エネルギー収支比 EPRとは何か?

新しいエネルギーを評価する指標であるエネルギー収支比 EPRとはどんなものなのか? それはどのように定義されエネルギー源の質を測る指標として使えるのか? EPRを紹介してコストの見合わないエネルギーとコストの見あう、つまい収益の上がるエネルギー源とはどのようなものなのかを考えます
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エネルギー源を評価するための新しい指標、EPR

エネルギー収支比 EPR (Energy Profit Ratio)「あるエネルギー設備において、「ライフサイクル全体を通して」生み出されるエネルギー/同 消費するエネルギー」だという。 (ライフサイクルアセスメント(LCA)の一種)

''石井氏よりLCAとは異なる、トータルライフを含めないとの指摘があるのでその部分を修正。くわしくは下記。
''**「エネルギー回収年数(Energy Payback Time: EPT)」(あるエネルギー設備を建設するために投入したエネルギーを、何年で回収できるか?)という指標

ライフサイクルアセスメント(Life Cycle Assessment:LCA)とは製品やサービスに対する、環境影響評価の手法のこと

OKAMURA SHINさんによるエネルギー収支解説

笑い猫 @bokudentw

もったいない学会:マイクロ水力のエネルギー収支http://t.co/OGSLV089 小水力のEPRは原子力、水力に次ぐ第三位 EPR(エネルギー収支)とは→http://t.co/iNC3CiC8 インド、無駄のない社会http://t.co/0a4vsfzA

2012-04-04 18:33:58
OKAMURA SHIN @Shin_Okamura

(突然ナンですけど)エントロピー増大則(あるいは熱力学第二法則)っていうのは、外からエネルギーの出入りが無い系でしか成り立たないってのはWikipediaにも書いてあるくらいフツーの話ですよね。地球も太陽からエネルギーをもらって、それとほとんど同じ量のエネルギーを捨ててます。

2012-02-25 15:01:48
OKAMURA SHIN @Shin_Okamura

(続き①)ずっと首を上下させ続ける水飲み鳥とか、学研の大人の科学のオマケの手のひらの上で回り続けるスターリン グエンジン模型とかも、一見熱力学第二法則に反した永久機関に見えるけど、実は外から薄いエネルギーをもらってそれを動力に変換してます。

2012-02-25 15:02:36
OKAMURA SHIN @Shin_Okamura

(続き②)外からエネルギーをもらって動力に変換する仕組みというのは、自動車のエンジンでも火力・原子力発電でも一緒で、単にもらうエネルギーの濃さが違うだけです。ただ、水飲み鳥やスターリングエンジン模型が使うエネルギー源は薄すぎて馴染みがないから、永久機関と勘違いしやすいんでしょう。

2012-02-25 15:08:44
OKAMURA SHIN @Shin_Okamura

(続き③)正確に言えば発電っていうのは、質の高いエネルギー(電気)を「作り出す」技術ではありません。質がそこそこのエネルギー源を、質の高いエネルギー(電気)と、質の低いエネルギー(気温に近い熱とか)に「分ける」技術です。入れるエネルギーの総量と出てくるエネルギーの総量は同じです。

2012-02-25 15:09:44
OKAMURA SHIN @Shin_Okamura

(続き④)それは、火力でも原子力でも、再生可能エネルギーでも一緒です。 例えばLNG火力(ガスタービンコンバインドの場合)は、燃料の燃焼による熱エネルギー(入力)を、質の高いエネルギー(電気)…約半分、質の低いエネルギー(主にぬるま湯)…約半分、に分けています。

2012-02-25 15:22:33
OKAMURA SHIN @Shin_Okamura

(続き⑤(終わらない・・・))風力発電なら、強い風が、電気と弱い風に。太陽光発電なら、太陽光が電気と空気への放熱、というように。

2012-02-25 15:26:55
OKAMURA SHIN @Shin_Okamura

(続き⑥)ただし、入れるエネルギーの質の高さによって、出てくるエネルギーの質の高い部分と、低い部分との比率が変わってきます。

2012-02-25 15:27:20
OKAMURA SHIN @Shin_Okamura

(続き⑦)入れる側で一番質が高いのは、私の知る限り水力発電(水の位置エネルギー)で、入れたエネルギーの8割以上が電気として取り出せます。逆に、一番質が低いのは、実用化されてる中では多分温泉水のバイナリー発電で、入れたエネルギーの1割弱が電気になります。

2012-02-25 15:28:03
OKAMURA SHIN @Shin_Okamura

(続き⑧)そう考えると、発電装置(発電所)っていうのは、火力でも原子力でも、再生可能エネルギーでも、エネルギーを「分ける」ための装置です。ただ、入れるエネルギーの質も違えば、分ける装置の構造も全然違うので、どれがいいのかを比較するのはそう単純ではありません。

2012-02-25 15:29:14
OKAMURA SHIN @Shin_Okamura

(続き⑨ まだ続く。。)例えば、単純に発電効率が高いのが一番良い発電か?というと、そうではないことは言わずもがなです。エネルギーの枯渇性の視点、CO2排出の視点、排出される汚染物質の量の視点、設置による環境破壊の視点等、様々な指標が出てきます。

2012-02-25 15:30:48
OKAMURA SHIN @Shin_Okamura

(続き⑩)そのいくつもある指標の中で、ライフサイクル全体のエネルギー投入量の視点から評価しようとしているのが「EPR」です。これは、もともとは石油業界の「ある油田から掘り出せる化石燃料のエネルギー量÷掘る為に必要なエネルギー量」の指標で、それを発電にも適用しようとしたものです。

