Author Archive

水素電池の活用

 

水素電池は水素を使って発電する、燃料電池の事です。電池とは通常であれば①電気エネルギーをため込む事ができるもの。バッテリーなどの蓄電池がそれにあたります②電池内で化学反応を起こし、電気エネルギーとして作り出されるが放出されてしまえば、再充電などのリサイクル効果が無いもの。この2種類に分けられます。しかし、燃料電池は違います。水素を連続的に電池内で電気エネルギーに変換します。水素が酸化して水になる時に得られるエネルギーを電気エネルギーとして取り出します。構造上は電池のような形式となっているため電池と呼びますが、発電装置と呼ぶほうがすっきりしています。
燃料電池が搭載されることで、水素を燃料として使用できる電気自動車が完成しました。人類史上初めて、CO2を排出しない燃料を使った商用生産品の自動車が生まれたのです。ハイブリッド車、電気自動車と化石燃料を使用した内燃機関(エンジン)からモーターへと自動車の動力が変わる事で、モーターの性能も向上した結果です。水素を供給する水素ステーションなどのインフラがまだまだ整っていないため、普及には時間が必要だと思われます。しかし、時代の流れは確実に水素を使用した燃料電池へと向かっています。(余談ですが、すいそでんちと言う言葉は一般的に使われません)

 

次世代燃料としての期待

 

資源エネルギー庁の目標においては、現在の石油依存度を100%とすると2030年までに80%に削減するという目標を掲げています。この目標の実現には、石油に代替できる次世代燃料がどうしても必要となり、バッテリー、クリーンディーゼル、水素・燃料電池、バイオ燃料というように幾つかの候補があります。

現在でも自動車における実用化として、電気自動車や天然ガス自動車、水素自動車などが普及しており、徐々にその台数も伸びています。それでも本格的な普及には至らず、現在でも石油依存度は100%に近い実情となっています。

新しい燃料で走行する次世代自動車の開発は、省エネルギー、CO2の削減、石油依存度の低減をもたらすことからなくてはならない要素です。なお新しい燃料の次世代自動車が普及するときに鍵を握るのが、エネルギー貯蔵密度とコストが課題となり、その課題をクリアすれば爆発的な普及が見込まれる性質があります。

現状では、従来のガソリン車よりも石油依存度を低くしているハイブリッド車・クリーンディーゼル車がこの課題をクリアしておりますが、将来的には現状での計画的な見通しを立てることは困難ですが、電気自動車か水素自動車による期待が大きいという一面があります。電気自動車や水素自動車が普及すれば、確実に石油の依存度が大きく削減します。

 

バイオ燃料を車に活用する

 

バイオ燃料というのは、菜種、ひまわり、大豆などから採れた油や、家庭でいらなくなったてんぷら油などの、生物由来の油脂を原料としてつくられた燃料のことを指しています。
地球温暖化の原因となる二酸化炭素の排出抑制や、ごみの減量化などの観点から、こうした燃料を車に応用できないかという研究は、以前からさまざまな機関で実施されてきましたが、最近ではこうした燃料を使用したバイオディーゼルカーも全国で出現しています。
これらは県庁や市役所などの公用車として使われているもの、第三セクターの鉄道として活躍しているものなど、実にさまざまな種類があります。
原料となるてんぷらの廃用油などは家庭からの回収が不可欠となりますので、自治体、家庭がいっしょになった、地域ぐるみの環境対策として取り組まれているケースが多いようです。
政府でも全国における普及状況を踏まえて、揮発油品質確保法を改正し、平成21年から施行させていますが、実験用などの例外的な場合を除いて、こうした燃料にも不具合防止のための一定の品質確認が義務付けられることとなりました。
生物由来の油脂については、粘度が高く固形物の混入があるなどして、燃料フィルターの目詰り、噴射ポンプやエンジンの焼き付きなどのトラブルを生じやすいという欠点があるため、さらに実験を重ねて品質の向上が求められているところです。

