消費電力
消費電力(しょうひでんりょく)とは、電気回路において消費される電力のこと。基本的には、ワット時(W⋅h)で表される。
消費電力 E = 電圧 V × 電流 I × 力率 cosθ × 時間 t という公式で表される。
機器に投入された電力は光・熱・動力などの有効外部出力とそれ以外の利用されない出力に変換される。光源の場合、理論値である683を1とすると、白熱電球は消費電力の1.6–2.6 %、蛍光灯は5.9–16.1 %、LED照明は2.9–14.6 %が有効な光を出力している。詳しくは発光効率を参照。一方、電熱機器やモーターではかなりの高効率で有効な出力が得られる。電力効率を参照。
電力を生産(発電)する段階では、化石燃料を消費する火力発電の場合は熱変換効率が33–48 %、原子力発電の場合は約30 %であり大半が排熱として排出されている。OECD/IEAの報告によると、2008年度の全世界での正味発電量は発電のために投入した全エネルギーの33 %であった。
消費電力を削減することは、資源枯渇を防ぐためにも、発電の環境負荷を減らすためにも、つまり地球温暖化によって起こる諸問題(氷河消失、海面上昇による島々の消失、ベネチアなどの洪水、世界での異常気象の常態化など)改善するためにも必要なことであり、最近では世界中で取り組まれていることである。
電力のデータはOECD/IEAの2008年より、人口のデータはCIAザ・ワールド・ファクトブック 2009より。
以下の表にリストした30か国は人口がトップ20位か、GDPが20位以内の国と、参考にサウジアラビアを含めた。これら30か国の合計は対全世界比、人口で77 %、GDPで84 %、消費電力で83 %であり、各数値の30か国の平均値は全世界の平均値と近似している。消費電力は最終消費のみではなく中間消費および損失も含む。
人口とGDP は CIA ザ・ワールド・ファクトブック 2009 より
消費電力 は 国際エネルギー機関/OECD 2008 より
順位* 人口とGDPのランクは全世界で
順位** 消費電力のランクはこの表の中での
EU* はIEA/OECDのメンバーの国
オーストリア、ベルギー、チェコ、デンマーク、フィンランド、フランス、ドイツ、ギリシャ、ハンガリー、アイルランド、イタリア、ルクセンブルク、オランダ、ノルウェー、ポーランド、ポルトガル、スロバキア、スペイン、スウェーデン、スイス、トルコ、イギリス
GDP (PPP)(ドル)/kW⋅h*は1 kW⋅hあたり生産されるGDP (PPP)の額。 Energy Intensityと同様の概念であるが、ここでは消費電力のみ考慮している。
上の表を詳細に読めば世界の電力消費の状況は理解できるわけであるが、それをあえて日本に焦点をあてて説明すると以下のようになる。
2008年には日本では1083142の電力が消費された。これは世界で3番目の消費量であり、全世界消費量の5.3 %であった。最大の電力消費国は米国で4401698で全世界の22 %、次が中国の3444108(全世界の17 %)。
1人あたりの消費量では日本は1日23.35 kW⋅hで世界平均(8.18 kW⋅h)のほぼ3倍、ドイツの20.61 kW⋅hの113 %、イギリスの17.97 kW⋅hの130 %であった。
エネルギーの経済効率として消費電力あたりのGDP (PPP)金額をみると、日本は1 kW⋅hあたり4.0ドル生産した。この数値は寒冷地では暖房、熱帯では冷房など直接生産金額に反映されない消費があり、また電力にあまり依存しない生産活動(例えば農業)の比率が大きくなるとエネルギー効率の数値は高くなる。単純に他の国との比較は出来ないが、ドイツは4.7ドル/kW⋅h、フランス4.0ドル、イギリス5.6ドル、イタリア5.1ドル、韓国3.0ドルであった。
2008年には世界で20261発電されたが、内部消費、損失などで3464(17 %)消費し、最終的に16816が消費者によって使われた。 日本ではサービス業(公私共)で36 %、製造業で32 %、住宅(家庭)で30 %の電力が消費された。
製造業における電力消費率は以下のリストのなかでは中国が最大で67.8 %、韓国は51.0 %で7番、ドイツは46.1 %で11番、日本は31.5 %26番、アメリカは24.0 %で28番。サービス業での消費率は日本が最大で36.4 %、逆に中国は5.4 %で29番。一般家庭における消費率は最大がサウジアラビアの56.9 %アメリカは36.2 %で8番目、日本は29.8 %で16番目、中国は15.5 %で29番、韓国は13.8 %で30番。
