新エネルギー開発の現在における課題についておしえてほしいです。お願いします。

A 回答 (3件)

あまりにも大きすぎるテーマですから、考える上での


キーワードを列記してみます。

まず技術史的な観点です。
現在まで、どの様なエネルギーを利用するかは、以下の
要因で決まっていたという側面を持っています。
 1.搬送・貯蔵技術
  当初は固体(石炭)もしくは液体(原油・石油)での
  能力しかありませんでしたが、冷凍技術の発達等に
  より液化(天然ガス等)状態での搬送・貯蔵が可能と
  なりました。 今後は、下記の変換技術をも含めて
  搬送・貯蔵できないものを、物質として搬送・貯蔵
  できる様にすることが可能になるでしょう。
 2.変換技術(原形から熱エネルギーへの変換)
  まず実用化されたのが化石燃料の燃焼による動力や
  熱を中間体とした電力への変換でした。 次には
  核分裂による熱を中間体として電力に変換する技術
  が確立されていますよね。
  そして現在考えられているのが、エネルギーから
  直接エネルギーを取り出す方法です。
  例えば、光(太陽光)・風・朝夕などから、熱エネ
  ルギーという中間体を介さずに電気エネルギーを
  取り出すなどの方法ですね。
  (この観点からすれば、コ・ジェネなどは新エネで
   は無く、新変換方法の開発となります。)
つまり、この二つの側面を、なんらかの評価指標で判断
する必要がありますが、この評価手法にも一癖あります。
 1.環境面での評価
  エネルギーの利用は「人類がより便利=幸福に」
  生活するという観点(目的)から進められてきま
  したが、それに伴う環境破壊で、根本的目的である
  「人類の生存」を脅かされることへの危惧が出て
  いますので、この面からの評価が指標としてクローズ
  アップされてきました。
 2.経済面での評価
  これは思想や政治体制の問題ともからんできます。
  つまり、現在の自由経済体制で有る限り、どんなに
  環境面で優れていても、経済的に見合わないなら
  採用できない(採用すると経済的破綻に陥る)と
  云うことなんですね。

堅く書きましたが、このキーワードを理解すると新エネの
課題が明らかになります。
つまり、「人類の幸福を達成するためにエネルギーの利用
が進められて来たが、環境面でのデメリットがクローズ
アップされてきたので新エネへの切り替えが求められて
いる。しかし、その新エネも、環境面・経済面の両方から
見て利用できるか否かが決まり、それらは、変換技術
輸送技術によって影響を受けると見て良いことから、この
二つを達成することが課題である。」と解けます。

分散型電源の有望株である太陽光にしても、現在は輸送
技術が確立されていないので、家庭という小さな範囲へ
の導入であり、工業という大きなエネルギー消費機構へ
は適用出来ていません。 だからこそ、大量生産も進ま
ないし、コスト減も進まず、結果として新エネへの転換は、更なる環境悪化という、土壇場でしか進まないとい
う事が容易に理解できます。
(意識の問題だけではないと云うことに注意。)

このように、技術的な解き方ですが、もちろん指標につ
いては政治的・価値観的な変動がある要因です。
ですから、こちらの解決も、広義で言う新エネ開発の
課題の一つです。

蛇足ですが、確かに将来的な危惧(例えば原子力への
不安)などをキックとして価値観を変えようと云う流れ
もありますが、何とも弱すぎます。(欧州等での原発
廃止も、フランス等の原発推進国から余剰電力を購入す
る等の経済的救済があって初めて導入された事に注意。
また、アメリカも京都議定書の批准を拒否する姿勢から
化石燃料の廃止には消極的なことに注意。)

技術論のみ、環境論のみ、経済論のみでの評価をする
という流れで進む限り、新エネの開発はいびつな形に
ならざるを得ないというのが大所高所から見た結論で
これらを統合した、本当の意味でのプロフェッショナル
な論議が、今こそ求められています。
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新エネルギーの開発において、着目すべき点は


