火力発電

火力発電って、名前はよく聞くのに「結局なにが何種類あるの？」と聞かれると、ちょっと言葉に詰まるタイプのテーマかもしれません。

でも実は、火力発電は日本でも世界でも、いまなお主力の発電方法のひとつですし、私たちの暮らしの電気を安定して支える存在でもあります。だからこそ、まずは「火力発電にはどんな種類があって、何が得意なのか」をまとめて整理しておきたいところです。

たとえば次の疑問、ありませんか。

• 火力発電って、燃料は何を使うの？
• 方式が違うと、何が変わるの？
• 環境の課題って、どこに出るの？

──ようするに「火力発電の種類と特徴」を知ると、ニュースで出てくる言葉が一気に読みやすくなるんですね。

火力発電は、燃料を燃やして熱をつくり、その熱でタービンを回し、電気に変える発電です。しかも「火力」と一口に言っても、実は中身はけっこうバリエーション豊富。

では、順番に見ていきましょう。

火力発電のエネルギー源：何を使っているか

まず火力発電のスタートは、燃料を燃やして熱エネルギーを取り出すことです。逆に言えば、ここで使う燃料の性質が、そのまま発電の性格に影響してきます。

代表的な燃料は、ざっくり言うとこの3つが中心です。

• 石炭：古くから使われ、世界的にも量が多い燃料。
• 石油：液体で扱いやすく、緊急時の対応にも使われやすい燃料。
• 天然ガス（LNG）：燃やしたときの排出が石炭より少なめになりやすい燃料。

──こんな具合に、燃料だけでも性格が分かれます。

そして大事なのは、燃料がそのまま電気になるわけではない、という点です。燃料は熱を生み出す材料であり、電気に変わるまでには「次の段階」が必ずあります。

つまり火力発電は、「火で直接ビリビリ電気を作る」ではなく、まず熱を取り出し、その熱を回転の力に変えていく発電なんですね。

火力発電の基本の仕組み：どうやって電気になるか

では、その熱はどうやって電気に変わるのでしょうか。まず押さえたいのは、火力発電の中心はタービンを回すことだ、というところです。

基本の流れは、次のバトンリレーになります。

1. 燃料を燃やして熱を出す。
2. 水を沸かして高温・高圧の蒸気（または高温のガス）をつくる。
3. その勢いでタービンを回す。
4. タービンにつながった発電機が回り、電気が生まれる。

──要するに「回転」がカギ。

ここでの変換は、言葉にするとこうです。
化学エネルギー → 熱エネルギー → 運動エネルギー → 電気エネルギー

エネルギーは消えるのではなく、姿を変えながら運ばれていきます。だからこそ火力発電は、燃料の種類や熱の使い方しだいで、効率や特徴がガラッと変わってくるんですね。

そして、発電所では使い終わった蒸気を冷やして水に戻し、もう一度使う工夫も入っています。いわば熱のリサイクル。こういう地味な工夫が、発電の安定運転を支えています。

火力発電の種類：どんな方式があるのか

ここからが本題です。火力発電は「燃やしてタービンを回す」という骨組みは同じでも、方式の違いで得意なことが変わります。

まず全体像としては、次のように分けると理解しやすいです。

• 蒸気タービン中心：大きな発電所で大量に作るのが得意。
• ガスタービン中心：立ち上がりが速く、調整役が得意。
• 組み合わせ型：熱を二段階で使い、効率を上げるのが得意。

──これらの方角は、火力発電を整理する指標となります。

そして「種類」としてよく出てくるのが、次の方式です。ここでは代表的な4タイプを、かみ砕いて説明します。さらに、同じ火力でも燃料との相性が変わるので、その点も一緒に見ていきましょう。

