「脱炭素」が叫ばれているのに、日本の電気はなぜ今も、CO₂を多く出す火力発電に頼っているのでしょうか。2024年度、日本で作られた電気のうち、火力発電は67.5%と約7割を占めています。この記事では、火力発電の仕組みと燃料ごとの違いを整理したうえで、火力発電をなくせない理由と、CO₂などの課題、これからの見通しを国のデータをもとに解説します。

【この記事でわかること】

• ・火力発電の仕組み（燃料の熱が電気になる流れ）
• ・石炭・LNG・石油の3つの燃料の違い
• ・日本の電気に占める火力発電の割合と、その移り変わり
• ・火力発電をなくせない3つの理由と、デメリット・課題
• ・2040年に向けて、火力発電がどう変わっていくのか

第1章　火力発電とは：燃料を燃やした熱で、タービンを回して発電する方法

火力発電（英語では thermal power generation）とは、石炭・石油・LNG（液化天然ガス）などの燃料を燃やし、その熱で発電機を回して電気を作る方法です。 発電所では、燃料を燃やすボイラー、蒸気で回る「タービン」（羽根車）、発電機を組み合わせています。電気ができるまでの流れは、次の3つです。

※図の出典：電気事業連合会「FEPC INFOBASE 2023 b 電力設備」をもとに当社作成

① ボイラーで燃料を燃やし、水を蒸気に変える
ボイラーの中には、水が通る管が何万本も張りめぐらされています。燃料を燃やすと、ボイラーの中の温度は1,100〜1,500℃まで上がり、その熱で管の中の水が高温・高圧の蒸気に変わります。
② 蒸気でタービンを回し、発電機で電気に変える
勢いのある蒸気がタービンの羽根を高速で回し、その回転が発電機に伝わって電気が生まれます。
③ 使い終わった蒸気を冷やし、水に戻す
タービンを通った蒸気は、「復水器」で海水によって冷やされ、水に戻ります。この水は再びボイラーへ送られ、水→蒸気→水の循環をくり返します。
なお、LNG火力などでは、「コンバインドサイクル発電」という方式も使われています。ガスタービンで発電したあと、その排ガスの熱で蒸気タービンも回す方式です。燃料の熱を電気に変えられる割合（熱効率）は、従来型の火力で約40%です。これに対し、最新のコンバインドサイクル発電は約60%に達しています（※1）。
ほかの発電方法の仕組みと比べたい方は、以下の記事も参考にしてください。

※出典1：電気事業連合会「FEPC INFOBASE 2023 b 電力設備」

第2章　火力発電の3つの燃料：石炭・LNG・石油の違い

火力発電は、燃やす燃料によって「石炭火力」「LNG火力」「石油火力」に分かれます。同じ火力でも、使われている量やCO₂の出方、燃料の調達のしやすさは大きく違います。まずは3つを表で比べてみましょう。

割合は資源エネルギー庁の統計から計算した値（※1）、発電効率は国の発電コストの試算で想定した発電所の値（※2）、輸入先は2023年の貿易統計の値です（※3）。

2-1　石炭火力：燃料を調達しやすいが、CO2はLNGの約2倍

石炭火力の強みは、燃料を安定して手に入れやすいことです。石炭の輸入先は、オーストラリアやインドネシアなど、日本から近く、政治的に安定した国が中心です。中東からの輸入はありません。
一方で、石炭は燃やしたときのCO₂がとても多い燃料です。国の発電コストの試算で想定した発電所をもとに計算すると、同じ量の電気を作るときのCO₂は、石炭火力がLNG火力の約2倍です（※2）。そのため国も、効率の悪い石炭火力から発電量を減らす方針を示しています（第6章）。

2-2　LNG火力：日本でいちばん多い32.2%、出力を変えやすい

LNG火力は、日本の発電量の32.2%を占め、いちばん多く使われている電源です（※1）。LNGとは、天然ガスを−162℃に冷やして液体にしたものです（※4）。
LNG火力は、石炭火力と比べてCO₂が少ないうえ、硫黄酸化物（SOx）や、ばいじん（燃料を燃やしたときに出る、すすなどの細かい粒）もほとんど出しません。さらに、発電する量を上げ下げしやすいのも特長です（※5）。この特長は、第4章で紹介する「なくせない理由」にも関わっています。

