2025年02月21日
アイデアよもやま話 No.6137 次世代航空機の動力源“超電導”!?
昨年10月16日(水)放送の「ワールドビジネスサテライト」(テレビ東京)で次世代航空機の動力源“超電導”について取り上げていたのでご紹介します。 
なお、日付は全て番組放送時のものです。

エアバスが今日、日本の東芝と共同で発表したのが2030年までに水素を使った実証機を飛ばす計画です。
エアバスのシニアバイスプレジデント、グゼゴルツ・オムバッハさんは次のようにおっしゃっています。
「超伝導を利用した燃料電池がゲームチェンジャーになると信じている。」

飛行時にCO2を排出しない水素航空機の開発です。
2050年にCO2排出量ゼロを掲げ、航空機の脱炭素化に力を入れるエアバス。
その実現に向け、注目したのが東芝の超電導モーターです。
東芝の竹内努執行役員は次のようにおっしゃっています。
「超伝導に関する研究開発は半世紀以上行っておりまして、この技術が実用化されれば、航空機産業だけではなく、大型のモビリティ産業にも革命をもたらすことと信じています。」

電気抵抗をゼロにしてモーター内部のコイルを回転させるため、発熱せずに2メガワットの高出力を出せるのが特徴です。
従来のモーターより10分の1ほどの重量やサイズを実現し、航空機への搭載が可能に。
超伝導を実現するには、超低温状態にする必要があります。
水素航空機は−253℃の液体水素を燃料として使用するため、冷却した後には、そのまま燃料として活用出来るのが大きな利点となります。

東芝と提携する理由について、オムバッハさんは次のようにおっしゃっています。
「東芝は超伝導の分野で長年の専門知識を持っている。」
「2メガワットというのは、航空機に搭載する部品を減らすために一番バランスがとれている。」

半導体メモリーなどの主力事業を売却し、苦しい経営が続いていた東芝。
この超電導モーターを武器に、電動化が進む航空業界で存在感を高め、中型の航空機需要を狙います。
竹内さんは次のようにおっしゃっています。
「今、狙っているターゲットは中型の100人、150人乗れるもので、それがまた航空機の中でボリュームゾーンだと認識してますので、そういったものを(狙って)開発していくということ。」

脱炭素化は現在、空を飛んでいる航空機の燃料でも進化を続けています。

以上、番組の内容をご紹介してきました。

番組を通して、次世代航空機の動力源“超電導”に取り組むエアバス、および東芝の思いいについて以下にまとめてみました。

(エアバスの思い)
・エアバスが昨年10月16日、日本の東芝と共同で発表したのが2030年までに飛行時にCO2を排出しない水素を使った実証機を飛ばす計画である
 -エアバスのシニアバイスプレジデント、グゼゴルツ・オムバッハさんは、超伝導を利用した燃料電池がゲームチェンジャーになると信じている
・エアバスは2050年にCO2排出量ゼロを掲げ、航空機の脱炭素化に力を入れる
 -その実現に向け、注目したのが東芝の超電導モーターである

(東芝の思い)
・東芝の竹内執行役員は、超伝導の技術が実用化されれば、航空機産業だけではなく、大型のモビリティ産業にも革命をもたらすと信じているという
・電気抵抗をゼロにしてモーター内部のコイルを回転させるため、発熱せずに2メガワットの高出力を出せるのが特徴である
 -従来のモーターより10分の1ほどの重量やサイズを実現し、航空機への搭載が可能である
 -水素航空機は−253℃の液体水素を燃料として使用するため、冷却した後には、そのまま燃料として活用出来る

なお、超電導モーターは、その製造過程も含めて、なぜ動力源としてCO2排出量の削減が可能なのかについては添付1を参照下さい。
では、超電導モーターの製造に際し、これらの材料を製造するために水素を使用した場合に、水素を製造するためのエネルギーの製造を含めてもCO2排出量の削減が可能なのかですが、添付2を参照下さい。

