エネルギーの加工とは？

質問

国際系の学部に所属している大学生の者です。

レポートの関連で再生可能エネルギーを調べています。
調べている最中に、あるサイトさんで”一次エネルギーを二次エネルギーに変換、加工する”という一文を目にしました。

変換は、
例）「ソーラー電池を用いて玩具を動かす」でしたら、「光エネルギーを電気エネルギーに、そして運動エネルギーに変換する」
という感じだと思っています。

では、”エネルギーの加工”とはどういうことなのでしょうか？
また、”エネルギーの変換”に対する理解は上記で正しいのでしょうか？

回答よろしくお願いします。

回答No.3

noname#175206 · ベストアンサー

具体的な文脈が分かれば、もっと正確を心がけられると思いますが、お示しの文からだけで、推測してみます。

　その前に、一次エネルギーと二次エネルギーについて。

１）一次エネルギー
　埋蔵資源なら、石炭、石油、ウランなど。再生可能エネルギーなら、生えているままの木、高い位置にある水（川となって流れたり、滝だったり）、風、太陽光などです。
　基本的に、人間は利用していない状態のエネルギーです。潜在的には利用可能なエネルギーと考えてもいいかと思います。潜在的ということは（トートロジーっぽいですが）、まだ使えていない状態です。

２）二次エネルギー
　一次エネルギーを使って、人間が利用できる状態にしたエネルギーです。
　木は薪にして使います。木炭に加工したりもします。
　石炭火力は、そのまま燃やして蒸気機関に使ったりします。ウランは濃縮し、燃料棒に加工して原子力発電で使います。化学的、あるいは原子核的なエネルギーを熱として取り出して使っています。水が蒸気となって膨張する力学的エネルギーとして使います。
　石油は、重油、軽油、ガソリンなどに分けて精製して、そのまま燃やして熱として使ったり、自動車エンジンのように気化させ爆発させて、それが膨張する力学的エネルギーとして利用します。
　これらから発電して電気に変えることも行われます。二段階を経るわけですが、これも二次エネルギーです。
　風力は、空気の流れと言う力学的エネルギーを使いますし（それで発電することが多いけど、オランダの昔ながらの風車は力をそのまま使う）、太陽光発電は半導体の性質を利用して、太陽光から電気を得ます。水力も、高いところから落ちるときの位置エネルギーや、川の水車のように風力同様の流れる力を使います。

３）エネルギーの変換
　二次エネルギーとして取り出したエネルギーを、別の形のエネルギーにすることを指すことが多いようです。
　代表的なのが、発電でしょう。火力発電、原子力発電は、熱を取り出して、それが即座に電気エネルギーにはならないので、水を沸騰させて発生した蒸気で発電機を回して、電気に変えます。
　ディーゼル発電では、軽油を気化・爆発させたエネルギーで、発電機を回して、電気に変えます。
　ディーゼルエンジン車や、ガソリンエンジン車ですと、運動エネルギーに変えています（まあ、本当に欲しいのは移動スピードや重量物運搬の力ですけど）。

４）エネルギーの加工
　二次エネルギー源となるものを、化学的に変化させて使いやすいものに変えることを指すことが多いようです。
　石油を精製して、重油、軽油、ガソリンにします。石油、つまり原油のままでは使いにくいからです。都市ガスも同様です。
　木炭も薪を加熱して作ります。加熱する分、損はするんですが、煙や炎が出ず、高熱が得られる木炭が得られます。石炭から作る練炭も同様です。
　ウランも採掘したままでは使えないので（不純物があり、濃度も低すぎる）、精製・濃縮します。評判の悪いプルトニウムは、化学的ではなく、ウランからの原子核反応でできますが、これも加工の一種でしょう。
　リサイクルでは、素材としてリサイクルが難しいプラスティックごみを固めて燃料を作ったりします。化学変化させて、ほぼ元の精製された石油原料に戻すことも行われます。これらも加工といえます。

　おおまかには、変換はエネルギー同士の形態変化で、そのままエネルギーとして使うこと、加工は利用する前のエネルギー源の形態変化で、使いやすいエネルギー源を得ること、と考えておけばいいかと思います。