 

経済面について

 

自動車や航空機の原動力としては、主に現在は石油燃料に依存していますが、バイオ燃料は生物体のエネルギーを利用した燃料として環境にも優しく、枯渇する資源でもある石油の代用も可能ということで注目されています。そのエネルギー源としては、とうもろこしやサトウキビなどの穀物を発酵させることでエタノールを作り出し、それを自動車などの乗り物に使用するというバイオ燃料が一般的によく知られています。

ただ穀物を活用する場合、その食用との競合も指摘され、それが穀物の価格を値上げさせてしまうという経済面でのデメリットの指摘があるのも事実です。しかし廃棄穀物に限れば幅広い穀物を活用することが可能でコストが抑制され、しかもダイオキシンの原因物質である硫黄酸化物や窒素酸化物の排出がないこと、植物燃料はCO2を造り出さずその排出削減に貢献するなどのメリットの指摘もあります。

現在はバイオエタノール精製の研究も世界各国で行なわれており、進展すれば将来的にも化学燃料である石油燃料に確実に置き換わることが想定されています。最近の話題としては、世界の池や湖などに生息して自ら油を生成する「ボツリオコッカス・ブラウニー」という藻の一種が存在し、それをバイオ燃料として活用する研究も盛んに行なわれています。

バイオ燃料の特徴は、周囲の温度が上昇すると酸化して使い物にならなくなり、それを解決するためにはコストがかかるという課題もありますが、コスト面の問題をクリアすれば間違いなく浸透する可能性も高いです。

 

環境面について

 

車の出す排気ガスが大気汚染の大きな要因になっています。しかし最近で環境面のことも考えた車が開発されているのです。
その代表がハイブリッド車になります。こちらは電気とガソリンと両方を使うために従来よりもガソリンの消費量も少なく排気ガスも少なくなるのです。またその上を行く完全な電気自動車もあります。
さらに最近注目されているのはバイオ燃料です。
これはサボテンやトウモロコシなどの植物を元に作られている燃料なのですが、これらの植物を発行させエタノールを発生させて燃料にするというものです。
現在のところガソリンの主な原料は石油なのですが、これはいずれは枯渇してしまいます。石油に代わる原料としてバイオ燃料が今注目されているのです。
単に石油の代わりになるだけでなく大気汚染のリスクも少ないのがいいところです。
ただこの燃料にはまだ問題があります。
作るのにもコストがかかる点です、今のところはガソリンよりも高くつきますので普及させるためにはコストダウンする方法を考えなければいけません。
ただ研究は進んでいますので今後はコスト面での問題も解決される可能性もあります。
燃料の原料となる植物の巨大プラントが今後できる可能性もあるのです。

 

バイオ燃料のデメリット

 

身近な植物などのバイオマスを原料として製造されるバイオ燃料は、自動車の燃料などとして燃焼させたとしても、地球温暖化の原因になるといわれている大気中の二酸化炭素のレベルを上昇させないことから、環境対策の切り札として期待され、世界中で利用がはじまっているところです。しかしながら、バイオマス特有のデメリットというものもないわけではありません。
特に、主要な原料となるトウモロコシやダイズなどは、人間が食用にもしているものですので、燃料製造目的で転用してしまうと、食用のほうが品薄となり、すぐに穀物価格が高騰してしまいます。
穀物価格が上昇すれば、発展途上国の飢餓の問題に跳ね返ってくるほか、燃料製造コストも上昇して普及が進まなくなったり、先物取引などを通じて経済全般に悪影響を与えるといった可能性も否定できないものです。
こうしたことから、現在ではサトウキビの残りかす、廃材、アブラナなどの食用に供するもの以外を原料にした燃料製造にも取り組まれはじめており、実際に県庁や市役所の公用車などでこうした燃料が使用されています。一部では住民運動として、地域でアブラナを育てて花を観賞しつつ、燃料の原料としても活用するといった動きもあります。