2-3　石油火力：石油ショック後に減り、今は7.2%

石油火力は、かつては火力の中心でした。しかし、1973年からの2度の石油ショックをきっかけに、石油に頼らない電源づくりが進みました。
その後も石油火力は減り続け、2024年度の発電量に占める割合は7.2%です（※1）。2016年度からの7年間で、石油などの火力の設備は約2,200万kW分減りました（※3）。
このように、3つの燃料は、どれが優れているというより、それぞれ得意なことと弱みが違います。今の日本では、出力を変えやすいLNGと、燃料を調達しやすい石炭が、火力の大部分を担っています。

※出典1：資源エネルギー庁「令和6年度（2024年度）エネルギー需給実績（確報）」（2026年4月14日）
※出典2：資源エネルギー庁「発電コスト検証WG【火力発電】」（2024年10月18日）
※出典3：資源エネルギー庁「安定供給の現状と課題と火力の脱炭素化の在り方について」（2024年7月）
※出典4：電気事業連合会「FEPC INFOBASE 2023 b 電力設備」
※出典5：環境省 中央環境審議会「火力発電について」（エネルギー供給WG 参考資料1）

第3章　日本の電気の67.5%は火力：震災後は約9割まで増えた

※図の出典：資源エネルギー庁「令和6年度（2024年度）エネルギー需給実績（確報）」をもとに当社作成

2024年度、日本で作られた電気9,911億kWhのうち、67.5%は火力発電でした。残りは、水力を含む再生可能エネルギー（再エネ）が23.1%、原子力が9.4%です。
この割合は、ここ十数年で大きく動いてきました。東日本大震災の前の2010年度は65.4%でした。ところが震災のあと、原子力発電所が次々に止まり、2014年度には原子力の発電量がゼロになります（※）。止まった原子力の分を補ったのが火力発電で、2012年度には火力の割合が88.6%まで高まりました（※）。
その後は、再エネの増加や原子力発電所の再稼働で、火力の割合は少しずつ下がりました。それでも、2024年度の67.5%は震災前の2010年度とほぼ同じ水準で、電気の約7割を火力が担う状況は今も変わっていません。

※出典：資源エネルギー庁「令和6年度（2024年度）エネルギー需給実績（確報）」（2026年4月14日）

第4章　火力発電はなぜなくせない？再エネにはない3つの強み

※図の出典：資源エネルギー庁「安定供給の現状と課題と火力の脱炭素化の在り方について」をもとに当社作成

火力発電をすぐになくせない理由は、主に次の3つです。 どれも、電気を安定して届けるために欠かせない働きで、今の日本では主に火力発電が担っています。
・天気に関係なく、必要なときに発電できる
・再エネの増減に合わせて、出力を上げ下げできる
・タービンの回転の力で、停電を起こしにくくしている
蓄電池なども、こうした働きの一部を担い始めています。ただ、火力発電の代わりになるほどには、まだ普及していません（※1）。ここでは、3つの理由を順に見ていきます。

4-1　理由①：天気に関係なく、必要なときに発電できるから

火力発電は、燃料さえあれば、天気や時間に関係なく発電できます。太陽光や風力の発電量が少ない日も、電気を作り続けられるのです。
その強みがはっきり表れたのが、2022年3月の電力不足です。真冬並みの寒さで電気を使う量が増えたところに、福島県沖の地震で発電所が止まりました。さらに3月22日は、東京エリアの太陽光の発電も少なく、最も多い時間でも174万kWでした。この月で最も多かった3月25日の1,431万kWと比べると、8分の1ほどです。国は「電力需給ひっ迫警報」を出して節電を呼びかけ、火力発電の出力を上げるなどして乗り切りました。
では、蓄電池にためた電気で補えないのでしょうか。実は、電力網につなぐ一般的な蓄電池が電気を出し続けられるのは、2〜5時間ほどとされています。ドイツでは2017年1月に、風力・太陽光がほとんど発電しない曇りと無風の日が、約10日間続きました。こうした長い期間を今の蓄電池だけで補うには、電気を使う量を大きく上回るほどの蓄電池が必要になると考えられています（※1） 。

4-2　理由②：再エネの増減に合わせて、出力を上げ下げできるから

電気は、作る量と使う量を常に一致させなければなりません。このバランスがくずれると、停電につながるおそれがあるからです。
ところが、太陽光や風力の発電量は、天気によって大きく変わります。そこで、太陽光が増える昼は火力の出力を下げ、太陽光が減る夕方は出力を上げて、足りない分を埋めています。火力発電は、燃やす燃料の量を変えることで、発電する量を調整できるからです。
実際、太陽光が多い九州エリアでは、火力発電が再エネの増減に合わせて運転されています。出力を下げたり、止めたり、また動かしたりしているのです（※1）。つまり、再エネを増やすほど、その変動を補う力（調整力）がますます必要になるということです。今の日本では、火力発電がその重要な担い手の1つです（※2）。
なお、風力発電も、風の強さによって発電量が変わる電源です。その仕組みと課題は、以下の記事で紹介しています。

