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はてなキーワード: 火力発電所とは

2021-06-27

anond:20210627021144

原発しくじったのが一番でかい

カーボンニュートラルは再エネ安定国のプロパガンダで再エネ不安定国の日本原発なしだとただただ不利

いや、カーボンニュートラルのもの重要だけどね、ただ日本は不利

無理やり再エネ推しても電気代で跳ね返ってくる

EV原発が使えると思ってた時は深夜も発電し続ける原発の電力をEVバッテリーに充電して昼間の需要が高い時に使って電力需要平滑化や!とか言われてて普及しそうだったんだけどね

原発が"使いづらく"なった今、EVはただ夜間も火力発電所をフル稼働させるあまり旨みのない物になってしまった

2021-05-29

anond:20210529102259

シムシティで言えばマップいっぱいすでに埋まっちゃってる状態が今の日本

線路引き直したり、火力発電所原子力に置き換えても大して儲からんでしょ?

そうゆうことよ。

2021-04-25

なんで火山の上でタービンまわさないの?

原発火力発電所もいらないじゃん

2021-04-22

二酸化炭素個体化して回収する技術

これが実用化されて、安価火力発電所をがんがん回して、片っ端から二酸化炭素を回収するシステムが広く使われるようになって、一世紀くらいたったら空気が薄るくなる環境問題とかでてくるのかな。

2021-04-08

anond:20210408135711

火力発電所の燃料に使用、少しくらいは社会の役に立ってもらおう

2021-02-22

原発廃止について反論原子力は悪ではない。

1. 自動車事故で毎年沢山の人が死傷するが

 自動車廃止しないのはなぜか?

答えはそれが必要から

言い換えると利便性が損害を上回っているかである

2. 原子力技術自動車と同じだ、

 事故が起きるかどうかは、それを上手に制御できるかどうかにあり、

結局のところ、整備して運用する人間にある。

(繰り返すが自動車原子力、そのものは悪ではない)

3. 原発廃止について反論する。

 事故問題点原発国内にあるからだろうか?

そうではない、問題点人間による運用であり、

それを如何にして改善するかにかかっている。

まり、私達が原発議論第一にすべきことは

原子力の整備と運用についての改善」だ。

(自動車飲酒運転厳罰化したのと同じ)

原子力自動車も、廃止についての議論は最終手段だ。

4. 原発廃止をして太陽光風力発電にしたらどうなるのか。

  原発利権太陽光パネル、風力発電事業者へ流れ

利権の所有者が変わるだけである

日本税金が一部の太陽光パネル事業者らに流れたのを思い出して欲しい。

いったい、どれだけの金と土地を使い、どれだけの発電量が得られたというのか。

あのお金は…火力発電所増設したり、原子力の整備に回せば良かった。

2020-12-19

EV問題について整理してみる

昨今、まことしやかに騒がれてる「EVシフトであるが、その実現のためには様々な問題があると思う。EVにまつわる問題点にまつわる意見を、備忘録がてらまとめてみたいと思う。

「こんな問題もあるよ!」っといった意見や、文中のどこそこは間違っている、おかしいなどの指摘があれば、教えてください。

1.電力需要の増大にまつわる問題

EVを広く普及させていくにあたり、電力需要の増大が予想される。では、具体的にどれくらい需要が増えるのか。

乗用車400万台をすべてEV化すると、電力使用量がピークとなる夏の時期に、発電量を10%から15%増やさなければならないという試算が出ている。これは、原子力発電所プラス10基分、火力発電所プラス20基分に相当する規模である[1-1]。もし、原子力発電所新規建設、稼働することで補おうとすると、放射性廃棄物問題や、災害時のリスクテロの標的となる等のリスクが発生し、火力発電所場合では、CO2排出量の増加を招きかねない。

これは2018年度末のデータであるが、東京電力火力発電所の熱効率は、石炭石油、ガスの発電を平均して49.7%[1-2]となっている。それに対し、2020年現在ガソリンエンジン車の熱効率一般的に40%前後となっており、トヨタ カムリ搭載の2.5Lエンジンが41%[1-3]、マツダSKYACTIV-Xは公式の発表はないものの、43%前後[1-4]と言われている。これを考慮すると、火力発電所が主力といえども、EVの方がCO2排出量が少ないと考えられる。

しかし、研究室ではエンジン単体で熱効率50%を超えるエンジンの開発に成功している[1-5]ことから、将来的に熱効率50〜60%を超えるエンジン一般的になる可能性も十分にある。そして、電力の送配電に4%ほど送電ロスがある[1-6]点において火力発電所は不利になることを考慮すると、EVを普及させて火力発電所を動かすよりも、内燃機関を搭載した車の方がCO2排出量が少なくなる可能性もある。

2.給電設備問題

EVの普及にあたって、充電ステーションの普及は必要不可欠となる。といってもEV場合基本的には自宅で充電するため、既存ガソリンスタンドをまるまる充電施設に改修する必要は薄いと考えられる。充電ステーションを設置しなければならないのは、EVオーナーの自宅駐車場、そしてパーキングエリア観光地などといった場所である

自宅が一軒家の場合比較簡単に、安価に設置できる。しかし、マンションなどの集合住宅駐車場場合設備費用工事費用、維持費が高額になるばかりでなく、管理者との合意形成必要もあるため、充電設備の設置はあまり進んでいないのが現状である中央電力株式会社経済産業省データを元に作成した資料によると、新築マンションに住むEVオーナーのうち、自宅に充電設備があるオーナーは1%未満である[2-1]。

また、お盆GWの時期には観光地高速道路パーキングエリアが大混雑するが、このような状況下でも、EVの充電ステーションが不足しないように整備しなければならない。特にパーキングエリアキャパ不足は長距離トラックにとってさらに深刻で、慢性的に駐車マス不足が続いているパーキングエリアも珍しくない。キャパ不足気味のパーキングエリアで給電設備を充実させるためには、パーキングエリアの簡易的な改修だけでは済まされず、抜本的な改修が必要である

そして、充電設備の充実のためには、充電時間の短縮も重要になる。短時間で充電できるような充電器の開発や、それに対応するバッテリーの開発も必要となる。

乗用車400万台をEV化した場合、充電設備投資コストは14〜37兆円掛かると見積もられている[2-2]。そのコストのうち、民間がどれだけ負担できるか分からないが、設備投資を促すために国から出資や、法整備などが求められることは間違いないだろう。