汽力発電（蒸気タービン）：大量生産が得意な王道タイプ

汽力発電は、燃料を燃やしてボイラーで水を沸かし、蒸気でタービンを回す方式です。いわば「教科書に出てくる火力発電」のど真ん中。

特徴は、大きな設備で大量の電気をつくりやすいことです。だからこそ、ベースの電力を支える役になりやすい一方で、急に出力を上げ下げするのは少し苦手になりがちです。

ただし技術の進歩で、蒸気の温度や圧力を高めて効率を上げる工夫も進んでいます。つまり「王道だけど、今も進化中」という立ち位置なんですね。

ガスタービン発電：立ち上がりが速い、スピード派

ガスタービン発電は、燃料を燃やして高温のガスをつくり、そのガスでタービンを回します。蒸気をつくる工程が小さくなる分、起動が速いのが強みです。

そのため、電気が急に必要になったときに出力を上げやすく、いわゆる調整役として活躍しやすい方式です。太陽光や風力の出力がブレたときに、バックアップとして動く場面も増えています。

ただし、単体だと熱を使い切れず、効率面では「もっと伸ばせる余地」が残ることがあります。そこで次の方式が登場します。

コンバインドサイクル（複合発電）：熱を二回使って効率アップ

コンバインドサイクルは、まずガスタービンで発電し、その排熱（まだ熱い）で蒸気をつくって、もう一度タービンを回す方式です。

つまり、熱を二段階で回収して、ムダを減らす考え方。ようするに「同じ燃料でも、より多くの電気を取り出す」方向の工夫です。

天然ガス（LNG）と相性が良い方式として知られ、効率の面で評価されやすい一方、設備が複雑になるぶん、運用や保守の難しさも上がります。便利さと手間のセット。発電あるあるですね。

IGCC（石炭ガス化複合発電）：石炭をガスにしてから使う技術派

IGCCは、石炭をそのまま燃やすのではなく、いったんガスに変えてからガスタービン＋蒸気タービンで発電する方式です。

ねらいは、石炭という資源を使いつつ、燃やし方を工夫して効率や排出の管理をしやすくすること。石炭は世界的に量が多い一方、燃やすとCO₂が増えやすいので、「どう扱うか」が大きなテーマになります。

もちろん万能ではなく、設備が大きくなりやすいことやコストの課題もあります。それでも「石炭を使うなら、できるだけ賢く」という方向性で注目される技術です。

火力発電の安定性と環境負荷：使い続けられるか

火力発電の強みは、なんと言っても安定して電気を作れることです。天候に左右されにくく、必要に応じて出力を調整しやすいので、電力の「背骨」になりやすいんですね。

たとえば、こんな場面で頼りにされます。

• 急に電気がたくさん必要になったとき。
• ほかの発電（太陽光や風力）が弱いとき。
• 夜間や無風などで供給が落ちたとき。

──こうしたときに支える力が、火力発電の強みです。

一方で、燃料を燃やす以上、CO₂が発生します。これは地球温暖化と関係が深く、火力発電の議論で避けて通れないポイントです。さらに、燃やし方や燃料によっては、窒素酸化物（NOx）や硫黄酸化物（SOx）などの大気汚染物質にも注意が必要になります。

そしてもうひとつは、燃料の多くが化石燃料であること。地下資源に頼る以上、価格の変動や供給リスク、将来の枯渇リスクも考えなければいけません。

だからこそ火力発電は、強みの「安定性」と、課題の「環境負荷」をセットで見て、社会の中でどう役割分担するかが問われる発電なんですね。

ここまでで「火力発電の種類と特徴」というテーマでお話してきました。

まとめると──

1. 火力発電は、燃料の熱でタービンを回して電気にする発電である。
2. 方式には汽力・ガスタービン・コンバインドサイクル・IGCCなどがあり、得意分野が違う。
3. 安定供給が強みだが、CO₂など環境負荷や燃料リスクの課題も一緒に見る必要がある。

──以上3点が、火力発電を理解するときの大事な軸になります。発電は「どれが正解」という単純な話ではなく、場面ごとの役割分担がポイントなんですね。だからこそ、火力発電は“種類の違い”を知るほど、ニュースや社会の議論が読みやすくなる存在です。まずは方式ごとの特徴を押さえて、次に「どんな場面で使われるのか」まで目を向けてみると、理解が一段深まりますよ。