2011-04-01

原発廃止派に知って欲しいエネルギーの話

原発廃止派に、原発を全部いきなり止めてそれで必要だった電力はどうするの?と聞いても、「再生可能エネルギーがー」といった具合に、"新エネルギーがいきなり原子力を置き換える"と思ってる人がいます。

エネルギーを役立てるには必要な前提がいくつかあります。なぜ必要なのかを理解するためには、知らなければいけないことがいくつかあるので、それをまとめてみました

曖昧表現や間違っている部分がある可能性や、将来の展開について個人的な想像が含まれていることをお断りしておきます

(それは違うだろ、という点があればトラックバックで補足してもらえればと思います)

電気はそのままでは貯められない

現在、実用レベル電気を貯められるのは水力だけ。

水力は電気が余って捨てられている夜間に水をくみ上げて位置エネルギーに変換し、昼間のピークに放出している。水力が他の発電と比べて優れているのがこの"位置エネルギーに変換し、必要な時に即座に生産できる"ところ。

しかし、水力発電に伴うダム建設には環境破壊など大きな問題がある。貯められる電力という水力と同じポジションを担う発電、送電、蓄電技術が今後重要になる。これについては後述する。

調整できる発電と調整できない発電

原子力発電は大きな発電力があるが、ほとんど調整がきかない。火力発電は原子力発電に比べればずっと調整がきくが、それでも出力を変化させるとロスが大きくなる。これら二つは、変化が少ないかわりに大きく安定したベース電力を得られる発電方法といえる。

逆に水力発電は、さほど大きな発電量は見込めないが、位置エネルギーに電力を変換し必要な時に放出するピーク電力対策に優れた発電方法といえる。

現代の発電は、このベース電力とピーク電力対策を組み合わせて需要対応している。

何故ベース電力とピーク電力対策が必要なのか

夜間は電力が捨てられて、昼間は電力が足りない。

電力の需要量は、時間に応じて夜間は低く昼間は高くやまなりの曲線を描いている。仮にベース電力だけで全てを供給すると、ベース電力の必要量は需要のピークに合わせなければならない。需要の谷にあるときには、必要量を発電量が上回った分がそのまま無駄になることになる。

そこで、水力発電のような"夜間のあまった電力を一度保存し、ピークのタイミング生産できる"補助があれば、ベース発電の出力をピークにあわせる必要がなくなる。結果的に無駄にする電力が減り、必要な総発電量も減る。水力発電は少ない発電量しかないが、その特性上見かけよりも必要総発電量の削減に役立っている。

先にも言った通り、ダムを作る事は大きな環境破壊を伴う。いくら水力の貯めができる点や追従性が優れていても、ほいほい増設できるものではない。しかも、火力発電を(ロスを出しながら)調整し、水力発電がフルで頑張っても、夜間と昼間の必要電力のギャップには追いつけない。夜間に大量の電力が捨てられているわけだ。

冬と夏の問題

冬と夏の電力需要にも同じ問題がある。発電所の新設は夏の電力需要のピークを見越して行われる。電力会社が「電力が足りない!新設しなければ!」と言う時、それは「夏の昼間のピークに足りない」ことを示している。

じゃあどうすればいいの?

水力発電の担っている仕事を、企業や個人レベルで行っていく必要がある。しかし、水力なんて大規模なものは普通できない。別の蓄エネルギー方法が必要になる。

現実的なものには氷蓄熱があるだろう。エコアイスと言えば聞いた事があるのではないだろうか。電力会社は数年も前からこの氷蓄熱を普及させるために夜間の蓄熱用の電力を非常に安くしている。

冬と夏の時間スケールでなら、冬の間にためた除雪の山をそのまま夏まで持ち込んで冷房に利用するという手段が北海道では実用化されている。

海外では巨大な電池を設置する例も出てきている。

EUでは時差のある国家間で電力の融通が行われている。そのため、夜間に捨てられる電力は日本に比べて少ない。また、工場の廃熱等で発電する熱→電気の再利用が進んでいる。

