クルマ以外の乗り物の燃料、エンジン

質問

クルマでは、ソーラー、バイオ燃料、ハイブリット等
ありますが、それ以外の乗り物（航空機、船舶）では、
クルマ程　見ないのですが、利用者が、少ないからでしょうか？

・また、どんな新しい燃料、エンジンが、あるのでしょうか？
・クルマの技術をすぐに転用可能なのでしょうか？
・原子力潜水艦が、ありますが、やはり自動車の動力にするには、
危険すぎるエネルギーなのでしょうかね？

回答No.5

Sasakik · ベストアンサー

原子力自動車ですか・・・核動力が「夢のエネルギー源」だったころにあったような・・・実は’６０年代までのＳＦの世界の発想ですね。
仮に原子炉そのものを小型化しても放射線を封じ込めるための格納容器が必要なうえ、水冷だと膨大な量（数トン以上でしょう）の水が必要だし、ナトリウム冷却ならナトリウム火災の危険性も無視できないし・・・４０年以上前に、自動車用としてはおよそ実用性がないと切り捨てられた技術と言っていいでしょうね。
船舶にしても、原子力が辛うじて存在価値を認められているのは、動力部分の物理的サイズが小さい割に大出力であることが求められる潜水艦、空母と砕氷船（コンパクトで重量級が有利らしい）くらいで、メンテナンスコストが掛かりすぎるため、水上戦闘艦の動力源としてはアメリカが核動力巡洋艦を全て早期退役させた事実から判るようにメリットはありません。商用船分野に至っては見るも無惨な結果に・・・

あ、サンダーバード２号は、補助エンジンを含め合計２０基のジェットエンジンが動力源ではなかったか　と。
原子力エンジンは「ＳＯＳ原子旅客機」などに登場した「ファイヤーフラッシュ」号でしょう。この飛行機、２時間１０分ごとに原子炉を交換をしないと乗員・乗客が被曝するという、とんでもない設計なんだけど・・・’６０年代初頭は、それでも最新の夢の動力源を持つ飛行機でいられた時代だったんですねぇ（少し後の「原潜シービュー号」でも原子炉室の火災シーンが良くあったような気が・・・）。

＞・クルマの技術をすぐに転用可能なのでしょうか？
はて、クルマの技術って最先端だったっけ？特にクルマの技術が進んでいるとも思えませんね。
有人飛行まで行ってないけど、太陽電池だけで高々度長時間飛行を実現したＮＡＳＡの観測機もあったんで、純太陽電池動力は航空機分野が先行しているとも言えそうだし・・・ソーラー船なんていうのもあったね。

燃料電池も、潜水艦で研究が進んでいるＡＩＰ （Air-Independent Propulsion＝非大気依存推進）技術の１つの形態として、ドイツの２１２型潜水艦でディーゼル・エレクトリックとのハイブリッドで実用化の段階にあります。
船舶技術でいうなら、外燃機関のスターリング・エンジン（燃料はケロシン）も実用化されて、スウェーデンの技術を導入して日本の潜水艦にも採用されますねぇ。

そういえば、堀江謙一さんが波を推進力に変換する「波浪推進船」でハワイ－紀伊水道間の航海を成功させていますね。これなんか自動車には無理な話だよね。

＞クルマ程　見ないのですが、利用者が、少ないからでしょうか？
一般に情報が流れていない（普通の人が飛行機や船舶の燃料補給に行かないでしょ）ため、アナタが見ていないだけですね（まあ、この辺の情報に通じているのが普通とも思えませんが・・・）

お礼

なるほど
原子力は、冷やす為に膨大な水が必要なんですね

＞はて、クルマの技術って最先端だったっけ？

　最先端じゃないけど一番　普及しているから
安定しているんじゃないかな～なんて思って
　技術分野にもよると思いますが
航空分野が最先端と言う事になるんですね

回答No.9

gerappa

原子力自動車に一言補足します。
原子力自動車は近々市場に出ますよ！
・・・といっても、実際に原子炉を搭載しているわけではありません。
三菱自動車の「アイ・ミーブ」のような、電気自動車です。
原子力機関を利用して動く乗り物は、直接原子力エネルギーを動力にしているわけではありません。
原子炉で水を加熱し、そこから生じる蒸気を利用して発電用のタービンを廻して、電気エネルギーを作り出しています。
原子力船（空母や潜水艦等）は、こうして得た電気エネルギーで、モーターを駆動させて、推進エネルギーにしています。
ネ！だとすれば、電気自動車を利用している人の住んでいる町の電気が、原子力発電所から供給されているとすれば、立派な原子力自動車でしょ。
あ？でも、火力発電所だっら＝火力自動車？
水力発電なら＝水力自動車？
風力発電なら・・・失礼致しました<(_ _)>・・・。