定義
鉱工業;鉄非鉄、化学、石油化学、非金属、運輸機器、機械、食品、紙・印刷、木材、建設、繊維、その他。
運輸;国内空輸、陸送、鉄道、国内海運 注 国際空輸と国際海運は含まれない。
水産;いくつかの国では漁業の数値を農林の項目に含めている。
データは  より
家電製品の消費電力をめぐる消費者側の意識の高まりと量販店の販売戦略・販売手法の歴史
家庭で省エネを行うことのひとつとして消費電力が小さめの家電製品を選ぶことは、20世紀後半は、主に家計への負担を軽減させるために(つまり毎月請求される電気代を減らすために)行われていたが、(1990年代や)2000年代に入るころから地球温暖化の深刻さが広く理解されその観点からより一層強く行われるようになり、それでもその後世界的な状況が改善せず世界中の氷河が溶けつづけ海水面の上昇が止まらず南海の小さな島々が消滅の危機を迎えたりベネチアが水浸しになったり、世界で異常気象が続き、たとえば米国西海岸では毎年大規模森林火災が発生し毎年多くの人々が自宅を失い、日本でも2010年代には、集中豪雨、特に線状降水帯による異常な量の降雨で毎年のように洪水や土砂災害が発生したり台風が(20世紀後半とは全然異なったパターンで)異常な大きさや高頻度で襲うようになってきているなど、世界各地できわめて深刻・切実な問題になってきているので、2010年代に入ってからは消費者の意識も一層高まり、また(温暖化対策のために京都議定書などによって温室効果ガスの排出枠が国ごとにかっちりと設定され具体的な数値で削減目標も掲げられるようになってきているので)政府や大手企業の側でも、消費電力削減は絶対に行わなければならない、との意識が高まってきており、それらが相乗的に働いて、家電製品の消費電力の削減が強く推進されている。
一般家庭の電化製品の中で、1990年代から特に消費電力を著しく低下させたのは冷蔵庫である。その結果特に、2000年代に入ると「新しい消費電力の少ない機種に買い換えることが省エネに繋がる」「10年など、長い目で見ると、買い換えたほうが、冷蔵庫代を含めても、トータルで計算するとかえってお得になる新機種がありますよ」といった訴求方法で購入意欲を高める戦術がヒットし、各社が消費電力の低さを全面に押し出しPRを行った。ただし、消費電力の測定については各社にバラツキがあり問題視されることもある(「冷蔵庫#日本での歴史」を参照のこと)。
テレビに関しても、1990年代などは大型・薄型化が進み、機種によっては電力をかなり消費し、機種ごとの消費電力の差も大きくなったので、消費者も消費電力を強く意識するようになり、消費者の心理を意識せざるを得ない家電販売店も店頭の展示に消費電力をしっかり明記するようになり、省エネに向くとされる液晶タイプが奨められるようになった。特に2000年代や2010年代になって人々の省エネへの意識が高まると、想定年間消費電力(一日何時間見ると想定した場合の年間消費電力の推算値)なども詳しく数値化して表示するようになり、またLEDが安価になりバックライトに導入する機種が次第に増えると、「同じ液晶画面方式と言っても、バックライトが蛍光管発光方式なのかLED発光方式なのかで、消費電力が全然違う。バックライトの寿命も違う。」などと店頭やカタログで表示されるようになり、各商品の説明札にも LED方式か蛍光管方式か、はっきりと明記されるようになり、消費者は(画面サイズや画素数の表示などに加えて)「蛍光管方式/LED方式」の区別の表示と、具体的な年間消費電力の数値を見て比較して選ぶようになり、次第に蛍光管方式は減ってゆくことになった。
また、昨今流行になっている洗濯乾燥機では、「乾燥運転時」の消費電力がケタはずれに大きく、家計や地球環境への負荷も大きいので、強く意識される事が多い。(なお洗濯機では、排水も地域の海の環境に負荷を与えるので、節水性も同様に注目ポイントとなっている。)
負荷で実際に消費される電力であり、単位はワット (W) で量記号はP。有効電力とも呼ばれる。
P = 〔V|^2 \over R} = {V_a^2 \over R}
P = |I|^2 R = I_a^2 R
P:消費電力
V:電圧
I:電流
R:抵抗
鉄損:交流で磁化したときに失われるエネルギー。
銅損:巻線抵抗によって失われるエネルギー。