発電とエネルギー資源
カワウソ先生発電方法ごとに「何エネルギー→何エネルギー→電気」の順番を押さえよう。日本はエネルギー資源の輸入国だということも大事だよ。
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- 人間は、水力・火力・原子力・太陽光など多様な方法でエネルギーを得て、発電機（新しいタブで開きます）を通して電気エネルギーに変換している。
- 水力は位置エネルギー（新しいタブで開きます）、火力は化石（新しいタブで開きます）燃料の化学エネルギー、原子力はウランなどの核燃料の核エネルギーを、最終的に運動エネルギーに変えて発電機を回す。
- 日本はエネルギー資源が乏しく、化石燃料の大部分を輸入に頼っている。化石燃料は大昔に太陽から降り注いだエネルギーが蓄えられたものである。
詳しく
発電方法ごとのエネルギー変換の流れ
人間は、水力・火力・原子力・太陽光などの方法でエネルギーを得て、電気エネルギーに変換するのだ。それぞれの発電方法では、もとになるエネルギーの形が異なる。
水力発電は、高いところにある水の位置エネルギーを利用する。水が落下して運動エネルギーに変わり、その力で発電機の軸を回して電気エネルギーを得るしくみだ。火力発電は、石油・石炭・天然ガスなどの化石燃料を燃やして化学エネルギーを熱エネルギーに変え、その熱で発生（新しいタブで開きます）させた水蒸気の力でタービン（軸）を回して発電する。
原子力発電は、ウランなどの核燃料がもつ核エネルギーを取り出して熱エネルギーに変え、火力発電と同じように水蒸気でタービンを回して発電する。太陽電池（新しいタブで開きます）（光電池）は、タービンを使わず光エネルギーを直接電気エネルギーに変換する点が、これらとは異なる。
資源の特徴と日本の状況
化石燃料は、大昔の生物の遺体などが長い年月をかけてできたもので、その中には大昔に太陽から降り注いだエネルギーが蓄えられている。燃やすと二酸化炭素（新しいタブで開きます）を出し、使える量にも限りがある資源である。
原子力発電で使うウランなどの核燃料も限りがある資源で、発電のあとに出る放射性廃棄物をどのように処理し保管するかが課題になっている。太陽光・風力・地熱・バイオマスなどは、自然の中でくり返し利用でき、資源が尽きにくいという特徴をもつ。
日本はエネルギー資源が乏しく、化石燃料などの多くを海外からの輸入に頼っている。そのため、エネルギー資源を安定して確保し、有効に利用していくことが大きな課題になっている。
なぜ発電方法を組み合わせて使うのか
水力・火力・原子力・太陽光・風力など、それぞれの発電方法には特徴と課題がある。水力はダムなどに適した場所が限られ、火力は資源に限りがあって二酸化炭素を出し、原子力は放射性廃棄物の処理が課題になる。太陽光や風力は天気や風の強さによって発電量が変わりやすい。
どの方法にも長所と課題があるため、1つの方法だけに頼らず、複数の発電方法を組み合わせて電気を安定して供給することが大切である。
資源に限りがあることや環境への影響を考えると、省エネルギーを進めることや、環境への負荷が小さいエネルギー資源の開発と利用を進めることも、今後の課題として重要である。
確認問題
確認問題（解答用紙）
スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。
https://manazoo.com/science/power-generation-and-energy-resources/?from=print#quiz
水力発電で、高いところにある水が落下して発電機の軸を回すまでのエネルギー変換（新しいタブで開きます）の順として正しいものはどれか。
- ◯ 光エネルギー→電気エネルギー
- ◯ 位置エネルギー→運動エネルギー→電気エネルギー
- ◯ 化学エネルギー→熱エネルギー→電気エネルギー
- ◯ 核エネルギー→熱エネルギー→電気エネルギー
正解：位置エネルギー→運動エネルギー→電気エネルギー
水力発電は、水の位置エネルギー（新しいタブで開きます）が落下によって運動エネルギーに変わり、発電機（新しいタブで開きます）を回して電気エネルギーになる。火力発電で、化石燃料を燃やして得た化学エネルギーが電気エネルギーになるまでの順として正しいものはどれか。
- ◯ 位置エネルギー→運動エネルギー→電気エネルギー
- ◯ 化学エネルギー→電気エネルギー
- ◯ 化学エネルギー→熱エネルギー→運動エネルギー→電気エネルギー
- ◯ 核エネルギー→運動エネルギー→電気エネルギー
正解：化学エネルギー→熱エネルギー→運動エネルギー→電気エネルギー
火力発電は、化石（新しいタブで開きます）燃料の化学エネルギーを燃やして熱エネルギーに変え、水蒸気でタービンを回して運動エネルギーに、さらに電気エネルギーに変換する。原子力発電で、核エネルギーを取り出すのに利用されている核燃料は何か。
- ◯ 天然ガス
- ◯ バイオマス
- ◯ ウランなど
- ◯ 石炭
正解：ウランなど
原子力発電は、ウランなどの核燃料がもつ核エネルギーを取り出して熱エネルギーに変え、発電に利用している。日本のエネルギー資源について正しいものはどれか。
- ◯ 化石燃料だけで発電している
- ◯ エネルギー資源が乏しく、化石燃料の多くを輸入に頼っている
- ◯ エネルギー資源が豊富で、輸出国である
- ◯ エネルギー資源はすべて国内で自給できている
正解：エネルギー資源が乏しく、化石燃料の多くを輸入に頼っている
日本はエネルギー資源が乏しく、化石燃料などの多くを海外からの輸入に頼っている。
単元のポイント
- 水力発電 水の位置エネルギー→運動エネルギー→電気エネルギー
- 火力発電 化石燃料の化学エネルギー→熱エネルギー→運動エネルギー→電気エネルギー。二酸化炭素を排出（新しいタブで開きます）する
- 原子力発電 ウランなどの核燃料の核エネルギー→熱エネルギー→運動エネルギー→電気エネルギー。放射性廃棄物の課題がある
- エネルギー資源 日本は乏しく、化石燃料の大部分を輸入に頼る。太陽光・風力・地熱なども利用されている