目次
まえがき
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タイトル目次
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第1章 エコ技術と生産技術
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アメリカの新車燃費規制
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公差の魔術
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海賊版対策とIpadの中身
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第2章 資源と環境技術
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リサイクルされるレアメタル
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レアアース戦争
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微生物と植物が地球を救う
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日本が産油国になる日
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第3章 電気社会の到来
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宇宙太陽光発電衛星計画
海洋温度差発電
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直流送電技術
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ワイヤレス送電技術
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電気自動車の可能性
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キャパシタ搭載バス
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ハイウェイトレイン構想
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ギガンティック・トウキョウ
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第4章 食料生産技術
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野菜工場
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CAS冷凍技術
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クロマグロの養殖
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第5章 宇宙科学技術
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小惑星探査機「はやぶさ」
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アブレータ耐熱技術
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イカロスの翼
学術・科学技術予算について
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第6章 軍事技術
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CSMミサイル構想
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F22とF35はガンダムとジムくらいに違う
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自衛隊がF22を持つ意味
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空母型護衛艦「ひゅうが」
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第7章 日本の安全保障と国家モデル
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軍事力による平和
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ODAは肉食動物を太らせた
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アメリカの強さの源泉
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日本がスネ夫になるための2つの条件
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しずかちゃんに成りかけた日本
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かつての日本はノビスケだった
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日本が出来杉君になる日
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あとがき
あとがき

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東京大学の堀洋一教授が研究している電気自動車は、電池を持たず、代わりに「コンデンサ(キャパシタ)」を使うのが特徴。コンデンサ(キャパシタ)は通常、電子機器に使われる、ごく微量の電荷を充放電する部品なのだけれど、充放電自体に化学反応を伴うわけではないから、その寿命は半永久的ともいえるほど長く、100万~200万回の充放電に耐え、しかも高速充電が可能。

 

堀教授らのチームが試作した電気自動車「C-COMS」には、3V、1500Fのキャパシタ・セル(コンデンサ・セル)を直列に5個つなぎ、これを3列並列に接続したものを、更に7つ直列に接続することで100V、100Fのモジュールを構成して、搭載している。これにより僅か30秒の充電で、約20分間、時速40kmで走行できるそうだ。

 

この「C-COMS」の凄いところは、搭載しているキャパシタが50Vから100Vの範囲の範囲で動くところで、電圧変動に強く、この範囲内であれば充電エネルギーの約80%が使えるという。ただ、キャパシタ自身に蓄えられる電気エネルギーは、リチウムイオン電池と比べて、およそ10分の1くらいしかなく、折角充電しても直ぐ空になってしまうという欠点を抱えている。

 

そこで、堀教授が注目したのが、磁気共鳴方式のワイヤレス送電技術。これを使えば、信号待ちの間とか、ちょっとした間にちょこちょこ充電しては走り続けることができる。この発想は、架線から電気を貰って走るトロリーバスに通ずるものがあって、架線を無くす代わりに、磁気共鳴方式の送電コイルを其処彼処に設置してやればいい。

 

実は、まだワイヤレス送電とまではいかないけれど、キャパシタを使った交通機関を実用化して運用しているところがある。上海の電気バスがそれ。この電気バスは1.65V、80000Fのキャパシタを18個で1モジュールとして、21モジュールを直列にし、トータル600V、200Fのキャパシタとして使用している。


充電はバス亭に停車している間に、天井のパンダグラフを上げて、200Aで充電。フル充電には200秒くらい必要なのだけれど、実際は30秒程の充電時間で運用している。2007年12月の段階で、この上海の電気バスは7台運行されていて、2006年8月の運行開始から1年半が経過しても、特に大きなトラブルはないという。この時点で、上海万博に向けて100~200台運行を目指しているということだったから、今はもっと多い筈。

 

この電気バスが運行している路線は、全て中国政府負担で運行しているという。この辺り、日本はまだまだ遅れているのではないか。キャパシタ搭載電気自動車の主導権を、中国にすっかり奪われてから「そんなバカな~」なんて叫んでも、もう遅い。堀教授は、将来的には電気自動車はみんなキャパシタを積むようになると言っているけれど、ワイヤレス充電が実用化できれば、その可能性は十分ある。特に、日本なら、ガードレールとか、側溝とか、信号機付近とか、街中だといくらでも設置できる場所があるし、信号なんかで停車するだろうから、磁気共鳴方式のワイヤレス給電には向いている。

ハイウェイトレイン構想

輸送手段といえば、車だけではない。電気による輸送となれば電車のほうがずっと歴史がある。電車は車と比較して、輸送力もスピードも格段に上だから、高速大量輸送には車より電車のほうが向いている。最近は、高速中央分離帯に新幹線を走らせるという、ハイウェイトレイン構想というものが出てきている。

