火力発電
燃料に水素 ガスを利用したガスタービン発電またはガスタービン・コンバインドサイクル発電である。水素ガスと天然ガスを混合燃焼させる方式と水素ガス100%の方式がある。
ガスタービン・コンバインドサイクル発電と固体酸化物燃料電池(SOFC)を組み合わせた複合発電方式である。天然ガスを燃料とした場合の発電端熱効率は66%(HHV)に達する。石炭ガス化複合発電(IGCC)と組み合わせたものは特に石炭ガス化燃料電池複合発電(IGFC:Integrated coal Gasification Fuel Cell combined cycle)と呼ばれる。IGFCは究極の高効率石炭火力発電方式と言われ、現状の石炭火力発電(汽力発電方式)を大きく上回る発電端熱効率(HHVで55%程度)が期待でき、石炭資源のより効率的な利用が可能となる。2021年度より大崎発電所にて実証試験プラントでの試験が計画されている。
高熱による上昇気流の原理で排気を上方に導き上空に排出させる。煙突の高さが高いほど、排出ガス中に含まれる大気汚染物質濃度は、地表に到達するまでに拡散されることから、排出ガス濃度そのものの低減対策(脱硫、脱硝、集塵など)に加えて煙突の高さを高くする対策が広く推奨されてきた。ただし、煙突の高さを高くしても大気汚染物質の削減効果はない。
発電所では、60 m - 200 m級が主に採用される。航空法によって60 mを超える建造物は、航空機からの視認のため外観を目立たせるよう(赤白など)義務付けられている。発電所によっては展望台を設けた塔のような構造にしたり、ライトアップを可能にしたりするなど、発電所のシンボル的存在となっている。
大気汚染と環境破壊
火力発電は、大気汚染の原因となる二酸化炭素(CO2)や、燃料の種類により、発がん性物質である窒素酸化物(NOx)や、硫黄酸化物(SOx)等の有害物質を多量に排出する。
日本は省エネが進み、経済協力開発機構(OECD)平均よりもエネルギーの消費効率が高いにもかかわらず、国民一人あたりのCO2(2016年)を比較したところ、9.0トンとOECD35カ国中27位で平均(7.6トン)よりも多く、政府は火力発電に頼る供給側に弱みがあると分析している。
特に石炭火力発電は二酸化炭素排出量が、天然ガスを使う同規模の火力発電の約2倍多く、欧州諸国やカナダが廃止していく方針を打ち出すなど、「脱石炭」の流れが世界で強まっている。地球温暖化をパリ協定の目標である1.5°Cまたは2°C未満に保つには、数百から数千の石炭火力発電所を早期に廃止する必要がある。国連事務総長アントニオ・グテーレスは各国に化石燃料への補助金を削減し、新規の石炭火力発電所の建設中止をくり返し求めているが、環境NGO気候ネットワークの調査によると、日本では2019年時点で約100基の石炭火力発電所が稼働中で、計画中(建設中含む)の22基が稼働すればさらに年7474万トンが排出される。