電験三種 令和7年度(2025) 下期 電力 問15(b) 過去問解説
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。
$\mathrm{C} + \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{CO_2}$
- (1) $6.83 \times 10^2$
- (2) $6.83 \times 10^3$
- (3) $8.16 \times 10^3$
- (4) $9.18 \times 10^3$
- (5) $1.08 \times 10^4$
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正解は(3)
使う公式
燃料の量 $B = \dfrac{3600W}{\eta H}$（B：燃料の量[kg]、W：電力量[kW・h]、η：発電端効率（小数）、H：発熱量[kJ/kg]）
二酸化炭素の量 $\mathrm{CO_2}$ の量＝炭素の量 × $\dfrac{44}{12}$（12：炭素の原子量、44：$\mathrm{CO_2}$ の分子量）
解説
【考え方】使った重油の量 → その中の炭素の量 → できる二酸化炭素の量、の順に求めます。
■1 数字を整理する
出力 600 MW、運転時間 24 h
発電端効率 45.0 %＝0.45
発熱量 H＝44 000 kJ/kg
炭素の割合 85.0 %＝0.85
■2 発電した電力量
$W = 600 \times 24 = 14400\,\mathrm{MW \cdot h}$
1 MW＝1 000 kW なので $W = 1.44 \times 10^7\,\mathrm{kW \cdot h}$
■3 電力量を熱に直す
$1.44 \times 10^7 \times 3600 = 5.184 \times 10^{10}\,\mathrm{kJ}$
■4 重油が出した熱
効率が 0.45 なので、重油の熱は電気の分より多く要ります。
$\dfrac{5.184 \times 10^{10}}{0.45} = 1.152 \times 10^{11}\,\mathrm{kJ}$
■5 重油の量
重油 1 kg で 44 000 kJ の熱が出るので、44 000 で割ります。
$B = \dfrac{1.152 \times 10^{11}}{44000} \fallingdotseq 2.618 \times 10^6\,\mathrm{kg}$
1 t＝1 000 kg なので $B \fallingdotseq 2618\,\mathrm{t}$
■6 炭素の量
$2618 \times 0.85 \fallingdotseq 2225\,\mathrm{t}$
■7 二酸化炭素の量
$\mathrm{CO_2}$ の分子量は $12 + 16 \times 2 = 44$ です。
炭素 12 の重さから、二酸化炭素 44 の重さができます。
$2225 \times \dfrac{44}{12} \fallingdotseq 8160\,\mathrm{t}$
$8160\,\mathrm{t} = 8.16 \times 10^3\,\mathrm{t}$
水素（15 %）は燃えると水になるので、二酸化炭素には入りません。
答えは(3)ピヨ。
出典：令和7年度（2025） 下期 第三種電気主任技術者試験（電気技術者試験センター）電力 問15(b)