日本東西はな南北に長いのでEU間のような時差もピークの差もない。しかも島国なので送電技術進歩しないかぎり隣国と電力を融通しあう事はできない。北海道の電力は余っているが十分に生かされていない。同じく西日本からの変電の問題もある。これらの改善には膨大な金が必要だそうだ。

(送電技術進歩しまくった未来には、電力輸出国がありうるかもしれない。)

個人規模では電気自動車があげられる。夜間のうちに充電できるからだ。ただ電気自動車は高価で、走行条件によっては航続距離が非常に少なくなるなどまだまだ普及するものには思えない。古いクーラー省エネのものに変えていくのは効果があるらしい

もし火力や原発の新設が必要無くなったとしても、原発なくならないじゃないか

その通り。しかし、新エネルギー原発を無くそうといっている人は本気でいきなり代替になると思っているのだろうか?新エネルギーや風力や太陽光などの再生可能エネルギーすぐにはベース電力の代替にはならない。今の技術では、設置コスト生産にかかるコストはもとより、発電量でもベース電力を担うものにはならない。

だけども、新エネルギーが全くの無駄なのではない。新エネルギーは火力や原子力が担うベース電力をいきなり代替するようなものではないが、今の水力が担っているピーク電力を強化することで、結果的にベース電力の必要量を下げ、火力発電所原子力発電所の新設を少なくする可能性がある。

エネルギーが実用化されるとしたら、まずはベース電力の代替ではなくピーク電力の補助ではないだろうか。今後のプロセスは次のようになるのが理想的だと僕は考える。

  1. 蓄熱や雪利用、廃熱利用、送電網の強化などで、夜間や冬季に捨てられる電力を出来るだけ少なくする。
  2. 局地的な電力の融通を行えるようにスマートグリッドの導入と電力自由化を進める。それがあって初めて小規模な新エネルギーが生かせる。
  3. 太陽光発電は昼間に発電するため必然的に電力のピークを補うが、コスト発電効率はまだまだ。しかし開発投資は必要だろう。
  4. 風力発電は充電か蓄エネルギーできる手段とそれをコントロールできるスマートグリッドとセットで導入しなければ十分に生かせない。
  5. これらがピーク電力をカバーすることで捨てられる電力が少なくなり、ベース電力の必要な総発電量を下げる事が出来る。まずは、火力と原子力の新設を止めるのが第一段階だろう。
  6. しばらくはこの段階が続く。
  7. 熱電素子の効率が上がり、廃熱の再利用が低コスト化するかもしれない。
  8. さらに未来に、太陽光や風力発電の発電量と生産コストが今の火力や原子力に匹敵する状態になった時に、徐々にベース電力の置換が行われていく。

参考資料

4/2 追記分

今更ですタイトルはちょっと良くなかった。原発廃止派が余計でした漠然と訴えてる人は廃止派に多いという偏見が確かに僕にあった。ご指摘の通り、極端な推進派廃止派は声が大きいだけで、数で言えば「原発いきなり全部は止められないか現実的に頑張ろう派」「しょうがないと思ってるけど原発はこれ以上増やさない派」「東電政府の問題は追及するけど今安全な原発運用は認める派」のような人達サイレントマジョリティ可能性はあります原発の話題をする時にまず「推進派なのか廃止派なのか」を前提にする今の空気自体が議論を横道に逸れさせるめんどくせー状況を生み出してるともいえそうです。今回タイトル自分がそれを僅かでもやってしまったというのはちょー後悔してます

代替エネルギーについて網羅しきっていない→素人の僕が説明するより資料見てもらったほうがいいと思う。このまとめは"前書き"部分にあたる話だから代替エネルギーやその進歩展望について網羅することはしていない。バイオマスエネルギーの開発状況とそれが発展途上国農業に及ぼす影響、メタンハイドレートは掘れたらすごいけど掘るの難しい国境問題も絡む話、ゼーベック素子の話、超伝導蓄電(これ正直僕は詳しくない)等は調べれば色々出てくるよ。

