化石燃料とは？意味や種類を解説！環境問題や今後の課題についても紹介

化石燃料は現在の生活を支える重要なエネルギー資源です。
安価に多くのエネルギーを取り出せることや運搬・貯蔵がしやすいというメリットがありますが、近年では環境への影響や化石燃料自体の枯渇が問題となっています。

この記事では、化石燃料とはどういったものなのか、メリット・デメリット、さらに今後の動向についてわかりやすく解説します。

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化石燃料とは？意味や種類を解説！

化石燃料とは、燃料として用いられる動植物の化石のことで、英語ではFossil Fuelsといいます。

主に石炭、石油、天然ガスのことを指す場合が多いですが、近年はシェール・オイルやシェール・ガス、メタンハイドレートの利用も検討されています。

シェール・オイルとは、オイルシェールと呼ばれる、有機物を多く含む堆積岩から化学的に生成されるものです。
シェール・ガスはシェール層から採取される天然ガスのことです。
メタンハイドレートはメタン分子と水分子が低温・高圧で結晶化したもので、主に海底に埋蔵されています。

日本の近海は世界有数のメタンハイドレートの埋蔵地であることから、メタンハイドレートの利用も検討されていますが、温室効果が高いというデメリットもあります。

化石燃料は、動植物の死骸が何億年という時間をかけて体積・加圧されるなどして化石化することで、石炭や石油、天然ガスとして利用できる状態に変化したと考えられています。

現状、化石燃料は火力発電の燃料や、プラスチック製品の原料、ガソリンなど様々な用途で大量に使用されており、化石燃料が蓄積するよりも圧倒的な早さで消費されています。

そのため近年は特に、化石燃料の枯渇が懸念されており、代替となるエネルギー資源や発電方法の研究が進められています。

また、化石燃料は火力発電などで燃焼して使用される際に、温室効果ガスを排出するため、地球温暖化の原因となっているという指摘もあります。

これらを含めた、化石燃料の利点や欠点は後述します。

化石燃料を利用するメリットとは？

化石燃料にはさまざまなメリットがあるため、現在、生活の多くの部分を化石燃料に依存しています。

まず、化石燃料は少ないコストで大量のエネルギーを取り出すことができます。
さらに運搬・貯蔵が容易であるため、使用する際の総合的なコストが安くなりやすいのも利点の一つです。

化石燃料を利用した火力発電は、建設の立地条件に制約が少なく大容量発電所を建設しやすいため、使用地の近くで安定供給することが可能です。

また、化石燃料は様々な有機化合物に転換することができ、例えばガソリンや軽油、重油、アスファルトなどは石油精製により生産されています。

一方で、化石燃料の枯渇問題や地球温暖化などの環境問題により、エネルギー生産を化石燃料から再生可能エネルギーへ移行する動きが活発化しています。

化石燃料が抱えている問題とは？

化石燃料は安価に大量のエネルギーを取り出せるうえ、運搬や貯蔵も容易なため、現在の日常生活に深く溶け込んでいます。

また、化石燃料の埋蔵量には限りがあります。

さらに、化石燃料は燃焼させると二酸化炭素や窒素酸化物、硫黄酸化物を排出し、そのほとんどが除去されずに大気中に放出しています。
これにより、地球温暖化や酸性雨などの環境問題が深刻化していると考えられています。

以下では、化石燃料が抱えている問題について詳しく解説します。

化石燃料が抱える問題①燃料の枯渇

現状、世界各国でのエネルギー消費の大部分を、化石燃料の消費によってまかなっています。

今後、経済発展を目指す新興国を中心とする国々のエネルギー消費量は年々増加してゆき、それに伴って化石燃料の需要も増加していくことが予測されています。

しかし、化石燃料は長い年月を経て作られるもので、実用的な科学的製法も発見されておらず、消費量が生産量をはるかに上回っています。
そのため、化石燃料の枯渇は数十年前から問題視されて続けており、石油、天然ガスは約50年、石炭は約130年で枯渇すると言われています。