要するに、現在、水素エネルギー、あるいは水素燃料電池が次世代エネルギーとして脚光を浴びていますが、今更ながらですが、水素を製造するための燃料源として太陽光や風力などの自然エネルギー、あるいは画期的な発電装置(参照:アイデアよもやま話 No.2025 私のイメージする究極の発電装置とは・・・))による電力をエネルギー源として活用しなければ、トータルとしてのCO2排出量の削減はそれほど期待出来ないのです。
ですから、いずれにしてもトータルとして“脱CO2”による持続可能な社会の実現に向けて真摯に取り組むことが求められているのです。

ところが、現在、アメリカのトランプ大統領は、これまでのバイデン政権の掲げてきた地球温暖化阻止に向けた政策(添付3参照)をことごとく反故にしているのです。
では、再選後のトランプ大統領は地球温暖化による影響をどのように捉えているか、そして、どのようなエネルギー政策を掲げているかですが、添付4を参照下さい。
また、トランプ大統領が地球温暖化を「でっち上げ」と表現している根拠については添付5を参照下さい。

確かにトランプ大統領は実行力においては優れているかもしれませんが、掲げる政策は科学的根拠を無視しており、世界をリードすべき大国、アメリカの大統領として相応しいか、甚だ疑問に感じてしまいます。


添付1)

 

超電導モーターは、その製造過程も含めて、なぜ動力源としてCO2排出量の削減が可能なのか?

 

ChatGPT:

超電導モーターがCO₂排出量の削減に貢献できる理由を、その製造過程も含めて説明します。

  1. 超電導モーターとは?

超電導モーターは、超電導材料を用いたコイルや回転子を持つ電動モーターです。超電導cccvcc状態では、電気抵抗がゼロになり、エネルギー損失が極めて少なくなります。これにより、通常のモーターと比べて高効率・省エネルギー化が可能になります。

  1. CO₂排出削減につながる要因

(1) 超電導による高効率化使用時のエネルギー削減

従来のモーターでは、電流が流れるときに電気抵抗によって**ジュール熱(電力損失)**が発生します。しかし、超電導モーターでは電気抵抗がゼロのため、電力損失が大幅に低減します。

これにより、電力消費量が削減され、発電時に発生するCO₂排出も減少します。特に、火力発電由来の電力使用量を減らせる点が重要です。

▶ CO₂削減効果の例

  • 航空機(電動推進)や電車のモーターに使用すると、燃料消費の削減につながる。
  • 産業用モーター(工場設備、ポンプ、コンプレッサーなど)に適用すると、電力使用の効率化が進む。

(2) 小型・軽量化製造時・輸送時のCO₂削減

超電導モーターは、高い磁場を発生できるため、小型・軽量化が可能です。

▶ CO₂削減のポイント

  1. 材料使用量の削減
    • 小型化により、鉄や銅などの使用量が減少製造時のCO₂排出を低減。
  2. 輸送時のエネルギー削減
    • 軽量化により、輸送に必要なエネルギーが少なくて済む輸送時のCO₂排出も削減。

特に、航空機や電車、電動船などの分野では軽量化が直接エネルギー消費削減につながるため、環境負荷の低減に寄与します。

(3) 超電導材料の製造過程の影響

超電導モーターには、液体窒素(-196℃)や液体ヘリウム(-269℃)で冷却する必要があるものがあります。しかし、近年では高温超電導(HTS)材料(例:イットリウム系超電導体)が開発され、液体窒素のみで冷却可能になり、冷却時のエネルギーコストが低減しています。

▶ 製造過程のCO₂排出への影響

  • 超電導材料の生産はエネルギーを要するが、使用時の効率が高いため、トータルではCO₂排出量が低くなる。
  • レアメタルの使用が減少することで、資源採掘によるCO₂排出も抑えられる可能性がある。
  1. まとめ