何れにしても、新エネルギー利用も化石燃料原子力の利用を少なくするのも、エネルギー無駄にしない仕組み→スマートグリッド地域国家間での融通、蓄電技術、熱の再利用などがセットなのは間違いないわけで、その必要性を理解してもらうのに書いたのがこのエントリです

最後

地元から反対されてるのに暴力的な政治力建設してしまうケース、トラブルがあったときの縦割り体勢による不透明さ、フットワークの重さ、補償問題、風評被害への対策…これら社会的な問題は原発技術を認めていても無視してはいけません。

逆に、原発に反対であっても社会的な問題を理由に原発技術面を全く評価しないのは話をややこしくします。技術存在自体が社会的な問題だと捉える人が出てくるからです。そうなると技術不信で一層正確な判断ができなくなり、パニック陰謀論に陥ってしまいます。

原発技術を正しく認める事で、「最新式ならこうできるはずだった」「もっと最善の方法があったのではないか」という人為的なミス運用上の問題が見えてきます

漠然と「原発は安全だ、何故反対するのだ」「原発危険だ、全部信用できない」とならずに、原発社会的な問題と技術的な問題は分けて考えるとパニックにならずに少し落ち着けるのではないでしょうか。

トラックバック - http://anond.hatelabo.jp/20110401075853
  • http://anond.hatelabo.jp/20110401075853

    このまとめは議論の役には立たない。現状の技術の制限をリストアップしているだけだから。 どうあるべきか、どのために何ができるか、という議論をしているときに制約の話ばかり し...

    • http://anond.hatelabo.jp/20110401092210

      この程度の常識は共有してないとそもそも議論が成り立たないと思うが。

    • http://anond.hatelabo.jp/20110401092210

      制約を知らないで「全部風力にできます」というやつがいるから ここから説明しないといけないのだろうに

    • http://anond.hatelabo.jp/20110401092210

      その議論とやらを是非聞いてみたいものだが。 今の原発でどのように冷却作業を行うべきか、東京の飲み水の問題はどうすればいいのかなどという、本当にここ数日の今何をすべきかと...

    • http://anond.hatelabo.jp/20110401092210

      このまとめは議論の役には立たない。現状の技術の制限をリストアップしているだけだから。 どうあるべきか、どのために何ができるか、という議論をしているときに制約の話ばかり ...

    • http://anond.hatelabo.jp/20110401092210

      議論の役には立たない(キリッ → 議論になってる この構図って、 原発は安全(キリッ → 安全じゃなかった に似てる。分かりもしないことを断定しない方がいい。

  • 問題は技術不信じゃなくて

    原発経営者がリスク管理において技術に立脚せずに博打を打ってたカスだったってことだと思ってる。 http://anond.hatelabo.jp/20110401075853

    • http://anond.hatelabo.jp/20110401093041

      原発の技術はたいしたもんだと思うが それを運用する会社ととりかこむ社会や政治がクソってことだろ いくらいい技術があって”まともに使えば安全でも”まともに使わないから問題に...

      • 割とそんな感じ

        安全対策などちゃんと掛けなきゃいけないコストを削って「コストカッターすごいでしょ」とか、みてらんないどころじゃないよなあ。そしてそんなやつをちゃんと引き摺り下ろさない...

        • http://anond.hatelabo.jp/20110401094845

          んでさ、それらをきっちりとやると、存外コストがかかるんだよね。 正味な話、推進派が言うほどメリットがあるかというと、そんなことはないわけで。

  • http://anond.hatelabo.jp/20110401075853

    はいはい、印象論乙。 っつかさ、「代替エネルギーがないから」で思考停止した挙句、我々は考える必要がないとまで言ってしまってるのは、推進派の方じゃね? 反対派には、生活レベ...

    • http://anond.hatelabo.jp/20110401104005

      どんなに生活が後退しても不便になってもいいから原発全部今すぐ止めて>< ってなきながら言ってるような人いるよね

      • http://anond.hatelabo.jp/20110401105759

        原発を全部止めて不便ですむと思ってるところがスゲーな。餓死者が出るレベルじゃね?

