ガス対電気
ガスコンロで湯を沸かす場合の熱変換効率と電子レンジ加熱を比較してみました
トマトサラダのページ（2013/07/21）でガスコンロのエネルギー変換効率についてお話を致しました時に、「厳密に言えばガスの火がどれだけ水に伝わったかが重要な要素になるのですが、残念ながらそこまで計測する設備がありません」と記しましたが、その設備は有りました。
都市ガスを導入されている家庭なら当然付いているガスメーターです。
カウンタ部の表示は１立方メートル未満３桁と最小桁の右には０．０００２立方メートル単位の目盛りがあります。
こんなに細かい値が読めるとは全くうっかりしていましたね。
早速調査してみました。
大鍋に４リットルの水を入れ、火力最強の状態で１０分間沸かし、ガスの燃焼による発熱量に対する水の温度変化量からガスコンロの湯沸し時の熱効率を測定した結果を下に記します。
ガスは都市ガスの１３Aで、１立米当たり４５Mｊ(メガジュール)です
度量衡表から１ｊ＝0.2389 calで計算いたします。
|
時間 |
|
ﾒｰﾀｰ値 | 温度 | ｶﾞｽ消費量 | 発熱量 | 吸収熱量 | 効率 | |||||
|
(分) |
|
(㎥) | (℃) | (㎥) | (cal) | (cal) | (％) | |||||
| ０ |
6521.2782 |
１４.５ | 0 | 0 | 0 | 0 | ||||||
| ５ | 6521.3105 | ５６.０ | 0.0323 | 347241 | 167200 | 48.2 | ||||||
| １０ | 6521.3425 | ９４.５ | 0.0320 | 344016 | 154000 | 44.8 |
想定以上の効率で少々驚きました。
この表で前半５分間の熱吸収効率が後半５分間より高いのは水温が低いほど炎の熱を吸収しやすいことと後半は吸収しにくくなることに水の気化熱による損失が想定されます。
１０分を超えたところで沸騰が始まり、当然温度上昇は頭打ちになり、測定を終了しています。
以下の考察では効率を４５％とします。
トマトサラダのページに戻り、１５℃の水１㍑を沸かして３００ｇのブロッコリーが軟らかく茹るまで加熱するとして再考いたします。
水の沸騰には85,000calを要し、効率は４５％、湯が沸いてからブロッコリーを投入し、軟らかく茹るまでは更に加熱を続けるわけですが、そのエネルギーは沸騰までの１／２として計算します。
85,000calを45％の効率で水に伝えるには
85,000/0.45≒188,889cal、約790,689ｊを要しますね。
３００ｇのブロッコリーを１５℃から１００℃に加熱するにはブロッコリーの重量相当の水に置き換えて計算すると
300×85/0.45≒56,667cal 約237,207ｊを要します。
ブロッコリー投入後再沸騰してから茹で上がるまで100℃を維持するためのガス量は推測で加熱に要したエネルギーの半分程度として計算させて頂きますと
(790,689+237,207)×1.5=1,541,844ｊ
これに対して電子レンジで５分間レンチン加熱した場合、トマトサラダのページにある電子レンジ７００Ｗ出力時消費電力１.２２kwで５分動作させたときの消費エネルギーは
1220×60×5=366,000ｊ です。
発電所の熱変換効率を３０％とすると
366,000/0.3=1,220,000ｊ です
比較すると
ガス/電気＝1,541,844/1,220,000≒1.264
やや電気のほうが効率がよく、二酸化炭素発生量では平成２４～２６年度の平均で火力発電は８６％（東京電力ホームページから）ということで
1,541,844/(1,220,000×0.86)≒1.47
結果ガスコンロではレンチンクッキングよりも１．４７倍の二酸化炭素を発生させるという結論も得ることになりました。
では金銭面での比較をするとどうなるでしょうか。
ガスは種別１３ａ、１㎥あたり45,000,000jの熱を発生しますので
1,541,844j/45,000,000j=0.0343立方メートル
ガス料金は基本料等を含めて２００円/㎥とすると
200×0.0343=6.86円 です。
電気料金は基本料等を含めて３０円/ｋＷｈとすると１．２２ｋＷの電子レンジ５分間の電気代は
30×1.22×5/60=3.05円 です
価格面でもレンチンクッキングは優位にありますね。
蒸気加熱クッキングなどの省エネ調理法を用いればガスを使ったほうが有利にもなり得ますが、私の考察はここまでとさせていただきます。