回答No.8

omeger

バイオ燃料は、自動車以外にも広く使えると思いますが、
自動車用途だけでも供給能力が足りなくて一部しか代替できなそうなので、
実用的には他のものまで使う余力がなさそうです。
実際、自動車は運輸部門のエネルギー消費の中で大きい割合を占めて、
かつエネルギーの代替が難しいため、対処で困っている分野です。

大型船の燃料のC重油はガソリンよりもコストも安いですし、
エネルギー当たりの輸送量もトラックより大きいため、
必ずしも自動車よりエネルギーで劣っているとかいうわけではありません。
貨物はトラックで運ぶためにエネルギー消費量が大きくなっている面もあり、
トラックから船舶や鉄道にシフトした方が二酸化炭素削減になりますが、
実際には船舶や鉄道からトラックへのシフトが進んでいます。

・旅客：エネルギー消費量(エネルギー白書2006より)
http://www.enecho.meti.go.jp/topics/hakusho/2006EnergyHTML/image/i2102034.png
1974 乗用車739.6 バス58.7 鉄道60.3 海運5.1 航空63.8
1984 乗用車1157.9 バス54.7 鉄道63.3 海運4.4 航空90.8
1994 乗用車1690.8 バス71.6 鉄道72.4 海運67.6 航空114.6
2004 乗用車2045.1 バス66.9 鉄道71.9 海運62.2 航空135.5
(単位:10^15J)

・旅客：単位輸送量当たりのエネルギー消費(エネルギー白書2006より)
http://www.enecho.meti.go.jp/topics/hakusho/2006EnergyHTML/image/i2102036.png
1974 自家用乗用車2.125 バス0.507 鉄道0.186 航空3.617
1984 自家用乗用車2.212 バス0.530 鉄道0.195 航空2.712
1994 自家用乗用車2.004 バス0.716 鉄道0.183 航空1.870
2004 自家用乗用車2.289 バス0.775 鉄道0.187 航空1.656
(単位:MJ/人km)

・貨物：エネルギー消費量(エネルギー白書2006より)
http://www.enecho.meti.go.jp/topics/hakusho/2006EnergyHTML/image/i2102038.png
1974 自動車628.4 鉄道21.4 海運258.7 航空4.9
1984 自動車807.3 鉄道8.5 海運207.0 航空12.4
1994 営業用トラック618.6 自家用トラック904.6 鉄道6.1 海運136.6 航空21.7
2004 営業用トラック665.6 自家用トラック707.7 鉄道5.3 海運125.6 航空23.4
(単位:10^15J)

・貨物：単位輸送量当たりのエネルギー消費(エネルギー白書2006より)
http://www.enecho.meti.go.jp/topics/hakusho/2006EnergyHTML/image/i210203a.png
1974 トラック4.775 鉄道0.410 海運1.345 航空34.729
1984 トラック3.983 鉄道0.369 海運0.985 航空27.887
1994 営業用トラック2.950 自家用トラック12.762 鉄道0.251 海運0.573 航空24.938
2004 営業用トラック2.359 自家用トラック15.560 鉄道0.235 海運0.574 航空22.067
(単位:MJ/トンkm)

回答No.7

GOOD-Fr

自分に補足。

> 車で使えそうなものは、燃料電池です。

この文章は、「車のパワーソースとして今後有望なのは燃料電池です」という意味で書きました。ですので、「効率の点だけならば、内燃機関は将来的にも追い付く可能性はありません」という文章につながるわけです。
「燃料電池は車のために開発された技術であり、それを他に転用することが最近では多くなっている」という意味ではありません。

とはいえ、燃料電池のための「水素ステーション」が町中に増えてくれば、次の変化が社会に起きるかもしれませんね。
というのは、やはりかなり無理かな。水素は「危険物」扱いなので、燃料電池が身近で有望とされているパソコンや携帯電話は、メタノールを燃料として使うタイプになると考えられていて、車で使われることになるであろう水素を燃料とする燃料電池とは異なりますしね。