超電導モーターがCO₂削減に貢献できる理由

  1. 電気抵抗ゼロにより、電力消費を削減火力発電由来のCO₂排出を抑制。
  2. 小型・軽量化により、製造時・輸送時のエネルギーを削減 → CO₂排出の低減。
  3. 冷却技術の進歩により、運用コストと環境負荷が低減。

今後、超電導モーターが航空機、鉄道、船舶、産業機械、風力発電などに本格的に導入されれば、さらなるCO₂削減効果が期待できます。

 

添付2)

 

では、超電導モーターの製造に際し、これらの材料を製造するために水素を使用した場合に、水素を製造するためのエネルギーの製造を含めてもCO2排出量の削減が可能なのか?

ChatGPT:

 

超電導モーターの製造において、水素を活用する場合に、水素の製造エネルギーも考慮してCO₂排出量を削減できるのかについて検討します。

  1. 水素を活用する主な方法

超電導モーターの製造には、超電導材料(高温超電導体や低温超電導体)、**モーター本体の部品(鉄、銅、アルミなど)**の生産が必要になります。これらの製造工程において、水素を使用する場面として以下が考えられます。

(1) 鉄やアルミの製造における水素利用

  • 鉄鋼業では水素還元製鉄(H₂DRI)を利用し、従来の石炭(コークス)を使った高炉製鉄に比べてCO₂排出量を削減可能。
  • アルミ製造では、電解精錬時に水素エネルギーを活用することで、CO₂排出を低減。

(2) 超電導材料の製造プロセスでの水素使用

  • 高温超電導体(例:イットリウム系)の製造プロセスでは、酸化物の合成に高温加熱が必要。これを水素燃焼による熱源でまかなえば、化石燃料の使用を抑えられる。
  • 低温超電導体(例:ニオブ系)は精錬プロセスがエネルギー集約的。水素冶金を活用することで、CO₂排出を抑えることが可能。

(3) 冷却システムのエネルギー供給

  • 超電導モーターは冷却システム(液体窒素・液体ヘリウム)を必要とするが、この冷却装置の電源を水素由来の電力(燃料電池・水素発電)にすれば、化石燃料の使用を削減できる。
  1. 水素の製造方法とCO₂排出量

水素は製造方法によってCO₂排出量が大きく異なるため、どのタイプの水素を使用するかが重要です。

(1) グレー水素(化石燃料由来)

  • 天然ガスや石炭から水素を生成(SMR: 水蒸気改質法)。
  • CO₂排出量が多いため、使用すると全体のCO₂排出が増加する可能性が高い。
    超電導モーターの環境負荷削減効果を相殺する可能性がある。

(2) ブルー水素(化石燃料+CCUS

  • グレー水素のCO₂を回収・貯留(CCUS)することで、CO₂排出を抑制。
    ある程度CO₂削減できるが、完全なゼロエミッションにはならない。

(3) グリーン水素(再生可能エネルギー由来)

  • 再生可能エネルギー(太陽光・風力)で電気分解して製造。
  • 製造時のCO₂排出がゼロ。
    超電導モーター製造でのCO₂削減効果を最大化できる。
  1. トータルのCO₂削減可能性

超電導モーターの製造において、グリーン水素を利用すれば、水素製造を含めてもCO₂排出量の削減が可能です。

シナリオ別のCO₂排出削減比較

シナリオ

製造プロセスの水素

水素製造時のCO₂排出

全体のCO₂排出削減効果

従来(化石燃料のみ)

-

大量排出

なし

グレー水素利用

あり

大量排出

小さな削減効果

ブルー水素利用

あり

低排出(CCUS)

中程度の削減効果

グリーン水素利用

あり

ゼロ

最大の削減効果

したがって、超電導モーターの製造に水素を活用する場合、グリーン水素を用いることが前提なら、CO₂排出量の大幅な削減が可能と考えられます。

 

添付3)

 

これまでバイデン政権の掲げてきた地球温暖化阻止に向けた政策とは?

