ブログ

カーボンニュートラル、脱炭素社会

2021年 4月 2日


日本は、2020年10月に「温室効果ガスの排出を実質ゼロにする、カーボンニュートラルを2050年までに達成する」と新たな目標を打ち出し、21世紀後半のできるだけ早い時期に脱炭素社会を目指すと宣言しました。
カーボンニュートラル(気候中立)とは、温室効果ガスの排出量と吸収量を差し引きして実質ゼロとする考え方で、大きく二つに分けられます。
 1、エネルギー分野において・・・植物油来のバイオマス燃料などに関し、燃焼するときにCO2を排出しますが、成長過程で光合成によりCO2を吸収しているので、実質、CO2の排出はプラスマイナスゼロの状態になります。。
 2、社会や企業における生産活動において…やむをえず出てしまうCO2排出分を排出権の購入や植樹などによって相殺することで、実質的にCO2排出をゼロの状態にします。
 カーボンニュートラルを目指すうえでの具体策として
・CO2排出量の削減
・再生可能エネルギーへの切り替え(化石燃料を使わない)
・廃棄物の削減
・輸送削減のため、より局所的な生産をサポートする
・輸送の電化
・森林再生などのプロジェクトへの資金提供によるカーボンオフセット
などが挙げられます。
 カーボン・オフセットとは、二酸化炭素やフロンガスなどの温室効果ガスの排出を削減する手段の一つで、排出量を削減する努力をし、それでも削減できなかった量に対して埋め合わせをする方法の一つです。埋め合わせの方法には植林などによる森林再生、削減活動への投資や削減量の買い取りなどがあります。自分自身の温室効果ガス排出量を、別のだれかが削減した量で埋め合わせる(オフセットする)というシステムです。
 大気中の二酸化炭素、フロンなどの温室効果ガスが増えすぎると熱が放出されず地表に溜まってしまい気温が上昇することを地球温暖化と言います。温暖化を遅らせ、脱炭素社会を目指すうえでの取り組みとして、再生可能エネルギーの活用、ガソリン自動車の使用停止、森林保全、節電、節水など生活の変化が挙げられます。地球温暖化による気候変動の危機感が高まる中、カーボンニュートラル、脱炭素社会を目指す動きは活発化してくるようです。

重要視されはじめてきた水素燃料

2021年 3月 19日


2030年までに日本政府は水素燃料を発電や燃料電池車向けの主要燃料としていくことが報じられました。
水素燃料自体を主要燃料としていくことであるようです。
具体的には2030年時点で1000万トン規模の燃料としての活用が目標とされているようです。
1000万トンと報じられても筆者もなかなか具体的なイメージが浮かばないですが、
国内の電力の10%ほどを水素燃料で賄えるようにしていくということであるようです。
こう知ると日本政府が挑戦しようとしている水素燃料を巡る挑戦の意図がやっとイメージとしては伝わってきます。

菅総理が日本政府としての目標を掲げる脱炭素化やその他のグリーン政策はあらゆる分野で変革が促進されていきそうです。
日本製鉄なども電炉や水素を燃料としての水素製鉄法などの導入が2050年までに温暖化ガス実質排出ゼロに向けて始まろうとしています。
2050年までに二酸化炭素の排出を実質ゼロ化する目標は非常に重い課題となっていきそうです。

水素の課題は量産方法の開拓とともに製造コストの削減です。
まだまだ燃料としてのコストが高いと言われています。
2020年12月にはトヨタ自動車の水素を燃料とした燃料電池車MIRAIの新しいモデルが発売されました。
その新しいMIRAIは水素燃料をチャージして一度のチャージでの走行可能な航続距離がさらに伸びたと報じられています。
クルマ関連での環境問題課題解決に向けては一般家庭向けの乗用車よりもトラックなどの大型の商用車がより重要で気になるところです。
トヨタ自動車としてはこうした商用車向けの仕様として水素を燃料とする燃料電池車は有力である可能性があるとしているようです。
筆者としては日夜休まず運行される商用車の仕様の変革は非常に重要であると考えます。
MIRAIの製造開発がそうしたトラックなどの商用車に技術が波及し、普及に向けばクルマを取り巻く環境課題への解決に向けた一助にはなるのかなと考えられます。

