新しいエネルギー いろいろな代替エネルギー

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1 新しいエネルギー いろいろな代替エネルギー
２班:奥山　悠木　　織田　哲暢 　　　狩野　敏規　　河東　健太 　　　菊地　由梨奈

2 たくさんある代替エネルギー 太陽光エネルギー 風力　 地熱　 海洋エネルギー　 バイオマス　 水素燃料　 エマルジョン燃料　 メタンハイドレート

3 海から得られる新エネルギー

4 メタンハイドレート (methane-hydrate)
構造式　CH4 ・5.75H2O 精製することによりメタンガス（天然ガス）を抽出 天然ガス燃焼時のCO2発生量は石炭の約半分 ©MH21Research Consortium

5 ９６年分 日本のメタンハイドレート 日本周辺のメタンハイドレート資源量は7.35兆m3 （９６年時推算）
現在の日本の天然ガス消費量から考えるとおよそ・・・・ 　　９６年分 まあ所詮化石資源ですので…. ©MH21Research Consortium

6 海洋エネルギー 潮力発電 海洋温度差発電 波力発電 これらはいずれも… 　　半永久的な エネルギーの供給が期待できる

7 潮力発電 海の干満の差を利用した発電。 ただし… 　日本には適地が 　ありません！ 満潮時 干潮時

8 ランス発電所

9 海洋温度差発電 深層水で液体化させた媒体を、表層水で気化させ、その蒸気により発電機を回す。

10 波力発電 現在ではこの技術は… ブイ（航路標）などに活用されている。 波の変位を電気的エネルギーに変換する方法。
　ブイ（航路標）などに活用されている。 (c) ZENI LITE BUOY CO.,LTD

11 水素燃料 水素燃料エンジンとは、水素を燃料とする内燃機関のこと。
水素ガスは炭素を含んでいないため、燃焼しても二酸化炭素は発生しない。水のみを排出する。 大気中に窒素が存在する以上、燃焼時に窒素酸化物 の発生は避けられないものの、通常のガソリンエンジンに比べると発生量は少ない。また従来の燃料では発生しない過酸化水素類が発生する為、これの対処が必要となる(よって、水しか出ないクリーンなエンジンというのは誇大広告であり、ガソリンエンジン並の触媒を搭載する必要がある)。水素はすべてのガスのうちで最も密度が低いため、体積当たりのエネルギー発生量で比較するとガソリンに劣る。そのため、燃料となる水素を圧縮するなどの手法を採る必要があるが、いずれも耐久性・安全性が十分でない。 出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』

12 『出典：独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構 「燃料電池導入ガイドブック」』

13 バイオマス燃料 現生生物体構成物質起源の産業資源をバイオマスと呼ぶ。国が定めたバイオマス・ニッポン総合戦略では「再生可能な、生物由来の有機性資源で化石資源を除いたもの」と定義されている。 バイオマスの特徴 バイオマスは有機物であるため、燃焼させると二酸化炭素が排出される。しかしこれに含まれる炭素は、そのバイオマスが成長過程で光合成により大気中から吸収した二酸化炭素に由来する。そのため、バイオマスを使用しても全体として見れば大気中の二酸化炭素量を増加させていないと考えてよいとされる。この性質をカーボンニュートラルと呼ぶ。 化石資源に含まれる炭素もかつての大気中の二酸化炭素が固定されたものだが、化石資源が生産されたのは数億年も昔のことであり、現在に限って言えば化石資源を使用することは大気中の二酸化炭素を増加させている。従って、化石資源についてはカーボンニュートラルであるとは言われない。 再生可能資源 バイオマスは太陽エネルギーを使い、水と二酸化炭素から生物が生成するものなので、持続的に再生可能な資源である。

14 バイオマス燃料   バイオマスは有機物なので、微生物などによりメタンやエタノールにすることができる。 また、木質バイオマスを乾燥、粉砕、固形などさせて、燃料としてより使いやすくすることもできる。このようにバイオマスを直接燃やすのではなく、何らかの形で燃料にしたものをバイオマス燃料と言う。 バイオマスは有機物なので、微生物などによりメタンやエタノールにすることができる。   また、木質バイオマスを乾燥、粉砕、固形などさせて、燃料としてより使いやすくすることもできる。   このようにバイオマスを直接燃やすのではなく、何らかの形で燃料にしたものをバイオマス燃料と言う。   例えば、畜糞や食品廃棄物等は発酵させてメタンとして利用できます。よくバイオガスと呼ばれる。   植物は、木のように固形燃料にするほか、糖化・発酵させてエタノールを作ることができる。植物の主な構成成分であるセルロースはでんぷんのようにブドウ糖からできている。セルロースをブドウ糖に分解することを糖化と言い、この糖を発酵させてエタノールを作る。   廃油を回収して、メチルエステル化しディーゼルエンジンの燃料としても利用できます。