2012-02-25 15:32:08
OKAMURA SHIN @Shin_Okamura

(続き⑪)EPRを発電に適用しようとする場合、単純にはある発電所の一生(建設から廃棄まで)において「送電した電気エネルギーの総量 / 投入したエネルギー総量」を計算することになります。コンセプトとしては非常に分かりやすいのですが実際計算しようとすると悩ましい点が色々出てきます。

2012-02-25 15:33:45
OKAMURA SHIN @Shin_Okamura

(続き⑫)まず、分母の「投入したエネルギー総量」。これに、前述した「発電時に発電装置に入れるエネルギー」を加えるべきでしょうか。火力発電を想定すれば、『燃料(LNGや石炭)分のエネルギーを入れるのは当たり前』ですが、太陽光や水力はどうでしょう?

2012-02-25 15:34:32
OKAMURA SHIN @Shin_Okamura

(続き⑬ 終わらぬ。。)再生可能エネルギーまで含めて一律「発電時に発電装置に入れるエネルギー」を分母に加えると、EPR≒発電効率の逆数、となって、ほとんど意味のない指標が出来上がります。

2012-02-25 15:35:44
OKAMURA SHIN @Shin_Okamura

(続き⑭)では逆に、「発電時に発電装置に入れるエネルギー」を分母に加えないのはどうでしょう?これは、「もったいない学会」の方々が取ってきた算定方法ですが、火力発電で燃やす燃料分のエネルギーをカウントしない、というのは、一体何を評価したい指標なのか、これまた意味が分かりません。

2012-02-25 15:38:46
OKAMURA SHIN @Shin_Okamura

(続き⑮)直観的に正しいのは、入れるエネルギーが枯渇(減耗)しないものの場合(=再生可能エネルギーの場合)、分母には加えない。枯渇(減耗)するもの(=火力・原子力)の場合は分母に加える、という手法です。c.f.産総研櫻井さん資料 http://t.co/QArnntuv

2012-02-25 15:39:51
OKAMURA SHIN @Shin_Okamura

(続き⑯)また、分母の「発電装置(発電所)の製造・建設のためのエネルギー」も要注意です。使ったエネルギーが、電気なのか燃料なのかによっても質の違いの点で単純な足し算でいいのか悩ましいです。例えば日本の省エネ法だと、電気のエネルギーは、燃料の2.73倍に換算して足されます。

2012-02-25 15:40:39
OKAMURA SHIN @Shin_Okamura

(続き⑰ も、もう終わります汗)前述の櫻井さんの資料によれば、太陽光発電は現在1~3年でエネルギー的に元が取れます。すると、太陽光発電所を作ってその電力で6年くらい太陽光パネルを作れば、太陽光発電はエネルギー投入無しでネズミ算式に増えていくことになります。

2012-02-25 15:42:04
OKAMURA SHIN @Shin_Okamura

(続き⑱)そうすると、どういう範囲で見るかによっても、EPRは全く違う、ということになります。

2012-02-25 15:44:04
OKAMURA SHIN @Shin_Okamura

(続き⑲)長々とすいません。まとめます。エネルギー関係の法則とか指標とかには、必ず適用できる前提条件とか範囲の制限があります。 社会科学系はもっとそうなんでしょうけど、エネルギーでも「一つの法則や指標や視点で全てコトが済む」という万能薬は無い、とここだけは断言できます。

2012-02-25 16:04:48
OKAMURA SHIN @Shin_Okamura

(続き⑳ ようやく終わります。。)逆に「〇〇が全て」という物言いには、思考停止とか何らかの意図を持つ詭弁とかが含まれている可能性が高いです。理系の話だというのにスパッと割り切れない居心地の悪さはあるんですが、そこは我慢して割り切れないままマシな方向を考えていきたいなと思ってます。

2012-02-25 16:08:39

EPRからみたエネルギー雑学

簡単に言うと、EPRが1を超えないとエネルギーとして利用するのは収支があわない。たとえばメタンハイドレードは開発が期待されているが、現在ではEPRが1より小さいようである。つまり取り出すコストの方がエネルギーより大きいために収益にならないらしい
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コメント

笑い猫 @bokudentw 2012年4月29日
まとめを更新しました。ラビットリミットについて追加
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笑い猫 @bokudentw 2012年4月29日
まとめを更新しました。@Shin_Okamura ありがとうございました。エネルギー収支解説追加しました
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笑い猫 @bokudentw 2012年5月1日
まとめを更新しました。エネルギー収率の話からいろいろと飛びましたがエネルギー関係のお話です
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笑い猫 @bokudentw 2012年5月1日
まとめを更新しました。海洋温度差発電について追加
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ええな@手洗いネコ🐽 @WATERMAN1996 2012年5月1日
私は基本的に原発推進派なのだけど、これは「使えるものは親でも使え」というスタンスであるので、再生可能エネルギーの開発にも肯定的立場、ただ、今の夢想的な太陽光万歳を冷ややかに見ているというだけ。今後数十年は、化石燃料の消費を削減するために積極的に地熱発電を開発するべきだと思うな。
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Ryuma Hori @HoryuM 2012年5月14日
エタノールについては単純に食料として売るより高い=儲かるという事情がありそうな。
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笑い猫 @bokudentw 2012年5月18日
まとめを更新しました。
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