令和7年度下期第三種電気主任技術者試験 電力（電気技術者試験センター）問15(b)
電力
二酸化炭素に関する問題
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最大出力600 MW の重油専焼火力発電所がある。重油の発熱量は44 000 kJ/kg で，潜熱は無視するものとして，次の(a)及び(b)の問に答えよ。
(b) 最大出力で24 時間運転した場合の発電端効率が45.0 ％であるとき，発生する二酸化炭素量の値[t]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
なお，重油の化学成分は重量比で炭素85.0 ％，水素15.0 ％，原子量は炭素12，酸素16 とする。炭素の酸化反応は次のとおりである。
C＋O₂→CO₂
- 16.83×10²
- 26.83×10³
- 38.16×10³
- 49.18×10³
- 51.08×10⁴
答えと解説
✓ これが正解38.16×10³
解説
発生する二酸化炭素量は約8.16×10³ tです。
(a)では、同じ発電所の発電端効率が約40.5 ％と求まりました。(b)では、最大出力600 MWで24時間運転し、発電端効率が45.0 ％のときに燃やす重油の量を求め、そこに含まれる炭素から発生する二酸化炭素の量を計算します。
発生する電力量は600×10³ kW×24 h＝1.44×10⁷ kW･hで、熱量にすると1.44×10⁷×3 600＝5.184×10¹⁰ kJです。効率が45.0 ％なので、重油から必要な熱量は5.184×10¹⁰÷0.45＝1.152×10¹¹ kJ、重油の量は1.152×10¹¹÷44 000≒2.618×10⁶ kg、すなわち約2 618 tです。
重油のうち炭素は重量比85.0 ％なので、炭素は2 618×0.85≒2 225 tです。C＋O₂→CO₂の反応では、炭素12に対して二酸化炭素12＋16×2＝44の質量ができるので、二酸化炭素は2 225×44÷12≒8 160 t、すなわち約8.16×10³ tです。水素は燃えて水になるので、二酸化炭素の量には入りません。
検算として1時間分から考えます。重油は600×10³×3 600÷(0.45×44 000)≒1.091×10⁵ kg/hで、24時間では約2 618 tです。重油1 kg当たりの二酸化炭素は0.85×44÷12≒3.117 kgなので、2 618×3.117≒8 160 tとなり一致します。
炭素の質量に44／12を掛けると二酸化炭素の質量になる、と分子量の比で覚えると計算が速くなります。
ほかの選択肢の解説
- 16.83×10²：6.83×10²は、6.83×10³の10分の1にあたる数です。正しく計算すると、重油約2 618 tに含まれる炭素から8.16×10³ tの二酸化炭素ができるので、数字の並びも桁も合いません。
- 26.83×10³：6.83×10³は、正しい値8.16×10³より少ない値です。発電量・効率・発熱量から重油約2 618 t、炭素約2 225 tを求めて44／12を掛けると8.16×10³ tとなり、6.83×10³にはなりません。
- 49.18×10³：9.18×10³は、効率を40 ％として計算したときの値にあたりますが、(b)の効率は45.0 ％です。(a)の約40.5 ％を使っても約9.07×10³ tで、この値にはなりません。
- 51.08×10⁴：1.08×10⁴は正しい値より大きい値です。炭素の割合85.0 ％を掛けずに重油の全量を炭素とみなしても9.60×10³ tで、この値にはなりません。
出典：令和7年度下期第三種電気主任技術者試験 電力 問15(b)（電気技術者試験センター）。1問ずつ解ける形に加工しています（B問題の共通の文と図を小問ごとに複写・図と式を問題冊子から切り出して画像で掲載・1行で書ける式を字に書き直し）。解説は当サイト独自のもので、電気技術者試験センターとは関係ありません。
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