1.地球への負荷なく、循環が可能
2.LCCが取得可能なエネルギーを上回る
3.ローカル性がある
4.搬送ロスが少ない
5.古来からの資源を消費しない
大まかに言えばこんなところです。
上記の項目は、裏を返せば現在使われているエネルギーの問題点です。

開発にあたり基本思想として取り入れるべきは、百年後の自分の子孫の視点です。
科学技術が百年後には、現在では想像できないほど向上しているなどと楽観視せず、現状の知見において実現可能なものだけに、実効性を持たせる。
将来の技術を当てにした、エセ新エネルギーを実用化した場合の損害を、百年後の自分の子孫の目で見ることにより、無責任な開発に気が付くことができます。

現状の地球環境の破壊に気が付かなかった先人のミスは、まさにこの点に集約されます。
石油を利用し、原子力を使うことを知った時に、
石油の再現性、原子力廃棄物の分解にどれだけの科学者たちが自信を持っていたでしょう?
恐らく誰も自らの知見としては確信していなかったでしょう。
将来の科学技術の発展に賭けていたといえると思います。
新エネルギーの開発に当たって、最も懸念されることは、先人のミスを繰り返してしまうことです。
漠然とした、お尋ねでしたので、漠然としたお答えになってしまいました。
しかし、この漠然とした思いが、「新エネルギー」を考える上ではきわめて重要な位置を占めていると思います。
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大学のレポートか何かでしたら、お手伝いできることは無いと思います。



そもそも、新エネルギーといってもいろいろ有りますから、十把一絡げに考えるのはちょっと無理がありますよ。もう少し的を絞って頂くことはできないでしょうか?

例えば、
太陽光発電はほぼ実用段階ですが、コストと発電効率に難有り。風力発電は低コスト化と電力の安定供給が困難。燃料電池は燃料の安全な貯蔵や、長寿命、低コスト、小型化が課題です。核融合発電は実用化の目処さえ立っていません。
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Q2次元平面における2点間の平均距離

xy座標平面上の(0,0),(a,0),(0,b),(a,b)の4点からなる平面AB.

その平面ABに含まれる2点を任意に選んだ時


その2点間の距離をa,bを使って表したいです.


お願いします.

Aベストアンサー

任意の2点をrr1=(x1, y1), rr2=(x2, y2)とする。この2点間の距離は
r12 = √([x1 - x2]^2 + [y1 - y2]^2)
これを、0 < x1, x2 < a, 0 < y1, y2 < b という範囲で平均したらよろし。つまり、
r12 dx1 dy1 dx2 dy2
を上の範囲で積分し、ABの面積の二乗でわったらよろし。

Q原子力も自然エネルギーも課題は先送りなんですか?

自然エネルギーを利用した発電は、現在もクリーンで、未来に負の遺産を残さないけど
コストや不安定等の理由により課題が多い。でも、今より未来が大事!?

原発は、安定供給出来きて今はいいけど。将来の廃棄物処理方法や廃炉の解体の問題が
未来に負の遺産を残す。ましてや一度大事故を起すと・・・。でも、未来より今が大事!?

これって、どちらも未来の技術革新頼みなんですか?

Aベストアンサー

> これって、どちらも未来の技術革新頼みなんですか?

おもしろい視点です。

言われてみると極論するなら、完全無公害で、無尽蔵で、安全な動力源を求めているという意味では、原子力も自然エネルギーも同じようなものかもしれません。ですが、それはそれこそ魔法のようなもので、実際にはあり得ないのかもしれません。自然エネルギーも実際には種々の公害を生むし、供給量としては不十分だし、安全かというとそれなりの危険性もある。やっぱり魔法じゃないのですね。

