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石炭って日本では全くとれなくなった? まだあるよね?

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原発動かさないで、石炭効率よく使って考えてみては?
炭鉱の町も活気づくのでは?


石炭は有事の場合に自給可能な唯一の燃料でもある。


石炭は古くから燃料として使われてきた。特に産業革命以後20世紀初頭まで最重要の燃料として、また化学工業や都市ガスの原料として「黒ダイヤ」「黒いダイヤ」「黒の宝石」等と呼ばれていた。第一次世界大戦前後から、艦船の燃料が石炭の2倍のカロリーを持つ石油に切り替わり、戦後中東で大量の石油が採掘され1バレル1ドルの時代を迎えると、産業分野でも石油の導入が進み(エネルギー革命)西側先進国で採掘条件の悪い坑内掘り炭鉱は廃れた。
しかし1970年代に二度の石油危機で石油がバレル12ドルになると、産業燃料や発電燃料は再び石炭に戻り、米国やドイツや中国などでは現在も最も重要なエネルギー源である。ただし、日本では国内炭鉱は復活しなかった。豪州の露天掘りなど、採掘条件の良い海外鉱山で機械化採炭された、安価な海外炭に切り替わっていたからである。海上荷動きも原油に次いで石炭と鉄鉱石が多く、30万トンの大型石炭船も就役している。
他の化石燃料である石油や天然ガスに比べて、燃焼した際の二酸化炭素 (CO2) 排出量が多く地球温暖化問題の面からは不利だが、天然ガスも石油も数十年の埋蔵量しかないのに比べ、石炭は150年以上の埋蔵量がある。また石油と違い政情の安定している国の埋蔵量が多く、価格も安定しているほか、日本を含む多くの国にとって石炭は有事の場合に自給可能な唯一の燃料でもある。


石炭の利点
石油が安価だった時代、重油製鉄も検討されたが、製鉄における石炭の優位は崩せなかった。
また発電燃料・産業燃料においても微粉炭ボイラー(石炭を粉にして吹き込む)が開発され、手作業給炭は過去のものとなったのと、重油ボイラーを比較的簡単に微粉炭ボイラーに改造可能であったため、第二次石油危機後の1980年代に発電燃料・産業燃料はほとんど、値段の安い石炭に回帰するか天然ガスに切り替わった。
産業分野において石炭は過去の遺物ではなく、現役の主力エネルギーである(ただし日本国内炭は一般的に炭層が薄くて傾斜しておりロングウォールに向かず、海外炭に太刀打ちできなかった。ただし釧路炭田は水平に厚く石炭層が形成されているために国内最後の炭鉱が存続している。昨今の原油高で海外炭相場も値上がりしたので、一部国内炭鉱が将来的な再開を検討している)。


安価なコスト
自動車の普及した先進国では石油の占める割合が高いが、エネルギー消費の過半数を占める発電燃料・産業燃料では、コスト優位によって石炭が首位を奪還した国も多い。北海油田を抱えるイギリスは産業燃料も天然ガスの比率が高く、フランスは原子力発電が8割を占めるが、ドイツは国内石炭が首位でシベリア天然ガスがそれに次ぎ、アメリカも発電燃料は石炭が圧倒的首位である。中国は自動車の普及で石油輸入量が急増し日本を追い抜いたが、依然として全エネルギーのうち7割以上を石炭が占めている。
2008年現在、1万kcalあたり原油は75円弱、石炭は12円で、石炭のほうがはるかに経済的である(原油バーレル120ドル、豪州一般炭2008年度価格80ドル/t前提)。


豊富な埋蔵量
石炭は他の燃料に比べて埋蔵量が多く、かつ石油のような一地域への偏在がなく、全世界で幅広く採掘が可能なエネルギー資源である。50年で枯渇が懸念されている石油に対し、石炭は150年の採掘が可能と考えられている。2000年現在、世界の消費は約37億t、総一次エネルギー消費の27%を占める。確認可採埋蔵量は、世界で約9800億t(2000年)(BP統計2005年版では約9091億t)。1990年のデータでは ウランを含む燃料資源を石油に換算した確認可採埋蔵量の比率は石炭が61.9%に達し、オイルサンド類の16.1%、石油の10.8%、天然ガスの9.7%に比べて圧倒的に多い。また石油が世界の埋蔵量のうち中東地区に70%以上が偏在したり(1999年のデータ)、天然ガスが旧ソ連と中東で70%以上の埋蔵量を占有する状況である(1999年のデータ)のに比べて 石炭は旧ソ連(23.4%)、アメリカ(25.1%)、中国(11.6%)、オーストラリア(9.2%)、インド(7.6%)、ドイツ(6.8%)と政情の安定している国の埋蔵量が大きいことが特徴(1999年のデータ)。


技術的安全性
原子力発電は増大する人口に豊かな生活を供給する上で極めて重要な技術である。しかし依然として発展途上で、年ごとに減少傾向であるとは言え作業員が一定程度被曝しながらメンテナンスしているのが現状であり、完全な遠隔操作化がなされているとは言いがたい。想定を超える大事故が起った場合には周囲が半永久的に居住不能となるおそれがあったり、廃炉は10年は封鎖してからでないと解体ができない。放射性廃棄物の処理も問題である。石炭は二酸化炭素貯留以外は大きな未開発の問題がない。