3.市場競争力にまつわる問題

EVが普及するためには、市場において消費者に受け入れられなければならない。既存ガソリン車と比べ、EVは十分な市場競争力を持ち合わせているのだろうか。

少なくとも2020年現在日本国内においては、EV市場で受け入れられているとは言い難い。2020年1月〜6月の新車登録車数は、日産リーフが6,283台なのに対し、同セグメントの日産ノートは41,707台[3-1]と、EVガソリン車に対して大きく水を開けられている。主な原因は価格で、日産ノートは122.8万円から販売に対し、日産リーフは332.6万円からEVであることに魅力を見いだせない限り、消費者EVを買うことは非常にハードルが高い。しかし、新しいバッテリーの開発や、減税や補助金などによって、価格競争力を獲得していく可能性もあるだろう。

そして、次に消費者EVを受け入れるにあたって重要となるのが、充電して使うという特徴と航続距離の短さを消費者がどう捉えるかである

普段使いとして通勤や買い物に使う分には、EVガソリン車と比べて優位であるといえる。というのも、家に帰ってプラグを挿せば充電されるため、わざわざガソリンスタンドで給油をする必要がなくなるからである電気代も、ガソリン軽油と比べて安いことも大きなメリットとなる。さらに、停電時に車から住宅に給電できることも、大きな特徴である

しかし、自宅で充電できることと、住宅に給電できるという特徴は、プラグインハイブリッド車と共通したものである。したがって、プラグインハイブリッドには無いようなEVメリット消費者に示せなければ、EVは選ばれにくくなる。

さらに、長距離ドライブでは航続距離の短さがネックとなる。テスラなどのEVは、残量が減ると自動で最寄りの充電施設に案内してくれる機能が備わっているし、似たようなサービスを行うスマホアプリなども登場しているが、それらが「電池切れを起こしたらどうしよう」という消費者心理をどれくらい払拭してくれるだろうか。もちろん、パーキングエリア観光地で充電設備などのインフラ整備が進めば不安はある程度減るだろうが、「お盆帰省ラッシュ時に、パーキングが大混雑してて充電スタンドが使えなかったらどうしよう」などと言った不安は、考え出せばキリがない。また、今年12月、関越道大雪のために立ち往生が起こったニュースを見て、EV敬遠した人も少なくないはずだ。失敗したくない大きな買い物で、未知なる商品消費者は手を出せるだろうか。

EV消費者に選ばれるためには、プラグインハイブリッド車にはないEVならではのメリットを持ち、充電インフラと航続距離デメリットをある程度解消しなければならない。そのためには、低価格で大容量のバッテリーや、短時間で充電可能設備の整備などが必要である

4.災害時の問題

災害時のEVメリットとして、EVから住宅に給電できるというものがあり、これは停電時においてガソリン車にはないメリットである災害時において、電力の復旧は真っ先に行われるため、災害の規模によってはガソリン車よりもEVの方が有利になることも多い。また、災害時にはガソリン需要が急速に高まり品薄になることもあるが、電力さえ生きていれば、EVではそのような心配をする必要もなくなる。

しかし、燃料の補給が困難であることは、災害時にEVリスクとなる。内燃機関場合、よそから燃料をもってくれば動かすことができるものの、EV場合それが困難であるからだ。前述の関越道の立ち往生のようなシチュエーションであったり、東日本大震災のように、電力インフラが壊滅的に破壊されてしまった場合には、EVは非常に不利になるだろう。

5.産業の衰退にまつわる問題

日本自動産業は沢山の中小企業を支える巨大産業である。もし、EVが主流化することで部品簡素化が進み、中小企業利益減少、それに伴う倒産が相次げば、日本経済に影響を及ぼす可能性がある。EV化で不要となる自動部品の出荷額は、2014年の実績によると、5,368億円にのぼるという試算があり、これは自動車関連部品の出荷額のうち、25%に相当する[5-1]。

6.バッテリー製造にまつわる希少金属(レアメタル)の問題

2020年現在EVバッテリー製造にあたって、リチウムコバルト等のレアメタルが使われている。しかし、このようなレアメタルは埋蔵量が少ないほか、生産国が限られているため、地政学的なリスクがともなう。たとえば、 全世界リチウムの産出量のうち、その半分以上をアルゼンチンボリビアチリが担っている[6-1]。 さらに、コバルトに至っては、その産地がコンゴ共和国1国だけに集中している[6-2]。

インフラを担う資源特定地域に集中していることは、地政学的なリスクが伴う。かつてオイルショックによって経済混乱が引き起こされたが、EVの主流化は、それと似たような混乱をまねくおそれがある。

このような問題を受け、レアメタル使用しないバッテリーの開発が各国の自動メーカー研究機関によって行われているが、完成・量産化のめどは立っていない。

7.石油燃料が余る可能性について

原油は燃料(ガソリン軽油)や化学原料の製造など、様々な形で利用されているが、これらは原油精錬することで作られている。

石油消費量のうち、自動車用燃料の割合は40%ほどであり[7-1]、仮に自動車がすべてEVになったとしても、原油需要ゼロになるわけではない。つまりEV自動車の主流になった場合原油精錬する過程で生じる軽油や、ガソリンの原料となる重質ナフサが余る可能性がある。

余った石油燃料やその原料は、火力発電などで消化できればよいが、それができない場合は何らかの利用法を考えなければならない。

ざっくりまとめると、EVが普及するためには、新しいバッテリーの開発と、電力需要の増大に対する対応が求められる。新型バッテリーは、市場競争力の獲得、地政学的なリスク回避のために必要であるが、その実現の見通しは立っていない(バッテリーの開発は半導体研究と異なり、運頼みのような要素が強いためである)。しかし、優れたバッテリーが開発されてしまえば、EVシフトは一気に現実味を増してくるだろう。

