石炭についてどのようなイメージをお持ちでしょう?

黒い塊、煤が出る、古くさい燃料で、石油にとって替わられた……等々、身近な燃料として石油が普及しきった現代にあっては、もう過去の物という印象があってもおかしくないかもしれません。

ところが実は、石炭は今でも世界各地で広く使われているのです。それどころか、少なくとも日本では、10年先になっても相当の需要が見込まれる燃料なのです。

この記事では、石炭そのものについて、エネルギー資源としての立ち位置について、そして今後の石炭産業が乗り越えるべき技術的ハードルについて解説していきます。

そもそも石炭とはなにか?

石炭とはそもそも何なのでしょうか?

一言で言えば、地中に埋もれて数億年かけて変質した植物の化石です。

枯れて倒れた樹木や植物はふつう菌類や微生物が分解してしまい、石炭にはなりません。しかし湿原や湿地では、倒れた植物は酸素の少ない水中に沈んでしまいます。酸素がないため微生物の活動が抑えられ、分解されずに残った組織が石炭へと変化していくのです。

また、古生代の石炭紀と呼ばれる時代には樹木の繊維を分解できる菌類が少なかったため、当時の巨大な木々の多くが形をとどめて地中に埋もれました。そのため石炭紀の地層からは大量の石炭が採掘できるのです。

そうして埋もれた植物の組織は、圧力を受けながら地熱によって熱せられ、長い時間をかけて変化していきます。

植物を構成する繊維は主に炭素、酸素、水素から構成されますが、圧力と熱を受けて酸素と水素がだんだんと減小します。そうして炭素の割合が83~90%まで上がったものが、一般に石炭と呼ばれるものなのです。

エネルギー資源としての石炭

石炭が燃料として広く使われるようになったのは、18世紀の産業革命がきっかけです。

産業革命当初は、まだまだ薪や木炭が主流の燃料でした。薪や木炭は木を切った分植樹して森林資源を回復させるところまでワンセットで活用していましたが、工業が大規模化した結果、森林資源の回復が追いつかなくなるほどに燃料消費量が増大したのです。

ここで、工業用燃料として石炭が注目されました。

さらに時代が進んで蒸気機関が普及し、石炭を蒸し焼きにして作られるコークスを活用した製鉄技術が確立してからは、石炭は工業に欠かせない存在となったのです。

しかし20世紀に入ると、石炭の地位は石油に脅かされるようになります。

各地で油田の開発が進み、石油が安く手に入るようになると、1)石炭より運びやすい、2)発熱量が高い、3)煙が出ないといった利点のある石油が産業の主役へと躍り出たのです。1910年代からは各国の軍艦の燃料が石油に切り替えられ、1940年代には蒸気機関車に替わるディーゼル機関車の運用がアメリカで本格化。日本を見ても、1970年頃には火力発電用燃料の約70%が石油という状況でした。

この石油一強状態は、オイルショックを経た1980年代に突然覆ります。

日本は工業・発電用燃料としての石油の割合を減らし、燃料内訳の多様化を推進。こうした流れの中、石炭に再びスポットが当てられるようになりました。

その理由は、低価格と安定供給です。

ペルシャ湾岸のわずか6カ国の産油国が原油価格引き上げを発表したことで起きた第1次オイルショック、そしてイランの政情不安が原因となった第2次オイルショックは、いずれも石油の主要な生産地域が中東に偏っていたことが遠因となりました。オイルショックは石油価格の高騰だけでなく、一部地域の事情で価格が大きく変動してしまう石油に依存することへの危機感を呼び起こす結果となったのです。

一方の石炭は、世界各地である程度均等に算出されることに加えて、石油より埋蔵量が多い燃料です。こうした特徴が低価格と供給の安定につながり、石油よりも安価でリスクの少ない燃料として見直されるきっかけとなりました。