家庭で使うエネルギー

家庭で使うエネルギーとひとくくりにいっても、それには「電気や都市ガス・プロパンガス、灯油や薪」があります。
しかもそれぞれの課金単位が違うし、どれだけのエネルギー量なのか、高校では習ったかもしれませんが今一度復習し、料金と共に再整理してみます。
エネルギーの単位にはJ(ジュール)とcal(カロリー)があります。1gの水を1℃上げるのに必要なエネルギー量が1calです。1Jは約0.239calです。1秒間に1Jのエネルギーを使う場合1Wといいます。つまり1kWhは、1000×60×60で3,600,000J=3.6MJとなります。整理してみると、

それぞれのエネルギー量と料金比較

薪は自分でとってくる場合と買ってくる場合、薪割りをするのかしないのか等条件がいっぱいありすぎるので外しました。

  • 電気[昼間](kWh):29円/kWh、1kWh=3.6MJ=860.4kcal、8.1円/MJ
  • 電気[夜間](kWh):13円/kWh、1kWh=3.6MJ=860.4kcal、3.6円/MJ
  • 都市ガス(㎥):150円/㎥、1㎥=46MJ=10,986kcal(東京ガス13Aとして)、3.3円/MJ
  • プロパンガス(㎥):450円/㎥、1㎥=104MJ=24,856kcal、4.3円/MJ
  • 灯油[購入](L[リットル]):90円/L、1L=37MJ=8,843kcal、2.4円/MJ
  • 灯油[配達](L[リットル]):100円/L、1L=37MJ=8,843kcal、2.7円/MJ

※基本料金は考慮していません。

料金の安い順

灯油[購入] < 灯油[配達] < 都市ガス < 夜間電力 < プロパンガス < 昼間電力

調達が簡単な順(工事や買いに行く手間を考慮

電気 < プロパンガス < 灯油(配達)< 都市ガス < 灯油(自己購入)

一次エネルギー消費量

  • 電気(kWh):1kWh=3.6MJ → 10MJ
  • 都市ガス(㎥):1㎥=46MJ → 46MJ
  • プロパンガス(㎥):1㎥=104MJ → 104MJ
  • 灯油(L):1L=37MJ → 37MJ

電気だけが、発電ロス、送電ロスがかかり一次エネルギー消費量がおよそ2.7倍に上がります。
省エネ住宅のエネルギー消費量の比較は、一次エネルギー消費量でするので、料金とは別の視点で考える必要があります。

COPって?(ヒートポンプ)

ヒートポンプとは少ない投入エネルギーで、空気中などから熱をかき集めて、大きな熱エネルギーとして利用する技術のことです。
身の回りにあるエアコンや冷蔵庫、最近ではエコキュートなどにも利用されている省エネ技術です。
ヒートポンプを利用すると、使ったエネルギー以上の熱エネルギーを得ることができるため、大切なエネルギーを有効に使えます。CO2排出量も大幅に削減できるから、地球環境保全にも貢献します。
日本で販売されている最新のヒートポンプエアコンは1の投入エネルギーで6の熱エネルギーを得ることができます。これをCOP6.0と表わします。高効率なので電気の消費量は1/6。とっても省エネです。

ヒートポンプはエアコン(空調)やエコキュート(給湯)だけではなく、冷蔵・冷凍庫、洗濯機の乾燥機能などさまざまなものに使われています。実はわたしたちの生活に身近なエコ技術なのです。
効率が良く、大規模施設にも対応できるヒートポンプはオフィスビルなどの空調や、病院・ホテルの給湯にも利用されています。今後は工場や農場などでも普及拡大が期待されています。

最終消費エネルギー量との兼ね合い

一次エネルギー消費量で、電気は発電ロス、送電ロスを考慮して2.7倍以上もかかるのですが、このヒートポンプを活用すると、またまた逆転現象が起きます。
例えば、5kWhのエアコンを使用する場合、COPが6.0もあると、5kWh÷6=834Wの消費電力で5kWhのエネルギーが生み出せることになります。そうすると、発電・送電ロスを加味しても、834W×2.7=2252W が一次消費エネルギー量となります。ガスや灯油の暖房だと、5kWh=5kWh なので、高効率のエアコンの方が消費エネルギーが少なくなるのです。ただCOP6.0程のエアコンは最新機種の最上級グレードのものですので導入コストは非常に高くなります。機器の選定がとっても大切になると言うことです。

5.81kWhの暖房器具の消費エネルギー量と料金

エアコンはヒートポンプ有りのCOP4.0として計算します。

  • 電気:5.81kWh エアコン

    → 5.81÷4=1.45kWh=5.2MJ、昼間料金は1.45kWh×29円/h=42.05円/h、深夜電力だと 1.45kWh×13円=18.85円/h

  • 都市ガス:5.81kWh ファンヒーター

    → 5.81kWh=20.9MJ、20.9MJ×3.3円/h=68.97円/h

  • プロパンガス:5.81kWh ファンヒーター

    → 同上 、20.9MJ×4.3円/h=89.87円/h

  • 灯油:5.81kWh ファンヒーター

    → 同上 、 20.9MJ×2.4円/h=50.16円/h

ヒートポンプはスゴイですね。しかし氷点下になったりすると空気から奪う熱がなくなってしまうので効率が非常に悪くなるので、北海道や東北地方ではあまり採用されてきませんでした。最近は寒冷地仕様(氷点下でも熱が奪えるヒートポンプ)が出てきて普及し始めているようです。
仮に、外気温がとっても寒くってヒートポンプが働かないとなると、
5.81kWh×29円(昼間料金)=168.49円/h ととんでもなく高くなってしまいます。

なんとなく、最終消費エネルギーと一次エネルギー消費量とが分かってきたのではないでしょうか。
試しに、日本の一次エネルギー消費量の計算結果のグラフを見て、この住宅の一次エネルギー消費量が何kWh/㎡・年か、何kcal/㎡・年か、何L/㎡・年か計算してみて下さい。

479MJ=133.06kWh=114,407kcal=10.4㎥(都市ガス)=4.6㎥(LPG)=12.8L

つまり100㎡の延床面積の住宅だと、一次消費エネルギー量で

  • 電気料金で

    133.06kWh×29円×100㎡=385,874円/年間

  • 都市ガス料金で

    10.4㎥×150円×100㎡=156,000円/年間

  • プロパンガス料金で

    4.6㎥×450円×100㎡=207,000円/年間

  • 灯油料金で

    12.8L×90円×100㎡=115,200円/年間

かかる建物ということが書かれています。最終消費エネルギー量ではないことに注意が必要です。光熱費は最終消費エネルギーによって計算されます。このように、一つ一つ丁寧に計算していくと、どのエネルギーを使うかにしっかり的を絞って検討することが出来るようになり、電気・ガス・灯油・薪のベストミックスを探すことができるようになります。

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