注目を集めている蓄電池や蓄電システムたちの背景

2021年 3月 5日


2050年までに温暖化ガス実質排出ゼロ実現を日本政府が目標として定めました。
再生可能エネルギーとそれで生まれた電力を賢く蓄電池に貯めながら使うなどの蓄電システムが注目されています。
目下はじめに石炭火力による発電の新規事業からの撤退が大きく報じられています。
再生可能エネルギーによる発電、電力供給はこれからグリーン政策として欧州を筆頭に推進していく模様です。
欧州では洋上風力による発電のシェアを飛躍的に高めていくことなどが具体的な目標として定められはじめています。
(2020年12月上旬執筆現在)

再生可能エネルギーは太陽光や風力など気候・天候など自然条件に左右されやすく、
自然条件が不安定になると、供給が不安定になりやすい側面が指摘されています。
こういった場合に蓄電池や蓄電システムを間に備えていくことによって上記のデメリットを解決させえいく方法が具体的に模索されてきています。
安全で、安価で高容量の蓄電池が望ましいとされ、あらゆる電池の開発が試されています。
蓄電池の仕様は各大手メーカー独自のものが続々と生まれてきています。

電気を発電する、それを貯める、そして使う。鍵になっているのは電気です。
また、電気は水の電気分解によって温暖化ガスを排出しない燃料である水素を賄うことができる資源でもあります。
電気を基にした水素の燃料としての活用法・調達法がまず大事になってきます。
再生可能エネルギーは蓄電池に貯めて賢く使えるシステムに、
またその余剰電力は水素を燃料として生み、貯めて融通して使う仕組みにしていくことが鍵になってきます。

ただ日本は洋上風力などを活用しようとした場合に、毎年台風がやってくる天候条件が問題として浮かび上がってきます。
洋上で安定した風力が得られたとしても台風で吹き飛ばされて故障などしては困ります。
地産のエネルギーを具体的にどう得て、貯めて、融通して賢く使うために最適な発電方法が望まれます。
再生可能エネルギーによる発電を飛躍的に向上させること、
間に蓄電池や蓄電システムを備え、貯めながら賢く電力を送電する仕組みを得ること、
余剰電力から水の電気分解で水素系の燃料を賄うことなどが重要視されてきています。

バイオマス燃料

2021年 2月 19日


バイオマスとは、石油や石炭のように枯渇する化石由来の燃料ではなく、生物由来の燃料です。バイオマス燃料を使用することで枯渇しないエネルギーを得ることが出来ます。植物由来の燃料は成長過程で二酸化炭素を吸収しているため、燃焼して二酸化炭素を排出しても植物が再吸収するためプラスマイナス0、排出していないと同じとされ、このことをカーボンニュートラルと言い環境にやさしいエネルギーと言われています。日本では古くから薪や炭のような形で利用されており、資源の乏しい我が国では、石油、石炭、原子力に次いで4番目のエネルギー資源と言われています。
 バイオマス燃料には、木くずや廃材、トウモロコシ、サトウキビなど植物資源を発酵して作るエタノール(エチルアルコール)燃料と、家畜の糞尿、生ごみなど有機物を発酵させガス(メタンガス)を加工して作る燃料とがあります。資源エネルギー庁ではバイオ燃料のことを“動植物などから生まれた生物資源の総称で、これらの資源から作る燃料をバイオマス燃料と呼ぶ”と定義しています。
 バイオマス燃料の種類として主に3種類が広く使われています。
バイオエタノール・・・サトウキビなど植物の糖分を発酵、蒸留させて作るエタノ
             ールでガソリンと混合して車や飛行機の燃料とし使用さ
             れています。混合量によってE5(バイオエタノール5%)
             E10(バイオエタノール10%)などと呼ばれています。
バイオディーゼル・・・植物油、廃食用油などにエタノールを加え化学反応させ
             燃料化したもので、軽油とほぼ同等です。ディーゼルエン
             ジン用の燃料として使用されています。軽油に比べて
             硫黄酸化物の排出を削減することが出来ます。
バイオガス‥‥‥‥家畜の排せつ物、生ごみなど有機性廃棄物を微生物によっ
             て発酵させて生じるガスで主な成分はメタンガスです。燃 
             焼させ電力を得て、発電や熱供給に使用されています。
 バイオ燃料を使用するメリットとして
   1バイオ燃料は再生可能エネルギーです。
   2安定的に供給でき太陽光や風力のように天気に影響を受けにくい。
   3バイオ燃料はカーボンニュートラルな点です。
 自然の力を最大限に利用した、環境にやさしくクリーンなエネルギーとしてバイオマス燃料の研究が進められています。木くず、廃材、生ごみ、下水汚泥、家畜の糞尿など処分される原料を使ったバイオ燃料は、エネルギー問題もごみ問題も解決できる有効な方法として、本格的な実用が待たれ、普及が期待されます。 
 バイオマス燃料は、再生可能エネルギーとして「太陽光」「地熱」「風力」と並んで研究開発に取り組んでいる分野です。石油を大量に消費する時代からバイオマスから得られるバイオ燃料を本格的に利用する時代へ変化しようとしています。