たとえば、太陽熱温水器という技術もあります。太陽光に比べればはるかに低価格で、しかも比較的高い効果が見込める技術ですが、不思議なことに太陽光の普及とともに設置面積は減少の一途をたどりました。日本は数十年前は世界有数の太陽熱大国だったのですが、地球湯環境問題への高まりなどを背景に急速に伸び出した海外とは逆に、日本の太陽熱利用はもはや滅びる寸前です。

http://www.jsme.or.jp/ted/WS2/yahagi.pdf

太陽熱利用などは、いわゆる「技術革新」とはあまり縁がありません。でも、逆に言えばすでに完成された技術であり、大量に導入できて即効性のあるものですが、不思議と誰も見向きもしません。そこにはいろいろな理由付けがあるようですが、要するに、シンプルでわかりやすい、魔法のような技術じゃないのでだれも「過大な期待」を抱かないのでしょう。それに対して原子力と自然エネルギーは、ある種魔法のような魅力があるから、ともに技術革新を頼みにした「推進派」が生まれるのかもしれませんね。

エネルギー技術には、もっと地味でも本当に役に立つものがたくさんあるのですが、たとえば「オール電化」などのキャッチコピーに流されるように消えていったものも少なくありません。消費者、すなわち国民がもっと見る目を持たないと、本当に大事な技術が消えてしまうかもしれません。

> これって、どちらも未来の技術革新頼みなんですか?

おもしろい視点です。

言われてみると極論するなら、完全無公害で、無尽蔵で、安全な動力源を求めているという意味では、原子力も自然エネルギーも同じようなものかもしれません。ですが、それはそれこそ魔法のようなもので、実際にはあり得ないのかもしれません。自然エネルギーも実際には種々の公害を生むし、供給量としては不十分だし、安全かというとそれなりの危険性もある。やっぱり魔法じゃないのですね。

たとえば、太陽熱温水器という技術もありま...続きを読む

Q3次元での点群に対する最小二乗法での平面の算出について(点と平面の距離

3次元での点群に対する最小二乗法での平面の算出について(点と平面の距離。残差ではない。)

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点と平面のZ軸方向の距離(残差)の二乗和を最小とする場合には、
平面をax+by+c=zとして、Σ(ax+by+c-z)^2をa,b,cのそれぞれで偏微分して
それを=0とした連立方程式を解くことで解を得ることが出来ました。
また、式の形も、ある点のxとyを平面の式へ代入した際の値と、点のz値の差分を見ており、
簡単に納得のできるものとなりました。

これに対して、点と平面の距離(空間的な最小距離)の二乗和を最小とする場合には、
どのような流れで計算すれば良いのでしょうか?
点と平面の距離は|Ax+By+Cz+D| (A,B,Cは単位ベクトル)として求まりますが、
これをどう使うのかが分かりません。
Σ(Ax+By+Cz+D)^2をA,B,C,Dのそれぞれで偏微分して=0としても、
定数項が無いため、連立方程式の解がすべてゼロとなってしまいます。
強引に、Σ(A'x+B'y+C'z+1)^2として変形させて解いてみましたが、
得られたA',B',C'からA,B,C,Dに戻すと、Dがきちんと出ませんでした。(他についても怪しい。)

こういった状況に迷い込んでしまい、どう考えるのが良いのか分からなくなってしまいました。
指南いただけませんでしょうか?

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Aベストアンサー

平面の式は、単に Ax+By+Cz+D=0 としたのでは、一意に決まりません。
同じ平面が、 2Ax+2By+2Cz+2D=0 とでも 3Ax+3By+3Cz+3D=0 とでも
書けるからです。
そのために、「(A,B,C) は単位ベクトル」としたのではありませんか?
だから、Σ(Ax+By+Cz+D)^2 を最小化するときに、単なる最小値でなく、
A^2+B^2+C^2=1 という制約下での最小値を探せばよいのです。
ラグランジュの未定乗数法が使えます。

あるいは、制約なしで、Σ(Ax+By+Cz+D)^2/√(A^2+B^2+C^2) を最小化
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Qエネルギー開発は 失敗?

