固体燃料と種類と特徴は? 身近なあれも固体燃料だった?

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私たちの生活になくてはならない燃料。しかし、種類によって得られるエネルギーも環境に及ぼす影響も違うのです。そこで、今回は固体燃料の種類と特徴についてご紹介します。固体燃料は、燃料の中でも最も長い歴史を持っているのです。

また、液体の燃料や気体の燃料に比べると大火力を長時間保って起きやすいといったメリットもあるでしょう。しかし、その反面燃料から発生する物質が環境に及ぼす影響も心配されています。

公害防止管理者の資格取得を目指している方も、ぜひこの記事を読んでみてくださいね。

  1. 燃料とは?
  2. 固体燃料の特徴は?
  3. 固体燃料のデメリットは?
  4. 公害防止管理者の役割は?

1.燃料とは?

燃料とは、化学反応を利用してエネルギーを起こすものです。一番わかりやすいのが、火を燃やすことでしょう。火は大きなエネルギーです。大きな火力を長時間維持し続けるほど、燃料の消費は激しくなります。最近の家電製品は必ず「省エネ」という文言が使われているでしょう。

これは、より少ない燃料でより多くのエネルギーを生み出すという意味です。しかし、用途によっては燃料をたくさん使ってでも高エネルギーを生み出す必要があります。そのためには、燃料の種類をよく選ばなければなりません。

燃料とは、エネルギーを生み出す元なんですね。
はい。燃料にはいろいろな種類があります。

2.固体燃料の特徴は?

燃料には、石油や灯油に代表される液体燃料、天然ガスに代表される気体燃料があります。では、固体燃料にはどのような特徴があるのでしょうか? 種類とともにご紹介します。

2-1.固体燃料とはどういうもの?

固体燃料とは、文字どおり固体の燃料のことです。具体例を挙げると、薪、蝋(ろう)石炭、泥炭などになります。また、旅館の鍋料理などに使われる固形燃料も固体燃料の一種でしょう。さらに、干し草など燃料以外の用途で使われているものでも、燃えやすいものは「固体燃料」といえるのです。どれも一度は目にしたことがあると思います。特に、薪は人類が初めて手にした燃料でもあるのです。

2-2.固体燃料のメリットとは?

固体燃料の最大のメリットは、持ち運びと保管の容易(ようい)さです。気体燃料や液体燃料は持ち運ぶ方法が限られているため、燃料として実用化されたのは20世紀に入ってからでした。一方、固体燃料の一種薪の歴史は数千年になります。さらに、入手のしやすさも固体燃料のメリットです。液体燃料の代表選手である石油は、原油を掘った後に精製をして灯油、ガソリン、重油、軽油を作ります。精製には、大がかりな施設も必要でしょう。

液体燃料の天然ガスは、採取方法にも技術が必要です。一方、固体燃料は天然資源をそのまま利用したものが多いという特徴があります。薪は、乾燥した樹木。蝋(ろう)も昔は「蜜蝋(みつろう)」や「木蝋(もくろう)」といって、樹木やミツバチの巣を原料としていたのです。石炭は石油と同じように化石燃料であり、地中に埋まっています。しかし、石油と違って掘りだせばそのまま使えるのです。ですから、18世紀には燃料として実用化されていました。

また、固体燃料は液体燃料や気体燃料よりも、長時間高エネルギーを出し続けるという特徴があります。炭を例にとってご説明しましょう。炭は、硬い樹木を高温で蒸し焼きにして炭素化した固形燃料です。炭は激しく炎を出して燃えることはありません。しかし、強い熱エネルギーを長時間出し続けます。ですから、調理や暖房の燃料としては持ってこいなのです。

石炭も同じ。今はエネルギーの主力が石油になり、国内の炭鉱はほとんど閉鎖されてしまいました。それでも、高エネルギーを長時間必要とする工場や発電所は、石炭を燃料として使っています。