しかし、それ以上に困難な問題が、電力需要を何らかの方法で賄わなければならないことである自然エネルギーを利用する場合ランニングコスト供給不安定になりがちなこと、場合によっては自然破壊につながることを考慮しなければならない。原子力発電所を主力とする場合、再稼働するだけではなく、新たに発電所を設けなければならないうえ、放射性廃棄物問題災害時のリスク解決されていない。また、火力発電所を主力とする場合こちらも発電所建設する必要があるほか、ガソリン車の方がCO2排出量が少なくなる可能性も否定できない。そして、EV化を進めるにあたって様々な領域において設備投資必要であり、莫大なコストが掛かるほか、その過程でもCO2排出されることを考慮しなくてはならない。

個人的な考えとしては、無理してEVシフトさせていく理由はないと思う。バッテリーの開発の見通しが全く立っていないのに対し、内燃機関の開発はある程度見通しが効いていることをふまえると、ハイブリッドカーによってCO2削減を目指すほうが建設的なのではないか。もちろん、「EVなんていらん!」と言いたいわけじゃないけど、「内燃機関消滅するんだ!」っていうのはあまりにも行き過ぎなんじゃないかなと。また、世界各国が将来的にガソリン車の販売禁止を行うとしているが、どの国もEVにまつわる問題解決道筋を明確に示せていない以上、事実上は達成目標にすぎないのではないかと思う。

市場競争力などを考えると、EVセカンドカーとしてある程度は普及すると思うけど、主流になるのは高熱効率エンジンを積んだプラグインハイブリッドカーなんじゃないかな。

追記2021年1月21日

はてなブックマークにてこのような内容の批判いただきました。

これが世界の潮流であり、北米欧州中国という日本よりはるかに大きな市場EVに舵を切っている。というのが抜けてますよ/日本だけで細々と売ってくならいいけど、世界に車を売たきゃ潮流に乗らないと。

どんな国内事情があろうとも、EU中国ガソリン車全廃と言っているんだから、限られた時間の中解決していくしかないでしょ。解決出来なければ、日本自動産業は淘汰されるだけ。

これらの批判に対するコメントを書いていこうと思います

このようなはてなブックマーク批判に加え、「EV化は環境問題解決のためというよりも、自動産業における次世代覇権をかけた競争となっているため、否応がナシにEV化は進む」

という論を度々見かけますしかし、このような論調は「欧米各国や中国では、EV化と内燃機関全廃が必ず 実現される」という前提の上に成り立っており、欧米各国や中国における、EV化の実現可能性にまつわる議論が欠けているものだと思います政治的圧力をかければ、何でもかんでも上手くという論はあまりにも乱暴です。

たとえば電力にまつわる問題中国場合貿易戦争によって石炭の輸入量が低下し、2020年から大規模な電力不足が発生しています。また、ドイツでは自然エネルギーの大規模な利用に成功していると言われていますが、実際は自然エネルギー安定的供給できておらず、不足した際はフランスから原発由来の電力を輸入している状況です。電力不足自然エネルギーの利用にまつわる問題は、日本のみならずありとあらゆる国でも課題となっています

他にも、本文において書いたようなバッテリーにまつわる問題市場競争力にまつわる問題は、あらゆる国において共通するような問題であるといえるでしょう。そして、このような問題解決にあたり、まだ形にさえなっていないような新しい技術必要とされています

世界各国ではEV化を進めるための具体的な 算段や道筋がついており、非常に高い可能性で実現できそうである。このままでは日本出遅れるだろう。」という話であれば、私もEV化と内燃機関の淘汰に異論はありません。しかし、実際はどうでしょうか。どの国も具体的な道筋を示せておらず、問題は山積み。そのような状況で、政治的に舵をとりさえすれば実現するようなものだと言えるでしょうか。欧米各国や中国が、EV化に失敗することはないと断言できるでしょうか。

私は、将来的にEV化することを完全に否定するわけではありません。本文に書いたとおり、現在と比べてEVシェアは大きく伸びると思いますし、想像もつかないような技術が開発されることによって、本当に内燃機関が淘汰されるかもしれません。しかし、本文に上げたような問題現在あることを考えると、「内燃機関は必ず淘汰されることになる」とは言い切れないこともまた事実であり、現実だと思うのです。

そして、EV化と内燃機関車の廃止を実現できるかどうか不明瞭で、失敗する可能性も多いにあるのにもかかわらず、「世界中がそういう潮流になっているから、これに乗り遅れるな!」というのはあまりにも安易な考えであると言わざるを得ません。そのような場当たり的な判断では、今まで積み重ねてきた日系メーカー技術的なリードを失い、国際競争力を失うことになるでしょう。

EV化やエネルギー問題は、潮流に流されず、事実や実現可能性をしっかりと見極めて方針を決めていくべきだと思います。少なくとも、「他国がこう言っているから」という安易理由で舵取りしていくべき問題ではありません。

脚注については、追記を書いた所、脚注の部分がワクからはみ出してしまったので、リプ欄に掲載しておきPermalink | 記事への反応(6) | 18:51

2020-12-05

最近電気自動車推進の議論の雑さについて思う事とか

最近世界の流れで、2030年代に内燃機関を積んだ自動車新規販売禁止しようという動きが盛り上がっている。

ただなんというか、どうもコロナ後の経済対策をかねて強引に需要創出したいからだろうか、電気自動車=エコ=ガソリン車をなくすのが社会正義的な短絡的な思考回路が気になっている。

またマスコミ等の、1日でも早く電気自動車に舵を切らないと電動化による部品点数削減のあおりを受けて、PCスマートフォンで電機業界がやらかしたように日本自動車産業は壊滅するといったパニック的な論調にも違和感を覚えるので思うところを書きたい。

ちなみに筆者は非自動車業界エンジニア、ただし工学部出身なので自動車業界の友人は多く、友人経由で業界の話はよく聞いている。

新し物好きなので2010年代日本市販された電気自動車である三菱i-MiEV日産LeafトヨタのMIRAIは乗ったことがある。

残念ながら、テスラレンタカー代が高すぎるのでいまだに乗ったことがない。

言いたいこと

電気自動車が必ずしも内燃機関を積んだ自動車よりもエコであるとは限らない。

内燃機関を積んだ自動車電気自動車に置き換わることが即部品点数減になるとは限らない。

パソコン自作のように簡単自動車が作れるようになって新興国メーカーにすぐに置き換わられることはない。(スマートフォンHuaweiのように、研究開発能力の高い企業が台頭してくれば話は別)

