再生可能な自然エネルギーの可能性
磁気発電は可能か?

 

1. 化石燃料から自然エネルギーへ

私達の身の周りには、色々な便利な物が満ち溢れています。パソコン、スマホ、テレビ、エアコン、自動車・・・。ちょっと見渡せばあちらこちらに文明の利器が溢れています。

このような便利な物は、私達の生活や仕事をする上で無くてはならない物ですよね。実に便利な世の中になったと思う今日この頃です。

ですが、私達人間が水や食べ物を必要とするように、このような便利な物を動かすには電気やガソリンといったエネルギーが必要です。
ご存知の通り、電気やガソリンの元になる石油や石炭、天然ガスといった化石燃料は、何億年も前に地球上に存在した植物やプランクトンなどの死がいが元になった有限の資源です。

ですが、この限りある大切な化石燃料を、日本はなんと約80%も海外に依存しているのです。

今回のコラムでは、限りある資源が枯渇する前にと、国の政策で急速に導入・普及を進めている再生可能エネルギー、いわゆる太陽光、水力、風力といった自然エネルギーについてより理解を深めたいと思います。

 

2. 自然エネルギーの特徴と種類

まず、自然エネルギーの特徴は利用しても量が減らない、短期間に再生するといった、資源が枯渇しない再生可能なエネルギーである事が挙げられます。

特にここ数年は太陽の光を利用した太陽光発電システムが目覚ましい普及を示していますので、最初に太陽光発電からみてみましょう。

〈太陽光発電〉
2020年には、二酸化炭素の排出抑制を目的とした「低炭素住宅」が完全義務化されますが、自宅で消費するエネルギー量より自宅で創るエネルギー量が多い「ネット・ゼロ・エネルギー・ハウス(ZEH)」も政府は進めています。

自宅でエネルギーを創るためには、太陽光発電といった家庭用の発電システムが必要となってきますので、今後の新築ではますます太陽光発電システムの普及が進むと予想されています。

太陽光発電は、建物の屋根、山の斜面、原っぱ等、太陽の日差しが良い所に太陽光パネルを設置すれば、騒音や汚染物質を出さないクリーンな電気を作れることが最大の特徴です。

欠点としては、導入コストが高い、太陽が出ていないと電気を作れないことが挙げられます。

・・・太陽光発電については、すでに多くの企業やご家庭でも導入されていますが、有名な大手メーカーから続々と新製品が開発されて、より効率よい発電ができるようになってきましたね。では次に風力発電をみてみましょう。

〈風力発電〉
海辺や山の上などで良くみる大きな風車が風力発電です。風車の大きなプロペラを風で回し、この動力で発電機を回して電気を作ります。

風力発電の特徴は、風がエネルギー資源なのでクリーンで無尽蔵なこと、他の発電方法に比べて構造がシンプルなので、設備コストが安いといったことが挙げられます。

しかし、風車の風切り音はかなりの騒音が発生しますので、住宅密集地に設置するには適しません。発電量も季節や天候に大きく左右されることが欠点です。

・・・風力発電は地方の観光地などに行くと見かけますよね。大規模な開発例としては青森県六ヶ所(ろっかしょ)村に1500キロワット機が34基、51メガワットもの発電施設が2009年から稼働しています。ちなみに六ヶ所村全体では77基もの風車があるそうですが、風車が沢山並んだ光景は実に見事ですね。では続いて水力発電を紹介します。

〈水力発電〉
私達の祖先は水車で石臼を回したり、機(はた)を織ってきましたが、それを発展させて電気を生み出すようにしたのが水力発電です。

観光地となっているダムに行って、せき止めた水を一気に放水している光景を目にしたことがありませんか。水力発電は水の流れ落ちる力で水車に連結した発電機を回して電気エネルギーを取り出しているのです。