　その意味で、

>例）「ソーラー電池を用いて玩具を動かす」でしたら、「光エネルギーを電気エネルギーに、そして運動エネルギーに変換する」

というご理解で間違いはなく、正しいです。

お礼

回答ありがとうございました。

（1）…（4）など、一つづつ別けて説明していただき、
とても理解しやすかったです。
知らなかったことも分かり、エネルギーを理解する上でとても助けになりました。

ありがとうございました。

回答No.4

FT56F001

物理学としては「エネルギーは保存される」。
すなわち，どんなエネルギーも形を変えるだけで，
エネルギーそのものは，増えも減りもしません。
エネルギーの形を変えることを「エネルギー変換」と呼びます。

ただし，「人間が使いやすいエネルギー」という点になると，
エネルギーの形によって，
使いやすい場合と使いにくい場合があります。
例えば，化学エネルギー，電気エネルギーは比較的使いやすいのに対して，
熱エネルギーは使える場合が限られています。

一次と二次エネルギーの線引きは，厳密に考えると難しい場合がありそうです。

自然のままのエネルギーを「一次エネルギー」と呼び，
エネルギー供給産業(電力会社，ガス会社，石油会社など)が，
人間が使いやすい形に変形して供給し，
一般消費者が消費するエネルギーを「二次エネルギー」と呼ぶ，

という線引きなのかかしら。

現在，人類が使っているエネルギーの多くは，
太陽を起源とし，太古の生物が化学物質として蓄えた化石燃料です。
また，太陽光，水力，風力などのエネルギーは，直近の太陽エネルギーによるものです。
(恥ずかしながら，ウランや地熱のエネルギーがどこに由来するのか，私は分かっていません)

これらのエネルギー，一般家庭では，簡単には使えません。
「家の横に小川があって水車が回せる家」も
田舎にはあるでしょう。
でも，都会のマンションでは考えられない。

そこで，「エネルギー供給産業」という会社が，
消費者に使いやすい形のエネルギーを売ってくれる。
それが電力やガス，石油，ガソリンなどです。

「エネルギー供給産業が，エネルギーを加工することを，
エネルギー加工と呼ぶ」
と言うと思います。

(1)「山の中にダムを造り，せき止めた水で電力を作って，都会に運ぶ」
(2)「ウランのペレットを原子炉で核反応させて，電力を作る」
(3)「天然ガスを燃料として，ジェットエンジンと，
　さらに余熱を利用した水蒸気タービンで電力を作る」
(4)「井戸から湧き出した原油をタンカーで運んできて，いくつかの成分に分離し，
　重油，軽油，ガソリンとして供給する」
(5)「井戸から湧き出た天然ガスを，液化してタンカーで運び，
　気化させて，匂いをつけ，一定の圧力でガス管で供給する」
(6)「炭鉱から掘り出した何百トンもの石炭を，区分けして，
　一般家庭で使える量に小分けして，袋に詰めて小売する」
などが，「エネルギー加工」に当たります。

(6)になると，本質的に加工って何かしたの，
という気もないではないけれど，
「エネルギー加工」になるのでしょうね。

お礼

回答ありがとうございました。

たくさん例をあげていただき、
あぁこれもそうなのかぁ、と驚きました。

ありがとうございました。

回答No.2

Tann3

一般には、自然界に存在するエネルギーを「一次エネルギー」、それを何らかの人工的に制御可能なエネルギーに変換したものを「二次エネルギー」と呼ぶようです。

　たとえば、石油、ウラン燃料、ダムの水、太陽光、風力などの一次エネルギーを電気・水素などの二次エネルギーに変換する、という風に。人間が意図的に変換することを「加工」と呼んでいるのだと思います。

　電気で水を電気分解して「水素」と作り、水素から燃料電池で電気を作る、といったエネルギー形態の変換も、加工と呼ぶのだと思います。

お礼

回答ありがとうございました！

回答No.1

おみみ こみみ（@dreamhope-ok）

一次エネルギー　　　石油、石炭、天然ガス、原子力、水力、地熱石油、水力発電

　　　を　「転換」　（使いやすいように形を変える）したものが

　　二次エネルギー　　　電力、ガソリン、都市ガス　

　　　になるようです。

お礼

さっそく回答ありがとうございました！