        • http://anond.hatelabo.jp/20110401110155

          反応が予想通りで実に面白い。 原発全部に代わる代替エネルギーというのは、現状の生活を全部維持という話なのだが、「現状の生活を全部維持」に対する疑義を議論してもいいはず。...

          • http://anond.hatelabo.jp/20110401111003

            おぉ、原発廃止論者になるんだ(w たんなる地域のおばちゃんの事かと。まったくもって、貴方は予想できない発言ばかりだなぁ。

        • http://anond.hatelabo.jp/20110401110155

          こんな風に本当に思ってる人が多そうだから頭が痛い

    • http://anond.hatelabo.jp/20110401104005

      反対派には、生活レベルが(極度に)落ちたりする犠牲を払ってでも、止めるべきって意見があるんだからさ。 こういう奴って、「自分は死なない」と思ってるよね。 思考が浅すぎる...

      • http://anond.hatelabo.jp/20110401110201

        もっと進んでみろよ。 そういう手合いってのは 人間は本質的に悪だ 私は死んでも構わない っていうある意味一番危険な人種でもあるんだぞ。

        • http://anond.hatelabo.jp/20110401121802

          「経済縮小してもいい」派は全員そんなのだって言うの?

          • http://anond.hatelabo.jp/20110401122006

            ああ、全称命題的に書いた俺も悪かった。 ただ、概ねこの傾向に従うと見ていいのではないか? 電力不足で熱中症が増えるだの、失業者が増えるだのというのも耳にしてるだろうし、 ...

            • http://anond.hatelabo.jp/20110401123408

              ただ、概ねこの傾向に従うと見ていいのではないか? ただの印象論じゃん。 「(よくわかんないけど自分は死なないと思うから)経済縮小してもいい!」と考えてる奴だっていっぱい...

            • http://anond.hatelabo.jp/20110401123408

              電力不足で熱中症が増えるだの、失業者が増えるだのというのも耳にしてるだろうし、 真偽は問わず、そういうのが仮に事実だったとして、そういう主張を繰り返すということは 自...

      • http://anond.hatelabo.jp/20110401110201

        世の中には、ライブドア株が異常にねあがってるときに買う奴もいる。 水道水が危ないからと、検査結果が出ていない地下水を飲む奴もいる。 レミングスという言葉を知って、ばかだな...

  • http://anond.hatelabo.jp/20110401075853

    ベース電力の代替ダークホースはメタンハイドレートだろう http://anond.hatelabo.jp/20110321034952

  • http://anond.hatelabo.jp/20110401075853

    「原子力発電は大きな発電力があるが、ほとんど調整がきかない。」というのが原発の常識のようになってしまっているが、そもそもしっかり熱源の出力調節をできるような技術開発を...

    • http://anond.hatelabo.jp/20110401210033

      そもそもしっかり熱源の出力調節をできるような技術開発をしてなかった事が、 今まで誰も研究してこなかったとでも? 原子力分野の研究者をちょっとバカにし過ぎ。

    • http://anond.hatelabo.jp/20110401210033

      調整はゆったりとはできるが、一定出力で運転しないということは安全性や耐久性が下がる。 だから日本では安全性優先で、一定出力で運転されてるわけです。

    • http://anond.hatelabo.jp/20110401210033

      原発の常識のようになってしまっているが、 「ようになってしまっている」は間違い。 昔からの確固とした常識です。君が知らなかっただけ。

    • http://anond.hatelabo.jp/20110401210033

      ほぇ?制御棒はささって、核反応は止まったが。余熱が冷ましきれなかった。んじゃなかったっけ? 緊急停止は成功したが、停止後の冷却が失敗したと認識しているんだけど違うの?

      • http://anond.hatelabo.jp/20110402010736

        緊急停止ではなく、一日の需要カーブに追従させるような自由度はないってこと。 できたとしても、出力を変動させまくると常に一番ベストな状態で発電するより、耐久性や安全性が落...

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  • http://anond.hatelabo.jp/20110401075853

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  • http://anond.hatelabo.jp/20110401075853

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    • http://anond.hatelabo.jp/20110402114238

      http://ameblo.jp/isseiishida/entry-10819818986.html http://www.rist.or.jp/atomica/data/dat_detail.php?Title_Key=02-08-01-01 日本では安全性のために原発を一定出力運転してることになってる。 フランスのは何故それ...

