化石燃料のソースを表示

'''化石燃料'''（かせきねんりょう）は、[[地質時代]]にかけて堆積した[[動物|動]][[植物]]などの死骸が地中に堆積し、長い年月をかけて地圧・[[地熱]]などにより変成されてできた、言わば[[化石]]となった[[有機物]]のうち、人間の経済活動で[[燃料]]として用いられる（または今後用いられることが検討されている）ものの総称である。

== 概要 ==
現在使われている主なものに、[[石炭]]、[[石油]]、[[天然ガス]]などがある。また近年は[[メタンハイドレート]]や、[[シェールガス]]などの利用も検討され始めている。
上記はいずれも、かつて[[生物]]が自らの体内に蓄えた昔の[[炭素]]化合物・[[窒素酸化物]]・[[硫黄酸化物]]・[[太陽]]エネルギーなどを現代人が取り出して使っていると考えることができる。

これらの燃料は燃やすと[[二酸化炭素]] (CO<sub>2</sub>) 、[[窒素酸化物]] (NO, NO<sub>2</sub>, N<sub>2</sub>O<sub>4</sub>) 、[[硫黄酸化物]] (SO<sub>2</sub>) などを発生するが、これらが大気中に排出されることにより、[[地球温暖化]]や、[[大気汚染]]による[[酸性雨]]や[[呼吸器疾患]]などの[[公害]]を引き起こすため、深刻な[[環境問題]]を引き起こす要因になっている。また、資源埋蔵量にも限りがあるため持続性からも問題視されている。

これらの[[環境問題]]が発生しにくい[[バイオ燃料]]（[[バイオマス]]）、[[太陽光発電]]、[[風力発電]]、[[地熱発電]]などの[[新エネルギー]]や[[再生可能エネルギー]]の研究が進められて、一部は主に[[西ヨーロッパ|西欧]]諸国や[[ブラジル]]などで実際に使われはじめている。

== 経緯 ==
=== 「化石燃料」の形成 ===
<ref>地球温暖化を考える、[[宇沢弘文]]、岩波新書、ISBN 4-00-430403-2。</ref>
<ref>空海とアインシュタイン、広瀬立成、PHP新書、ISBN 4-569-64782-0、p.157-「二十世紀のあやまち」。</ref>
遡ることおよそ40億年強、[[地球]]が誕生した頃の[[大気]]は主に[[窒素]]・[[水]]蒸気・[[二酸化炭素]]・[[硫黄酸化物]]（[[火山ガス]]）などで形成されていたと考えられている。その中でも二酸化炭素については、当時は今より遙かに高濃度であったと推定されている（後に大気中の概ね 0.03[[パーセント|%]] 程度まで低下、現在は概ね 0.04% になっている）。
[[File:Plankton_collage.jpg|thumb|right|[[プランクトン]]<br />（写真は現代のもの）]]
そのような環境下ではもちろん[[動物]]は生活できず、まずは[[光合成]]を行うことのできる[[植物プランクトン]]（または硫黄酸化物を吸収する[[嫌気性生物]]）のような生物が[[海]]中で誕生したと考えられている。それらの生物が光合成によって[[太陽]]エネルギーを利用して大気中の二酸化炭素を吸収・分解（または硫黄酸化物を吸収）、そのうち炭素（硫黄）成分を体内に吸収し、[[酸素]]を排出する。すると今度は酸素を消費し植物プランクトンを捕食する動物プランクトンのような生物が誕生。この小さな[[古生物|原始生物]]達による生命活動の循環が積み重ねられることで、約 8億年前には現代とほぼ同程度の酸素濃度（約23%）になり、この高濃度の酸素が後に[[オゾン層]]を形成し、動植物が地上へ進出することが可能になったと考えられている。
また、太古の地球は現在より遙かに気温が高かったが、二酸化炭素などの減少により気温が概ね 15[[セルシウス度|℃]]程度まで低下、大気の循環も相まって冷やされ、現在の姿になっていった。

