現役鉄道マンのブログ 鉄道雑学や就職情報

趣味で鉄道好きな人はもちろん、就職・転職で鉄道業界に興味がある人もどうぞ! 現役鉄道マンが、鉄道の雑学や裏話を語ります。

リニアはどれだけの電力を消費する? 原発再稼働は必須なのか?

前回の記事では、JR東海の2020年度上半期決算について触れました。

JR東海 2020年度上半期は1,000億円以上の赤字

コロナの影響が大きく、2020年度の大赤字は免れない。
また、来年度以降が黒字になっても、利益額は大幅に減るのではないか?

 

問われるリニア中央新幹線の必要性 そして電力問題


こうした状況で改めて浮かび上がってくる問題が、リニア中央新幹線の必要性です。

早い話、リニアを開業させると、JR東海は赤字に転落するのではないか?
リニアはJR東海の戦略上必要な路線だが、コロナで世の中の状況が変わったので、戦略を見直す必要はないのか?
来年度以降の決算状況にもよりますが、このような意見が噴出してくる可能性は低くないと思います。

また、仮にコロナの影響がなかったとしても、技術面からリニアを疑問視する声は、昔から多くあります。

その中の一つに「消費電力」の問題があります。
ようはリニアという仕組みは電気をむちゃくちゃ喰うので、費用対効果の悪いやり方ではないのか? という指摘。
また、大量の電力が必要となれば、原子力発電所の再稼働が必要になるかもしれないが、それはどうなの? という不安。

今回の記事では、リニアの消費電力問題について触れてみます。
感情論などではなく、いろいろなデータをもとに考察していきます。

リニアの消費電力は瞬間最大値で74万kWと想定


まず、リニアがどれだけの電力を消費するかのデータから。

JR東海が公表している情報によると、リニアが500km/hで走行したときの消費電力は35,000kW(キロワット)。
これは列車一本当たりの数値で、品川~名古屋間に複数本を同時に走らせたとき、ピーク時の消費電力(瞬間最大値)は27万kW。
品川~大阪が全線開業した暁には、この瞬間最大値が74万kWにまで上昇するそうです。

……なんて書いても、たぶんわかりませんよね。
というわけで、まずは消費電力に関する基本知識の説明をします。

「あ~なんか物理の話になってきた。難しそう」と思った人、大丈夫ですよ。
小学生レベルの話なので、安心してください。
わからなかったら逆にヤバいです(^^:)

「電気をどれだけ使ったか?」の計算式を解説


これから考察していくのは、ようは「電気をどれだけ使ったか?」という話ですが、それは↓の式で計算します。


消費電力 × 使った時間 = 消費電力量


たとえば、消費電力100kW(キロワット)の電化製品があるとします。
これを1時間使い続けたら、消費電力量は 100kW × 1時間(h) = 100kWh(キロワットアワー) になります。

「消費電力と消費電力量? 何が違うの?」と思った人、お風呂に水を溜めるシーンを想像してください。

蛇口から水が出て、どんどん浴槽に溜まっていきます。
このとき、「蛇口からどれくらいの勢いで水が出ているか?」と「浴槽にどれだけ水が溜まったか?」は別の話ですよね。

「蛇口からどれくらいの勢いで水が出ているか?」に相当するのが消費電力。
対して、「浴槽にどれだけ水が溜まったか?」に相当するのが消費電力量です。


消費電力 × 使った時間 = 消費電力量


電気料金の計算は、消費電力量すなわち「どれだけの量の電気を使ったか?」によって決まります。
お風呂の例でいえば、「浴槽にどれだけ水を溜めたか?」で決まるわけ。

今度、電力会社から電気料金のお知らせが来たら、きちんと眺めてみてください。
電気の使用量は、kWhという単位で書かれているはずです。

確認問題


さて、いちおう確認問題を。
繰り返しますが、式は「消費電力 × 使った時間 = 消費電力量」です。

Q.消費電力35,000kWのリニア車両が1時間ぶっ通しで走り続けた場合、消費電力量は?
A.35,000kW × 1h = 35,000kWh

 

Q.30分の場合は?
A.35,000kW × 0.5h = 17,500kWh


これがわかればOKです。
先に進んでください。
消費電力と消費電力量、紛らわしい言葉ですが、混乱したら↓を思い出してください。

消費電力 = 蛇口からどれくらいの勢いで水が出ているか?
消費電力量 = 浴槽にどれだけ水が溜まったか?