15 燃料電池

16 燃料電池とは 電気化学反応によって電力を取り出す装置（化学電池）のひとつである。 水素の燃焼によって電気を取り出すものが 多い。
水素は都市ガスやLPガス、生ゴミや廃木材などから取り出す。

17 燃料電池の特徴 発電効率 が高い。 長く使える。 水素と酸素があれば半永久的に発電可能。 環境にやさしい。 騒音が少ない。
NOxがほとんど出ない。水素を取り出す際にCO2が 発生するが比較的少ない。 騒音が少ない。 出典：日本ガス協会ホームページ

18 燃料電池の応用 燃料電池自動車 ガソリン車より効率が その他 よく、発電時に二酸化 炭素を出さないので 環境にやさしい。
ノートパソコン、携帯電話などの携帯機器から、自動車、 民生用・産業用コージェネレーション、発電所まで多様 な用途への応用が期待されている。 ※コージェネレーション…発電によって出た廃熱を冷暖 房などに利用すること。 出典：日本ガス協会ホームページ

19 燃料電池の種類 固体高分子形 燃料電池 リン酸形 溶融炭酸塩形 固体酸化物形 電解質 高分子電解質膜 リン酸 Li-Na/K系炭酸塩
ジルコニア系 セラミックス 作動温度 常温～90℃ 150～200℃ 650～700℃ 700～1000℃ 発電効率 30～35% 36～38% 40～50% 開発状況 実用化間近 実用化 研究段階 主な用途 家庭用コージェネ 自動車用 モバイル機器用 工業用コージェネ 業務用コージェネ 大規模発電 分散発電 出典：東京ガスホームページ

20 エマルジョン燃料 エマルジョン燃料は燃料油（廃油や重油･軽油等）に水と界面活性剤を添加し、機械的に攪拌してオイル中に水を分散させた燃料である。ただし、添加剤を用いない場合でもエマルジョン燃料と呼ばれる。内燃機関（ないねんきかん、Internal-combustion engine：インターナル・コンバスチョン・エンジン）は、内部で燃料を燃焼させて動力を取り出す機械 [1] [2] [3] 「動力を取り出す機械」である原動機の一種。工学では、熱エネルギーを機械的エネルギーに変換する熱機関の一種に分類される。 エマルションは、溶質溶媒が共に液体である分散系溶液のこと。乳濁液、ともいう。木工ボンド、アクリル絵具やマヨネーズが代表的な例としてあげられる。分離している2つの液体をエマルションにすることを乳化といい、乳化する作用を持つ物質を乳化剤と呼ぶ。 古い文献などではエマルジョンという記述も見られるが、これはドイツ語読みである。pHをペーハーと読まなくなったのと同じように、現在ではエマルションと表記するのが正しい。燃焼効率や環境負荷物質低減などに最も適した混合比率は、油分の種類や界面活性剤の選択なども条件にからみ、未だ広く実用化されるには一歩手前の検討段階にある。　　　　

21 エマルジョン燃料のいいところ その① NOｘ（窒素酸化物）の低減
NOｘは、酸性雨や光化学スモッグなどの原因になる物質です。NOｘは、燃料が燃焼して高温になったエンジン内部で、通常は反応しない空気中の窒素と酸素が反応することで発生します。エマルジョン燃料は、燃焼する時に燃料に含まれる水分がエンジン内部の熱を奪うことでNOxの合成を抑制する効果があるといわれています。

22 エマルジョン燃料のいいところ その② PM（粒子状物質）の低減
NOｘは、酸性雨や光化学スモッグなどの原因になる物質です。NOｘは、燃料が燃焼して高温になったエンジン内部で、通常は反応しない空気中の窒素と酸素が反応することで発生します。エマルジョン燃料は、燃焼する時に燃料に含まれる水分がエンジン内部の熱を奪うことでNOxの合成を抑制する効果があるといわれています。

23 太陽光エネルギー 太陽光発電 太陽熱発電 　　・集光型熱発電　　　・タワー式太陽光発電 　　　　　　　　　　　　　　　・トラフ式太陽光発電 　　・ソーラーチムニー

