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Water-power generation＝水力発電は、水が落下するときのエネルギーで発電を行う方式のこと。
現在最も一般的なのは発電用水車を水の力によって回転させることで発電を行います。発電用水車と発電機を組み合わせたものを水車発電機といいます。高いところにあるダムやため池、タンクなどから水道用水や農業用水などを供給するときに、途中に水車発電機を設置すれば発電できます。落差さえあれば発電が可能という、適応可能範囲が非常に広い発電方法です。水力発電と同様に再生可能エネルギーを利用する太陽光発電や風力発電に比べて単位出力あたりのコストが非常に安く、また発電機出力の安定性や負荷変動に対する追従性では、数ある再生可能エネルギーの中で王者とも言われ、実用化されている唯一の再生可能エネルギーとも言えます。
また世界的に見ると、特に開発途上国において年間発電量として17兆キロワット時という大量の未開発水力地点があると言われています。世界の全電力消費量が12兆キロワット時程度であることを考えると莫大な資源量です。

原子力発電は、原子力を利用した発電のことです。現代の多くの原子力発電は、原子核分裂時に発生する熱エネルギーで高圧の水蒸気をつくり、蒸気タービン及びこれと同軸接続された発電機を回転させて発電します。

原子核反応は核分裂反応と核融合反応の2種類の反応に大別する事が出来ます。ただし、核融合反応の利用は実用段階にはなく、現在原子力エネルギーとして実用化されているのは核分裂反応のみであります。そのため、単に原子力発電と言う場合は、核分裂反応時に発生するエネルギーを利用した発電を指します。原子力発電の仕組みを簡単に表現すると、核分裂反応で発生する熱を使って水を沸騰させ、その蒸気で蒸気タービンを回す事で発電機を回して発電していると言えます。火力発電の場合は石油や石炭、液化天然ガスといった化石燃料を燃やして熱を作り出して蒸気を発生させ、その蒸気で蒸気タービンを回す事で発電機を回して発電を行っています。つまり、原子力発電と火力発電は、発生した蒸気でタービンを回し発電機で発電するという点で、同じ仕組みを利用していると言えます。このような蒸気でタービン発電機を回転させ、電力へ変換する発電方法を汽力発電と言います。ただ、火力発電と原子力発電ではタービンを回すまでの過程は大きく異なり、またタービンの形式等も異なります。

火力発電（Thermal power generation）は、石油・石炭・天然ガス・廃棄物などの燃料の反応熱エネルギーの電力への変換、すなわち発電の方法の一つです。石油や天然ガスなどをボイラーで燃やして得られる熱を利用して水蒸気を発生させ、タービンを回転させる。現在、我々が昼間に使用する電力の過半は火力発電によるもの。火力発電を行うための設備を有し、火力発電を専門に行う施設を火力発電所といいます。

火力発電の燃料

日本国内では、1970年代前半には石油による発電が大半を占めていましたが、オイルショック以降、他の燃料への代替が進み、石炭や天然ガスによる発電量が増加しました。さらに、90年代後半の電力自由化によって価格の安い石炭にシフトする傾向があるようです。2004年度では、火力発電の内訳は石炭と天然ガスがそれぞれ40%強、石油は15%弱となっています。また発電コストは、2011年12月13日の政府の国家戦略室コスト検証委員会報告書案によると、2010年時点で天然ガスと石炭火力が約10円／kwhであるのに対して、石油火力は近年の原油高により37円／kwhとソーラー発電並みに高くなりました。ちなみに原子力発電コストは天然ガスや石炭火力と同程度の約10円／kwhです。

近年の原油高によって温室効果ガスの排出量が最も多い石炭への依存度は高くなっており、地球温暖化対策の足かせになっているという懸念もあるようです。その一方で、原子力発電や自然エネルギーに比べて出力調整が容易であるため、安価に大規模な蓄電を行えない現段階では昼夜間の電力需給調整に欠かせない存在です。現在、日本における発電電力量の約70%を火力発電が担っています。

石炭火力発電に関して、温室効果ガスの問題が一番大きいようですが、大気汚染を引き起こす物質を排気ガスの中からある程度は除去する技術が普及しているといっても、公害問題は克服されていません。また、石炭を燃焼させた後の灰はセメントの原料として外部に売却されています。石炭に含まれる放射性物質による放射能に関しては、平時の原子力発電よりも多く排出されているようです。

【石炭】
石炭は、古代の植物が完全に腐敗分解する前に地中に埋もれ、そこで長い期間地熱や地圧を受けて石炭化したことにより生成した物質です。見方を変えれば植物化石でもあります。石油が安価だった時代、重油製鉄も検討されましたが、製鉄における石炭の優位は崩せなかったようです。また発電燃料・産業燃料においても微粉炭ボイラーが開発され、手作業給炭は過去のものとなったのと、重油ボイラーを比較的簡単に微粉炭ボイラーに改造可能であったため、第二次石油危機後の1980年代に発電燃料・産業燃料はほとんど、値段の安い石炭に回帰するか天然ガスに切り替わりました。 産業分野において石炭は過去の遺物ではなく、現役の主力エネルギーです。

【石油】
石油は、炭化水素を主成分として、ほかに少量の硫黄・酸素・窒素などさまざまな物質を含む液状の油す。採掘後、ガス、水分、異物などを大まかに除去した精製前のものを特に原油といいます。石油製品は連産品と呼ばれています。これは原油を精製してガソリンや灯油などを作る場合、ある特定の製品のみを作ることは出来ず、必ず全部の種類の油が生産されてしまうため、こう呼ばれています。石油の精製とは油を性質の違いで分ける事なので、精製する元の原油の種類によって、生産される製品の割合が異なってきます。留分の中でも需要の多いガソリンはより重い油を改質することで作ることができます。現在は主にエネルギー資源として世界中でさまざまな用途で使用されており、現代人類文明を代表する重要な物質であるが、膨大な量が消費されており、いずれ枯渇すると危惧されています。