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はてなキーワード: 太陽電池とは
景気悪かったからねぇ。
新自由主義なんか取らずに、きちんと景気を回して、設備研究投資をできる環境を続けていれば潰れることなく、太陽電池も日本の産業だったろうに。
日本においてはケインズ主義は別に失敗してなかったからな。新自由主義は世界史に残るレベルで大失敗したが。一度一人あたりGDPがトップクラスになったのが一気に低迷。世界最低の成長率を20年続けた。
大前提として政府は金の動きを整える必要がある。その上で、何が政府がやって、何を民間にやらせるか。なおかつ極力現場に近いところに裁量権をもたせるようにしていくべきだろう。
ケインズ主義にケチが付いたのは、ケインズ主義単独では突然起きた供給由来のインフレに対処できないということだ。石油産出国の戦争とか、経常赤字化した状態の外貨借金。
オイルショックに対してサンシャイン計画が動き出し、一時は蓄電池、太陽電池は世界一位だった。また2000年頃は一人あたりGDP世界2位までいった。
https://finance-gfp.com/?p=4592
これはケインズ主義の功績。1990年までの科学研究投資の結果。
基礎研究や萌芽研究周りは確実に政府が金を出さないとならないやらないとならない。他にも起きるのは稀だが影響が大きな要素もこれも政府が金をだす必要がある。防災、インフラ、医療、文化保護。
その上で、供給由来インフレが起きる要素を予め平時に金をかけて潰しておくということだ。一つは産業振興でもあるが、そのもととなるのは基礎研究投資、萌芽研究投資。
バブル崩壊したが、金の動きを整えて経済を復活させていたら、設備研究投資を積み重ねていたからたぶん今も半導体は強かったとは思う。
バブル崩壊したあと、金の動き無視して、貸し剥がししまくって、金をためこむ富裕層や、金をためこむスタンスに転じた企業をバカバカ減税したうえに、
会社を潰しまくって痛みに耐えれば日本は復活するとなったが、ただ痛いどころか衰退する一方だった。その象徴が半導体や太陽電池でしょう。
特に大規模経済危機のあとの新自由主義的な改革は不景気を温存して設備研究投資をさせず日本を衰退させる猛烈逆噴射ロケットだったってことでしょう。
共産主義はマルクス主義一択だが、資本主義は、新自由主義とケインズ主義があるから資本主義という呼び名では何を指すのかが明瞭としない。
新自由主義は、政府が何もしないのが望ましい。税制もフラット。すぐに売上が出て効果がわかるもの以外は金を出してはならない。
ケインズ主義は、政府が金融、財政、税制で国全体の金の動きを整える。金持ちは金を貯め込むから累進課税もある。ついでに効果があるかが断定しづらいインフラや防災や科学や医療や福祉についても先に金を出して対処する。
1930年までは自由主義。そして大恐慌に対処できなかったから、世界はケインズ主義とマルクス主義に別れて自由主義は放逐された。
マルクス主義が失敗だったのはもちろんだが、
1970年代の石油生産国での戦争や、先進国でも経常赤字で詰まった国があるからケインズ主義は批判された。しかしその後は、1990年バブル崩壊が起きたあと、新自由主義だったが故の失われた30年。
ついでに、石油産出国の戦争もその後日本は科学研究を重ねて。太陽電池や蓄電池研究を重ねて昔は世界一位だったし、経常赤字は出してなかったから、日本におけるケインズ主義は失敗じゃなかった。
新自由主義に転じて衰退の一途だが。
だから「資本主義にすればいい」というのは今では意味がなさない。
ケインズ主義も政府の非効率を生むから、逐次修正するひつようがある。具体的には政府の非効率を対処しつつ、効果があるか断定しづらいが必要な要素にどう金を出していくか。
1990年までは日本は成長してたよ。そして、そもそもケインズ主義から新自由主義への転換は1980年代頃になる。
ケインズ主義がなぜ批判されたのかというと、1970年代の石油供給国での戦争と、一部の国で経常赤字化による供給起因のインフレが起きていたから。
ただ、石油供給国での戦争を踏まえて、太陽電池と蓄電池の研究開発を一気に進めて、2010年頃までは日本は太陽電池でトップだったし、蓄電池ももうそろそろ負けそうだがトップだった。
そもそも日本は貿易黒字出しまくりで批判される有様。つまり、日本においてはケインズ主義は大成功で、更にケインズ主義の欠点も克服していた。
しかし、バブル崩壊のような大規模経済危機を迎えると企業は保身にはいり金を貯め込み、設備研究投資をしなくなる。そこで貸し剥がしや、緊縮財政狙い、選択と集中、金を貯め込む場所のフリーハンドの減税、消費税増税など、
大学の基礎萌芽研究と、企業の設備研究投資という形で、金と時間をかけて地道にやらねばそりゃ新しいものを作れない。
それなのにイノベーションがー起業がーみたいにアホをおだてて思いつかせればすぐに儲かるねたがあるみたいなな空虚なことばかり叫んでるのはそうだね。
昔のやり方に戻せばいいのさ。
ICEは効率の点では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。
原油⇒精製(90%)⇒輸送(98%)⇒エンジン(30-40%)⇒変速機(80-90%)
=20%-35%程度
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、良くても数百度と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。
エンジンは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などの問題が顕在化してくる。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は効率が比較的高く、CO2の排出も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は滑るし、CVTフルードは温まるまで粘度が高くてロスになる（ダイハツはCVTサーモコントローラーとかで頑張ってるけど）。
エンジンの熱効率が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、そのエンジンは実験室の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。
燃焼温度は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、熱力学を説明したかっただけで、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に不可能ということを示したかった。
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%
PHEV, BEVの場合、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。
なお日本の火力発電所のSOx/NOx排出は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の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、電気の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。送電の効率も超高圧送電(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は不要のため、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はさらに上昇する。
ちなみに、xEVは回生充電もできるために、ブレーキ時に運動エネルギーがICEほど熱に変わらない。
（一方ICEは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が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、エンジンブレーキを積極的に使って、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は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。）