それらの動植物性プランクトンは、一生を終えると海中深くへ沈み、それが堆積し、[[地層]]を形成し、加熱・加圧される等の変遷を経て、[[石油]]となった。また、その後に陸上に進出した[[樹木]]などの生物の死骸が同様の理由で堆積・加圧等されて形成されたものが石炭である。言い換えれば、かつて大気中に存在していた炭酸ガスその他の人体にとって有害な成分と太陽エネルギーが、生物の働きによって長大な時間をかけて固定され、地中深くに封じ込められたものであると言える。

なお、現在でも大気中の二酸化炭素を[[有機化合物]]へと[[炭素固定|固定]]する合理的な方法は開発されておらず、人間を含めた全ての動物は、植物による光合成なくしては生命をつなぐことができないが、それは食糧ばかりでなくエネルギーでも、また地球上の様々な循環の仕組みを維持する上でも同様である。

=== 産業革命 ===
[[ファイル:Coal.jpg|thumb|right|[[石炭]]]]
[[18世紀]]後半に[[イギリス]]で発明された[[蒸気機関]]をきっかけに、後に[[先進国]]と呼ばれる諸国で次々と'''[[産業革命]]'''が起こることとなった。
蒸気機関が小型化が可能で比較的可搬性が高いこと、手間をかけずに従来の動力源よりも高い能力を引き出すことができることなどから、それ以前の動力の基本であった[[ウシ|牛]][[ウマ|馬]]や人力、[[水車]]・[[風車]]などを置き換えてゆくこととなる。

蒸気機関が稼働するためには[[蒸気]]を絶えず供給する必要があり、そのため大量の[[燃料]]が使われるようになった。もちろん従来から使われてきた[[薪]]や[[木炭]]なども利用でき、イギリスなどでは実際に使われていたが、[[森林破壊]]が深刻になったことなどを受け、後に'''[[石炭]]'''が使われるようになる。

石炭は、比較的浅い場所に豊富に埋蔵されていたこと、特定の地層中に高濃度で存在していて[[精製]]等の手間をかけずとも使えることなどから、木材から置き換えられていった。
<br />しかし、石炭は安かったものの燃焼効率に優れず、[[常温]]で[[固体]]であるため輸送機器用の燃料としては使いにくく、また目に見えて黒い[[煤煙]]を吐くことも問題視され、先進国を中心に次第に需要が薄れてゆくこととなった。しかしながら単価の安さや各地に埋蔵されていることなどもあり、今なお[[アメリカ合衆国]]、[[中国]]、[[日本]]や[[開発途上国|途上国]]を中心に、[[発電所]]や[[高炉]]などで使われている。


19世紀後半以降、石炭にかわって'''[[石油]]'''が使われはじめる。
それまでも[[東ヨーロッパ|東欧]]などで比較的浅く埋蔵されていた石油が地域住民により[[灯油]]として使われていたが、後に機械掘りや[[ボーリング]]の技術が開発され、これが普及すると各地で地中深くから石油を掘り出す[[油井]]が造られ、[[大量生産]]されるようになると価格も下がり、また燃料として使われる成分は[[常温]]で[[液体]]のため（気化しやすい成分については圧縮すると液化し [[液化石油ガス|LPG]] として使われる）使い勝手が良いことなどもあって、特に[[輸送機器]]や[[発電]]、従来は[[薪]]や[[木炭]]などが主に使われていた[[暖房]]・給湯など、様々な用途の燃料として大量消費されるようになった。

しかし、石炭にしろ石油にしろ埋蔵量に限りがあることから、後に'''[[天然ガス]]'''（常温で[[気体]]）も使われるようになり、また'''[[メタンハイドレート]]'''などの研究もされている。

現在、世界のエネルギー需要の約 85% が化石燃料で賄われている。

== 化石燃料の使用が引き起こす公害・環境問題 ==
化石燃料を使用する際、エネルギーを取り出した後に残る'''[[二酸化炭素]]'''や、[[不純物]]として含まれる'''[[窒素酸化物]]''' (NOx)・'''[[硫黄酸化物]]''' (SOx) などが、いずれも[[気体]]や[[粒子状物質]]として排出されるが、それらが[[大気]]中に放出されることにより、次のような様々な[[環境問題]]を引き起こす要因となっている。

