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テクの雑学

第183回 進化する石炭火力発電 〜環境にやさしいIGCC、IGFC〜

 火力発電、特に石炭を燃やすと、地球温暖化の原因となるCO2や酸性雨の原因となる窒素酸化物(NOx)、硫黄酸化物(SOx)が排出され、地球温暖化や大気汚染の原因になるなど、環境にはあまりよくないイメージがあります。

 しかし、最新の石炭火力発電は、環境に負荷をかけないように進歩しているのです。今回のテクの雑学では、最新の石炭火力発電の技術「IGCC(Integrated coal Gasification Combined Cycle:石炭ガス化複合発電)」を紹介しましょう。

古くて新しい石炭発電
 人類の石炭の利用の歴史は古く、紀元前3世紀頃の古代ギリシャで、鍛冶屋の燃料として利用されていた記録があります。イギリスでは、5世紀頃には商業的な石炭採掘が始められていました。18世紀イギリスで起こった産業革命にも、製鉄と蒸気機関を支える燃料としての石炭が大きな役割を果たしました。

 火力発電は、「燃料を燃やして」取り出したエネルギーを元にして発電する方式で、燃やすのは炭素を主成分とした燃料です。最初に実用化された燃料も、古い歴史のある石炭でした。世界で最初の石炭火力発電所は、エジソンにより、1881年に米国ウィスコンシン州・アップルトンに作られました。1887年(明治20年)には、その技術を輸入して、日本最初の火力発電所が、東京・日本橋に作られました。

 19世紀半ばからは、アメリカで石油採掘技術が発展し、その後各国に広まりました。当時は、石炭に比べると石油は、液体なので輸送や貯蔵が容易であり燃焼したときの発熱量が大きいこと、また石油そのものが化学原料として使用できることもあり、発電のための燃料も石炭から石油へと移りました。日本も例外ではなく、1962年の原油輸入自由化から、火力発電用の燃料は石油へとシフトしました。

 しかし、1970年代の2度のオイルショックを経て、1979年、IEA(国際エネルギー機関)により「石炭利用拡大に関するIEA宣言」の採択が行われ、石油火力発電所の新設が原則として禁止されました。日本でも燃料の多様化が進められ、石炭、LNG(液化天然ガス)、そして火力に代わる原子力の利用拡大が積極的に進められました。2010年には、日本の電気のうち石炭は約24%、LNGは約27%、原子力は約31%をまかなうようになっていました。


 2011年には、東日本大震災による原子力発電所の停止や、東京電力福島第一原子力発電所の事故を受けた原子力発電所の安全基準の見直しなどにより、多くの原子力発電所が稼働を停止しています。これを補っているのが火力発電で、10電力合計の2011年12月の発電実績(受電含む)では、原子力発電の割合が1割以下となっているのに対し、8割前後を火力発電が占めていると推測されます。
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