2009年05月30日

バイオハザード ETHANOL 2ndステージ 第1話

ども、紅閃光です。

さて、今回はエタノール再び!です。
原油価格が低下したこともあって、日本世論ではもう忘れちゃった感がありますが、わたしが予言したように原油の高騰は再び来ます。
そのときのためにボクたちは正しきなまこ・・・じゃなくて、正しきまなこで物事を見つめる力をつけなければなりません。

今回はタイトルこそエタノールと入っていますが、主役は別にいます。

バイオハザード ETHANOL 1stステージではバイオエタノールは省エネにならない、環境に悪いということを説明しました。
だからといってバイオ燃料と呼ばれるものがすべて悪いということにはなりません。

バイオ燃料と呼ばれているものには、何種類かあります。
特に大手ではバイオディーゼルと呼ばれる燃料があります。
これは食用油を再生してディーゼル燃料にしたもので、従来は燃えるゴミになったり川に流されたり、浄化槽で分解されたりしていました。
ゴミを有効に再利用しているわけで、バイオ燃料の中ではもっとも(唯一?)環境に良い燃料と言えます。

と、1stステージのフォローをしつつ、2ndステージではいわゆる新型エコカー、
 ・ハイブリッド自動車
 ・水素自動車
 ・電気自動車
についてざらりと触れてみたいと思います。

これらと、通常のガソリンエンジンやディーゼルエンジン、バイオエタノールエンジンを交ぜて、二酸化炭素排出量が少ない順(エネルギー変換効率の良い順)に並べたらどうなるでしょうか?

日本国民的感覚からいくと、
 水素 < 電気 < バイオエタノール < ハイブリッド < ディーゼル < ガソリン
でしょうか?

あるいは、1stステージを理解していれば、
 水素 < 電気 < ハイブリッド < ディーゼル < ガソリン < バイオエタノール
でしょうか。


いいえ違います。

 ハイブリッド < 電気 < ディーゼル < ガソリン < バイオエタノール < 水素
なのです!

・・・まぁ、話の展開的に読めたかも知れませんが。
ヒソヒソ( ゚∀(・−・)?


2ndステージも3回構成になるかな。
今回はまず、ハイブリッド自動車のおおまかな姿を追いたいと思います。

っと、その前に時事ネタを。

栗本薫女史がお亡くなりになりました。
世界最長の、SFファンタジー小説のグイン・サーガの筆者であります。
1巻を出したときに全100巻の構想をぶったてて、業界を震撼させました。
その後大方の予想を裏切って100巻を突破し、大方の予想通り完結することはできませんでした。
もちろん、それだけ長く続くということはちゃんと本が売れているからであり、私も結構好きです。ジャンル的にはピッタリだしネ。
とはいえ、私が読んだのは15年ぐらい前なんで、50巻前後までだったかなーというところです。
世界的にも注目を集めていた作品だけに、未完という結末はとても残念です。
漫画の場合は連載打ち切りであってちゃんと最終回があり、なんだかんだで完結するのですが、書き下ろしの小説のほうは続編が出ずにパタリと止まってしまうことが多々あります。
作者がお亡くなりなるのはしょうがないとして、ファンと喧嘩して続編を書かなくなってしまった某尻作家や、元気に生きているのに続編を書かない某ポリリンや某うさぎなんかもいます。
完結する勇気がないだけなんでしょうが、未完のまま放置されると消化不良もはなはだしいですよ。
まぁ、それはそれでいいから、本題に戻りましょう。


さて、自動車が生まれて250年が経とうとしていますが、実はハイブリッド自動車はかなり初期から存在していました。
ハイブリッド自動車の広義は、2種類の駆動装置、ということになるのですが、片方を電気モータに限定しても、何種類もあります。
最初の自動車は蒸気機関車でしたが、蒸気エンジンからガソリンエンジンに移行するあたりで、蒸気発電機×電気モータというのが生まれたようです。
昔のガソリンエンジンは非常に効率が悪かったし、音もやかましかったので、蒸気で発電してモータを回すほうが好まれた時期もありました。
とはいえ、その後機械加工技術の向上とともにガソリンエンジンの効率はバンバン良くなったおかげで、蒸気ハイブリッドはスタンダードになることはできませんでしたけどね。
それからハイブリッドカーは長い潜伏期間を迎えるわけです。
そして21世紀にはばたくのかっ?

まぁ、とりあえずハイブリッド式にもいろいろ種類があるのです。
片方を電気モータに限定したものを、実用可能視野からもう少し細分してみましょうか。

・ガソリンエンジン×モーター並列式ハイブリッド自動車
・ガソリンエンジン×モーター直列式ハイブリッド自動車
・ディーゼルエンジン×モーター並列式ハイブリッド自動車
・ディーゼルエンジン×モーター直列式ハイブリッド自動車
・水素エンジン×モーター並列式ハイブリッド自動車
・水素エンジン×モーター直列式ハイブリッド自動車
・直接水素燃料電池自動車
・間接水素燃料電池自動車
・充電式電気自動車

といったところでしょうか。
この状態で効率ランキングすると多少複雑なので、(めんどうだから)やりませんが、中身に関して解説していきましょう。
  。・゚・(Д`(⊂(゚Д゚ つ⌒サボンナ
バイオエタノールエンジンに関してはまな板にすらのせません。その理由の説明は不要ですね?
記憶が定かではない人は過去記事へGO!