=== 酸性雨 ===
[[ファイル:Beech_tanzawa.JPG|thumb|160px|[[酸性雨]]の影響で枯れた[[丹沢山地]]の[[ブナ]]]]
<ref>地球環境報告、[[石弘之]]、岩波新書、1988年、ISBN 4-00-430033-9、p.213-。</ref>
<ref>[http://insilico.h.kobe-u.ac.jp/tanaka/lec2.pdf 自然環境科学3（神戸大学発達科学部 田中研究室）]</ref>
1940年代の[[北ヨーロッパ|北欧]]では、[[窒素]]肥料を施さずとも作物の育ちがよくなる現象が見られるようになった。当初は農家も「天の恵み」だと喜んでいたようだが、じきに湖や川から魚が姿を消し、千年雨に打たれても平気であった遺跡の石塀や、教会のブロンズ像などがボロボロになっていったという。

これらの現象が調査されるうち、[[雨]]水の変質に原因を見ることとなった。当地域では、通常よりも遙かに酸性度の高い、[[水素イオン指数|pH]] 4～5 もの'''[[酸性雨]]'''が降っていたことが明らかになったのである。[[スウェーデン]]の土壌科学者 S・オーデン (Svante Odén) 博士がその影響を広範囲に調べたところ、大気中の[[二酸化硫黄|亜硫酸ガス]]や[[窒素酸化物]]が[[硫酸]]や[[硝酸]]に変化し、それが溶け込んで強酸性の雨や[[雪]]が降ったことを突きとめ、[[1967年]]に発表した。その変化の過程は極めて複雑かつ多岐にわたるものと想定されており、その詳細な過程は今なお明らかになっていない。

現在では、一般に pH 5.6 以下で酸性雨と定義されているが、たとえば日本では東京など南関東の自動車交通過密地帯で排出される自動車排気ガスからの窒素酸化物・硫黄酸化物が[[丹沢山地]]や[[奥多摩]]に酸性雨を降らせて[[樹木]]の[[立ち枯れ]]を進めていると考えられており、[[森林破壊]]や[[土壌汚染]]の一因になっている。

=== 呼吸器疾患 ===
{{右|
[[ファイル:AirPollutionSource.jpg|thumb|none|工場から排出される[[煤煙]]、日本など先進国では対策が進んでいるが、途上国では深刻な問題を生じさせている。]]
[[ファイル:Air-pollution.JPG|thumb|none|[[自動車]][[排気ガス]]による[[大気汚染]]、2005年 8月。現在もなお続く深刻な環境問題のひとつである。]]
}}
化石燃料に含まれる'''[[硫黄酸化物]]'''および[[窒素酸化物]]の[[残渣]]である'''[[粒子状物質]]'''は、'''[[気管支喘息]]'''の最たる原因物質と考えられており、工業地帯からの排煙が[[四日市ぜんそく]]をはじめ各地で深刻な公害を引き起こすこととなった。これは[[水俣病]]など他の公害と同様、排出者が因果関係を認めなかったことや経済発展を優先する政策の煽りを受けて、公害認定まで数年間を要することとなり、[[四日市市]]では被害者に対し独自に医療費補填を実施するなどの対策を行うこととなったが、ようやく国が動きだした頃には自治体が対応しきれない程の被害者数になっていた。

その反省を受けて[[大気汚染防止法]]が施行され、工場排煙については[[脱硫]]装置の設置が義務づけられるなどの対策が進んだことにより、日本国内の工場排煙に限っては新たな被害が発生しなくなっているが、[[開発途上国|発展途上国]]などではそのような規制が整備されていない地域も多くあり、同じ問題が各地で繰り返されている。

