものが石炭である。言い換えれば、かつて大気中に存在していた炭酸ガスその他の人体にとって有害な成分と太陽エネルギーが、生物の働きによって長大な時間をかけて固定され、地中深くに封じ込められたものであると言える。 なお、現在でも大気中の二酸化炭素を有機化合物へと固定する合理的な方法は開発されておらず、人間を含めた全ての動物は、植物による光合成なくしては生命をつなぐことができないが、それは食糧ばかりでなくエネルギーでも、また地球上の様々な循環の仕組みを維持する上でも同様である。

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化石燃料

化石燃料は、地質時代にかけて堆積した動植物などの死骸が地中に堆積し、長い年月をかけて地圧・地熱などにより変成されてできた、言わば化石となった有機物のうち、人間の経済活動で燃料として用いられる(または今後用いられることが検討されている)ものの総称である。

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固体燃料・液体燃料・気体燃料

燃焼前の段階で、固体であるものを固体燃料、液体であるものを液体燃料、気体であるものを気体燃料という。このうち固体燃料は取り扱いが簡単であり、最初に使われた。これに対して液体燃料や気体燃料は保管にしても燃焼装置にしてもやや技術が必要とされるので、後の時代に使われるようになった。しかし、技術が向上すれば、管を通じて流すことができ、その量を調節しやすいなど、応用の幅が広い。

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燃料(光源)

当初はたき火がその目的で使用されたであろうが、できれば高い位置にあることが望ましい。例えば映画などの原始人の描写には、火のついた木の棒を片手にかざす姿がよく描かれる。より効果的にするためにたいまつなどが工夫され、さらにはランプや行灯などが作られ、次第に液体燃料への依存が進む。

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