架線電化方式と蓄電池電車方式、どちらが電気代が安いか？

電気鉄道に関する質問です。
一般的な架線電化方式と、拠点駅にて充電をする蓄電池電車方式とでは、どちらが電気代が安いでしょうか？
なお、路線全長が14km以下の短い線区での場合を前提とします。

蓄電池電車の場合はリチウムイオン電池を積んでいてそれで回生電力を溜めたりするので、そちらのほうがコストが安い感がするのですが…。

質問者からの補足コメント

• 

  運行本数がかなり少ない線区であれば、蓄電池式の方が効率良いという訳ですか。
  では、一時間に二本(ないし30分毎)とそこそこに少なくても、蓄電池方式は理想的と言えるのでしょうか？
  一時間に三本以上となれば、架線電化の方が良いかもしれないでしょうけど。

  No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2023/10/14 14:03

• となれば、岳鉄がそれらの条件と合致しますね。
  短距離線区であり、平坦区間であり、全区間単線だし。

  No.3の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2023/10/15 05:45

No.3 ベストアンサー 回答者： w124-youngclassic 回答日時： 2023/10/14 21:00

こんばんは。

【回答】
これは、その路線環境に依って変わりますね。

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電力会社から買っている電気代が同じと前提した場合ですが、

▪️複線路線でのお話でしたら、発生した回生電力を他の列車が消費する。架線電化方式の方が有利になる。
▪️単線路線でのお話でしたら、交換駅では同時に加速し同時にブレーキ操作をするので架線電圧は乱高下。架線電圧が上がりすぎると回生ブレーキは使えず空制で停める形となってしまうので、架線に流れる電気はただ消費するだけになってしまう。運行本数次第では蓄電池方式の方が有利に。
▪️直流電化では車両構造が簡単に出来るが、変電所を多く必要とするので設備投資が大きい。交流電化は電圧が高く絶縁対策がオオゴトになってしまい、車両に搭載する機器類も増えてしまうが、電流が少なくすむので変電所を節約できる。
▪️蓄電池方式の車両はノッチの使い方で航続距離が変わってしまうので、実際のところは平坦線で短距離線区でないと導入ができない。
▪️蓄電池方式の車両は重いので、性能や効率は架線方式の車両には敵わない。

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そもそものお話で申し訳無いのですが、蓄電池方式の車両を導入出来る線区が、そもそも限られています。
平坦線で短距離線区、しかも寒いとバッテリー効率が落ちるので温暖なエリア。

そんな路線、そう都合良くはありません。

もし架線方式の車両より有利に働く線区となると、

▪️単線で短距離(片道40キロ程度)
▪️平坦線
▪️直流電化エリア

この辺りでしょうかね。

No.4 回答者： w124-youngclassic 回答日時： 2023/10/15 07:05

おはようございます。

No.3です。

＞となれば、岳鉄がそれらの条件と合致しますね。
＞短距離線区であり、平坦区間であり、全区間単線だし。

合致はしますが、出来るかどうかはまた別問題です。

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▪️架線方式電車と比較して、蓄電池式電車はどうしても重くなってしまうので、速度を上昇させる際の力行時間は長くなる。それだけ電力を多く消費してしまう。
▪️回生ブレーキで発生した電気を架線に戻して他車で使う(架線方式の車両)か、自車のバッテリーに貯める(蓄電池方式の車両)かの違いになる。
▪️架線設備を剥がすのに費用が掛かる。
▪️架線設備を無くしたところで急速充電の為に電力設備が必要になるので、架線設備のメンテナンス費用が無くなるだけでしかない。
▪️そもそも、そんな大規模工事する予算がどこにあるのかの問題。岳南鉄道線を経営している「岳南電車株式会社」は、富士急グループでゴルフ場経営している「岳南鉄道株式会社」の100%子会社。

新規開業路線や、非電化路線の改良で蓄電池式電車にすると言うのでしたら意味はあるのですが、既存の電化路線で非電化にしてまで蓄電池式電車を走らせるのは、良策とは言い難い。

No.2 回答者： angkor_h 回答日時： 2023/10/14 12:47

電気代だけを見れば、架線電化方式のほうが有利です。

蓄電池方式は、蓄電効率や自己放電で損失が生じす。

回生電力の利用は、架線電化方式でも採用されており、
架線を通じて他車両が利用できます。

No.1 回答者： ultraCS 回答日時： 2023/10/14 12:37

蓄電池で電化された地方鉄道としては、宮崎交通と西武山口線があります。

ほかにも、遊覧鉄道には上野のおさるの電車などがあります。

宮崎交通は無縁化の際、電化工事費用を節約するために蓄電池電荷を採用しました。山口線はおとぎ電車出自です。

ご質問のケースでも、列車密度が問題になります。ローカル線で単行か2両程度が一時間に一本のワンマンだったら、電化するより蓄電池のほうが廉いけど、列車本数が増えると、車両増備(電車より高くつく)と充電設備の増設などで、どこかで架線電化の経済性と逆転する。それに、充電池の重量もばかにできません。いつも積車状態で走っているようなものだからです。
さらに、充電池は化学変化で電力を貯めるので、冬は大幅に充電・給電能力が低下します、それを防ぐために、電力の一部を電池を温めるのに使用する必要があるし、冷暖房も行わなければならないことを考えると、外部から供給できる架線電化に比べ足かせは多いです。架線電化でもEF200みたいに架線容量が足りなくてお払い箱というのもありますが。

更に、小規模増備だとスケールメリットが出ないので、車両価格が高止まりする。

なお、電池を保温しなかったために起きた惨事が、中国東北部での電気自動車タクシーのパニックです。日本の電気自動車推進論者はこのニュースを見ない振りをします。
https://www.recordchina.co.jp/b904848-s25-c30-d0 …