水力も二酸化炭素を排出しないクリーンなエネルギーなのですが、ダムを造ることによって生態系の影響も少なくなく、ダムの建設費は膨大な費用が掛かります。そのため、川の流れをせき止めることなく川や用水路のわずかな落差で水車を回して発電する水力発電の「マイクロ水力発電」に期待されています。

・・・立山アルペンルートには有名な黒部ダムがありますが、美しいアーチのダムから放たれる大迫力の放水は圧巻の一言ですよね。では今度は地熱発電を紹介しましょう。

〈地熱発電〉
地熱発電は、主に火山活動によるマグマの熱を用いますが、太陽のエネルギーを由来としない数少ない発電方法の一つです。

基本的な原理は、地下水を地熱で熱して発生する水蒸気で発電機を回し、電気へと変換します。
地球の内部の高熱を熱源としますので、枯渇することがない自然エネルギーと言われているのですが、発電には広大な施設が必要であり、適した地域が国立公園に多いことが問題として挙げられます。

日本では火山の多い東北地方や九州地方に地熱発電所が多いのですが、日本全体の総発電量の約0.2%しかありません。
しかし、地熱発電は火山帯でもある日本に非常に適した発電方法ですので、今後が期待されている自然エネルギーです。

いかがでしたか。太陽光、風力、水力、地熱を利用した発電方法をざっと紹介しましたが、自然エネルギーを利用した発電は日本各地で導入されて、海外でも自然エネルギーによる発電が積極的に導入されてきています。

世界の自然エネルギーの年次報告である「自然エネルギー世界白書2017」によると、2016年の世界全体の自然エネルギーの累積の発電設備容量は、2015年末から約9%増加した約2017ギカワットにもなり、太陽光発電は約47%、風力発電は34%、水力発電は15.5%も設備容量が増加したそうです。

 

3. 磁気による発電は可能か?

このサイトのタイトルは「磁気とカラダの保険室」ですので、このコラムを楽しみにされている読者の皆さんの中には、当然『我らが応援する「磁気」による「磁気発電」は可能なのか?』と思われている方もいらっしゃるでしょう。

はい。もちろんヒカル先生は皆さんの期待に応えて、磁気発電について調べてみました。

ここで基本となる原理は、小学校や中学校で教わった理科の実験です。

もう学校を卒業して何十年という方もいらっしゃると思いますが、とても重要な実験ですので記憶に残っている方も多いのではないでしょうか。

そう、電線を巻いたコイルに磁石を動かすと電気が発生する「電磁誘導(でんじゆうどう)」という実験です。

これと、もうひとつ「フレミングの法則」という有名な法則もありましたね。

フレミングの法則は「右手」と「左手」があるのですが、それぞれの手の指の形で「電流の向き」と「磁界の向き」と「力の向き」の関係を表わした法則です。

このように磁気と電気はとても密接な関係であり、現在も多くの企業、大学、科学者による磁気発電が研究されて、大規模な磁気発電の実験や、特許を出願している技術もあるようです。

しかし、残念ながら磁気については未解明なことも多く、磁気発電システムが実用に至る所までは進んでいないようです。

 

4. まとめ

いかがでしたか。今回のテーマは地球環境問題を考えると避けて通れないエネルギー問題を取り上げました。
2011年の東北地方太平洋沖地震にて原子力発電の危険性や脆弱性が露わになった現在、電力問題について興味を持たれている方も多いと思います。

政府の試算では、2030年までに原発をゼロにすると今の2倍の電気料金になるとの事。そんな中、原子力、火力発電以外の発電方法が注目され、太陽光を始めとする自然エネルギーが注目されるようになってきました。

しかし、太陽や風力、水力、地熱といった自然エネルギーは一長一短の特性がありますので、現在も色々な自然エネルギーが利用できないかと研究が進んでいます。もちろん、気象に左右されない永久エネルギーである「磁気」には大きな期待が高まっています。

もしかしたら、近い将来に磁気による発電が実用化される可能性も高いかも知れませんね。



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