 

これは、東海道物流新幹線構想委員会が提唱している案で、第2東名、第2名神高速道路の中央分離帯に、貨物専用の新幹線を走らせるというもので、1日の輸送量は20万トン。CO2排出量を年300万トン、軽油使用量を年18億リットル、それぞれ削減できるという。第二東名・名神高速道路はもともと、片側3車線で、計画されていたところ、道路公団民営化に伴い、片側3車線が2車線へと変更された経緯があって、中央分離帯のスペースには余裕がある。このスペースを有効利用しようというもの。東海道物流新幹線構想委員会が提言している、現行の諸元案は次のとおり

 

諸元(案)

 

・運行距離 :約600km

・速度・所要時間:平均時速90100km、東京・大阪間6時間30

・ターミナル箇所:東京、名古屋、大阪の3箇所のほか数箇所

・軌間 :狭軌(JR等の在来線と同一)

・列車編成 51ユニットを複数連結、1編成最大25両程度。輸送需要によりフレキシブルに対応

・駆動方式 :動力分散駆動、急勾配区間はリニアモータによる支援システムを採用

・輸送力 :三大都市圏相互間で、約20万トン/日を想定

・積載貨物 :コンテナ(45ftから20ftまで)方式及びトラック輸送方式

 


東名・名神高速道路は、トラックなどの中・大型車の交通量が多くて、06年度のデータでは、一般高速道路の中・大型車が占める交通量の割合は約28%であるのに対して、東名・名神高速道路のそれは37%にもなるというから、このハイウェイトレイン構想が実現すれば、トラックなどの交通量はぐっと減ると期待できる。建設費は総額2兆円くらいになると試算されているけれど、これによる経済効果として、およそ年間4000億くらいは節約できるそうだ。本当だとしたら、建設費など数年で回収できる計算になる。東京-大阪間の物流速度が更にアップかつ効率化することはとても結構なこと。

 

それに高速に新幹線を走らせるということは、当然、電気を供給する設備も高速道路に敷設する必要がある。これに、ついでにといってはあれかもしれないけれど、ワイヤレス給電技術を使って、高速道路の側壁に全部送電コイルを埋めておけば、ハイウェイトレインへの給電もワイヤレスにできるかもしれない。ただ、忘れてならないことは、こうした技術も、それを可能とするインフラがあってのこと。特に日本のように、道路を地方の隅々にまで、くまなく張り巡らせているような国でこそ、こうした新技術が生きてくる。アイデアをアイデアのまま終わらせないだけの実力がある国こそが、こうした夢の技術を現実のものにする。

ギガンティック・トウキョウ

海洋温度差発電プラントや宇宙太陽光発電の地上側の受信設備を建設する際には、当然その為の場所が必要になる。特に宇宙太陽光発電の受信設備に到っては、静止衛星軌道である上空約3万6千Kmもの高度からマイクロ波を受信する構造から、それなりの面積を必要とする。そこで、四方を海に囲まれた日本であれば、海上に土地を作れれば、面積の心配をしなくて良いという発想も生まれてくる。そんな海上に地面を作り出してしまおうという技術もすでに開発されている。メガフロートと呼ばれるものがそれ。

 

メガフロートとは、超大型の浮体式構造物の事。別名VLFS(Very Large Floating Structure) とも呼ばれるけれど、平たく言えば、超・超大型タンカーを船底だけにしたようなもの。その代わり、その面積はタンカーなどの比ではなくて、長さ1Km、幅150m以上にも及ぶ。メガフロートは、既に、いくつかの研究機関によって、実際に研究開発が進められていて、スイスのCSEMCentre Suisse d’Electronique et de Microtechnique)では、直径5000メートルの、円形のメガフロートを、アラブ首長国連邦に建設する計画を進めている。

 

メガフロートの構造には、大きく分けて2種類あって、ポンツーン型という平型箱形船構造のものと、セミ・サブマリーン型という、箱舟の下に設けられたコラムと呼ばれる柱状構造物が半分程度浸水するタイプのもの。ポンツーン型は、比較的波の穏やかな湾内などに適しており、安定性がよく、単純な構造のため建造期間も少なくコストも安い。セミ・サブマリーン型は、沖合の島嶼など、波の荒い海域に設置しても安定しているという特徴がある反面、コストは高くなる。メガフロートの構造物は、スチール製の板骨を組み合わせた構造で強度があり、耐用年数100年を見込んでいる。また、構造物内部には隔壁で仕切られた数多くの空間があり、簡単には浸水しない構造になっている。

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