電気自動車エネルギー効率について

Well to Wheelって言葉がある。ざっくりいうと、化石燃料油田から掘り出して、自動車タイヤを動かすまでのエネルギー効率がどれくらいになるかという話である

例として、最新のガソリンエンジン車と現在日本で最大の電力源である火力発電所の電力で電気自動車駆動させた時を比較してみる。

議論単純化のために、ガソリンや、発電用の重油LNGを精製するまでの効率は一旦無視する。

現在市販車の中で熱効率が最も良いガソリンエンジンリーンバーンエンジンだが、一番効率の良くなる回転域で熱効率40%程度である

それに対して、2020年時点で最も効率の良い火力発電所リチウムイオン電池効率は下記のようになる。

コンバインドサイクル発電 熱効率:60%

送電ロス:3%

リチウムイオン電池の充電効率:90%

リチウムイオン電池放電効率:90%

0.6*0.97*0.9*0.9 = 47%

最新の効率の良いもの同士を比較しても何倍もの差はつかない。

日本にある火力発電所のなかで、熱効率60%を達成しているものはまだ少数であること、リチウムイオン電池特性経年劣化することを考える。

発電効率50%、充放電効率が80%に低下してしまえば、エネルギー効率は0.5*0.97*0.8*0.8=31%まで悪化し、内燃機関効率の上で勝てなくなる。

現状の発電所の電源構成をとる限り、電気自動車エネルギー効率上のアドバンテージはない。

火力に代わる安定的ベース電力といえば、現状原子力比率を上げるしか選択肢がないわけだが、果たして社会的なコンセンサスが取れるのだろうか?

余談だが、電気自動車にはエンジンの排熱が存在しないので冬場の暖房効率が悪く、ものすごく早く充電量が低下する。

(レンタカー電気自動車を借りたときに、上記現象経験して効率の悪さに驚いた。)

逆に、下り坂などでのモーターの回転を利用して充電できる回生充電という内燃機関にない特徴があるので、この辺りは一長一短か。

部品点数について

自動車動力内燃機関からモーターに代わると、エンジントランスミッションブレーキの油圧機構等が不要になり、

現在5万点といわれる自動車部品点数が1万点程度に減るのではないかといわれている。

だが、本当に今後の自動車部品点数は減っていくのだろうか?

自動運転を実現するための画像処理用の半導体

代表的GPUメーカーNVIDIAの最新GPUであるGeforce RTX3090のTDP(熱設計電力)は350W。

10年位前まではハイエンドモデルGPUでもせいぜい200W以下であったことを考えると、世代が進むごとに熱問題が深刻になってきていることがわかる。

実用的な自動運転が実現可能レベルまで性能を上げていけば、冷却用の機構部品新規必要になるのではないか?

例を挙げるならば、プレイステーションが新しい世代になるごとに冷却機構が大げさになっていくように。

一昔前にはバックモニター程度にしか使われていなかった車載カメラ最近では自動ブレーキドライブレコーダーの普及によって1台の車に複数まれるようになってきている。

これに加えてドアミラーミラーレス化されたり、自動運転進歩するとさらカメラセンサーの台数は増える。

ちょっとしたドライブレコーダーでさえ、1つ1つのチップ抵抗チップコンデンサ部品1つとカウントしていけば、トータルの部品点数は100を超えるだろう。

こうした車載電子機器の増加は、同時に電力や信号を伝達するためのワイヤーハーネスの増加も引き起こす。

少し考えただけでも上記2点のように部品点数が増加する要素が考え付くのだが、本当に自動車の電動化がすすめば劇的に部品点数は減るのだろうか?

車体に求められる要求水準が上がっているため自動車の開発費や工数は増加傾向。電動化でもここは減らない。

動力源が内燃機関だろうが、モーターだろうが自動車自動車である限り車体の構造は大きく変わらない。

燃費向上のためには車体を軽く仕上げないといけないが、十分な剛性を確保するためには強くしないといけないので、相反する要求を満たすため、車体に使用される鉄素材に占める高張力鋼比率は年々上がっている。

一般的に、高張力鋼は加工性が悪いので、より高性能な工作機械新規に導入したり、プレス溶接手法研究していかなければならない。

また、自動車安全性能に対する各国の基準は年々厳しくなっているため、横滑り防止安全装置等の機構新規に搭載する必要が出てきたり、様々な角度からの衝突試験に耐えうるボディ形状を設計開発しなければいけなくなったりで開発や試験工数が増加しているため、世界大手トヨタでさえ車体開発コスト削減のために車種数を統廃合しているご時世である

この現状に対して、パソコン自作のようにモーターを買ってきて車体に乗せれば誰でも電気自動車メーカーをつくれる状況が来るのだろうか?

自動車開発のノウハウ資金力も不足している新興国新興企業が、日米欧の主要メーカーに対抗できるだけの設備投資研究開発が実現できるのだろうか?

可能性はゼロではないだろうが、通信業界におけるHuaweiのように、国家資金研究開発リソースをぶち込んだほんの一握りの企業しか台頭できないのではないだろうか?

2020-03-25

anond:20200325000911

キンドルペーパーライトさんかて火力発電所さんがいなかったら最後に抜いたページしか読めへん(実際には充電してくださいマーク)やん。

anond:20200324235603

紙を維持するコスト本棚の空きスペースだけやが、PDFを維持するためには24時間化石燃料を燃やす火力発電所を回し続けなければいかんのやで。

2020-02-10

anond:20200210015625

さないっていってるうちはまだ可愛いよ。

やがて彼女は銃を取る。

そして、温暖化対策を強行する私設軍隊通称緑軍 を組織する。

そして、火力発電所ガソリンスタンドを襲撃して破壊して回る。

anond:20200209170643

ICE効率の点ではEVに遥かに及ばないよ。印象だけでは語るとデマになるので、少し計算した方が良い。

エンジン (ICE: internal combustion engine) 効率

追記: 過小評価していたので熱効率を上げました)

原油⇒精製(90%)⇒輸送(98%)⇒エンジン(30-40%)⇒変速機(80-90%)

