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【電動な生活】エネルギーの話

投稿日:20201107

ご多分に漏れず私も利用者に過ぎない一般市民なわけですが、どうも最近エネルギー問題が話題にのぼることが多くなっているような気がしています。
地球温暖化が実感として伝わってきている最近ですが、やはり電気エネルギーが主流になっていくんだろうなと思われます。

エネルギーの源泉は太陽

sun
地球人としては、エネルギーは太陽から降り注ぐエネルギーがすべての源泉と言っていいと思います。現在降り注いでいるエネルギーは光エネルギーがほとんどで、その仕組は核融合なので、まだ当分無尽蔵といえる量です。
もしそのすべてをエネルギーに変換することができれば、たった一時間程度で現代の1年分の地球で消費する分のエネルギーがまかなえるという試算となるそうで、まだまだ太陽エネルギーは利用されていないというのが現状です。
工場や施設設備のような固定された場所へは、発電所から送電線を通じて電気エネルギーを運ぶことができます。しかし移動する車両などで電気エネルギーを使おうとする場合、蓄電池を介さなければ基本的にエネルギーを持ち運べません。
その昔には十分な性能を持つ蓄電池は無かったため、列車や船舶のように巨大な動力が必要とされる乗り物の動力のためにエネルギーを使おうとした場合、エネルギーの携帯性を考えると、化石燃料が使われることになりました。
石炭・石油などの化石燃料からエネルギーを取り出すために燃やすと、二酸化炭素が発生して地球温暖化が問題となっているわけですが、超大昔の話で考えれば元はと言えば太陽のエネルギーが変換され果てた結果として、地中にエネルギーを持った油やガスとして蓄積されたものを、まぁ便利だからという理由で使ってるわけです。

エネルギーをどう持ち運ぶか

engine

このように、どうやってエネルギーを運ぶかということに着目すると、その仕組みの技術進化が進んで社会や生活が改善されていきます。
まずは効率の良い優秀な蓄電池に電気を蓄えて持ち運び、移動するもので使おうという試みでは、これから世界の主流となるであろう電気自動車=Vがあります。そこに行き着く前には日本でも主流になってきたハイブリッド=HV車が有ります。
動力はモーターですが、そこに電気を供給するために電池から電気を取り出すわけですが、その電気はどこから来るかと言うと、発電所から充電ステーションを経由して充電していたりして、元は石油で発電していたりもします。
HV車の場合は蓄電のためにガソリンエンジンを回したりするわけで、外部から充電する仕組みが無かったりするんですね。
どうも普及している現実的仕組みとしては、大量のエネルギーを蓄え、燃やせばCO2の出る石油から大きなエネルギーを取り出して使うというのが現実的な線ですが、これも一部の国では禁止の方針が出ていたりします。
脱炭素の取り組みでは水素で発電し、電気を持ち運ぼうという試みが続いていますが、その水素を製造するためのエネルギーはどこから変換するのかも問題で、化石燃料を反応させる方法、水の電気分解、アルコールの改質などの方法がありますが、いずれも一長一短があります。
いずれの場合でも、副産物や環境への影響が少なからず存在しますので、このエネルギーの運びかたについては今後もずっと続く課題だと言えそうです。

イメージでは水素と電気

ev
結局のところ、元は太陽エネルギーだったものを、持ち運びながら使うニーズが無くなることはないので、せっかくならキレイで、人間社会を汚さないものが選ばれていくことでしょう。
社会性が高い乗り物として、バスには水素車が起用されはじめています。トヨタFCバスと呼ばれるモデルが都バスに起用されて久しいですが、一般には燃料電池バスと呼ばれています。
水素を酸素と化学反応させて電気を取り出す、いわば発電機なんですが、電池と呼んでるあたりはちょっと違和感が有りますね。
発電方法には複数の方式がありますが、エンジンを回すより高効率でエネルギーを取り出せます。発電された電気は一旦蓄電池に蓄え、そのあとはEVと同様に電気自動車の機構をとおして動力に変換されます。
発電したあとの排気は水蒸気だけなので、まぁ湿度は高くなるでしょうけど二酸化炭素をばらまかない方式です。
ただ電池が積んであるだけのEVに比べたら、発電機を積んでいるので価格が高いということ、水素ステーションがEV充電ステーションの数と同数設置されるとは思えないこと、物理的に液体として水素を運べないことから航続距離がそれほど長くできないことなどで、一般の自動車市場向けでは今後もキツイんじゃないでしょうかね。
後は電気をどう作るですが、なかなかこれから原子力も化石燃料もキツイし、再生可能エネルギーに無尽蔵に設備投資するしかないんでしょうかね?
スマホ1台を自転車こいで充電する動画がYouTubeに上がってましたが、めっちゃ疲れて大変とのことで、人力発電も無理ですかね。

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