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send 日本「宇宙太陽光発電」の勝算 NASAも撤退、試される技術立国の実力

2015年4月3日 金曜日

mca1504030500009-p1   政府が今年初めに改訂した2024年度までの宇宙政策指針「宇宙基本計画」に、夢のプロジェクトが引き続き盛り込まれた。宇宙空間で太陽光から作り出した電力を地球に送り込む「宇宙太陽光発電システム(Space Solar Power System=SSPS)」の設置計画だ。莫大(ばくだい)なコストがかかるため採算性が疑問視され、一部の専門家から「ばかげた計画」と揶揄(やゆ)されるものの、政府は30年代の実現を目指して研究開発を進める方針を変えていない。民間企業が地上実験に成功するなど夢は膨らむものの、SF映画やアニメなどにも登場するSSPSが日の目を見る日は実際に訪れるのだろうか。   mca1504030500009-p2   無線送電に成功   三菱重工業の神戸造船所(神戸市)で2月24日、神戸港の岸壁沿いに送電側と受電側の2枚の大型パネル(高さ13メートル、幅8メートル)が向かい合って置かれた。その距離は500メートル。制御室でスイッチを入れると、10キロワットの電力が電波に変換されて送信され、受電パネルの上部に青いLED(発光ダイオード)ランプが点灯し、同社の略称「MHI」の文字が浮かび上がった。   宇宙空間に浮かべた太陽光パネルで発電し、マイクロ波と呼ぶ電気に変えて地球に送電する-。それまでよりも10倍近い距離の無線送電に成功した三菱重工の実証実験は、SSPSの基礎となる技術だ。宇宙では天候や昼夜を選ばず、常に直射日光を浴びて発電できるため、発電量は最大で地上の10倍となる。二酸化炭素(CO2)を排出せず温暖化対策にも役立つ。人類にとって、まさに夢の計画だ。   研究は1968年に米国のピーター・グレーザー博士の提案から始まり、日本のほかロシアや中国なども研究に乗りだし、実用化の先陣争いは過熱した。もっとも、米航空宇宙局(NASA)を中心に取り組んでいた米国はレーガン政権時代に財政難を理由に計画を縮小。既にプロジェクトは中止され、研究開発も下火になっている。   一方、日本では通商産業省(現経済産業省)が2000年ごろにシステム開発の構想を立ち上げたことをきっかけに、宇宙航空研究開発機構(JAXA)や企業が研究開発にあたってきた。三菱重工のほかIHIなども取り組んでおり、そうした企業に国の予算を充てるなど政府も支援を惜しまない。   SSPSの建設は、地上から部品を積んだロケットを何度も打ち上げ、低軌道(地上約500キロ)上で組み立てた後、軌道間輸送機で地上3万6000キロの静止軌道まで徐々に移動させる方式が想定されている。   07年度時点での政府の試算によると、原子力発電所1基分に相当する100万キロワットの発電能力を持つSSPSを30年ごろを目標に設置する場合、コストはざっと約1兆3000億円。それも「将来の技術革新を考慮に入れ、かなり安く見積もった金額」(経産省宇宙産業室)といい、現実的には30年ごろでも2兆円を超えるとみられている。   コストの内訳をみると、宇宙での発電と送電システムの建設に約5700億円、地上の集電システムの建設に約2300億円、部品の輸送費に約4700億円。さらに保守・運用費として年間約340億円が見込まれている。   最難題は部品輸送   最大の難題が部品輸送だ。100万キロワットの発電能力を持つSSPSとなると、2キロ四方におよぶ巨大な太陽光パネルが必要になる。試算では部品を輸送するロケットの打ち上げは500回は必要とされ、現在の技術だと1回の打ち上げ費用に約100億円かかるとされる。つまり500回打ち上げると、輸送費だけで5兆円かかる。   経産省の担当者は「採算性を考えるなら、1回の打ち上げコストを現状の100分の1にまで縮小しなければならない」としており、飛躍的な技術革新が欠かせない。さらに「現在の技術力では部品を地上500キロにまで打ち上げるのがやっと。その後、静止軌道まで移動させる方法は現時点ではない。要するに現時点の技術では実現の可能性は0%だ」と明言する。   JAXAや企業は現在、輸送コストを削減するためにシステム全体の軽量化と送電の効率化などに取り組んでいる。もっとも、静止軌道までの移動方法は手つかずといっていい状況だ。学識者からは「火力発電所や原発は数千億円で建設できることを考えれば、SSPSの研究そのものが税金の無駄遣い。洋上発電や風力発電などの発電効率を高める研究に費用を投じた方が有益だ」という指摘もある。   政府はなぜ、実現の見通しが立たない夢の計画を放棄しようとしないのか。   近年の政府の宇宙関連予算は年間2800億円程度で、そのうち経産省がSSPS関連に充てているのは約2億5000万円。同省は「将来の実現性と今後の技術応用価値を考えれば妥当な予算配分だ」とする。   無線で送電する技術は宇宙空間で利用できなくても地上での応用が可能なため、副産物的な成果をもたらす可能性がある。「例えば高圧鉄塔や電線の必要がなくなり、地上での送電に活用できるかもしれない」と、経産省の担当者は期待を込める。三菱重工も「有線ケーブルを敷設しにくい洋上風力発電での送電や、電動車両の無線充電などにも応用できる」とする。   ただ、課題は文字通り山積している。マイクロ波を地上に送る際に航空機や電子機器のほか、人間など生物への影響がないか安全性の検証も欠かせない。専門家の間では、実現は40~50年代に先送りされるとの見方が有力となっている。   研究開発をあきらめれば宇宙太陽光発電は永遠に人類の手に入らない。「あのとき研究を続けていて良かった」と思える日が来るのか。「技術立国」を掲げる日本の実力が試されているともいえそうだ。(西村利也)

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