「CO2を出さない」と「尽きない」は別物―再生可能エネルギーの見分け方
第109回医師国家試験 E問題 第38問
国試問題にチャレンジ
再生可能なエネルギー源はどれか。3つ選べ。
- a.風力
- b.火力
- c.地熱
- d.原子力
- e.バイオマス
対話形式の解説
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ドクターまとめ
再生可能エネルギーとは、自然の営みによって絶えず補充され事実上尽きることのないエネルギー源で、太陽光・風力・水力・地熱・太陽熱・バイオマスなどが該当します。火力(化石燃料)と原子力(ウラン)は資源に限りがある枯渇性エネルギーであり、原子力は発電時に二酸化炭素をほとんど出さないものの再生可能エネルギーではなく、「非化石エネルギー」に分類される点が頻出の引っかけです。バイオマスは燃焼で二酸化炭素を出しても、植物が成長時に吸収した炭素であるためカーボンニュートラルと考えられます。化石燃料の燃焼は地球温暖化・酸性雨・大気汚染を通じて呼吸器・循環器疾患のリスクを高めるため、エネルギー源の理解は環境保健を考える土台になります。
解答・解説
正解はa, c, eです
再生可能エネルギーとは、太陽や地球の自然の営みによって絶えず補充され、使った分を上回る速さで回復するため、事実上いつまでも使い続けられるエネルギー源のことである。ここでいう「再生可能」は、発電で得た電気が元に戻るという意味ではない。エネルギーの「源(ソース)」が尽きないという意味である。 これと対になるのが枯渇性エネルギーである。石油・石炭・天然ガスといった化石燃料や、ウランなどの核燃料がこれにあたり、地球上にある量が限られているため、使えば減っていく。 日本では「エネルギー供給事業者による非化石エネルギー源の利用及び化石エネルギー原料の有効な利用の促進に関する法律」(エネルギー供給構造高度化法)とその施行令が、再生可能エネルギー源として次のものを挙げている。太陽光、風力、水力、地熱、太陽熱、大気中の熱その他の自然界に存する熱、バイオマスである。 したがって、選択肢のうちエネルギー源が自然に補充されるもの(風力、地熱、バイオマス)を選び、埋蔵量に限りのある資源を燃料とするもの(火力、原子力)を除けばよい。
選択肢考察
- ○a. 風力
風は、太陽の熱で大気が温まる場所とそうでない場所との間に生じる気圧の差によって起こる。太陽からの放射が続く限り風もなくならないので、再生可能エネルギーである。風車でタービンを回して発電し、燃料を燃やさないため、発電中に二酸化炭素や大気汚染物質をほとんど出さない。一方で、天候によって出力が変わりやすく、騒音や低周波音が周辺住民に及ぼす影響が環境保健上の課題として挙げられている。
- ×b. 火力
火力発電は、石炭・石油・液化天然ガス(LNG)などの化石燃料を燃やして得た熱で蒸気を作り、タービンを回す方式である。化石燃料は数億年かけてできた資源で、埋蔵量に限りがあり、人間が使う速さで補充されることはない。そのため枯渇性エネルギーに分類される。燃焼の際に二酸化炭素(地球温暖化の原因)、硫黄酸化物(SOx)、窒素酸化物(NOx)、粒子状物質などを排出する点も問題になる。
- ○c. 地熱
地熱は、地球内部の熱(放射性元素の崩壊熱や、地球が形成されたときの熱)が地表近くまで伝わってきたものである。地下のマグマだまりで温められた蒸気や熱水を取り出して発電や暖房に使う。地球はごくゆっくりとしか冷えないため、人間の時間の尺度では事実上なくならず、再生可能エネルギーとして扱われる。天候に左右されず、安定して発電できるのが長所である。火山の多い日本は地熱資源が豊富とされる。
- ×d. 原子力
原子力発電は、ウランなどの核燃料が核分裂するときに出る熱を使う。発電時に二酸化炭素はほとんど出ないが、燃料のウランは鉱物資源で埋蔵量に限りがあるため、再生可能エネルギーには含まれない。「二酸化炭素を出さない」ことと「再生可能である」ことは別の概念である点に注意する。原子力は再生可能エネルギーとあわせて「非化石エネルギー」としてまとめられることはある。
- ○e. バイオマス
バイオマスは「再生可能な、生物に由来する有機性資源で、化石資源を除いたもの」と定義される。木材や間伐材、家畜の糞尿、食品廃棄物(生ゴミ)、下水汚泥、サトウキビやトウモロコシなどの作物がこれにあたる。燃やしたり発酵させてメタンガスやエタノールを作ったりして利用する。燃やせば二酸化炭素が出るが、その炭素は植物が成長する間に大気中から取り込んだものである。そのため、収支としては大気中の二酸化炭素を増やさないと考えられ、この性質を「カーボンニュートラル」という。資源も植物の成長によって再び生み出されるので、再生可能エネルギーに含まれる。
エネルギー源の分類
・再生可能エネルギー:太陽光、太陽熱、風力、水力、地熱、バイオマス、大気中の熱その他の自然界に存する熱。波力や潮汐力も、自然に補充されるエネルギーとして再生可能エネルギーに含めて説明されることが多い ・枯渇性エネルギー:化石燃料(石油、石炭、天然ガス)、核燃料(ウラン) ・非化石エネルギー:再生可能エネルギーに原子力を加えたもの。化石燃料に対する概念である
再生可能エネルギーの長所と課題
・長所:資源がなくならない。発電中に温室効果ガスをほとんど出さない(バイオマスはカーボンニュートラル)。国内で調達でき、エネルギー自給率の向上につながる ・課題:太陽光や風力は天候や時間帯で出力が変わる。エネルギー密度が低く、広い土地が要る。コストが高い。そのため、現在でも世界の主なエネルギー源は化石燃料である
公衆衛生との関わり
・化石燃料の燃焼は、地球温暖化(二酸化炭素)、酸性雨(SOx、NOx)、大気汚染(PM2.5など)の原因になり、呼吸器疾患や循環器疾患のリスクを高める ・地球温暖化対策の国際的な枠組みには、京都議定書(1997年採択)やパリ協定(2015年採択)がある
POINT
・再生可能エネルギーとは、自然の力で絶えず補充され、事実上尽きることのないエネルギー源である ・太陽光、風力、水力、地熱、太陽熱、バイオマスなどが該当する ・火力(化石燃料)と原子力(ウラン)は資源に限りがあり、枯渇性エネルギーである ・原子力は二酸化炭素をほとんど出さないが、再生可能エネルギーではない ・バイオマスはカーボンニュートラルと考えられている