石油の高騰 地球温暖化 砂漠化 アジアの爆発成長
デフレの日本 キーワードはエネルギー。

 国が第一目標とするエネルギーの自立。うまく行ってないように見えます。クリーンエネルギーは普及しませんね。官僚統制でしょうか?
不良債権処理や外交 北朝鮮&イラク&中国問題以上に急を要する問題のはず。
なぜうまくいかないのでしょうか。

Aベストアンサー

政府・政治家の中であまりエネルギー問題を取り上げる人は少ないです。これが大きな問題だと思います
(まともにエネルギーを語っているのは舛添要一氏くらい)
特に現在は地球温暖化とそれに伴う異常気象とエネルギーの関連性が大きいことが分かってきましたから、本当は一番議論しなくてはいけないところだと思います

クリーンエネルギーが普及しないのは政府の政策に問題があります。日本の場合、クリーンエネルギーには補助金は出しますが、ランニングコストに対する援助はありません。一方、風力発電が爆発的に急増しているドイツなどでは発電した電気を高く買い取ってくれすシステムがあります。更にドイツは太陽光も高く買い取る制度ができたので、そのうち太陽光世界一は日本からドイツに変わるでしょう。この他にもデンマーク、スペイン、そしてインド、中国ですら風力発電に力を入れ始めました

また、政府の目標値も他国と比べると低いです。日本では2010年までに電力会社はそれぞれ1.35%は新エネルギーを使用しなくてはならないという法律ができました。しかし、この1.35%というのは、ヨーロッパなどの国々と比較すると、極めて低いレベルです(ドイツとかだと確か20%くらい、デンマークはそれ以上)
これでは新エネルギーの普及はありえません

また、石油代替として有効な天然ガスも日本政府の政策は失敗していると思います。ヨーロッパなどでは、天然ガスはパイプラインで接続されていますが、日本だけは、長距離パイプラインが無く、液体天然ガス(LNG)を使用している世界では珍しい供給体制になっています
完全自立では無いですが、ロシアサハリンから天然ガスをパイプラインを繋ぐ程度のことは必要だと思います
また、石油火力発電も天然ガスコンバインド発電という方式を用いれば、大幅なCO2削減と同時に石油代替となります

また、政治上の大きな問題点は、石油代替エネルギーの開発として原子力に大量の税金をかけています。しかし、原子力は最近の事故の影響もあり、当面新規発電所が難しくなってきています。お金は投入するけど、発電所は出来ない。ある意味税金の無駄遣いと考えます
政府が異常に原子力に固執していることが、エネルギー政策の自由度を低くしていると思います

政府・政治家の中であまりエネルギー問題を取り上げる人は少ないです。これが大きな問題だと思います
(まともにエネルギーを語っているのは舛添要一氏くらい)
特に現在は地球温暖化とそれに伴う異常気象とエネルギーの関連性が大きいことが分かってきましたから、本当は一番議論しなくてはいけないところだと思います

クリーンエネルギーが普及しないのは政府の政策に問題があります。日本の場合、クリーンエネルギーには補助金は出しますが、ランニングコストに対する援助はありません。一方、風力発電が...続きを読む

Q点と平面の距離の算出

仕事の関係で急に空間図形の処理をしなければ
いけなくなりました。

点(xf,yf,zf)が乗っている平面F(ax+by+cz+d=0)があり、
点M(xm,ym,zm)の方向余弦が(l,m,n)だった場合、
平面Fと点Mの距離を求めるためにはどうしたら
いいのでしょうか?

単純に点Mと平面Fとの最短距離を求めるだけなら
垂線をひっぱって内積の関係を使ったりすれば
できるかもしれませんが、方向余弦がからんでくると
もうよくわかりません…
簡単な問題なのかもしれませんが、
数学から離れてずいぶんたちますので
どなたかお力を貸してくださると助かります。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

横から失礼します。

(x0,y0,z0)を通り、方向ベクトル(a,b,c)な直線の方程式は、
(x-x0)/a=(y-y0)/b=(z-z0)/cと表すことができます。
なので、この直線と平面の交点を出して、(x0,y0,z0)とその点の距離を求めてやれば良いと思います。

Qなぜいろんなエネルギー開発をためらうのでしょう?