回答No.6

Sasakik

＃５です。
自動車の世界のシリーズ（直列）ハイブリッドの実用例に「オフロード・ダンプ」がありましたね。
戦車より重たい１００トン超級、大きなモノでは３００トン積みなどという公道を走らせたら舗装や橋梁がひとたまりもない超重量級のトラックです。

潜水艦なら海の忍者たる所以の、静音化のためのモーター用バッテリー充電のためと想像できると思いますが、トラックでは見当がつきますか？
超重量級オフロード・ダンプは、エンジンで発電機を回し、発生した電力でモーターを回すという一見、効率の悪そうな駆動方式をとっています。
これはフル積載した荷重などに耐えられるギアボックスが物理的に存在し得ないため、モーターで直に駆動輪を回すしかないから　だそうです。
かように自動車の分野でも、小型車と超重量級に同じ技術が当然のように通用するとは限りません。

で、何を言いたいのかというと、一般に常識と思われている知識でも全てに通じる普遍性のある情報ではないと言うことです。
普通の乗用車が一般市民に一番身近でニュースとしての需要があるから報道され、広く知られているだけで、それぞれの分野で最適の技術が研究されているでしょう。

自動車はガソリン・軽油を燃やすレシプロエンジンが主流ですが、航空機はタービンエンジン（ケロシン）が主流でレシプロ（アブガスと呼ばれる航空燃料など）はとうの昔に傍流に追いやられています。船舶はと言うと、大型船でガスタービン船もシェアを増やしてきているけど、まだまだレシプロが健在・・・中にはＣＯＤＯＧ／ＣＯＤＡＧなどの両方式を搭載した船もあるし・・・

世界中の研究者などが様々な方向からアプローチをして、それぞれに最適な方式を採用するんでしょうね。
で、それが自動車→飛行機or船だったり、その逆もあると思います。

回答No.4

GOOD-Fr

飛行機についてだけ書きます。

現在、ある程度以上のサイズの飛行機、および、ヘリコプターは、ジェットエンジンが使われています。理由は、出力の絶対値としてあれほどのパワーをあのサイズで出せるものが他にないからです。燃費という点では内燃機関としての最高レベルではありません。タービンに使われる金属が融けない温度に燃焼温度を抑える必要があるため、熱効率の点で限界があるからです。新しいジェットエンジンの効率がどんどん上がっているのは、タービンの改良に負うところが大です。
ジェットエンジンには、ケロシンと呼ばれる、灯油の一種が使われますが、ジェットエンジンは「燃える液体」であれば、たいていのものが利用できます。というわけで、バイオ燃料を使えるかどうかは実機でテストが始まっています。確か、ヴァージンと日本航空がそれぞれに始めたと、ニュースで見た記憶があります。

> クルマの技術をすぐに転用可能なのでしょうか？

身近な車が「一番進んでいるんじゃないか」と思う気持ちはわかりますが、エネルギー効率という点では、「落第点」と言ってもいいでしょう。ですので、「車の技術を他に転用」できることは少ないですが、「他の技術を車に転用しよう」という動きは活発です。
現在の車は、ガソリンが持つ化学エネルギーの 20% 以下しか、エネルギーとして利用できていません。ハイブリッドにしたところで効率が何倍にもなるわけではないので、温室効果ガス削減の観点から「他の方式」が世界中で注目されているのです。
熱機関のエネルギー効率、という意味では、最高レベルのものは「火力発電所」だと思います。この分野では日本が技術的にもっとも進んでいて、変換効率は 60% に達しています。が、この技術は車に転用することはできません。
車で使えそうなものは、燃料電池です。燃料電池の変換効率は 80% 程度。変換過程で熱エネルギーを介さないため、効率の点だけならば、内燃機関は将来的にも追い付く可能性はありません。

以下、原子力の話。

> 原子力潜水艦が、ありますが、やはり （以下略）

大きなまちがいをしています。
「原子力エネルギー」、「原子炉」というのは、経済面から考えるときわめて非効率です。サイズの問題も確かにありますが、車に搭載したら経済的にペイしません。数少ない「原子力がなんとかペイする例外」が、原子力潜水艦、原子力空母、原子力発電です。ついでに付け加えると、宇宙開発、でしょうか。