=20%-35%程度

効率向上の限界

一番の問題は、熱機関は最良でもカルノーサイクルの壁を超えられないこと。つまり入力と出力の温度差による限界が来るわけ。

エンジンの素材は金属なので、良くても数百度かにしかできないわけで、予算度外視でどんなに効率をよくしても量産車で60%に至ることはありえない。

エンジンアルミか鉄なわけで、そこまで高温にできない。それで30-40%止まりと言うわけ。最近50%近いエンジンができたーとか言うニュースもあるが、もう熱力学上、天井は見え始めている。これは物理学なので、どうしようもならない。

(ちなみに、燃焼温度を上げると今度はNOxなどの問題顕在化してくる。そのため、むしろEGRなどにより温度を下げるのがトレンドエンジン開発はいろいろなトレードオフなのだ。)

ディーゼルエンジン効率比較的高く、CO2排出ガソリンエンジンよりも少ないとされるが、NOx/PMなどの排出が多い問題がある。NOxについてはマツダが頑張って尿素SCRなしのエンジン作ったけど、結局、PMについては、DPFを用いて微粒子を捕獲している。そのDPFの煤焼き運転必要だったりするので、その分の燃料は無駄になるわけだよね。

で、エンジン車の問題として、トルクバンドが上のほうにあるので、クラッチトルクコンバーター等と変速機が必ず必要となる。その際にロスが出てしまう。AT/MT/DCTは段数が少ないとパワーバンドを生かしきれない。段数が多いと重い。CVT滑るし、CVTルードは温まるまで粘度が高くてロスになる(ダイハツCVTサーモコントローラーとかで頑張ってるけど)。

エンジン効率への批判について

エンジンの熱効率50%に達したという記事JSTの「革新的燃焼技術」)で反論する方がいらっしゃるが、そのエンジン実験室の563cc単気筒エンジンだ。もちろん単気筒なんて自動車では振動などで使い物にならないから、最低でも3気筒からとなる。そうしたときに、気筒が増えて動弁系などのフリクションの発生によって効率は下がるはずなので、そのまま量産車に適用することは難しい。実用車では気筒数増加による動弁系の負荷、オルタネーターなど補機系の負荷などもかかってくることも頭に入れておきたい。

日産が45%のエンジンを開発しているとの記事もあるが、これはe-Powerの「発電専用」エンジンだ。ハイブリッドなので、こういう芸当が可能だ。

45%からは数%上げるだけでも相当血のにじみ出るような開発の労力がいるだろう。

燃焼温度についての批判

燃焼温度アルミや鋳鉄の融点よりも遥かに高いと言う指摘があった。その通りです。

しかし、熱力学説明たかっただけで、例えば入口・出口の温度差を数万度にしたならば、熱効率はかなりのものとなるが、そんなものは物性的不可能ということを示したかった。

なので、燃焼温度は限られるという意味

BEV (Battery EV) 効率

原油火力発電(超臨界発電) 50-60%⇒送電 (95%) ⇒バッテリへ充電(90%)⇒変換(96%)⇒モーター(95%)

=39-45%

効率アップの方法

PHEV, BEV場合、上に示したうちで一番効率の悪い「火力発電」の部分を再生エネルギーや水力に転嫁することで、CO2削減を目指せる。もちろん、原発にしてもCO2は減らせる。

なお日本火力発電所のSOx/NOx排出海外に比べてもとても少なく、優秀である

発電所の部分では、現状でも50-60%の効率は稼げる。なぜ熱機関なのにここまで効率が出せるかと言うと、巨大なプラントで高温に耐えるコストの高いタービンを回してるから

それによって熱機関効率が高められるから。車のエンジンは小さくてスケールメリットが働かないよね。でも発電所レベルなら巨大で、コストも充分かけられるのでこう言う芸当ができる。

で、電気輸送に関しては送電線なので一度つなげたらしばらくはCO2を出さない。送電効率も超高圧送電(100万ボルト以上)によって高まっている。

また、インバーターとかモーターに電気を流す部分はパワーデバイス(GaN等)の発展によってどんどん効率が上がっている。

なお、モーターのトルク特性としてエンジン車のように変速不要のため、クラッチトルコン変速機などによるロスはない。将来、インホイールモーターが実用化されれば、モーター→タイヤへの伝達効率さらに上昇する。

回生

ちなみに、xEV回生充電もできるために、ブレーキ時に運動エネルギーICEほど熱に変わらない。

(一方ICEエンジンブレーキを使ったとしてもエネルギーに変えているわけではないので(多少オルタネータの充電制御は入るが)、ブレーキ時には運動エネルギーを熱にしてしまう。せっかく石油を燃やして運動エネルギーを得たのに、そのエネルギーを回収しないで熱に変えるわけ。)

まあxEV回生できるとはいえ回生時にパワーデバイスとかの充電ロスがあるから、実はコースティング回生も何もしない)で空走した方が距離を稼げる。なので、前の信号が赤にかわったときEVに関していえば、ブレーキも何も踏まないで空走状態を維持し、空気抵抗だけで0kmにするのが一番効率が高い。まあ、そんなことしていたらノロノロすぎてウザがられるので、妥協点として回生ブレーキを使ってちょっとはロスするけど、エネルギーを回収しながら止まるってことだね。

ICEだと、エンジンブレーキ積極的に使って、ブレーキを踏まない運転を心がければ良い。やってはいけないのは、Nに入れて空走すること。Nに入れるとエンジンアイドリングを維持するために燃料を消費する。ギアを入れたままエンジンブレーキをかけると、その間は燃料噴射をやめても回転が維持できるので、エンジンは燃料噴射をやめて、実質消費はゼロとなる。)

BEV製造時の負荷は?

