中学校理科 第1分野/いろいろなエネルギー

エネルギー資源

化石燃料

石炭、石油、天然ガスを化石燃料（かせきねんりょう、fossil fuel、ファーソル・フューエル）という。これら化石燃料は、一般に地中に埋蔵されていたものを採掘して得られる。埋蔵量が限られている資源である。 これら石油・石炭・天然ガスは、大昔に死んだ生物の死体や残骸などの有機物が、地中にうずもれたまま、長い年月の間に化学変化をしてできたものである。なので、化石燃料は埋蔵量が限られている。

発電

発電用タービンの部品。
ドイツの水力発電所の装置

我々の生活には電気が不可欠である。電気は現在では主にw:火力発電、w:原子力発電、w:水力発電などの方法で供給されている。これらの3種類の発電では、共通して、回転羽根を持ったタービン（羽根車）を回して発電している。タービンに永久磁石が取り付いており、その磁石がタービンと一緒に回転することによって、電磁誘導によって発電をしている。

「火力」や「水力」や「原子力」とは、タービンの回転力を得る方法の種類である。 火力発電では、火力により水を熱して蒸気にさせることで、その蒸気圧によって、タービンを回転させている。蒸気は回収して冷却して再利用するので、これらの発電所の立地は、一般に冷却水が入手しやすい海岸沿いにあることが多い。

原子力発電も、核分裂を行う物質が発生する熱により、水を熱して蒸気にしていることで、タービンを回す力を得ている。 原子力発電は、名前が「原子力」なので、てっきり、まるで電池から電気が出るように核反応そのものから電気が出るのかと誤解されやすいが、そうではない。原子力発電における原子力も、火力発電での火力と同様に、蒸気を沸かすための熱源に過ぎないのである。

いっぽう、水力発電では、高所にダムなどを作り、高低差を利用して、水を高所から低所に流す間の地点にタービンの羽根を置くことで、タービンを回している。

火力発電に使われるw:石油（せきゆ、petroleum,ペトロリアム）は、w:化石燃料の一種であるため、無限に使い続けることはできない。さらに、原子力発電で用いられる放射性物質も、有限の地下資源であり、無限に手に入るわけではない。

また、原子力発電には放射性廃棄物の処分方法をめぐる、未解決の問題もある。

なお、この他にも、太陽光発電や風力発電など、発電方式は多くある。詳しくは、たとえばw:発電を参照せよ。

太陽光発電は、ある種の半導体に光を当てると電圧が発生し電池（※注意　化学電池ではない）になる光電池を利用した発電である。 光電池に当てる光を太陽の光にすれば、太陽が存在する限りは、地球が滅ばなければいつまでも発電できる。

なお、太陽光発電と、太陽熱発電とは、別の発電方法である。太陽熱発電は、太陽光を浴びた物質の熱を利用した発電であり、一般に光電池は利用しない。

現在の文明は大量のエネルギー資源を消費しており、そのため人類は、現在の大量消費の生活を続けることはやがて不可能になると考えられる。現在でもエネルギー資源の保護を考えた議論も進んでいるが、いまだ明確な結論は出ていない。実際にはこの議論は結論が出る類の議論ではないので、各国が妥協をくり返すことが現実的な解決策となるかもしれない。