      • http://anond.hatelabo.jp/20110402134801

        特に日本の電力会社は変化に否定的だからな。 まあ、IAEAからせっつかれてる面もある。 「日本の原発の稼働率60%とか低すぎだろ。90%位まで上げられるだろ。あと数も少ないからもっ...

  • [科学][所感]【太陽光・火力・風力・地熱・水力】再生利用可能エネルギーの課題と展望-Grateful for the world-

    再生利用可能エネルギーが話題*1になっているので、基礎的な知識と今後の課題と展望について述べたい。 ■再生利用可能エネルギーが必要な理由 再生利用可能エネルギーが必要な理由...

  • http://anond.hatelabo.jp/20110401075853

    >原発の社会的な問題と技術的な問題は分けて考えるとパニックにならずに少し落ち着けるのではないでしょうか。 うん。 科学者が実験室で事を進めているだけならいいんじゃない。 ...

  • http://anond.hatelabo.jp/20110401075853

    ベース電力の話、ベース電力≒原子力(自流式水力とかもあるけど発電量が少ない)なので、「ベース電力が必要」は「原子力が必要」にほぼ等しいのよね。そこが原子力推進派の罠な...

    • http://anond.hatelabo.jp/20110402172119

      その風力や太陽光の不安定さをカヴァーするのが蓄電なのでは?だから蓄電とスマートグリッドはクリーンエネルギーとセットだと言われているわけで、原子力を廃止するのであっても...

      • http://anond.hatelabo.jp/20110402181117

        再生可能エネルギーには導入コストや効率の面で問題がありますが、それは何年か経ったら解決されるものと楽観的に仮定します。 コストで原子力を下回る見込みの再生可能エネル...

        • 考慮する項目、しない項目

          コストで原子力を下回る見込みの再生可能エネルギーはない。 リスクに関する社会的コストの期待値は、非常に莫大な予感がする割にほとんど無視されているように見えます。 現在...

          • http://anond.hatelabo.jp/20110404145844

            リスクに関する社会的コストの期待値は、非常に莫大な予感がする 今回の災害による被害額や、その被害額が今後どの程度、発生しうるのかはまだ不明。 事故防止策が打てるか、...

          • http://anond.hatelabo.jp/20110404145844

            需要を満たせないと諦めるのが最善ではないでしょうか。 自分も含む大勢(数百万人規模)が仕事を失って路頭に迷う可能性も織り込み済みの上で諦めようと言ってるのなら、一つの意...

            • http://anond.hatelabo.jp/20110404153721

              それにしたって、仕事がなくなるのがちょっと先になるかどうかだけだよ。どうせ日本の経済に将来はないわけだし。

    • http://anond.hatelabo.jp/20110402172119

      ちょっと誤解があるようだけど、元記事は「ベース電力が必要」とは言ってないんじゃないかな。 電力会社が、出力を固定している発電所と任意に出力を変更できる発電所を組み合わせ...

  • 日本取るべきイメージ回復策 「ふくしまソーラーイニシアチブ」

    久しぶりにブログ更新。

  • http://anond.hatelabo.jp/20110401075853

    昨年の夏に浜岡原発の人と話したことを思い出した。 僕は環境活動やってるもんで、それで知り合ったんだ。 その人は「原発しっかり使い切って廃止派」だったんだが、 原発の替え...

    • http://anond.hatelabo.jp/20110404004813

      廃棄物はプルサーマルにまわして使い切る。 高速増殖炉でないと、核燃料は使い切れない。 高速増殖炉でも、核燃料を使い切るのに数百年から数千年かかる。

    • http://anond.hatelabo.jp/20110404004813

      どうしたら、こういった情報をベースにして議論を始められるのだろうとよく思うよ。 始める事自体が無理だろう。 「一緒に原発までヒューマンチェーンしにいこうぜ!」とかいう人...

      • http://anond.hatelabo.jp/20110404005608

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