4-3　理由③：タービンの回転の力で、停電を起こしにくくしているから

3つ目の理由は、トラブルが起きたときの「踏ん張る力」です。火力・原子力・水力の発電機は、タービンの回転で電気を作っています。タービンは勢いよく回っているため、トラブルで電気の流れが急に乱れても、すぐには止まらず回り続けようとします。この回り続ける力は「慣性力」と呼ばれ、電気の状態を保ち、停電が広がるのを防ぐ働きをしています。
一方、太陽光・風力・蓄電池は、機器の中で電気を変換して送り出しているため、この慣性力を持っていません。電気の状態が一定の範囲を超えて乱れると、機器を守るために、電力網から自動的に切り離されてしまいます。蓄電池に慣性力に近い働きを持たせる技術も使われ始めていますが、広く普及するのはこれからです。
このように、火力発電は電気の「量」だけでなく、「安定」も支えています。一方で、再エネが増えて火力の動く時間が減るなかで、火力の設備は2016年度からの7年間で約1,600万kW分減りました（※1）。この役割を担える電源が育つ前に減らしすぎると、電気が足りなくなるおそれがあります。だからこそ、火力をすぐにゼロにはできないのです。

※出典1：資源エネルギー庁「安定供給の現状と課題と火力の脱炭素化の在り方について」（2024年7月）
※出典2：資源エネルギー庁「再生可能エネルギー拡大に欠かせないのは『火力発電』！？」（2017年11月16日）

第5章　火力発電のデメリット・課題：CO2と燃料の輸入

なくせない一方で、火力発電には大きな課題もあります。主なものは、次の2つです。
・CO₂を多く出すこと
・燃料のほぼすべてを輸入に頼っていること

5-1　CO2：電気1kWhあたり平均0.45kg、ほとんどが火力から

火力発電の最大のデメリットは、燃料を燃やすときにCO₂（二酸化炭素）を出すことです。燃料の採掘や発電所の建設まで含めて比べても、火力発電のCO₂は、燃料を燃やさない発電方法の11〜40倍にのぼります（※1）。
2024年度、日本で電気を1kWh使うと、発電のときに平均で0.45kgのCO₂が出ている計算です（※2）。たとえば、1か月に300kWhの電気を使う家庭なら、その電気を作るときに約135kgのCO₂が出ていることになります。この大部分は、火力発電で燃料を燃やしたときのCO₂です。
火力発電を減らすことが、カーボンニュートラルに向けた大きな課題になっているのは、こうした理由からです。

5-2　燃料の輸入：ほぼ全量を海外に頼り、価格が国際情勢で動く

2つ目の課題は、燃料を海外から買っていることです。日本は石炭・LNG・石油のほぼすべてを輸入しています。2023年の輸入量は、LNGが約6,615万トン、石炭が約1億6,697万トンでした。こうした燃料の輸入は、日本のエネルギー自給率が低い大きな理由の1つです。
輸入に頼っていると、産出国や輸送路で紛争などが起きたとき、燃料の値段が上がったり、手に入りにくくなったりします。実際、LNGの輸入先の9.3%はロシアです。ロシアによるウクライナ侵略のあとには世界的なエネルギー危機が起き、LNGの調達にも影響が出ました（※3）。燃料の値段が上がると、電気を作る費用が増え、電気代にも響きます。
燃料の値段が電気代を押し上げてきた経緯は、以下の記事で振り返っています。

※出典1：電力中央研究所「日本における発電技術のライフサイクルCO2排出量総合評価」（2016年）
※出典2：資源エネルギー庁「令和6年度（2024年度）エネルギー需給実績（確報）」（2026年4月14日）
※出典3：資源エネルギー庁「安定供給の現状と課題と火力の脱炭素化の在り方について」（2024年7月）

第6章　これからの火力発電：2040年度に3〜4割へ、CO2を出さない火力をめざす

※図の出典：資源エネルギー庁「大きく変化する世界で、日本のエネルギーをどうする？『エネルギー基本計画』最新版を読みとく（後編）」をもとに当社作成

国は、2040年度に、発電量に占める火力の割合を3〜4割程度まで下げる見通しを示しています。同じ2040年度には、再エネを4〜5割程度、原子力を2割程度にするとしています。
ただし、火力をすぐにゼロにするわけではありません。電気を安定して届けるのに必要な発電所は保ちながら、発電量を減らし、火力そのもののCO₂も減らしていく方針です（※1）。そのための取り組みは、主に次の3つです。
・古く効率の悪い石炭火力から減らす
・アンモニア・水素を混ぜて燃やす
・出たCO₂を集めて地中に埋める「CCS」