もっとも原子炉の必然性があるのは潜水艦です。空気を必要とせず莫大なエネルギーを得られる原子炉は、潜水艦のエネルギー源としては最適です。
空母は運用にあたって必要とされるエネルギーが他の艦よりも大きいため、原子炉を使うことに確かにメリットはあります。が、空母の運用自体が経費が莫大であるうえに軍事面から見ても非効率であるため、原子力空母どころか通常型の空母を保有する国でさえ、現在ではごくわずかです。
一時期、各国で「原子力船」の開発を競っていましたが、経済面からみると「休みなく走り続けても元が取れない」ことがわかったため、現在では空母以外の原子力船はありません。（空母は軍艦ですから、経済性については民間よりは寛容です）
原子力発電も原子炉の応用例のひとつですが、原子炉のエネルギー変換効率は 30% 程度しかなく、今のところ向上させる方法が見つかっていません。核分裂で得られるエネルギーがもともと大きいため、効率については「忘れたふり」をすることになっていますが、使えなかったエネルギーを捨てるために、原子力発電所には「大型冷却塔」が必須です。日本の原子力発電所は海のそばに作ることで海水を循環させて熱を廃棄しているため冷却塔はありません。

宇宙開発は原子炉を使わない原子力利用ですが、話が大きくずれるので省略します。

以上のように、原子力エネルギーは世間一般で思われているほど効率のいいものではありません。確かに運用時に温暖化ガスは排出されませんが、大量の核廃棄物の処理にエネルギーを要するうえに、廃棄物の保存期間は 100万年程度必要とされています。さらに、廃棄物に含まれる大量のプルトニウムは核爆弾の材料となりますし、有効な使い道がないうえに環境に漏れた時の被害はウランとは比べ物になりません。（核爆弾ではない「単なるプルトニウム爆弾」でさえ、大変な脅威なのです） プルトニウムを平和目的で効率的に使うには「高速増殖炉」が必要です。が、高速増殖炉は運用がむずかしく、各国で事故を起こしているため、現在、稼働しているものはほとんどありません。プルサーマルは、通常の原子炉でプルトニウムを使うための苦肉の策で、効率という点からはウラン燃料よりもさらに悪くなることになります。

「原子炉のサイズ」とか「事故のときの放射能漏れが心配」とかいう以前に、車への搭載は経済的にペイしないため、かなり遠い将来でもありえないと思っていいでしょう。

原子力を使った空想の乗り物に、「原子力飛行機」というものがあります。サンダーバード２号がそれですね。実用化される予定は今のところありません。

お礼

＞身近な車が「一番進んでいるんじゃないか」と思う気持ちはわかりますが

　普及しているので　エネルギー効率いいのかな～
なんて思っておりました。

　原子力は、廃棄物が出るんですよね～
クルマの燃料にしたら　それこそ危険なゴミが増えますね

回答No.3

opechorse

通常型潜水艦や以前の護衛艦などには
ディーゼルエレクトリックといって
ディーゼルエンジンで発電機を回して、モーターで駆動しています
自動車でいうシリーズハイブリットと同じ原理です

燃料に関して、A重油やC重油は原油からガソリンを取った残りかすみたいなものなので、ある程度の需要がないとならないので経済面ではこれを代替する必要性は薄いと思います

回答No.2

noname#70357

超電導電磁誘導推進船の実験船航行が過去にありました。
神戸メリケンパークに実験船展示があります。

お礼

＞超電導電磁誘導推進船

　確かそんなニュースみました～
「超電導」夢のエネルギーみたいな感じでしたが
続報がなかったんですが　現状はどうなんでしょう

回答No.1

Bayonets

船舶のエネルギー源として、古来より風力は利用されてますね。
風力+内燃機関のハイブリットもあります。日本の内航輸送に小型ですがあるはずです。
欧州ではタンカーに凧みたいなセイル張ったのもあるようです。

またヨットでは世界初の波浪発電による推進で動くものがニュースにでていましたね…あの堀江氏によりハワイから日本まで航海されてます。

昨日のニュースでは漁船の燃料に重油+水+乳化剤でエマルジョン燃料を作り燃費を稼ぐものが紹介されていました。

>・原子力潜水艦が、ありますが、やはり自動車の動力にするには、
小型化するにはコストが…それに原型を留めない事故を起す可能性の高い自動車の動力源には、ちょっと乱暴な気がします。

お礼

なるほど　風力+内燃機関のハイブリットのがあるんですね

　エマルジョン燃料なんてあるんですか～
重油を水で薄めている事になるのかな？

＞原子力
　コスト＆安全性が、クリヤできれば可能なのでしょうか？