ChatGPT:

バイデン政権は、地球温暖化対策を重視し、就任以来さまざまな政策を打ち出してきました。主な政策を以下にまとめます。

  1. パリ協定への再加盟(2021年)
  • トランプ政権が脱退したパリ協定に復帰し、国際的な気候変動対策のリーダーシップを取り戻す。
  • 2030年までに温室効果ガス排出を2005年比で5052%削減することを目標に設定。
  1. インフレ抑制法(IRA, 2022年)
  • 気候変動対策に対する過去最大の投資(3,690億ドル)を実施。
  • 主な内容:
    • 再生可能エネルギー支援:風力、太陽光発電、水素エネルギーへの補助金。
    • EV(電気自動車)普及促進:EV購入時の税額控除(最大7,500ドル)。
    • 企業向け温暖化対策支援:工場の省エネ対策、炭素回収技術への投資。
    • クリーンエネルギーの雇用創出:グリーン産業での新たな雇用を創出。
  1. 石油・ガス産業への規制強化
  • メタン排出規制
    • 2024年から、石油・ガス採掘におけるメタン排出削減を義務化。
    • 違反企業には罰金を科す。
  • 化石燃料採掘の制限
    • 公有地での新規石油・ガス掘削許可の発行を制限(ただし、共和党の反発を受け、一部許可を再開)。
    • 2023年、アラスカの北極圏国立野生生物保護区(ANWR)での掘削計画を中止。
  1. 国際的な気候変動対策の推進
  • COP26・COP27での公約
    • 途上国向けの気候変動対策資金を拡充(2024年までに年間110億ドル)。
    • 2035年までにアメリカの電力部門を100%クリーンエネルギー化する目標。
  • グローバル・メタン・プレッジ
    • 100カ国以上と協力し、2030年までにメタン排出量を30%削減する取り組みを発表。
  1. EV・再生可能エネルギーのインフラ整備
  • rrrrEV充電ステーションの全国整備
    • 2030年までに50万カ所の充電ステーションを設置する計画。
  • 電力網の近代化
    • 送電網の整備・アップグレードに巨額の投資を実施。
  1. 企業向けカーボンニュートラル政策
  • 政府調達を「ゼロエミッション」化(2050年までにカーボンニュートラル)。
  • 大企業に対し、気候リスク情報の開示を義務化。

バイデン政権の気候政策の課題

  1. 共和党の反発
    • 共和党は「環境規制が経済成長を妨げる」と批判し、政策の撤廃を求めている。
    • 2024年選挙でトランプ氏が再選すれば、バイデンの環境政策が大幅に後退する可能性がある。
  2. 石油業界との妥協
    • 2022年のエネルギー価格高騰を受け、一部の石油・ガス採掘許可を再開。
    • これにより環境保護団体からの批判を受けることも。
  3. EV市場の課題
    • EV補助金の対象が「北米製造のEV」に限られたため、EUや日本から反発を受けた。

結論

バイデン政権は、パリ協定復帰、EV・再生可能エネルギー推進、化石燃料規制強化、国際的な温暖化対策強化など、大規模な気候変動対策を実施してきた。
しかし、共和党や石油業界との対立、国際的な摩擦などの課題も抱えており、2024年選挙の結果次第で政策の継続が不透明になっている。

 

添付4)

 

再選後のトランプ大統領は地球温暖化による影響をどのように捉えているか、そして、どのようなエネルギー政策を掲げているか?