一方、[[自動車]]燃料として大量に使われ続けている[[ガソリン]]や[[軽油]]などについては、費用がかかるという理由で脱硫が完全に行われない状況が今なお続いている。
かつて[[京浜工業地帯]]からの排煙により深刻な喘息公害に見舞われた[[川崎市]]では、以前は臨海部（[[公害病]]第一種指定地域、[[1988年|昭和63年]]度に解除）で喘息被害者が多かったものの、近頃では北部地域で「小児ぜん息医療費支給制度」適用者が急増するという現象が見られるようになった<ref>[http://www.city.kawasaki.jp/council/kouhousi/57/57_iken.html 議会かわさき第57号「ぜん息患者に対する医療費助成等に関する意見書」、2004年 2月]</ref>。また、その分布が主要幹線道路周辺に多いことも判明する。これは、かつては工場からの排気が主因であった喘息公害の原因が、現在は自動車からの排気ガスに替わっていることを示している。かつての四日市喘息の時などと同様、「証明されていない」という理由で国や産業界では具体的な対策が取られない状況が続いているが、事態のますますの悪化を受けて市では喘息医療費の助成制度の対象地域を市内全域に拡大し、小児ばかりでなく成人も対象にするなどの対策に追われることとなった。川崎市では地勢的に通過交通が多いなどの要因はあるものの、もちろん大気汚染の問題は当市に限って起きている問題ではなく、全国の都市部で深刻な問題になっており、日本だけでも[[気管支喘息]]による死亡者が年間3千人を超え、200万人以上が苦しめられている。
自動車などにより引き起こされた新たな[[外部不経済]]が一般住民の健康や税金を蝕んでいる問題には、解決の兆しすら見えない状況が今も続いている。

=== 地球温暖化 ===
{{右|
[[ファイル:Eisb%C3%A4r_1996-07-23.jpg|thumb|none|[[ホッキョクグマ]]、温暖化により[[北極]]の氷が解けることで影響を受けると考えられている。]]
[[ファイル:Carbon_Emission_by_Region_ja.png|thumb|none|炭素ガス発生源とその量の推移。発生源とその影響を受けると想定される地域は必ずしも一致していないことや、後世に遺る長期的な問題であることが、当事者の危機意識を薄れさせている。]]
}}
<ref>空海とアインシュタイン p.166-「進む温暖化」。</ref>
化石燃料を使う工場や[[火力発電所]]などからの排煙や、自動車・[[航空機]]など輸送用機器の排気中には必ず二酸化炭素が含まれるが、硫黄酸化物などより取り除くことが難しく、また[[硫黄]]は抽出すれば売却できるが二酸化炭素は売れないという事情もあって、工場などにも除去義務は課されておらず、ほとんどが除去されずに大気中に放出されている。

二酸化炭素は現在の濃度であれば人体に直接害をなすものではないが（[[二酸化炭素#毒性]]を参照）、大気中に留まると[[温室効果ガス]]として働き、太陽からもたらされるエネルギーを宇宙へ放出する循環経路に支障を来たし、20世紀中に気温を 1.7[[セルシウス度|℃]]上昇させ[[地球温暖化]]問題の一因となっていることが指摘されている<ref>石油の終焉～生活が変わる、社会が変わる、国際関係が変わる～、ポール・ロバーツ・著、久保恵美子・訳、光文社、ISBN 4-334-96181-9。</ref>。
太古の昔に原始生物が長時間かけて固定し地中深くへ閉じ込められた二酸化炭素を、現代人が 100年あまりのうちに大気中に戻してしまったことになるため、気温上昇幅もさることながら、急激すぎる変化の影響は想定することすら出来ていない。
<ref>空海とアインシュタイン p.166-「進む温暖化」より。氷河期末期の気温上昇期には 1.7℃上昇するのに約5千年かかったところが、20世紀の 100年間で上昇したことを指摘している。</ref>

