エネルギーの基礎: 一次エネルギー供給量とは？

エネルギーの基礎: 一次エネルギー供給量とは？

エネルギー供給量の全体像

私たちの暮らしや経済活動を陰ながら支えているエネルギー。その供給源は、石油や石炭といった化石燃料、原子力、太陽光や風力といった再生可能エネルギーなど、多岐にわたります。これらの多様なエネルギー源から、ある一定期間にどれだけのエネルギーが供給されたのかを示す指標が「一次エネルギー供給量」です。
この指標は、一年間の合計量で表されることが一般的で、エネルギーの需給状況を把握する上で欠かせない重要なデータとなります。
例えば、ある年の一次エネルギー供給量が前年と比べて増加していた場合、経済活動の活発化や国民生活の水準向上によってエネルギー需要が高まったと推測できます。逆に、減少していた場合は、省エネルギーの取り組みが進展した、もしくは経済活動が停滞したなどの要因が考えられます。
一次エネルギー供給量の構成比をエネルギー源別に見ると、それぞれのエネルギー源への依存度や、エネルギー政策の成果などを分析することができます。近年、地球温暖化対策として、二酸化炭素排出量の少ない再生可能エネルギーの導入が推進されています。一次エネルギー供給量における再生可能エネルギーの割合が増加しているかどうかも、重要な注目点と言えるでしょう。

国内と海外のエネルギー収支

日本のエネルギー事情を把握するためには、エネルギーバランス表が重要な役割を担っています。この表は、国内でどれだけのエネルギーが生産され、消費されているのかを明らかにするものです。具体的には、国内で生産されたエネルギーと輸入によって得られたエネルギーを合計したものを「総供給量」と定義しています。そして、この「総供給量」から輸出量や在庫の増加分を差し引くことで、「国内供給量」を算出します。これらの指標を用いることで、エネルギーの流れを可視化し、国内のエネルギー需給状況を分析することができます。

一方、世界のエネルギー事情を比較分析するためには、国際エネルギー機関（IEA）が毎年作成する世界各国・地域のエネルギーバランス表が用いられます。国際的な視点では、「一次エネルギー総供給（TPES）」という指標が用いられます。TPESは、国内のエネルギー生産量に輸入量を加え、そこから輸出量、国際船舶燃料消費量、在庫純増を差し引いたものです。このように、国際的な定義と国内の定義には違いがあるため、エネルギー収支を比較分析する際には注意が必要です。

電力におけるエネルギー換算

電力におけるエネルギー換算は、異なるエネルギー源を比較し、全体のエネルギー需給を把握する上で重要な役割を担います。原子力発電や再生可能エネルギー発電では、発電所で直接電力が作られますが、エネルギー統計上では、これらの電力も一次エネルギーに換算する必要があります。

一次エネルギーとは、石油、石炭、天然ガスといった自然界に存在する状態のエネルギーを指します。一方、電力のような、一次エネルギーを変換して作られるエネルギーは二次エネルギーと呼ばれます。エネルギー統計では、異なる種類のエネルギー源を比較するために、全てのエネルギーを一次エネルギーに換算して表すことが一般的です。

電力を一次エネルギーに換算する際には、一般的に火力発電の平均的な熱効率が用いられます。火力発電は、燃料を燃焼させて熱エネルギーを作り出し、その熱で水を沸騰させて蒸気を作ります。そして、その蒸気の力でタービンを回し、発電機を動かして電力を発生させます。この一連の過程で、燃料のエネルギーの一部が電力に変換されますが、変換の過程ではどうしてもエネルギーの損失が発生します。火力発電の熱効率とは、燃料のエネルギーのうち、どれだけを電力に変換できたかを示す割合です。

電力を一次エネルギーに換算するということは、火力発電所で同じ量の電力を作り出すのに、どれだけの一次エネルギーが必要かを計算することを意味します。火力発電の熱効率が低い場合は、電力を作り出すのに多くの燃料が必要となり、結果として一次エネルギーの値は大きくなります。逆に、熱効率が高い場合は、少ない燃料で電力を作り出すことができるため、一次エネルギーの値は小さくなります。

このように、電力を一次エネルギーに換算することで、異なるエネルギー源を共通の尺度で比較することが可能となり、エネルギー全体の需給状況をより正確に把握することができます。

換算係数の違いに注意

エネルギーの使用量や発電量を比較する際、電力から一次エネルギーへ換算することがよくあります。しかし、この換算に用いる係数（発電効率）は、統計データを作成する機関によって異なる場合があり、注意が必要です。

例えば、国際エネルギー機関（IEA）では、原子力発電の発電効率を33%としていますが、水力発電の発電効率は100%としています。これは、原子力発電所では、ウラン燃料の核分裂反応で発生する熱エネルギーを、水蒸気へと変換し、タービンを回して電力を得る過程で、エネルギーの損失が避けられないためです。一方、水力発電は、ダムに貯めた水の位置エネルギーを運動エネルギーに変換し、その力でタービンを回して発電するため、エネルギー変換の効率が高いとされています。

このように、同じ電力として扱っていても、発電方法によって一次エネルギーへの換算係数が異なります。そのため、統計データを参照する際には、どの機関が作成したデータなのか、どのような換算方法が用いられているのかをしっかりと確認することが重要です。