令和6年度 大気特論 問3は、重油にエタンを混焼したときの低発熱量当たり発生CO2を求める計算問題です。条件に合うおよその数値を選びます。
問われているのは「発生する熱量1MJあたり、何m³NのCO2が出るか」です。重油もエタンも、燃料ごとに「低発熱量当たりのCO2発生量（m³N/MJ）」を計算でき、混焼時の値はそれぞれの発熱量の比（重油82％・エタン18％）で按分した加重平均になります。鍵は、与えられた18％が「質量比」でも「体積比」でもなく発熱量（熱）の割合だという点で、これを取り違えると按分の重みを誤ります。水素を多く含むエタンは熱量当たりのCO2が重油よりやや少なく、混ぜることでCO2が下がるという問題の趣旨どおりの結果になります。
※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。
正解：選択肢(4)
| 選択肢 | 値（m³N/MJ） | 解説 |
|---|---|---|
| (1) | 3.1×10⁻² | 小さすぎます。重油主体の混焼でこの値までは下がりません。 |
| (2) | 3.3×10⁻² | エタンの寄与を過大に見積もると出やすい値で、按分の重みが合いません。 |
| (3) | 3.5×10⁻² | 惜しい値ですが、計算結果はこれより少し大きくなります。 |
| (4) | 3.7×10⁻² | 重油82％・エタン18％の熱量比で按分した結果に最も近く、これが正解です。 |
| (5) | 3.9×10⁻² | 大きすぎます。エタン混焼によるCO2削減の効果を見落とした値です。 |
解き方の骨格はシンプルです。(あ) 重油1kgあたりの発生CO2（炭素分から）と低発熱量42.5MJ/kgから、重油の「熱量当たりCO2（m³N/MJ）」を出します。(い) エタン1m³Nあたりの発生CO2と低発熱量63.8MJ/m³Nから、エタンの「熱量当たりCO2」を出します。(う) 全発生熱量のうちエタンが18％・重油が82％なので、両者の熱量当たりCO2を0.82×（重油）＋0.18×（エタン）で加重平均します。これでおよそ3.7×10⁻² m³N/MJ となり、選択肢(4)に一致します。18％を「燃料の量の割合」と取り違えて単純平均すると誤答になります。あくまで熱量で按分するのが要点です。
混焼時の低発熱量当たり発生CO2は、どう計算しますか？
各燃料の「熱量当たりCO2（m³N/MJ）」を求め、発熱量の割合（重油82％・エタン18％）で加重平均します。およそ3.7×10⁻² m³N/MJ になります。
この問題で「18％」は何の割合ですか？
エタンの燃焼により発生する熱が全発生熱量に占める割合です。燃料の量や体積の割合ではない点に注意します。
この問題に関連する用語解説
出典
※ この記事の確認日：2026年6月