まず、ハイブリッドには並列式と直列式があることを説明しましょうか。
並列式とは、あるときはエンジンでタイヤを廻し、あるときはモーターでタイヤを廻すことができる方式です。
それに対して直列式とは、エンジンは発電機にしか繋がっていなくて、タイヤはモーターによってのみ駆動されます。

エンジンはその特性上、低速域では効率が低下してしまうことが言われています。
速度が遅いと燃費が悪くなるということですね。
※編集中(注):だからと言って市街地で高速走行をしないように!制限速度( ゚∀゚)o彡゜ジュンシュ( ゚∀゚)o彡ジュンシュ
停止中の車が動き出すときには大きな力が必要ですが、ここでいうエンジン(内燃機関)の効率低下は始動時のみのことではなく、低速域の話です。

逆にモーターは低速でも高速でも必要なエネルギーとほぼ等しい駆動を行うことができます。
現在では電気を大量に貯めることができないので、電気でタイヤを回すためには、エンジン⇒発電機⇒バッテリー⇒モーター⇒ギヤ⇒タイヤ とエネルギー伝達に手間をかけないといけないので、それだったらエンジン⇒ギヤ⇒タイヤ のほうがエネルギー伝達のロスが少ないということになります。
ただし、エンジンを始めとする内燃機関「カルノーサイクル」は燃焼温度が高ければ高いほど効率が良くなります。(正確には外部との温度差が大きいほど)
言い換えると、並列式の場合は最も効率の良くなる速度域を3000〜4000回転ぐらいにしなくてはなりません。(普通のガソリン車と同じだと言うこと)
しかし直列式では別に8000回転でも10000回転でも効率が良くなるのなら最適な回転数で良いということです。
つまり、同じ量の燃料からたくさんのエネルギーを取り出せれば、エネルギー伝達のロスは相殺できる可能性があると言うことです。

ここらで各方式の特色を比較してみますか。

並列式特色
○低速域でモーター駆動で高効率
○減速時に回生エネルギーを発電で回収できる
○コンセント充電できるものは燃料を補給しなくても運用できる
○バッテリー、モーターが壊れてしまってもエンジンで走行できる
  ・・・かもしれないたぶん無理だけど
×エンジン走行を考えると、エンジンの効率域は低く、広くしなければならない
×モーターからの回転エネルギーを伝達する構造が複雑となる
×伝達機構が複雑なので直列式に比べるとバッテリーの容量が少ない
×エンジンは発電にほとんど関与できない

直列式特色
○低速域でモーター駆動で高効率
○減速時に回生エネルギーを発電で回収できる
○コンセント充電できるものは燃料を補給しなくても運用できる
○エンジンはいつでも理想効率で駆動できる
×エンジンの分だけ電気自動車に比べるとバッテリーの容量が少ない
×ガソリン駆動時は通常のエンジンより音がうるさい(防音措置が必要になる)

参考:電気自動車特色
○低速域でモーター駆動で高効率
○減速時に回生エネルギーを発電で回収できる
○コンセント充電なので燃料を補給しなくても運用できる
×バッテリーが無くなると走行できない
×充電に時間がかかる

上からみっつは、バッテリーとモーターが積んでいれば実現できることなので、電気自動車でも同じですね。
バッテリーの充電に関する問題は別件なのでスルーします。

あっと、今のところ日本ではほぼみんな並列式か直並列式ですね。
並列式の場合、モーターで駆動時はエンジンは切るしかないのですが、直並列式はエンジンと駆動モータに加え発電モータを搭載しているので、モーターで駆動時にもエンジンで発電できます。プリウスなんかはこちらです。なんだか知らないけど、プリウスは今予約が11万台を越えたとかなんとか。
まぁ、わたしの会社は自動車業界への依存度がちょっと高いので、どちらかというと歓迎なのですが。
直列式はヨーロッパで実用化されています。(いっておくけど、ヨーロッパが環境先進国だというのは勘違いなので、ヨーロッパで実用化されているから直列式が良いと言っているわけではありませんからね!念のため。でも市民の環境理解と意識は日本のほうが遅れているのは事実。)
日本の大学でも(・・・どこだっけな)直列式で恐ろしいまでの高効率で走行できるものも実験されています。

車体価格を考えると直列式が今のところ最も安価に作れる可能性があるのかな。
構造的には電気自動車が最も単純なわけですが、充電式バッテリーの価格はまだまだ高く、航続距離を確保しようと考えると、エンジンを載せたハイブリッドの方が有利です。
バッテリーの体積あたりの容量がせめて現在の倍にでもなれば、直列式が格安で普及するんじゃないかと思うんだけどねー。4倍になれば純電気自動車がブレイクするかも。



では、今日はこの辺で。

お湯カレー

posted by 紅閃光 at 00:55| Comment(3) | TrackBack(1) | 環境 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
この記事へのコメント
電気自動車といえばタイヤ6個あって中にモーターが入ってて恐ろしく初速?が早いのがありましたなぁ〜
航続距離もそうですけどやっぱスピードも大事ですよねぇ ミ/ ゚Д゚)ゾニック
Posted by まむ at 2009年06月01日 02:32
早くしないと石油がなくなっちゃう!!
石油と同じ燃える水をちゃちゃとつくれないもんですかね。まあそれが無理そうだから新しいエネルギーなんでしょうが。しかしまあ石油が無くなったら戦闘機とか戦車とか潜水艦とかどうすんのかなアなんて思いますよ 鉄くずになっちゃうんですからねえ・・・
Posted by masaruru at 2009年06月03日 03:58
それは3年ほど前に電気自動車の世界記録を打ち立てた日本製の「8輪」自動車のことですか!
約400`b/時ぐらいだったかと。

現在の世界記録は、缶コーヒーBOSSのCFでやってる飛行機みたいな真っ黒い自動車らしいですよ。
約500`b/時を軽くぶっちしたとか。
CGぢゃナイヨ
トップスピードもそうだけど、バッテリーからどうやって瞬間的に大電流を取り出したノかが驚嘆だね。
ミ/ ゚Д゚)超ゾニック
Posted by 紅閃光 at 2009年06月05日 00:24
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