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の排出は変わる。つまりグリーンな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 がマツダのWell-to-Wheel理論を持ち出しているが、あれば古い時代のバッテリー製造時のCO2データを使っていて、CO2排出を過大評価している。最近のテスラの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排出の問題は工場や電源構成を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。私は内燃機関と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。）
Li-ion電池に10%含まれるリチウムは、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、オイルタンカーが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。
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。
例えば沖縄は石炭火力の比率が高いため、EVの効率を持ってしてもCO2の排出が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。
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。
(追記: anond:20200211034316 に FCEV vs BEV の効率比較を書いた)
燃料電池車に関していえば、無用の長物と言える。水素を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、水素の輸送とタンクに注入する際の水素の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。
また燃料電池は化学反応なので、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。航続距離が重要なトラックやバス、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の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。
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。
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を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EVにCHAdeMO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。
BEVは寒さに弱い。リチウムイオン電池の特性上、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も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、冬になると燃費が悪化するとされる。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の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が悪化するのはICE特有だろう。
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ー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、劣化の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。
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の効率について、13分程度で詳説してある動画のURLを貼っておく。英語で字幕もないが、割と平易なので、見てみてほしい。論文ソースは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
前述のようにマツダは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で比較している。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の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の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、広大な敷地がほとんど太陽光で埋まっている）。
また、マツダの研究はバッテリー寿命を短く見積りすぎている点で、EVの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ーマネジメントシステム（BMS）がしっかりとしたEVは寿命が長く、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の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。
"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、そんなものは実用上存在できないので、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。この圧力を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、水素エンジンのメリットが1つあった。燃料電池(PEFC)は白金を必要とするため Permalink | 記事への反応(16) | 01:34
軍事脳の君は黙ってて。
プルトニウム周りも技術の一つだが、技術の一つに過ぎない。実際、核分裂原子力発電は世界的に見ても風前の灯の技術。なぜなら、太陽電池の値段が下がっちゃっったから。
原子力発電VS太陽光発電みたいな構図だったが、太陽光発電を離陸させずに２０年経過したら特許切れちゃった。昔は日本が席巻してたが、日本は完全に販売量的にも技術的にも勝てなくなってしまってる。
それより種を撒くことが必要だったし、有望な技術だったら日本で育てるべきだったんだよ。
日本で有望な技術を開発しても、日本で認められなかったら、海外が使う。特許が切れてしまえば、海外は自由に元日本の技術を使える。
ー追加ー
プルトニウムの備蓄云々も可能性としてはありだと思うけど、太陽光を冷遇したまま２０年放置したのはまずかったね。いい技術で、特許切れた技術なら海外導入するに決まってるじゃん。
ラオウの葬儀にノリで来た人かよ！ってツッコミを覚えちゃうんだけど、
まったくややこしい話しよね。
その場で還元分割りだとか、
千差万別が一粒万倍日をも凌ぐ感じよね。
しばらく時間がたったらなんだか計算するのが面倒くさくなっちゃって、
でも今回ポッキリ10％なのでめちゃくちゃ計算しやすいじゃない！
完全に光が無くなっちゃうと予備電池もないから消費税率ゼロになってしまうんだって！
いまここでそれ？って感じよね。
非常にわかりみが高い問い合わせね。
でも電卓使わなくてもだいたいは10％は計算できちゃうじゃない。
次アップならまたややこしくなるけど。
でも税率10％と言うより、
もう気付いたら10月で月の桁が2桁になる方が、
なんかもう今年ももう終わっちゃう方向に走っちゃってる師走！って思っちゃうから、
10月はノリノリで行きたいところだけど、
うわほんと早すぎるわ！
うふふ。
今日はたまたま何も食べなくてビタミンゼリーとヤクルト飲んできたわよ。
それだけね。
水は安いわよね水は飲み放題！
ごくごく飲めちゃうわ。
すいすいすいようび～
今日も頑張りましょう！おー！
今年2倍だから来年半分ぐらいの即効性があるもんじゃなかったってことよ。工業製品なのだから、作れば安くなるけど、量がさばけない間に高い状態は絶対経由する。
FITで太陽光の値段が下がってるのは確か。FITで高い値段で請け負った人々の犠牲にね。かつて強かった日本企業の見る影はない。
もし、ドイツの太陽電池メーカーが強固な特許を持っててドイツがFITやっていたら、勝ってたのはドイツだろうね。同様のことは日本も言える。
というか、10年ぐらい前まで、日本が太陽電池で世界を席巻していた。
蓄電池もいま特許切れ、新規参入、そして、旧来の日本蓄電池メーカーのシェア低下が起きている。今本当に瀬戸際だよ。
正直、日本企業が完全敗退する可能性も高いと思ってるけど、まだ1割ぐらいは挽回できる可能性もある。けど、ガッツリ資金調達して投資しないとならないから難しいだろうね。
シャープがガッツリ投資して勝負に出るのをやろうとしていた。しかし「借り入れ」でやったがために失敗したがね。ガッツリ投資して勝負は「出資」でやらないとならない。