製造CO2

バッテリーの製造時の負荷は確かに高い。しかし、製造には電気を使っているので、電力構成によりCO2排出は変わる。つまりグリーンエネルギーを使えば問題なくCO2を減らせると言うこと。

なお id:poko_penマツダのWell-to-Wheel理論を持ち出しているが、あれば古い時代バッテリ製造時のCO2データを使っていて、CO2排出過大評価している。最近テスラLi-ion電池工場では、再エネを利用して製造しているのでCO2は少なくできる。こうした、製造時のCO2排出問題工場や電源構成アップデートしていけば減らせる問題だ。

マツダはBEVよりもICE派で、SPCCI(圧縮着火)とかで頑張ってるからバイアスがかかってるのは仕方ないと思うね。私は内燃機関デザイン周りで頑張るマツダは大好きだけど、SKYACTIV-Xが思ったよりも微妙だったから株売っちゃったわ。)

リチウム採掘

Li-ion電池10%含まれリチウムは、採掘時に水を大量に使ったりする問題はある。ただ、これは「製造時」に限った話であり、内燃機関を使うたび、原油のために油田をあちこち掘り返したり、オイルタンカー座礁して原油を撒き散らしたりするのに比べれば遥かにマシというものだろう。

あと、専門外だけど、海水から抽出する技術研究中とか。

コバルト貴金属

xEVには必要となる貴金属類には依然として供給リスクとか採掘時の「児童労働」とかの問題を孕んでいる。ここら辺は全世界的に解決するしかなさそう。需要が増えれば、世界の目がこう言う問題に向くはずなので、我々技術者はそれを期待するしかない。

地域によるCO2排出量の差

例えば沖縄石炭火力の比率が高いため、EV効率を持ってしてもCO2排出HVとかより高くなる。しかし、それ以外の都道府県ではICEよりBEVの方がCO2が低い。原発が動いていない現時点でもね。

その他xEVとBEVとの比較

HV, PHEV

PHEVはもちろんICEより遥かにCO2を出さないが、BEVには勝てない。ただ、電力構成によっては逆転もありうるが、ほとんどの都道府県ではBEVの方がCO2を出さない。

燃料電池車 (FCEV)

(追記: anond:20200211034316 に FCEV vs BEV効率比較を書いた)

燃料電池車に関していえば、無用の長物と言える。水素製造する場合にも電力が必要だが、まあこれを再エネで行ったとしても、水素輸送タンクに注入する際の水素圧縮時のロスは非常に大きい。その圧縮の際に再エネを使ったとしても、結局そのエネルギーでBEVを充電した方が効率がいいのだ。

そもそもBEVならば、送電線さえあればいいわけで、わざわざ水素のように輸送する必要がない。

また燃料電池化学反応なので、アクセルレスポンスが遅いと言う欠点があり、反応のラグを補うために燃料電池車には結局バッテリーが積まれている。

ただ、航続距離は長いために、俺は現代におけるタクシーとかのLPG車みたいに細々と残るとは思う。航続距離重要トラックバスタクシーなどには燃料電池が使われるかもしれない。

効率以外にも、めんどくさい高圧タンクの法定点検とか、割と問題は多い。水素ステーションは可燃性の水素を貯蔵するわけだからEV充電スタンドよりも法的なめんどくささがあるのも確か。

水素ロータリー

これは燃料電池車より論外。カルノーサイクルに縛られてしまうので、電気分解よりも効率が悪くなる。水素の使い方としては燃料電池よりも悪い。

PHEV, BEVと再エネ

再エネは不安定と言われる。確かに自然相手なので、予測も難しい。しかし将来的にEVが普及すれば、EVバッファとして利用することで、不安定さを吸収しグリッドを安定させられる。

これは再エネを導入する動機にもなる。職場に着いたらEVCHAdeMOを挿しておいて、電力の需給バランスに応じて充電開始、とかが普通になるかもね。

気候

寒さ

BEVは寒さに弱い。リチウムイオン電池特性上、寒くなると容量が可逆的ではあるが減る。そのためテスラにはバッテリーヒーターが搭載されている。(ちなみに、寒いノルウェーでもテスラが爆売れしているし、なんと新車の半分くらいの売り上げがBEVという。もはや寒さは問題ではないのかも?(まぁ優遇政策があるからだけどね))

FCEV寒いと反応が弱まって出力が減るので、そこらへんは考慮されている。

一方ICEも、冬になると燃費悪化するとされる。US DoEによると、理由は、オイルの粘度低下、温度上昇までの暖機、ガソリンの配合が夏と違う(日本でも同じかは謎)など。他には空気密度によるエアロダイナミクス悪化とかがあるがこれはEVでも同じだ。オイルなどが原因となって燃費悪化するのはICE特有だろう。

暑さ

BEVはまた暑さにも弱い。Li-ionは熱によって不可逆的なダメージを受けて、寿命が縮む。そのためテスラにはエアコンを利用する水冷バッテリクーラーが搭載されている。リーフは空冷で、これが問題だったのか、劣化問題でざわついていたリーフオーナーも多かった。今は改善されているらしい。

用語

ソース

URLを多く貼るとスパム認定されるから貼れないけど、US DoEとかCARB、日本だと日本自動車研究所あたりの公開資料を見ればソースに当たれる。

一つだけ、EV vs ICE効率について、13分程度で詳説してある動画URLを貼っておく。英語字幕もないが、割と平易なので、見てみてほしい。論文ソース動画の中でよく書かれている。

製造時の負荷」「化石燃料の発電でEVを使うのは利点あるのか?」「リチウム採掘の負荷」の3つで説明されている。簡単に箇条書きにすると:

https://www.youtube.com/watch?v=6RhtiPefVzM

おまけ&追記

マツダLCAについて

前述のようにマツダEVと自社のICEについて、Well-to-Wheelでライフサイクルアセスメント比較している。その比較におけるLi-ion製造時のCO2排出量のデータだが、2010年〜2013年のデータとなっており古い。しかも、Li-ion製造時のCO2排出量は研究によってばらつきが大きく、いろいろな見方があり正確性があまりないのが現状。また現状を反映していないと考えられる。例えばテスラギガファクトリー」のように太陽電池をのせた自社工場場合などについては考慮されていないのが問題だ(写真を見ると良い、広大な敷地ほとんど太陽光で埋まっている)。

また、マツダ研究バッテリ寿命を短く見積りすぎている点で、EVライフサイクルコストが大きく見える原因となっている。テスラのようにバッテリマネジメントシステムBMS)がしっかりとしたEV寿命が長く、またLi-ionの発展によって将来は寿命を伸ばすことは可能だろう。事実、今まで電極や電解質改善によってサイクル寿命は伸びてきた。

テスラは現時点で最も売れているわけだし、このことを考慮しないのは少々ズルいと言える。

なぜ水素エンジン効率が悪いか ( id:greenT )

"Why Hydrogen Engines Are A Bad Idea" でYouTube検索したらわかりやすいが、噛み砕くと

あと補足すると「エンジン」は爆発によるエネルギーを使っているが、全てを使い切れていないこと。十分に長いシリンダーを使って、大気圧まで膨張させるならエネルギーをかなり取り出せるが、そんなもの実用存在できないので、爆発の「圧力」を内包したまま、排気バルブを開けることになる。この圧力ターボチャージャーで利用することも可能ではあるが、全て使い切れるわけではない。

あーでも、水素エンジンメリットが1つあった。燃料電池(PEFC)は白金必要とするため Permalink | 記事への反応(17) | 01:34

2019-09-25

反原発派は環境についてどう考えているの?