 

農家にもたらす経済的メリット

バイオ燃料の魅力は、石油に依存しないエネルギーなため、世界的な価格動向に左右されない面やCO2削減にも貢献できて環境に優しい面があることです。そのため、枯渇資源であると言われている石油に代わる燃料として期待されています。

そのバイオ燃料の製造は、大豆やとうもろこし、さとうきびなどの穀物類からエタノール燃料を生成していきますが、大豆やとうもろこし、さとうきびなどの生産には農家が欠かす事が出来ません。そのため生産者の存在なくして、バイオ燃料が製造されないことで、無くてはならない存在として生産者の価値が向上する側面もあります。

日本においては、農業分野は向かい風で減反政策や農協問題、また補助金の削減、農家の担い手がいないなどの後継者の問題も様々と起こっています。こうした食糧供給だけでなく、社会インフラに貢献する農業のあり方が生まれると農業の発展にも寄与する可能性もあります。

また農業面からも経済に与える影響も大きくなり、その活性化も促すことで新たなビジネスが産まれるきっかけにもなります。その他にも土地の有効活用や不毛の地の開拓なども進み、農業が今よりも行ないやすい環境にもなります。

このように農家が安心して農業を行なえる環境も整えば、地域活性化や発展にも繋がっていきます。

 

CO2排出量から見る環境への影響

 

地球温暖化が世界的な問題になっている中で、その原因の一つとして考えられている二酸化炭素(CO2)削減が急務となっています。そのためには、一人ひとりの環境に対する意識が大切になってきますが、様々な技術改革によっても二酸化炭素の削減に大きく貢献しているものもたくさんあります。

たとえば、自動車のエンジンです。ガソリンを燃料に使った燃焼エンジンは、大量の二酸化炭素を排出します。そのため少しでも二酸化炭素の排出を軽減させるために、ハイブリッドカーのような燃費の良いクルマが人気です。さらに、最近ではガソリンではなく水素を燃料としてCO2を排出しないで走ることができる水素カーも登場し注目されています。

また、化石燃料から作られるガソリンではなく、植物などから作るバイオマス燃料を使ってエンジンを燃焼させて二酸化炭素排出を削減するという考え方も出てきています。これはカーボンニュートラルという考えが元になっています。カーボンニュートラルとは、植物は二酸化炭素を吸収して育つため、それを燃やして二酸化炭素が排出されたとしても、もともと大気中にあった二酸化炭素の総量は変わらないという考え方のことです。このような様々な技術改革によって、地球に優しいクルマが次々に登場しているわけですね。

 

バイオ燃料がもたらすメリット

 

バイオ燃料とは、植物が持っているエネルギーを使って作られた燃料やガスのことで、石油や石炭のような作り出すことの出来ない資源と違い、枯渇しない資源として注目されています。現在は主に、ガソリンへの混合利用を目的としたバイオエタノールと、代替燃料としてのバイオディーゼル燃料の2種類があります。大きなメリットとしては、燃料が燃える際に、植物が光合成で取り込んだ二酸化炭素を排出するので、大気中の二酸化炭素の総量が変わらないと言われている点です。そのため、世界各国で温室効果ガスの排出削減の手段として導入が進められています。また、原料となる作物が大量に必要となり、原料の生産農家にとっては農作物の新たな需要が生まれ、取引の拡大や価格の上昇が見込めるため、農業の振興としても期待されています。さらに、農業振興を図るため導入を進めている国々では、自国で生産される作物を使って燃料を作ることで、産油国からの石油の輸入を減らし、自国のエネルギー自給率を上昇させる助けにもなり、まさに一石二鳥と言えます。しかし、燃料に使用される作物の生産に転換する農家が増えることで、燃料に不向きな作物の生産が減り、価格の高騰や不足などの問題が起こるのではという懸念もされています。