Top Page > Online Resources > Energy & Environment / エネルギー単位換算


エネルギー単位換算

熱の仕事当量

熱は、熱エネルギーと呼ばれる一種のエネルギーであり、力学的な仕事と密接な関係を持つ。
仕事が熱に変わるとき、熱が仕事に変わるとき、仕事量Wは熱量Qに比例する。つまり次の関係が成り立つ。
W = J Q
比例定数Ｊは、熱の仕事当量と呼ばれる。1カロリーの熱量は約4.19ジュール(J)の仕事量に相当する。
熱の仕事当量J：　J＝4.19 J / cal　4.1868 J

国際蒸気カロリー 1cal=4.1868J
熱化学カロリー 1cal=4.184J
計量法カロリー

1cal=4.18605J   =1/860Wh

国際蒸気カロリー 1TCE = 0.7×TOE=0.7×41.868 GJ =29.3076 GJ (Gigajoules)
熱化学カロリー 1TCE = 0.7×TOE=0.7×41.84 GJ =29.288 GJ (Gigajoules)
計量法カロリー 1TCE = 0.7×TOE=0.7×41.8605 GJ =29.30235 GJ (Gigajoules)

力

MKS単位系では1 kgの質量をもつ物体に1 m/s2の加速度を生じさせる力を1 N（ニュートン）kg m / s2とする。
CGS単位系 (cm,g,s)では1 dyn（ダイン）g cm / s2を用いる。
1N = 1kg･1 m/s2 = 1000g･100 cm/s2 = 100,000 g cm/s2 = 105 dyn

仕事

MKS単位系では、1 N（ニュートン）の力を加えてその方向に物体を1 m動かしたとき行った仕事量を1 J（ジュール）とする。
CGS単位系では1erg（エルグ）を用いる。
1J = 1 N･ 1m = 1 kg m2 / s2 =105 dyn･100cm =107 erg

仕事率

1秒間に1Jの仕事をするばあいを仕事率の単位として、これを1Wとする。
1W = 1J / 1s=1 kg m2 / s3   1J = 1W･1s = 1Ws

ジュール熱

ジュールの法則
電気抵抗R[Ω]に電圧V[V]がかかって電流I[A]が流れるときt秒間に発生する熱量Q[J]は
次の式で表される。 Q = IVt
これをジュールの法則といい、電流による発生熱をジュール熱という。

電力

電流が流れているとき、1秒間に電流がなす仕事、すなわち電流のなす仕事率を電力P[W]と表す。
P = Q / t = IV   [W]=[J / t]=[AV t / t]=[AV]

電力量

電流がなした仕事を電力量という。
Q = Pt = [Wt]
電力量で一般に用いられる単位は、1kWh（キロワット時）である。
1J = 1Wsであるから
1kWh = 1000W･(60･60 s) = 36×105 Ws = 3.6×106 J = 3.6 MJ （メガジュール）
1kWh = 3.6 MJ = 3.6 /4.1868 Mcal = 0.8598452× 103 kcal = 860 kcal

石油・石炭・原油換算トン

石油換算トンTOE: ton of oil equivalent 　定義　1TOE=107 kcal
石炭換算トンTCE: ton of coal equivalent 　定義　1TCE=0.7×107 kcal
1TCE = 0.7×107 kcal = 0.7×TOE
 
石油換算千トン103 TOE:　　103 TOE=1010 kcal　（100億kcal）
日本の「総合エネルギー統計」では1010 kcal単位が用いられている。
これは石油換算千トン103 TOEと読めばよい。

総合エネルギー統計での原油換算は昭和56年以降では、9,250kcal / literを用いて、
原油換算千kl (103 kl) は、9.25× 109 kcal
=0.925× 1010 kcal =0.925×103 TOE
原油換算千kl (103 kl) =0.925×103 TOE

TJ, GJ

Tera-joules
石油換算千トン103 TOE=1kTOE = 1010 kcal/tone = 1012×10×4.1868 J=41.868 TJ (Terajoules)
1TOE =41.868 GJ (Gigajoules)

水力発電 、原子力発電、地熱発電

水力発電 (Hydro-Electricity)  1M kWh = 3.6 TJ 0.086 TOE = 0.1228 TCE = 1K kWh
原子力発電 (Nuclear Electricity)  1M kWh = 10.909 TJ 0.372 TOE = 0.261 TCE = 1K kWh
地熱発電 (Geothermal Electricity) 1M kWh = 36TJ 0.860 TOE = 1.228 TCE = 1K kWh
水力発電 3.6TJ / 3.6TJ =1.00×100% (熱効率100％)
原子力発電 3.6TJ / 10.909TJ =0.33×100% (熱効率33％)
地熱発電 3.6TJ / 36TJ = 0.10×100% (熱効率10％)

地熱発電 (Geothermal Electricity)のばあい1M kWhを発電するために必要な投入エネルギーは以下のように算定する。
1M kWh = 1M k W ×60×60s = 3.6×TJ    Input : 3.6×TJ / 10% = 36TJ

中国標準炭換算

中国標準炭換算SCE kg ＝29,270.6×103 J＝29.2706×MJ＝29.2706×239 kcal/MJ＝6995.7 kcal
＝6995.7 kcal / SCE kg
標準炭換算のエネルギー消費量（1990年）
98,703 SCE万ton ＝98,703×104×103 SCE kg＝98,703×104×103× 6995.7 kcal
＝98,703× 6.9957×103×（104×103 kcal ）
＝98,703× 6.9957×103×（石油換算toe: ton of oil equivalent ）
＝690,496×103 石油換算toe
＝690,496×石油換算 千トン
つまり、標準炭SCE万tonに 6.9957を掛けると石油換算 千トンになる


（以上）