コネクテッドカー

2021年 2月 5日


コネクテッドカーとは、ICT(情報通信技術)端末を搭載した車の事で、「常時ネットに接続され、最新の道路状態を取得して最適なルートを算出したり、車にトラブルが発生した際、しかるべきところに連絡する機能を搭載した車」を言います。車両の状態や道路状況など様々なデータを取得、分析し、安全支援システムの拡充を図ったり、アプリ機能によってエンターティメントの拡充が行われています。車の満足度や質の向上を目指すことで、ストレスが軽減され、安全で快適なドライブを楽しむことが出来ます。コネクテッドカーが進化することで自動運転車の実用化が近づきます。
 コネクテッドカーで可能となる主なものとして
緊急通報システム・・・交通事故等の緊急事態発生時に「緊急通報センター」に連
              絡するシステムです。被害を最小限にする為、自動的に
                 事故発生時の位置情報等をGPSを介して通報すること
              で救急機関が負傷者の救助、治療を早期に開始すること
              が出来ます。一刻を争う人命救助では大きな効果が
              期待されています。
盗難車両追跡システム・・・所有する車が盗難に遭った時、車の位置を追跡する 
                 システムです。盗難が起きてもGPSの位置情報で
                 割り出すことが出来ます。車両の異常を感知した
                 場合、携帯に連絡が入り、同時に警備会社に通報
                 が行くシステムのものや、遠隔操作で、エンジンを
                 制御する機能が搭載されたものもあます。
テレマティクス保険・・・契約者の運転履歴(ブレーキの回数、アクセルの踏み
               込み方、運転をよくする時間帯)、運転中の行動などを
               車に搭載しているセンサーを利用して集めて、事故
                  が発生するリスクをドライバーごと分析して保険料
                  を算定します。自分自身の運転技術で減額されること  
                  があるため、交通事故抑制にも繋がります。
 注目を集めているコネクテッドカーですが、インターネットを介して外部と繋がるということはそれだけ危険性も考える必要があります。ハッキングによりブレーキやステアリングのコントロールができなくなるなどの危険性も指摘されており、セキュリティー面の問題は大きな課題の一つです。

音声認識AIアシスタントと医療

2021年 1月 22日


(画像、一般的な汎用音声認識AIスピーカーHomePod)

音声認識とは、人間が声で話す言葉(音声)を文字に変換する技術であり、文字認識や顔認識などと同じパターン認識の一分野です。個人の要望を音声で認識してリクエストに応える対話型のインターフェイス(情報技術)を指します。現在発展中の技術であり、中でも特に音声認識は「複数入力、複数出力のパターン認識問題」であり、パターン認識の中でも最も難しいと言われています。
  現在試験的に医師向けに音声認識AIアシスタント機能が開発されています。この問題は、医師が手書きカルテから電子カルテに移行する際に考えられました。音声認識機能と言語処理機能を搭載した音声認識AIアシスタントに喋り掛けるだけで、内容を分析して医療文書を作成したり、処方箋を書いたり、共有型の電子カルテに記録したりすることが出来ます。医師の医療秘書兼メッセンジャー的な役割を行うことが出来、煩雑な事務作業が軽減され、患者と時間をかけて向き合うことが出来ます。
  医療、介護従事者向けの音声認識AIアシスタントとして「AI顔認証×temi」が完成し、軽作業や感染リスクの軽減が期待されています。
  (「temi]とは、最先端のAI・センサーシステム・カメラを搭載した知的で機動性のあるパーソナルロボットです。周囲の状況を把握して障害物を避け目的地に移動することが出来ます。対話型ロボットとは違い、動くことを目的として作られているため、人間の歩行速度に合わせることも可能です。)
  医療、介護施設でAI顔認証×temiで可能となる機能
・診察順番が来たら患者の迎えや案内を行う。
・病室や検査室への誘導を行う。
・表情から体調を読み取りスタッフに通知する。
・顔認証で入館者のチェックなどが行える。
  昨今、特に重要視されている入館者の管理や不要不急のお見舞いを制限している中、搭載されているカメラで自宅からのお見舞いや、医師の説明を聞くことが出来ます。また遠隔医療では、音声認識AIアシスタントシステムを使い病院と医師、地域と病院を結ぶことも可能となります。
  人対人の接触を少しでも減らし、ロボットが対応することで感染リスクを避けたり、医療従事者の精神的、肉体的負担を軽減することが出来、闘病中の患者や家族の支えになりえる機能を持ち合わせています。