探査技術や採掘技術の進歩により、採掘できる化石燃料の埋蔵量が増えていますが、生産量の増加が見込めない現状のまま進めば枯渇することは明らかです。

化石燃料が抱える問題②二酸化炭素などの排出

化石燃料は動植物の死骸が化石となり堆積したもので、動植物は主に有機化合物で構成されるため、化石燃料が燃焼する際には二酸化炭素や窒素酸化物、硫黄化合物などが発生します。

化石燃料は燃焼させることで利用する場合がほとんどです。
例えば、火力発電では石炭などの化石燃料を燃焼させることで起こる気体の膨張でタービンを回転させていますし、石油を精製することで作られるガソリンや灯油も、それぞれ車、ストーブの燃料として、燃焼させて利用します。
化石燃料を燃焼させることで発生する二酸化炭素は、温室効果ガスの一つです。

温室効果ガス＝有害物質ではありませんが、温室効果ガスが増えすぎると、大気中で太陽の熱を蓄積させ、地球全体のエネルギー循環のバランスを崩してしまいます。
これにより、地球温暖化が加速しているという見方が一般的です。

また、化石燃料の燃焼では硫黄酸化物や窒素酸化物も排出されますが、これらは酸性雨の原因物質といわれています。
空気中の窒素酸化物、硫黄酸化物の濃度が高くなると、雨や雪にそれらが溶け込んで、酸性になります。
酸性雨による文化財への被害、森林破壊、土壌汚染、湖沼の汚染による生態系への被害は世界各地で報告されており、日本でも自動車排気ガスによる酸性雨の影響は問題視されています。

日本が抱えるエネルギー問題については「日本の3大エネルギー問題をわかりやすく解説！それぞれの対策や解決策を紹介」にまとめましたので、併せてご覧ください。

化石燃料の今後はどうなる？環境問題との関連は？

現在、エネルギー需要の多くを化石燃料による火力発電に依存していますし、自動車の燃料であるガソリンは原油から精製されます。

化石燃料の使用量の増加に伴って二酸化炭素排出量も増加しており、IPCC第5次評価報告書によれば、世界の二酸化炭素排出量は1950年以降急増傾向にあります。
二酸化炭素の大量排出による地球温暖化は世界中で問題になっており、世界各国で二酸化炭素排出量の削減努力を進めています。

気候変動に関する国際的な枠組みとして、京都議定書とパリ協定が有名です。

1997年に採択された京都議定書では、温室効果ガスの削減目標を各国別に定められ、2015年のパリ協定では、産業革命以前と比較して平均気温上昇を2℃未満に抑えるなどの長期目標を掲げられました。

世界各国で二酸化炭素を削減するために様々な取り組みをしており、日本でも国や企業が二酸化炭素削減努力を続けています。

環境への影響とエネルギーの安定供給を両立させるための考え方の一つとしてエネルギーミックス（電源構成）があります。

エネルギーミックスとは、様々な発電方法で電力需要を支えることです。
現在では火力発電に依存していますが、太陽光発電や水力発電などの再生可能エネルギー、原子力発電などをバランスよく利用して発電することを目指しています。

日本では太陽光発電などの再生可能エネルギーへ投資するなどして、企業がエネルギーミックスに貢献する事例がいくつもあります。

エネルギーミックスについては「エネルギーミックスとは？日本のエネルギー事情をふまえて解説」にまとめましたので、併せてご覧くだされば幸いです。

動植物の化石が長い年月を経て　化石燃料は、燃焼させることで安いコストで大量のエネルギーを取り出すことができ、現在の生活に深く関わっています。

化石燃料はそのコストの安さから産業に適していますが、過度の利用を続けると枯渇や環境問題などの問題があり、それらが既に表面化してきています。

そのため、今後は化石燃料の使用を減らして、代替となるエネルギーの開発が重要と考えられます。

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