311後も原発推進派で自民党にずっと投票していたのだが、反原発派の方は環境についてどう考えているのだろうか。

結局のところ原子力発電所火力発電所はそれぞれメリットデメリットがあって、

コスト的な点や、二酸化炭素排出量が少ない点で俺は原発を選んだ方が良いと思っている。

勿論311のような事件にはならないように、技術を用いて安全原発を作るというのが大事だと思っている。

とはいえ原子力発電所のせいで一生住めないエリアができるより、火力発電所のせいで一生住めない地球ができる方が問題じゃないか?

ヴィーガン肉屋を襲撃し

動物愛護者は畜産業者を襲撃し

環境保護に熱心な人間火力発電所を襲撃する

原発ドローンが~~とかいってる間に横須賀火の海

2019-09-21

原発火力発電も結局同じくらい人殺してるんじゃないか

原発には反対なんだけど、原発を止めて火力発電所をフル稼働させているのでCO2がわんさかと出ているそうで。

そうすると、温暖化が進んで台風ハリケーンが超強力になって、ある国では壊滅的な被害とかで何千人と行方不明になっていたりするそうで。

これって遠因として火力発電もその一つなのかなと思えるわけです。(日本での話だけど、CO2の半分くらいは発電で発生しているとか書いてあった)

そう考えると原発と同じくらい火力発電も人を殺しているし、住まいも奪っているのかなと考えてしまったのですが

原発即時停止派の方たちはここらへんはどう考えてるのかな?

やっぱり、太陽光と水力と風力で全て賄うようにするべしと考えているのかな?

なんてことを千葉台風見ながら思いました。

結局、電気ってエコのように見えて、全然エコじゃないよね。目の前から問題を遠ざけて考えないようにしているだけなんだろうね。

2019-08-21

[] #77-3「コラえて地獄

≪ 前

そうして紹介されたのは「ナンチューカ」

アルブス・オーク一階 東口近くにある中華屋

――うん 美味い

ミミセンくん:まあ 平均的な美味さだね

シロクロさん:あったかけりゃ何でも美味い!

――いわゆる本場のじゃなくて 地元の人たちが慣れ親しんだ味で食べやす

マスダくん:なに そのグルメリポーター気取りの感想

お忍びの取材であることを忘れて ついテレビマンの癖が出てしまディレクター

タオナケちゃん:私 初めて食べたけど 普通に美味いのね

――え 初めて?

マスダくん:俺も初めて この場所に店出すと絶対流行らないんだよ

ミミセンくん:僕たちの間では有名なんだ 前あった店も一年ともたなかったよね

タオナケちゃん:私も知ってるけど 一年ももたなかったのは その前の前にあった店だったと思うわ 

――なぜここを紹介したの……

マスダくん:ここの中華屋もいつか潰れるだろうし せっかくだから一回は食べとこうかなあって

店主:一週間後に閉店です……

シロクロさん:お 滑り込み ギリギリセーフ

マスダくん:丁度いい時に来れてよかったなオッサン ここの中華は二度と食えないぞ

――そ そう……


腹もふくれたところで次の場所

近くに小さな博物館があるということで アルブス・オークを離れ そこへ向かってみることに

テレビドラマの撮影にも使われたことがあり この町でも割と有名な場所らしい

しか

マスダくん:あれ 道間違えた? ここになかったっけ

ミミセンくん:ああ~ かなり前に潰れたっぽい

どうやら数年前になくなってしまった模様

タオナケちゃん:私も3回しか行ってないけど いざなくなると ちょっと残念

――もっと行っておけば 良かったね

タオナケちゃん:残念とは言ったけど3回で十分よ  別に何回も来るような場所じゃないわ

ミミセンくん:博物館営業努力問題さ 或いは市か区の管理問題 それにすら見限られたから潰れたんだよ

マスダくん:まあ 地元の俺たちがこの程度の認識なんだから そりゃ潰れるよな

シロクロさん:さもありなん!


気を取り直して次の場所

――ん あの 建物はなに?

道中 独特な見た目の建物が 遠くに

マスダくん:火力発電所だっけ?

ミミセンくん:確か ゴミ焼却場だったはず

――ええ!? あんな見た目で?