24 太陽光発電 太陽電池を利用し、太陽 光のエネルギーを直接的 に電力に変換する発電方式
ゴビ砂漠の半分に現在市販されている太陽電池を敷き詰めれば、全人類のエネルギー需要量に匹敵する発電量が得られる

25 太陽熱発電 太陽光のエネルギーを 熱として利用し、 電力を生む発電方式
　熱として利用し、 　電力を生む発電方式 長所となるものとして、24時間の発電が可能であることがある。太陽光発電が利用する光を保存しておくことは出来ないが、太陽熱発電は熱エネルギーを利用するものであり、昼間に熱を蓄えておくことで、夜間の発電も可能である。 一方短所となるものとして、相当な広さの土地が必要となることが挙げられる。効率的に発電するためには、太陽光発電と比較するとより大型の設備、十分な熱量を得るためのより広い受光面積が必要となる。そのため太陽光発電のように、都市部の建物の屋根や壁面に手軽に設置するというわけには行かない。これまで設置された発電所の多くは、試験用のものも含め、地価の低い、乾燥した地域のものが多い。

26 集光型太陽熱発電 タワー式太陽熱発電 トラフ式太陽光発電 平面鏡を用いて、中央部に設置され たタワーにある集熱器に太陽光を集
中させることで集光し、その熱で発電 する発電方式 トラフ式太陽光発電 曲面鏡を用いて、鏡の前に設置されたパイ プに太陽光を集中させ、パイプ内を流れる 液体（オイルなど）を加熱し、その熱で発電 鏡などを用いて太陽光を集光し、その熱で水を蒸発させることで蒸気タービンを回転させ、発電する発電方式である。発電の原理は、伝統的な火力発電と同じものであり、ただその熱の発生に燃料の燃焼ではなく太陽光を利用するものと言える。 そのため、太陽光を得られない夜間などに燃料を燃焼させて発電する、ハイブリッド方式とすることも可能である。長所となるものとして、24時間の発電が可能であることがある。太陽光発電が利用する光を保存しておくことは出来ないが、太陽熱発電は熱エネルギーを利用するものであり、昼間に熱を蓄えておくことで、夜間の発電も可能である。 一方短所となるものとして、相当な広さの土地が必要となることが挙げられる。効率的に発電するためには、太陽光発電と比較するとより大型の設備、十分な熱量を得るためのより広い受光面積が必要となる。そのため太陽光発電のように、都市部の建物の屋根や壁面に手軽に設置するというわけには行かない。これまで設置された発電所の多くは、試験用のものも含め、地価の低い、乾燥した地域のものが多い。

27 ソーラーチムニー 空気が太陽光によって暖められることで上昇することを利用し、その際生じる風でタービンを回して発電する発電方式
ソーラーチムニーは、「温室（glass roof）」，「煙突（chimney）」，「風車（wind turbine）」という古典的な技術を組合わせたものです。温室で温められた空気は膨張し、煙突から上空に放出されます。そのとき、煙突内部に風が生じます。この風を利用して、発電を行います。 概念図を見ていただければ、直感的に理解していただけると思います。 温室が広ければ広いほど、また煙突が細長ければ細長いほど、生じる風力は強くなります。計算では、直径10kmの温室，高さ1,000mの煙突を建てれば、20万キロワット級の発電所が誕生します

28 地熱発電 地面の熱を取り出してエネルギーにします。
地下のマグマだまりの熱エネルギーによって生成された天然の水蒸気をボーリングによって取り出し、その蒸気により蒸気タービンを回して 発電する方法です。

29 地熱のいいところ 燃料の枯渇や高騰がなく安定してエネルギーを得ることができる 燃料が不要 ＣＯ2の排出量が少ない
半永久的に安定して利用できる

30 地熱の悪いところ 開発・探査にコストがかかる 建てる場所が火山帯に限られる 発電効率が悪い

31 　　　　　　風力エネルギー ・風車を使って風エネルギーを得ます　　

32 広まる風エネルギー 事業化が比較的容易であるため、世界的に大規模な実用化が進んでいる。 2006年末時点での設備容量は、世界全体で約74223MW(=7422万kW=約74GW)である。これは2005年から約25%増加している。国別に見ると、ドイツ（20GW）で世界の約28%を占め、スペイン（12GW）、米国（11GW）、インド（6GW）などが多くなっている。2010年には2006年時点の倍以上、150～160GW が導入されると見込まれている

33 風力発電のいいところ 枯渇する心配がない 発電時にＣＯ2を出さない 環境にいいね！

34 風力発電の悪いところ 季節・時間によって風力・風向きが変化するので発電量が不安定 景観・騒音問題