ChatGPT:

 

トランプ前大統領は、地球温暖化や気候変動に対して懐疑的な立場を取っており、再選後もその姿勢を継続しています。彼は、気候変動対策よりも経済成長やエネルギー自給を優先する政策を掲げています。

地球温暖化に対する認識

トランプ氏は、地球温暖化を「でっち上げ」と表現し、気候変動の科学的根拠に疑問を呈しています。彼は、気候変動対策がアメリカの産業競争力を損なうと主張し、環境規制の緩和を推進しています。

エネルギー政策

再選後のトランプ政権のエネルギー政策は、主に以下の点に焦点を当てています。

  1. 化石燃料産業の振興:石油、天然ガス、石炭などの化石燃料の生産を拡大し、エネルギー自給率の向上と雇用創出を目指しています。具体的には、連邦政府所有地での石油・ガスの掘削許可を増やし、アラスカ国家石油保留地(NPRA)での掘削を解禁する方針です。

georg.site

  1. 環境規制の緩和:前政権が導入した環境規制を見直し、企業活動の自由度を高めるとしています。例えば、火力発電所の二酸化炭素(CO₂)排出規制を緩和し、石炭産業の復活を支援しています。

jetro.go.jp

  1. 再生可能エネルギーへの懐疑的姿勢:洋上風力発電などの再生可能エネルギーに対しては、環境への影響を理由に批判的な立場を取っています。新規プロジェクトの許可停止を示唆するなど、再生可能エネルギーの拡大には消極的です。

georg.site

これらの政策は、短期的な経済成長やエネルギー自給を重視する一方で、長期的な環境保護や気候変動対策には逆行する可能性が指摘されています。

 

添付5)

 

では、トランプ大統領は、何を根拠に地球温暖化を「でっち上げ」と表現しているのか?

ChatGPT:

 

トランプ前大統領が地球温暖化(気候変動)を「でっち上げ」と表現している根拠として、彼の発言や政策を踏まえると、以下のような主張が挙げられます。

  1. 経済的・政治的な策略説
  • 2012年に「地球温暖化は中国がでっち上げたものだ」とツイートし、**「アメリカの製造業を不利にするための策略だ」**と主張。
  • 気候変動対策による厳しい環境規制が、アメリカの産業競争力を弱め、特に石炭・石油産業の雇用を奪うと考えている。
  1. 短期的な天候と気候の混同
  • 「寒波が来ているのに、なぜ地球は温暖化しているのか?」と何度も発言し、短期的な寒冷現象をもって温暖化を否定。
    • 例:2019年の寒波の際、「寒すぎる!温暖化はどこへ行った?」とツイート。
    • 2024年の選挙戦でも、「気温が低下しているのに、なぜバイデンは地球温暖化を問題視しているのか?」と発言。
  1. 科学的コンセンサスへの疑問視
  • **「科学者の多くは政治的な意図を持っており、データは操作されている」**と主張。
  • 一部の気候懐疑派の科学者が示すデータ(例:気温上昇の一時的な停滞、太陽活動の影響)を根拠に、IPCC(気候変動に関する政府間パネル)の報告などを疑問視。
  • 「気候変動を利用して政府が人々の生活を管理しようとしている」との陰謀論を支持する発言も。
  1. 気候変動の自然要因説
  • 「地球の気候は自然に変動しており、人間の影響は限定的」との立場を取る。
  • 例:「氷河期と温暖期の繰り返しは自然の摂理であり、人間が原因とは言い切れない」と発言。
  • 一部の研究を引き合いに、「過去にも気温は自然に変動しており、CO₂の影響は過大評価されている」と主張。
  1. 化石燃料産業との関係
  • トランプ氏は石油・天然ガス・石炭産業を強く支持し、**「気候変動対策はこれらの産業を不当に規制するものだ」**と批判。
  • 2024年の選挙戦では、石油業界から多額の献金を受け、「バイデンの環境規制を撤廃し、アメリカをエネルギー大国に戻す」と発言。
  • 具体的な政策として、化石燃料の採掘拡大やメタン排出規制の撤廃を公約。

結論

トランプ氏が地球温暖化を「でっち上げ」と主張する根拠は、政治的・経済的な影響、短期的な天候の混同、科学的コンセンサスへの疑問、自然変動説、化石燃料業界との関係といった点に基づいている。
しかし、科学的には「地球温暖化は人間活動によるもの」という見解が圧倒的な支持を得ており、トランプ氏の主張には十分な科学的根拠がないと考えられている。


 
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