二酸化炭素の回収・固定は技術的に困難なため、設備や運用方法の改善や効率化、エネルギー消費量の抑制などで対策が迫られている。

=== 拡散性・非帰属性 ===
化石燃料の消費によって起こる[[大気汚染]]には、発生者・地域と被害者・地域が一致しないという問題もある。[[大気]]は[[地球]]全体でつながっているため汚染は広範に拡がり、しかも地形や気流などにより特定の地域に被害が集中しやすい。

たとえば前述の北欧での酸性雨も、工業地帯から遠く離れた農村部でまず被害が起こった。
また喘息公害でも、たとえば自動車を使わない選択をしたとしても被害を免れることができない上、喘息の苦しさは目に見えるものではないため、自動車に乗っている者には被害者の痛みが伝わらず被害実態が理解されにくいという矛盾が、事態の悪化が放置される一因となっている。

地球温暖化については、二酸化炭素の排出量は北米などの中緯度地域に偏重しているが（右グラフを参照）、真っ先に影響を受けるのは[[北極]]・[[南極]]などの極地や[[太平洋諸島]]など、ほとんど二酸化炭素を排出していない（つまり化石燃料の消費による利益を得ていない）地域でまず深刻な事態が起こると想定されている。また深刻な影響が出るのは数十年後からと想定されているため、現役世代の生活への支障は限られ、政治的にも危機意識が共有されにくいという問題もある。

近年になりようやく問題を把握することのできた国際社会では、その影響の拡大を食い止め抑制するために[[気候変動枠組条約]]を締結、[[京都議定書]]により化石燃料から出る廃棄物など[[温室効果ガス]]の排出量削減を約束することとなった。<!-- （低地の多い[[オランダ]]や[[北極圏]]に位置する[[北ヨーロッパ|北欧]]諸国などで影響が想定されている） -->西欧諸国ではその目標に向けて行動しているものの、自国の経済発展が最優先と考えるアメリカ合衆国や中国などでは依然として対策が進まない実情がある（[[京都議定書]]を参照）。

== 化石燃料価格高騰、電気料金値上げ、給油所減少によって生じる問題 ==
20世紀後半以降、日本国内においては大都市部への人口や企業活動の一極集中化が進み、都市部の暖房については即効性、安全性、使用しても黒煙や灰を出さない等の利点もあって、電気式ヒーターや灯油などの化石燃料式ヒーターが好まれ、著しく依存している現状（2013年）となっている。しかしながら2000年代以降は原油をはじめとした化石燃料の価格高騰に拍車がかかってきており、貧困世帯の増加や給油所数の減少も相まって、灯油式ストーブが身近で安価な生命維持装置では無くなりつつある。そのような事情から地方においては再生可能燃料式（主として木質燃料式）のストーブなどの熱を発生させる装置が見直されつつある。冬季に主暖房を灯油などの化石燃料に大きく依存することで生じるリスクについては、こと冷え込みが厳しい地域においては燃料の残量など多角的な状況を把握した上で、生命維持に直結する問題であるため重々警戒する必要がある。

== 参考文献 ==
<references />

== 関連項目 ==
*[[古生物]]
*[[産業革命]]、[[石炭]]、[[石油]]、[[発電]]、[[消費電力]]
*[[大気汚染]]、[[公害]]、[[呼吸器疾患]]、[[気管支喘息]]
*[[温室効果ガス]]、[[地球温暖化]]、[[気候変動枠組条約]]、[[京都議定書]]
*[[環境税]]（炭素税）、[[外部性]]、[[市場の失敗]]
*[[新エネルギー]]
*[[宇宙船地球号|「宇宙船地球号」]] - 地球上の有限な資源の管理・用途に関する議論
*[[再生エネルギー]]
*[[化石燃料パワープラント]]
*[[コジェネレーション]]
*[[二酸化炭素固定]]
*[[炭化水素]]
*[[もったいない学会]]

== 外部リンク ==
*[http://www.env.go.jp/earth/cop6/ 気候変動枠組条約第6回締約国会議(COP6)について（環境省）]

{{DEFAULTSORT:かせきねんりよう}}

[[Category:化石燃料|*]]