6-1　古く効率の悪い石炭火力から減らす

まず進められているのが、古い型の石炭火力の発電量を減らすことです。古い型は発電効率が低く、同じ量の電気を作るのに多くの石炭を燃やし、CO₂も多く出ます。そのため、国は「非効率な石炭火力」として、発電量を減らす対象にしています。
大手の発電会社が持つ非効率な石炭火力の発電量は、2019年度から2022年度の3年間で、130億kWh以上減りました。さらに2030年度に向けて、600億kWh以上減らす計画です（※2）。その間、石炭よりCO₂の少ないLNG火力を、脱炭素へ移るまでのつなぎとして確保する方針です（※1）。

6-2　アンモニア・水素を混ぜて燃やす（碧南火力で20%に到達）

次に、燃料そのものを、燃やしてもCO₂を出さないものに置き換える取り組みです。アンモニアは、燃やすときにCO₂を出さない燃料として期待されています（※3）。水素も、石炭や天然ガスに混ぜて燃やす技術や、水素だけで燃やす技術の開発が進められています。
実際に、愛知県のJERA碧南火力発電所4号機では、2024年4〜6月に試験が行われました。この試験では、出力100万kWのまま、燃料の20%（熱量で比べた割合）をアンモニアに置き換えることに成功しています。大型の商用石炭火力発電機では、世界で初めての成果です（※4）。今後は、2028年度までに50%以上を置き換える技術を開発し、最終的にはアンモニアだけで発電することをめざしています（※2）。
ただし、水素は化石燃料から作る場合、作る段階でCO₂を出します（※5）。作る段階までCO₂を減らせるかが、これからの課題です。水素について詳しくは、以下の記事をご覧ください。

6-3　出たCO2を集めて地中に埋める「CCS」

3つ目は、燃やして出たCO₂を、大気に出さないようにする取り組みです。CCS（二酸化炭素回収・貯留）とは、発電所や工場から出るCO₂を集め、地下深くの地層に閉じ込める技術です。
日本では、北海道の苫小牧で、2016年から3年間で30万トンのCO₂を海の底の地層に閉じ込める試験が行われました。2026年5月には、CCSを事業として行うためのルールを定めた「CCS事業法」が全面的に施行されています。
現在、国は2030年ごろの事業開始をめざす9つの計画を支援しています（※5）。その中では、火力発電所でCO₂を集める設備の設計なども進められています（※6）。
私たちも、使う電気を減らすことで、火力発電の燃料を減らすことができます。家庭でできる節電の方法は、電気代の節約方法の記事で、効果が大きい順に紹介しています。

※出典1：資源エネルギー庁「大きく変化する世界で、日本のエネルギーをどうする？『エネルギー基本計画』最新版を読みとく（後編）」（2025年5月26日）
※出典2：資源エネルギー庁「安定供給の現状と課題と火力の脱炭素化の在り方について」（2024年7月）
※出典3：NEDO「JERA碧南火力発電所における燃料アンモニア転換実証試験を開始」（2024年4月1日）
※出典4：NEDO「上月経済産業副大臣が石炭火力におけるアンモニア転換の実証研究現場を視察」（2024年8月19日）
※出典5：資源エネルギー庁「正しく知ろう！CO2を集めて地中に埋める『CCS』、進む事業化の現在地」（2026年9月30日）
※出典6：資源エネルギー庁「発電コスト検証WG【火力発電】」（2024年10月18日）

第7章　よくある質問（FAQ）

火力発電について、よくある質問をまとめました。

※出典1：資源エネルギー庁「安定供給の現状と課題と火力の脱炭素化の在り方について」（2024年7月）
※出典2：資源エネルギー庁「令和6年度（2024年度）エネルギー需給実績（確報）」（2026年4月14日）
※出典3：電気事業連合会「FEPC INFOBASE 2023 b 電力設備」

第8章　まとめ：火力発電の役割を知り、家庭の電気の使い方を見直そう

火力発電は、日本の電気の約7割を担っています。天気に関係なく発電でき、再エネの増減を補い、停電を防ぐ力も持つため、今すぐにはなくせません。一方で、CO₂を多く出し、燃料を輸入に頼るという課題があり、国は2040年度に3〜4割程度まで減らす見通しです。
火力発電の燃料を減らすことは、家庭の電気の使い方からも始められます。まずは、電気料金の明細で、毎月どれくらい電気を使っているかを確かめてみてください。