ある中でも、
洋上風力発電、ソーラー発電、メタンハイドレート、新型安全原発、石炭炭鉱天然ガス、地熱発電、海中波力発電、
など、いろいろありすぎるから一つに絞れず困るのでしょうか?


まだ、海流潮流発電などたくさんあるわけですが、どれもこれも鳴かず飛ばずの状態で決め手に欠く結果の状態で、最後には投げやり気味にやってすすめてみないとわからないとか、いざとなれば節電すればいとか、無責任な最後を締めくくる結果となってしまっていますが、

ここはひとつ、経済などすべて度返しとして、エネルギーさえ得られればよしとするならば、結局は新型原発よりも今までの原発を動かす方が簡単なのでしょうか?


ようするに、津波や地震さえなければ壊れることはなかったわけですから、よっぽどのことが起こらない限り原発の事故はないと推定できます。


しかしながら、臨界漏れやら、放射能もれも度々報告されておりやはり、原発自身の安全性もかなり疑われます。


ならば、次世代エネルギーを開発すべく活動すべきと考えるわけですが、どれもこれも日本を賄ううえで、あまりにも足りなさすぎる結果に終始している代替エネルギーの先頭をなんとか走っているのがソーラー発電でしょうか?


確実に太陽があがり、光を集めるというわかりやすいしくみといえば、これでしょう。


ほかでは、風力発電も海では常に強い風にあたることがほぼほぼ可能であり、頼れるところかなと思われます。


太陽と風に頼るエネルギー資源は、もう少し安定した蓄電系の供給ができるシステムはできないものでしょうか?



各家庭に今までは石油をドラム缶にたくさん溜めたりする文化がありましたが、これに代わろうとするのが、蓄電池を各家庭に設けようという案件です。

この蓄電池を使って、家のしくみを整えると。


そうすることで、蓄電池をたくさん作るには専用の発電所が併設される必要があり、これをソーラーと風力に任せるわけです。

つまり、それだけでおさめろと各家庭には賢くなっていただきます。


工場などは、大容量必要なので、依然として石油などの化石燃料の発電や原発のエネルギーを頼りにするわけです。


こうして、家庭用と工場用ではっきりと発電システムを分けてしまうというアイデアなわけです。



こうすると考えやすいことは考えやすいのでは?

ある中でも、
洋上風力発電、ソーラー発電、メタンハイドレート、新型安全原発、石炭炭鉱天然ガス、地熱発電、海中波力発電、
など、いろいろありすぎるから一つに絞れず困るのでしょうか?


まだ、海流潮流発電などたくさんあるわけですが、どれもこれも鳴かず飛ばずの状態で決め手に欠く結果の状態で、最後には投げやり気味にやってすすめてみないとわからないとか、いざとなれば節電すればいとか、無責任な最後を締めくくる結果となってしまっていますが、

ここはひとつ、経済などすべて度返しとして、エネル...続きを読む

Aベストアンサー

実用レベルなのは、水力と地熱発電です。 地熱の方がいいとおもいます。原発には、いろんな利権が付随するから流行っただけです。金儲けの話としておいしいからです。 地熱発電ではいまひとつ利権が生まれません。

Q点と仮想平面の距離(例題)

以前、3D(X、Y、Z)で3点の点が存在する時に、
3点の座標を含む仮想平面の求め方と、別の点(4点目)と仮想平面との距離を教えてもらいました。
自分なりにエクセルで計算式を組んだのですが、それがあっているのかどうかわかりません。
どなたか良い問題を教えてください。
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例えば、立方体の頂点を(±1,±1,±1)のようにとって
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(1,1,1)との距離は2/√3

