基本問題529 エネルギー資源の利用

エネルギー資源の分類

直感的理解
エネルギー資源は「枯渇性」と「再生可能」に分類されます。持続可能な社会のためには再生可能エネルギーの活用が重要です。

枯渇性エネルギー:石油、石炭、天然ガス(化石燃料)、天然ウラン(原子力)

再生可能エネルギー:太陽光、風力、水力、地熱、バイオマス

一次エネルギー:自然界にそのまま存在(石油、太陽光など)

二次エネルギー:一次エネルギーを加工したもの(電気、ガソリンなど)

エネルギー密度の比較:

$$\text{石油}:\sim 44 \text{ MJ/kg}$$ $$\text{石炭}:\sim 29 \text{ MJ/kg}$$ $$\text{ウラン}:\sim 8.2 \times 10^7 \text{ MJ/kg}$$
答え: 化石燃料・原子力は枯渇性、太陽光・風力・水力・地熱は再生可能エネルギー
補足:仕事とエネルギーの関係

仕事-エネルギー定理より、合力がした仕事は運動エネルギーの変化に等しい:

$$W_{\text{合}} = \Delta E_k = \frac{1}{2}mv^2 - \frac{1}{2}mv_0^2$$
Point

再生可能エネルギーはCO₂排出が少ないが出力が不安定。枯渇性エネルギーは安定供給できるが資源に限りがある。