2-3.固体燃料を主力としている国はたくさんある

日本では、固体燃料は戦前まで暖房や調理目的で大量に使われてきました。今でも、炭火で暖を取る「火鉢」や炭火で調理をしているところもありますが、主流はガスや灯油になっています。しかし、世界を見ればまだまだ固体燃料を主力としている国はたくさんあるのです。特に、電気やガスが通っていない地域は石炭や薪、炭などを燃料にして調理したり暖を取ったりしています。

また、日本でもキャンプに行く場合は、炭火で調理することもあるでしょう。さらに、災害が起きた場合も固形燃料が大活躍します。

固形燃料とは、文字どおり固形の燃料なんですね。
はい。炭・薪・ロウなどが上げられます。

3.固体燃料のデメリットは?

固形燃料は、液体燃料や気体燃料よりも不純物を多く含んでいます。ですから、燃焼させるとその不純物が、煙とともに空気中に拡散するのです。ろうそくをともすと、黒い煙が立ち上ることもあるでしょう。あの黒色の原因が不純物なのです。かつて、工業地帯の空は、常にうっすらとくもりがかって見えていました。これは、固体燃料に含まれている不純物がばい煙となって立ち上っていたせいです。固形燃料から発生するばい煙は、もちろん健康にも影響を与えます。三重県の四日市市で発生した「四日市ぜんそく」は、ばい煙が原因の公害病です。固体燃料を燃やしたときに生じるばい煙を、何の対処もせずに空気中に放出したことで発生しました。

また、2010年ごろから中国の大気汚染が問題になっていますが、その原因も固体燃料です。中国では、工場の燃料に石炭を使う炉ところがまだまだたくさんあります。地方ではストーブの燃料も石炭です。つまり、冬はばい煙が大量に発生します。かつては、多くの国で石炭ストーブから発生するばい煙が、大気汚染の原因となっていました。ですから、現在は石炭ストーブの使用が禁止されたり、ばい煙を取りのぞくフィルター付きのものでない限り使用できないようになっている国が多いです。

不純物が多いと、公害が起こりやすくなるんですね。
はい。特に石炭のばい煙は問題になっています。

4.公害防止管理者の役割は?

現在でも、工場の燃料に固体燃料を使っているところはたくさんあるでしょう。現在の日本では法律が制定されて、空中に無尽蔵にばい煙を放出させることはできません。しかし、フィルターの掃除が不十分だったり機能が故障していたりすると、ばい煙が空気中に放出されてしまいます。そこで、公害防止管理者は定期的に空気のチェックをしなければなりません。その結果は保管しておき、行政などのチェックが入ったときは提出する義務があります。

また、ばい煙の量が基準値を超えた場合は、すぐに対策を取る必要があるでしょう。さらに、個人で固形燃料を使う際は換気に気をつけてください。

固形燃料から出る不純物が公害の引き起こさないように管理するのも役割なんですね。
はい。そのために、水質や大気の状態などのチェックが必要です。

おわりに

今回は、固体燃料の種類と特徴についてご紹介しました。固体燃料というと、縁遠いような気がしますが、改めて挙げてみるとたくさん存在しているのです。特に、炭や豆炭、そして練炭などの固形燃料は一般のご家庭でも使う機会が多いでしょう。固体燃料を使うときに、気をつけなければならないのが換気と火の元です。火鉢で暖を取ったり七輪で調理をしたりすることは、風情があります。しかし、ガスを使った調理器具や石油ストーブなどと違って、大量に酸素を消費して一酸化炭素を発生させるのです。そのため、密閉された室内で使用すると一酸化炭素中毒になりやすいでしょう。

また、炭や豆炭は一度火をつけると長時間燃え続け、なかなか消えません。そのため、消したつもりが消えておらずに火事の原因になることもあるのです。ですから、固体燃料を使う場合は火消壺(ひけしつぼ)などを使って消火に気を配りましょう。工場などで使う場合は、ばい煙の処理をしっかりとしてください。