アルバイシンの丘
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原発の直接的地球加熱効果(2.余分の廃熱で全大気は何度上昇?)
 前報:原発の直接的地球加熱効果(1.余分の廃熱で琵琶湖は何度上昇?) 2014年 04月 09日 において,出力100万kW,熱効率30%の原発一基は,同出力の総合効率80%であるコジェネ火力発電一基に対して,年間当たり 6.57×10^13 kJ/year  だけ余分に廃熱量を産み出すこと,言い換えると




それだけ余分に地球を直接に加熱していること,そしてその量とは,たとえば琵琶湖の水量であれば,年間 0.572 ℃/year   の温度上昇をもたらす程の量であることを確認した。

 本記事では,それだけの廃熱量がすべて大気に加えられるとしたら【注1】,全世界の大気を何℃上昇させることができるかを検討する。以下,よく査読してください。

(1)全地球上大気の総質量(全地球上で考えるのは,あとでCO2の温室効果と比べるため。)
 ・地球全表面を1気圧で近似したものを総質量とする。
 ・1気圧=10 m 水柱。よって,1 m^2あたりの大気の質量は,10 m^3の水の質量=10^4 kg/m^2 と等しい。
 ・全地球表面積:5.10 × 10^14 m^2 (うぃきより)
 ・大気の全質量=10^4 kg/m^2× 5.10 × 10^14 m^2 = 5.10 × 10^18 kg

(2)全地球上大気の温度上昇計算
 ・大気の比熱(定圧比熱):1.00 J/g/℃ =1.00 kJ/kg/℃
 ・全地球上大気の1年間の温度上昇 ΔT:5.10×10^18 kg×1.00 kJ/kg/℃×ΔT=6.57×10^13 kJ/year より
   ΔT = 1.29 × 10^(-5) ℃/year = 0.0000129 ℃/year
 という計算になる。
 さて,この値はどう考えるべきだろうか?全地球の大気なので未だ実感に乏しいので,仮に日本国の表面積分の大気で考えてみよう。それには,日本の表面積の全地球表面積に対する割合を掛ければよい。

(3)日本を覆う大気の温度上昇計算
 ・日本の表面積:3.78×10^11 m^2
 ・日本の割合:3.78×10^11 m^2÷5.10 × 10^14 m^2 = 7.41×10^(-4)
 ・日本を覆う大気の温度上昇:=1.29×10^(-5) / 7.41×10^(-4) =0.174×10^(-1)=0.0174 ℃/year
 うーん,まだまだ実感は伴わないが,かなり大きそうに思える。そこでもう少し頑張ってみよう。この値がどれほどすさまじいものかが実感できるだろう。何と言っても,これは原発一基分の余分の廃熱量の能力なんだからね。それを忘れないように。
 それには,日本の総発電量をすべて原発で賄ったらどうなるか,を見てみればよい。実際にはすべてではないにしろ,ひところは原発で半分,もしくは三分の一を賄う,などといった神をも恐れぬ言動もあったはずだから。

 ということで,年間の総発電量を調べてみる。

(4)我が国の発電をすべて原発で賄ったらどうなるか
 ・日本における全発電量:ざっと1万億kwhとしよう(ここから) = 10^12 kJ/s ×3600s =3.60 × 10^15 kJ/year
   =3.60 × 10^15 /(365×24×3600) kJ/s =1.14×10^8 kW=114×百万kW
 すなわち,日本における総発電量をすべて原発で賄うとしたら,百万kWの原発が 114 基分必要となる【注2】。
 ということで,原発114基分の余分の廃熱をまき散らしたら,それらは日本を覆う大気の温度,ついでに琵琶湖の温度をどれだけ上昇させる能力を持っているかが計算できるようになった。
 ・日本を覆う大気の1年間の温度上昇: 0.0174×114=1.98≒2℃上昇させる
 ・琵琶湖の水温だったら1年間に:0.572×114=65.2℃上昇させる

 実際には熱は海水の方へ行く分がほとんどだから実感できないが,とにかくこれだけの能力をもつ熱量が余分に捨てられるのである。また熱が拡散するにしても,拡散には時間がかかることや連続的に温排水がやってくるのだから,原発の排水場所の近辺は相当の異常高温となっているはずであり,局所的に生態系や気候にも影響を与えている可能性が高い。

 原発推進側だって,発電量すべてを原発で賄おうとは思っていないだって?では,その半分,三分の一を賄うとしてご覧。2℃上昇が,1℃,0.7℃に緩和はされるけど,何年もそれを続けるとやはりすさまじい大きさでしょ?

 もちろん,いかに大きいとはいえ,これらがCO2の温室効果より小さかったら,これでも温暖化防止にはなる,と言えるのだが,果たしてどうだろうか。次報でいよいよCO2の温室効果を見積もることとする。果たしてこれだけの大きさがあるかな? お楽しみに。

【注1】 ここでは,余分の廃熱量,年間当たり 6.57×10^13 kJ/year  というものの大きさを実感するための計算をしているのであって,実際に大気温がそれだけ上昇しているという意味ではない。それだけの能力のある熱量が現実に産み出されるという意味である。これだけの熱量がどこに加えられようと,いかに拡散して薄められようと,それだけ地球が加熱されたことには変わりがない。その熱は回りまわって,温暖化の原資となるのである。

【注2】 ここでは原発の年間稼働率などは全く無関係の話であることを強調しておく。114 基分の能力と思えばよい。年間稼働率が100%でなければ,代替用に準備しておけばよいことである。発電能力の話である。
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by papillon9999 | 2014-04-10 08:18 | Trackback(1) | Comments(0)
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Tracked from アルバイシンの丘 at 2014-10-09 07:04
タイトル : 原発の直接的地球加熱効果(3.排出CO2による温室効果と..
 思いがけず長い長いブランクが生じてしまった。自分でも話の流れを忘れそうになったので,改めて整理しておく。基本は,原発は火力発電に比べ,廃熱をより多く出す宿命を負っているということ。そして,その余分の廃熱量は非常に大きいことを, ・原発の直接的地球加熱効果(1.余分の廃熱で琵琶湖は何度上昇?) 2014年 04月 09日と ・原発の直接的地球加熱効果(2.余分の廃熱で全大気は何度上昇?) 2014年 04月 10日とで考察してきた。 シリーズ1と2での結論は以下のとおりである。... more