リニアは年間でどれだけ電力を消費するのか?


さきほど、リニアの消費電力は、大阪まで全線開業したときの瞬間最大値が74万kWhだと書きました。
仮に朝6時から夜24時までの18時間、この状態が続いたとしたら、どれだけの電気を喰うのか?

74万kWh × 18h = 1,332万kWh

これが一日あたりの消費電力量です。
年間だと、

486万kWh × 365日 = 48億6180万kWh

これだけの消費電力量です。

もちろん、これはバカげた試算。
朝6時になった瞬間から夜24時になるまで、全列車がひたすら最高速度500km/hで走り続けている仮定だからです。
オイ、どうやって乗り降りするんだ(笑)

現実には、駅で止まったり、減速のために電気を喰わない時間があります。
また、リニア(というか現代の電車全般)には、「回生ブレーキ」という電気をリサイクルするシステムが備わっており、消費電力量をより抑えることができます。

というわけで、実際の消費電力量(年間)は、先ほど計算した48億6180万kWhという数字よりも小さくなります。
ただ……どれくらいの数字になるかはわかりません。

根拠はないですが、ここではキリよく数字を丸めて40億kWh(年間)とでもしときましょうか。
もっと小さくなるような気もしますが。

消費電力量に関するさまざまなデータを紹介!


では、この40億kWhという年間の消費電力量、はたして大きいのか小さいのか?

数字というのは、単独で大きい小さいと論じるのではなく、他の数字と比較してこそ意味があります。
というわけで、消費電力量に関するさまざまなデータを出してみます。

日本の年間消費電力量は?


まず、日本では年間にどれだけ電気が使われているか(=日本の年間消費電力量)。
うーむ、なかなか資料が見つからんぞ。
なんとか辿り着いたのが↓の資料。

https://www.enecho.meti.go.jp/about/whitepaper/2019html/2-1-4.html

どうやらここ数年、日本の消費電力量は、年間9,500億kWh前後で推移しているようです。
それ以前は1兆kWhの大台に乗っていたようですが、技術の進歩や、東日本大震災をきっかけとする節電意識などで、少し下がってきているようです。

鉄道会社はどれだけの電力を消費している?


次に、日本の鉄道全体で、年間にどれだけの電力を消費しているか?
これは、国土交通省が発表している鉄道統計年報というものでわかります。
2017(平成29)年のデータによると……

約175億kWh

日本の消費電力9,500億kWhのうち、175億kWhは鉄道に使われている。
比率でいうと、約1.8%です。

なお、この数字は「運転用電力」つまり車両を動かすのに使われた電力です。
駅構内とか事務所とかでの消費電力は、含まれていないと思われます。
(リニアの74万kWという数字も、同様に車両を動かす電力だけのはず)

175億kWhのうち、JR7社で約105億kWhの電力を消費しています。
JRごとの内訳を示すと……

JR北海道 1億4,000万kWh
JR東日本 36億2,000万kWh
JR東海  21億2,000万kWh
JR西日本 31億5,000万kWh
JR四国  6,000万kWh
JR九州  5億9,000万kWh
JR貨物  7億7,000万kWh


JR東海は、年間で約20億kWhの電気を使っています。
ここに、先ほど考察したリニアの消費電力量40億kWhを加えると、約60億kWh。

ただ、リニアが開業すれば東海道新幹線の本数は減りますし、16両編成ではなく、もっと短い両数で運転するでしょう。
つまり、東海道新幹線の消費電力量は減るはずなので、差し引きして、会社トータルの消費電力量を55億kWhと仮定してみます。

消費電力量が、現在より35億kWh増える計算ですね。

電力会社はどれだけの電力を販売している?