タオナケちゃん:私もそう思うけど この町のお偉いさんって 変なところで見栄っ張りなの

の子たちによると アノニ町が観光名所といわれている秘密は“見栄っぱり”からきているんだとか

――この町 風車があるんだ

マスダくん:エコエネルギーブームに乗っかって作った風力発電所

ミミセンくん:風土問題とかでまるで役に立ってないけどね

マスダくん:市長があの風車だけで夏を乗り切ろうとした時は マジで酷い目にあった

――ははは 扇風機だけじゃ猛暑はツラいだろうね

タオナケちゃんジョークで言ったんだろうけど そういうの嫌いだわ

――す すいません

次 ≫

2019-07-28

[] #76-1「車道シャドー

俺の住む町は田舎ってわけじゃないけれど、控えめに言ってマイナー、はっきり言えば中途半端なところだ。

観光街ってことにはなってるけど、それ目的の人なんて滅多にこない。

それでも年に1回くらいのペースで、ガイドブックの流れに逆らって上陸してくる人間もいる。

如何にも「色んなところを長いこと旅してます」って見た目のオッサンだった。

背中リュックは大きく膨らんでいて、後ろから見ると上半身が隠れるほどだ。

何をそんなに詰める必要があるのかと何気なく眺めていたら、本体と目が合ってしまったのが運の尽き。

この町の名所、穴場がないかと聞かれてしまった。

観光客向けの名所は無いに等しい町なので、正直なところ「ない」と言ってしまいたい。

それでも俺と仲間たちは“おもてなし精神”ってのと、地元に住むプライトでもって案内してやることにした。


例えば、ここ「アルブス・オーク」っていう大きいビル

名前だけ聞くとファンタジー香りが漂ってきそうだが、実際は樹の香りがする。

ここでいう「オーク」ってのは植物のことで、「アルブス」はラテン語で“白”って意味

まり白いオークの木をイメージした建物ってわけ。

難点は一般人が利用できるのは三階までで、上は賃貸オフィスとかで使われていること。

あと、ビルが白くなくて、形は普通に四角いってところか。

地域名産でもない木をモチーフにした理由も聞かないでくれ。

そのあたりを気にしなければ良い場所だ。

通路上には、オークらしき木が一定間隔で陣取っていてバランスがいい。

どこかの芸術家が作った意味不明なオブジェもあり、ポイントは押さえてある。

二階のショッピングモールには、駅から直通でいけるエリアが設けられていて移動が楽だ。

その他にもスーパー銭湯ボーリングゲーセンなどが一通り揃っている。

レストランも和洋中あって選り取りみどり

個人的によく利用するのは「初めての調理場」っていうファストフード店かな。

それ以外だと、蕎麦屋の隣にある店も面白い

周期的にコロコロ変わるので、住人的には見ものだ。

多分あのテナント、呪われてるんだと思う。


後は、無駄にオシャレな見た目の火力発電所、風が吹かない地域なのに建てられた風力発電所

新興宗教教祖がよく演説している広場、変な奴らが住んでいる廃墟みたいな家。

そんな調子で、俺たちなりの名所ってのを思いつく限り紹介していったんだ。

だけど、オッサンの反応は終始イマイチだった。

「こういうのじゃなくて、もっと文化的に、歴史的に意義のあるものが見たい」と言ってくる。

俺は、こんなところにいきなりやって来て、そんな意識の高いことを求めてくんなよと思った。

歴史を知りたきゃ図書館にでも行けばいい。

それを言葉にしなかったのは、ここまで案内してきたからには途中で放棄するのは嫌だったからだ。

「俺が物心ついたくらいの頃に、車の博物館とかはあったけどなあ」

その博物館ドラマ撮影とかでも使われて有名で、俺たちが名所と断言できる唯一の場所だった。

だけど町の小さな博物館なんて、滅多に人は来ない。

俺ですら数えられる程度しか行ったことないから、推して知るべしって奴だ。

から、せめて博物館についての思い出話をしようと思った。

「車の博物館……うん? 車……道路……信号機

だけど車繋がりで、ふと思い出したんだ。

この町を象徴する、とある信号機のことを。

次 ≫

2019-06-18

まなざシムシティ

まなざし村まなざしメガロポリスに発展させるには、いったい何をすればいいんだろうか?

とりあえず自由戦士を燃料にする火力発電所建設かな。

2019-04-28

原発火力発電のどちらが危ないかという話

京都大学に通っていたころ、ある教授がこんなことを言っていた。

原発事故で発生する被害はほぼ無限大いか確率が小さかろうと、∞を掛ければ∞なのだから期待値で考えれば原発は火力より危ないと言えるのだ。」

呆れるほど乱暴議論だった。京大教授ですらこんな滅茶苦茶なことを言うのかと思った。

(その教授は外部から来ていたうえ、一緒に聴いていた京大生は誰もまともに取り合っていなかったというのを知って安心したが)

上の主張がいかに酷いものであるか、賢明はてなー諸氏には一目でわかると思うのだが、一応書いておく。

  • ∞は数値ではない

数学的に∞とは、ある変数の変化に伴い際限なく大きくなっていく別の変数の「動き方」を示すのであって、単独で数値として存在するものではない。

原発事故被害は単に物凄く大きな「有限の値」にすぎない。

仮に有限の物凄く大きな値を、簡単のため∞と置くことが許されたとしよう。

そうであるなら、有限の物凄く0に近い値は、無限小簡単に言えば、「ほぼ0」)と評価しなければ割に合わない。

原発事故の発生率は、見積もりが大きくバラついているものの、だいたい数千年~数万年に1回という話だから、これを「無限小」と評価しないのは釣り合いが取れないだろう。

ちなみに数学的には、無限大×無限小の掛け算は「不定である

原発ほどではないが、火力発電所事故も相当ひどいものだ。

そちらの被害額が∞でないとはどうして言えようか?

そもそも原発被害が∞というわけのわからない評価は「人の命は何よりも重い」という無邪気な前提から来ているのではなかろうか。

そうだとすると、火力だって人が死ぬ可能性はあるのだから、そちらも当然に∞となるはずである

そうなれば期待値比較したときに∞と∞の比較になって答えは不定となるはずだ。

原発長所はその発電量である

こういう評価リスクとリターンを総合してするものだ。

本気で比較するならば、正しい手順はおそらく以下のようになるはずだ。

  1. どのような値をリターンとし、どのような値をリスクとするか、その算定方法を決定する。
  2. リターンの値に対してリスクの値をどのように重み付けて減算するか、その統合方法を決定する。
  3. それぞれの発電方法に対し、リターンの値を何らかの前提のもとに「有限の値」として評価する。
  4. それぞれの発電方法に対し、事故が起きた時の損害額を「有限の値」として評価する。人の命にもちゃんと何らかの前提のもとに値段を付ける。
  5. それぞれの発電方法に対し、事故の発生率を「有限の値」として評価する。
  6. あらかじめ策定した方法に基づきリターンとリスク統合して何らかの評価値を出し、それを比較して、どちらが優秀であるか決定する。

全体的に件の教授は、∞だの期待値だのという数学上の概念を都合よく(そして不正確に)利用して煙に巻こうとしているようにしか見えない。

原発反対という用意した結論があって、どうしてもそこへ誘導したいのだろうが、仮にも旧帝大学生相手にそれをやるのなら

ちゃんとした手順を追ったうえに「原発<火力」となる結論を導いてほしかった。

2018-09-13

北海道にこれから旅行にいこうとしてる人たちへ

道民だけど止めとけと言いたい。

北海道の主力発電所である苫東発電所はまだ完全に復旧してない。

現在、駆使されている火力発電所老朽化が激しくいつどこが故障するかわからない。

即ちいつまた大規模かつ長時間停電が起きるかわからない。

安全保障できない。

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