Q人工衛星 太陽熱エネルギーの開発

人工衛星が太陽熱エネルギーを吸収し、安定した電力エネルギーを地上へ送るという技術をとある日本大手企業が開発していると聞いたことがあるのですが、詳しくご存じの方いますか?
これが出来れば脱原発はもちろん
この技術は熱を取り除き、電力エネルギーのみを送ることができるそうなのですが
逆にいうと熱を取り除かない場合には大きな電子レンジのような状態となり水を含んだ生物のみが絶滅する兵器となるようで、しかも人工衛星ということは核兵器のような非効率なものとは全く異なる、ものすごい兵器で、核を持てない日本にとっては対米中韓露、世界に驚異的な影響力、抑止力になるものではないかと感じているのですが。少し過激な話となりましたが、
そもそもそんなものが存在出来るのか全くの素人なのでわかりませんので間違った解釈、情報かもしれません。もしも知っている方、聞いたことがある方いらっしゃいましたら色々教えて下さい。

Aベストアンサー

太陽光発電ユニット(太陽熱ではない)を衛星軌道に上げて、発電した電気をマイクロ波で地上に送電する、という話かな?

Q慶應経済入試で、点と平面の距離を求める問題です

座標空間の原点O(0,0,0) と3点A(1,0,0)、B(1/2,√3/4,3/4)、C(1/2,-√3/6,1/2) があるとき
△OABを含む平面をαとするとき、点Cから平面αへ下ろした垂線とαの交点をHとするとき、線分CHの長さはいくらか求める問題です


解法を見ると、法線ベクトル(a,b,c)=(0,√3,-1)を出して点と平面の距離の公式に当てはめているようなのですが、
|0×1/2+√3×(-√3/6)-1×(1/2)| / 全体にかかる√  0の2乗+√3の2乗+(-1)の2乗
となっていますが、分子のほうに
平面αの方程式 ax+by+cz+d=0 の dの部分がないように思えるのですが
よくわかりませんのでお教えお願いします

Aベストアンサー

No.2です。

ANo.2の補足の質問について

>この問題では、まずは法線ベクトルを求めて、それから点と平面の距離の公式に当てはめて解くのが一番妥当でしょうか?

その通りでしょうね。
一番スマートで、計算も楽な解答です。言い換えれば、計算も簡単で短く、それゆえ計算間違いも起こりにくく短時間で解けるということです。

時間制限や計算ミスが問題になるテストや受験では、計算ミスが少なく短時間で解ける解法が望まれます。

時間が十分ある場合は、他の解法と比較してみることも大切でしょう。色々な解法を知っていれば応用力がつくでしょうから…。

Q海力エネルギーは開発できますか?

波力エネルギーもですが、どっちとも開発自体できなくはないのでしょうか?


総工費や隣国の干渉などは、勘案しないものとすればできるのでしょうか?

イギリスでは、北海を使った壮大なエネルギーネットワークを考えているそうです。

http://www.youtube.com/watch?v=ovFR8zb4m-g

ここでは洋上風力発電でのみで、原発を凌ぐパワーを引き起こし、風力発電だけにとどまらずにフィンランドにある水力発電にもつなげて相乗効果で利用して発電をするというビッグプロジェクトを推進中だということです。

日本海は荒いですので、海の中を使ってこういったエネルギーを作り出し、波の力まで活用できれば大きなエネルギーが得られまして、日本の技術と少しの韓国、中国の技術を結集してなんとかできないものでしょうか?


前向きに考えてどうでしょうか?

Aベストアンサー

海を活用した発電手段は、他にも幾つかあります。

Wikipedia「海洋エネルギーより」

・波力発電
・潮力発電
・海洋温度差発電
・塩分濃度差発電
・海流発電


質問者さんは、海流発電に興味があるようですが、私が一押ししたいのは「海洋温度差発電」ですね。
日本では、佐賀大学の上原春男教授が「ウエハラサイクル」を開発しており、大変有望な技術と認識しています。

新エネルギーの開発は、「原発停止・再稼動に関係なく」精力的に推進すべきなのですが、財務省の番犬と化している今の野田政権が、どこまで実行できるのか、非常に疑問に思っています。


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