次に、電力会社が年間でどれだけの電力を販売しているか?
将来、リニアに絡んでくる東京電力・中部電力・関西電力の数字を見てみます。

東京電力 2,100億kWh
中部電力 1,200億kWh
関西電力 1,200億kWh

(いずれも2019年度の決算書から)


なお、これは「販売量」であって「供給力」ではありません。
つまり、供給力すなわち発電できる能力は、この数字よりもっと上ということ。
実際、決算書などを見ると、三社とも以前はもっと販売量があったようです。

消費電力量は現行体制で問題ないと推測


さて、ここまでいろいろ数字を出しましたが、ちょっと整理します。

まず、消費電力量について。
お風呂にたとえれば、「浴槽をどれだけの水で満たせるか?」という観点の話。

・年間の消費電力量は35億kWhくらい増えるのでは? 
・電力会社は年間で1,000~2,000億kWhの電気を販売している


ここで注意が必要なのは、電力負担が一つの電力会社に集中するのではなく、東京電力・中部電力・関西電力の三社に分散されるということ。
単純計算だと、各電力会社が12億kWhずつくらい供給を増やす必要があります。

先ほども書きましたが、電力会社三社とも、以前はもっと販売量が多かったです。
素人なので断言はできませんが、12億kWhくらいなら、現行の体制で差し支えないと思われます。

瞬間最大値74万kWへの対応 原発なしでリニアは動かせる?


問題は消費電力「量」ではなく、消費電力だと思われます。
お風呂でいえば、「瞬間的に蛇口からどれくらいの勢いで水を出せるか?」という話。

・リニアの消費電力は、瞬間最大値で74万kW


この条件をクリアするために、かなりの勢いで蛇口から水を出せなければいけません。

ただし、やはりこの負担も電力会社三社に分散されます。
一社が74万kWをすべて負担するわけではなく、平準化されるということ。
どれくらいの比率で分散されるかは、列車の本数や走行位置などによってケースバイケースになりますが。

では、電力会社三社はどれだけの供給力を持っているのでしょうか?
JR東海の資料によると……

東京電力 5,771万kW
中部電力 2,785万kW
関西電力 2,542万kW


うーむ、素人考えではありますが、供給力に対して1%前後の負担になりそうなので、なんとかなりそうな気が……。
いちおう、JR東海は資料の中で『超電導リニアの消費電力は、電力会社の供給力に比べて十分小さいものです。』と書いています。

たとえば「原子力発電所の再稼働が必要か?」ですが、原発がないとリニアは成立しない、という話にはならないのではないでしょうか。

なお、原発の発電能力ですが、俗に「1基で100万kW」と言われています。
また、年間の発電量は「1基で100億kWhくらい」という数字を見たことがあります。
(もちろん、原発によって発電能力は異なりますが) 

このあたりの考察、電力関係の仕事をされている方がいらっしゃいましたら、ぜひ教えていただきたいと思います。

電気自動車は原発なしで成立するのか?


最後に、鉄道から話が逸れますが、原発うんぬんを言うのなら、むしろ問題は電気自動車ではないでしょうか。

現在、ガソリンや軽油などで動いている自動車を、すべて電気自動車にシフトしたと仮定すると、日本全体で年間約900億kWhくらいは電力が必要になるはずです。
先ほど、「日本の年間消費電力量は9500億kWh」と書きましたが、電気自動車のために10%くらい供給量を増やさなければいけない。

技術力の向上によって、燃費ならぬ電費が向上すれば、もっと少ない数字で済むはずですが、それにしても大きい。
はたして、これは原発なしでいけるのかどうか?

電気自動車は、電力需要が少ない夜間に充電するケースが多いはずなので、900億kWhという見た目ほど電力会社の負担は増えないと思いますが……。



記事が非常に長くなって申し訳ありません。
まだまだ足りない部分があるので、次回もリニアと電力の話を書きます。

続きの記事はこちら リニアの運転本数は「1時間に8本」で足りるのか?


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