再生可能エネルギー

2021年 1月 8日


法律では、資源に限りのある化石燃料とは異なり、エネルギー源として、永久に使用できると認められたエネルギーを再生可能エネルギー源といいます。具体的には、太陽光、風力、水力、地熱、太陽熱、大気中の熱その他自然界に存在する熱、バイオマスなどが挙げられます。
 日本のエネルギーは殆どが化石燃料を使用する火力発電、ウランを使用する原子力発電に依存しており、二酸化炭素による温室ガス効果問題や地球温暖化など環境への問題も指摘されています。環境問題も含め「資源が枯渇しない、自然界由来のエネルギー」として再生可能エネルギーが注目を集めるようになりました。
太陽光発電…シリコン半導体などに光が当たると電気が発生する原理を利用
         して 太陽の光を直接電気に変換する発電方法です。太陽が空
         に出ていればいつでも発電でき、化石燃料を使わないクリーン
         で環境にやさしく持続的に発電が可能ですが、天候に左右され
         やすく、夜間、雨天などは、発電ができません。
風力発電・・・・風の力を風車の羽根で受け止めモーターを回し、電気エネルギー
         に変換して発電する方法です。風さえあれば夜間でも発電でき、
         陸上だけでなく、洋上でも発電できます。温室効果ガスを排出
         しないため、環境に配慮した発電方法です。
水力発電・・・・昔からある発電方法、ダムを利用した大規模のものから、中小
         規模の河川や、上下水道を利用し、一定量の電力を供給する
         水力発電設備です。水が流れる力や落下する運動エネルギー
         で発電機を回して電気を作ります。自然条件に関係なく安定
         した電力を供給することが可能です。
   地熱発電・・・・地下から発生する地熱エネルギーを利用するため枯渇すること
         なく安定した発電ができます。発電時に使用した高温の蒸気や
         熱水は発電以外にも、農業用、暖房用など再利用が可能です。  
バイオマス発電・・・動植物から生まれた生物資源「バイオマス」を利用し、バイ
            オマスを直接燃焼させるか、ガス化するなどして発電します。
            バイオマス資源は廃棄物(家庭の生ごみ、家畜排泄物など)
            も再利用するため、自然環境改善にも役立っています。
 ほとんどの資源を輸入にたよっている日本では再生可能なエネルギーを確保するためにも開発に力を注ぐ必要があります。再生可能エネルギーはまだ開発途上で課題もありますが、地球環境に優しくクリーンでエコであり今後技術発展が見込めれば火力発電、原子力発電に次ぐエネルギーの供給源として期待ができます。 

炭素プライシング・カーボンプライシング

2020年 12月 18日


炭素プライシングについて
「カーボンプライシングは外部コストを明確にし、かつ低排出な技術の競争力を相対的に高めるため、
温暖化ガスの排出に何らかの支出を課する炭素プライシング(炭素課金、カーボンプライシング)の有効性が指摘されています。
具体的な手法としては、
・炭素税(環境税)
・クリーン開発メカニズム(CDM)、京都メカニズムとも呼ばれます。
・炭素市場ー国内排出証取引、排出権取引
・法律や条例の直接規制による削減義務
・企業に関しては、企業の社会的責任を果たす目的で自主的に削減を行う向きもあります。
また、現在変動相場制・管理通貨制の下にある通貨を「排出権本位制」や「炭素本位制」にするといった、
通貨制度の面から温暖化の緩和を図ろうとする手法も一部で提案されています。」
(「」、炭素プライシング Wikipediaより引用)

CO2などの温暖化ガス排出に価格がつくことは、経済的にものづくりの様相を変えてしまうほどの影響が出てくるのではないかと筆者は考えています。
欧州や米カリフォルニアで進んでいる炭素プライシングはこれから、目前に欧州でまずさらに厳しい基準が導入されます。
CO2や温暖化ガス排出に値がつくこと画期的な環境対応を促す施策であるとも考えられます。
気候変動・地球温暖化は地球上の大きな環境問題となってきています。