製鉄における石炭の圧倒的有利
鉄鉱石とは錆びた鉄・酸化鉄と脈石の塊であり、製鉄とは還元反応である。現在の高炉法は粘結炭(瀝青炭)を蒸し焼きにしたコークスと塊状鉄鉱石を円筒形の高炉に積み上げ、下から空気を吹き込んで発生する一酸化炭素で銑鉄を作るので、石炭(特に粘結炭)が不可欠である。
天然ガスでも還元できるが、温度が上げにくいので、産油国のような石油採掘のときに随伴ガスとして天然ガスも出てきてしまい無駄に燃やしているような場合以外では、石炭のほうが優位である。
豊富な埋蔵量の主な参考文献 - 『エネルギー・セキュリティ』


カロリーが高い
比較的良質な豪州一般炭を例にとれば、重量1kgあたりの発熱量が6700kcalで、薪と比べれば遥かに重量・体積あたりでのカロリーが高い(薪のカロリーは木の種類や乾燥度合いによって大きく異なるが、全面的に石炭が上回る事には相違ない)。また石炭から作られるコークスも木炭よりカロリーが高い。
石炭の欠点 [編集]
石炭は上記のような利点がある一方で下記のような欠点がある。最近の日本での使用に際しては、環境に配慮して最新技術による対策が施されている。


カロリーが低い
上述とは逆になるが、石油と比較した場合は低カロリーであり、重油と比べて約半分である。これは蒸気ボイラーで同じ出力を得ようとした場合、石油燃料を使用する場合よりも大きなボイラーが必要であることを意味する。
固体のため、採掘・運搬・貯蔵に際して石油よりもコストがかかる
液体はポンプと配管で輸送できるが、石炭の輸送にはパワーショベルまたは人手による投炭、ホッパー、ベルトコンベアなどが必要である。


天然ガスより熱効率を上げにくい
石炭も微粉炭にして酸素吹き込みで燃やせば高温の一酸化炭素・二酸化炭素が発生するので、ガスタービンを回したあとの数百℃の熱排気でボイラーを熱して蒸気タービンを回すコンバインドサイクルは可能で研究も進んではいる。ただし石炭に含まれる灰分が溶けてタービン翼に障害を与えるのを「低コストで」処理するのが難しい。そのためカロリーあたりでは石炭のほうが安くても、天然ガスコンバインドサイクル発電所のほうが石炭火力発電より燃料消費が少ないので、ドイツのような隣国からパイプラインで購入している国の場合は天然ガス発電所が増えている。日本やイタリアのように液化天然ガスで輸入している国は天然ガスを-160℃で液化するコストが掛かっているので、どちらが有利か試算者によって結論が異なる。


後処理装置がないと大気汚染の原因になる
特に硫黄は原油同様0.4~5%含まれているが、これは燃やすと酸性雨の主要因となる硫黄酸化物になる。窒素成分も他のエネルギー源より多く、やはり酸性雨の原因となる。これらの環境汚染物質については(日本では)国や地方自治体で排出基準が定められている。環境対策として 硫黄酸化物については湿式石灰石-石膏法による脱硫装置、窒素酸化物については燃焼方法の改善や排煙脱硝装置の稼動により排出基準を遵守している。また灰分を含んでいるため、燃焼後にその処分が必要である。
他の燃料に比べて煤塵発生が多い。蒸気機関車が黒煙を吐いて走っているのが典型例。火力発電所などでは、排煙中の煤塵は集塵機により除去されている。
二酸化炭素排出量が他の燃料よりも多い。石炭は高品位になるほど炭素含有量が増えて水素・酸素が減ってゆき、無煙炭の炭素含有量は90%以上に達する。他の燃料を燃焼すると二酸化炭素と水ができるが、高品位の石炭を燃やすと燃焼生成物の大部分が二酸化炭素となる。二酸化炭素は地球温暖化に強い影響を与える物質として、排出量規制の動きも出ており(京都議定書)、その面では使いにくい燃料である。二酸化炭素を回収し地中に戻す技術が開発途上にある。
単純に燃焼させた場合、地球環境に負荷を与える燃料資源と見なされているが、硫黄酸化物・二酸化炭素などを除去する装置が完備した施設で管理された使用においては安全で、低コストで、豊富で、負荷追随が可能な主力エネルギーである。硫黄酸化物除去は実用化されており、二酸化炭素は地中処分が検討されている。原子力発電所・風力発電所の建設には10数年かかるので、即効性のある対策は二酸化炭素貯留しかないが、日本では貯留層に70年分の容量しかないといい、既存石炭火力発電所を寿命まで使い切って次世代発電所にバトンタッチする繋ぎ技術と目されている。
石炭の欠点の主な参考文献 - 『石炭技術総覧』第3章石炭を使う

石炭 - Wikipedia