中国も環境対応の自動車に優遇措置を施策しており、自動車などのものづくりに大きく影響を及ぼす可能性も考えられます。
今後SDGs持続可能な開発目標やESG投資などといった新しい理念は炭素税などの環境税も受け入れて広まる可能性もあります。
クルマの大手メーカーも2021年には欧州EUでの炭素市場の排出権取引の規模が大きくなっていこうとしています。
今後より環境に配慮した企業運営を求められる新たなニーズの波が訪れはじめています。
アメリカや欧州の先進企業や政策などから何を見出し学び受け入れられるか今後も注視する必要があると考えられます。

ヨーロッパで先行するクルマの排ガス規制

2020年 12月 4日


2021年から欧州でCAFE規制と呼ばれるクルマの排ガス規制が始まります。
CAFEとは英称Corporate Average Fuel Efficiencyの略です。
欧州で先行する環境技術への意識は自動車のものづくりを引っ張っていこうとしています。
「CAFEとは企業平均燃費のことです。
アメリカでは自動車製造企業ごとに企業平均の燃費を算定し、その燃費が基準値を下回らないように義務付けられています。」
(「」、CAFE Wikipediaより引用)
この規制のさらに厳しい内容の規制が世界に先駆けて欧州EU地域内で2021年に始まろうとしています。

2021年に始まる欧州のCAFE規制は、EU地域内で販売したすべてのクルマを対象に、
メーカーごとに走行1キロメートルあたりのCO2排出量を95グラムに減らすことを義務付けるというものです。
これは既存の自動車製造大手各社のほとんどにとっては不利な規制です。
トヨタ自動車だけが若干の基準値をこえているというようになっているようです。
こうした状況下で有利なのが、電気自動車だけを製造し、量産している米テスラです。
テスラが開発製造しているのはすべてピュアEV電気自動車です。
その分基準値以下となった分を他のガソリン車メーカーにCO2排出枠を売ることができます。
CAFE規制で多くの大手自動車メーカーの目の前の課題解決で考えられる打開策は排ガスの排出枠を基準値以下のクルマメーカーから購入することとなってきます。

コロナ下でピュアEVや水素燃料電池車など排ガスを排出しないクルマの普及をさせるのはかなり厳しい状況ではないかと考えられます。
筆者は日本では長期的な将来には水素の燃料電池車もありなのではないかと考えています。
しかし、2021年と直近で排ガス規制のCAFE規制を導入するEU地域では特にピュアEVの普及増進が必要不可欠ではないかと考えられます。
トヨタ自動車もピュアEV電気自動車をいち早くより多く生産普及させることはできるのでしょうか。
EU地域内での電気自動車事情は直近のクルマ生産の世界をうらなう注目すべきことの1つではないかと考えられます。

廃熱から電力や熱を得る

2020年 11月 20日


廃熱発電
「廃熱発電とは、排出され大気中や水中に廃棄される熱を利用した発電方法です。
一般に廃熱はあまり高温ではないことからスターリングエンジンや熱電変換素子を用いることが多いですが、
太陽光を集約して高温を得てから発電することにより汽力発電を行うものもあります。
2011年現在は、熱電変換素子により地熱、工場の廃熱、宇宙空間における排熱を利用しているものが多いです。
中には鍋やストーブの残熱を利用するものもあります。
また自動車の燃料の3分の2が使用されずに熱として排出されているものを利用した発電なども研究が進められています。」
(「」廃熱発電 Wikipediaより引用)

熱電発電
「熱電発電は近年、廃熱から電力エネルギーを直接回収できる環境に優しい技術として世界的に注目が集まっています。
日本では新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の支援のもと何度かのプロジェクトが組まれました。
現在、これらの成果をもとに民生及び産業の分野から発生する工場や自動車の排熱、
地熱や温泉の熱などの未利用熱エネルギーを電気エネルギーとして利用するための手段として研究開発が進められています。」
(「」熱電発電 Wikipediaより引用)

上記の、一般に廃熱はあまり高温ではないとあるように、割と低温の熱を廃熱として利用する技術が注目されたりしています。
火力発電所などで発生する熱エネルギーの7割は熱水などで海や川に排出されているといいます。
廃熱を電力として活用したり、廃熱の熱を利用したりする技術は効率が良ければなお導入されるべきものと考えられます。
大規模なインフラ投資を必要としない地産地消のエネルギーについては今後考えていく必要があると考えられます。
電気を貯蔵したり活用したりする蓄電池(二次電池)や熱を貯蔵したり活用したりできる媒体などは有用なのではないかと考えられます。
大規模なインフラ投資を必要としないことと、エネルギーの地産地消の網はこれからのエネルギーを考えるキーワードのような気がしています。