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4 将来のエネルギー考
石炭、石油、木材を燃焼させた時の諸元を計算してみよう。
1 1モル当たりの燃焼熱(計算の基本)
水と炭素の熱から、石炭(黒鉛)、石油(ヘキサン)と木材(ブドウ糖)の燃焼熱を計算する。石炭(黒鉛)の意味は、石炭の計算には、性質の似た黒鉛を使って計算するの意味だ。以下同じ。
これらの物質の基本式は、炭素と水の燃焼熱。
C+O2 → CO2 + 94キロカロリー
H2+O → H2O + 68キロ
この式を使うと石炭、石油、木材の燃焼熱が計算できる。
黒鉛 6C + 3O2 → 6CO2 + 564キロ
ヘキサン C6H14 + 9.5O2 → 6CO2 + 7H2O + 1033キロ
ブドウ糖 C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 972キロ
同じ炭素6個の分子量、炭素72、ヘキサン86、ブドウ糖180gだから1g当たりの発熱量は、
石炭7.8、 石油12.0、 乾燥木材5.4 キロカロリ/g。
一見、石油の火力が最も多そうだが、これらの3物質は密度が違うので、嵩当たり(体積当)の熱量を計算してみると、密度は、
石炭は2.2、石油は0.9、木材は0.7g/cm3(真比は1程度)だから、
石炭17.2、石油10.8、木材3.8 キロカロリ/cm3。
これから見ると、外見(嵩)から見る燃料の火力は、石炭が断然大きい。しかも、水蒸気を出さないから、燃焼ガス(空気送風)に対しては、2.8分の1程しかないので(51/18→2.8)、燃焼ガス当たりの熱量は、石炭は、石油の1.4倍ほどだ。なお、乾燥木材は、分子内に酸素を持っているので、以外に酸素消費量は少なく、石油の1.4分の1程度で、意外にガス体積当たりの熱量は多い。
そこで、これを発生ガス体積当りのエネルギー量を計算してみる。この数値に意味は、燃焼ガスの炎の熱密度を意味するから、炎の最高温度の程度が分かる。
これから、高温を得るには、石油より石炭系の方がよい事が分かる。また、木炭は、空気量を少なくして燃やせるので、発生温度は意外に高くなる。
続きは、次の機会に述べる。
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経済評論
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3 将来のエネルギー考
1 個別にエネルギー原を評価してみよう
石炭:燃焼時水蒸気が出ず、燃焼空気の膨張がなく、火力を得るには最高。炭酸ガスを大量に排出するために、温暖化を促進する。
石油:液体であるために、取扱いに便利。発電に向いている。
燃焼時大量の水蒸気が発生するため、高温を得るのは困難。
ガス:気体であるから嵩高になる。炭酸ガス排出量は最も少ないが、水蒸気の発生は石油より多い。体積増加が大きいため高温は得にくい。
木炭:石炭と同等の性質を得るが、微粉になりやすい。炭素中性(吸収した炭素の吐出し)で、温暖化ガスは出ない。樫の木のような硬い木を使うと(比重0.85)、良い木炭が木炭(備長炭)ができ、石炭類似の良い燃料になる。なお、杉は比重0.4程度、松は0.5程度で、石炭は2.2程度だ。
乾燥木材:乾燥木材は、分子内水がまだ脱水されていないが、木炭よりかなり落ちる。石油より水蒸気発生量は少ない。高温を得るには向いている。
生物燃料:生物燃料は、セルロースを生物分解してエタノールなどの燃料を得る。この燃料を水から分離するには大量の熱が必要で、どこまで現実的な燃料になるか分からない。そもそも、精製した高価なエタノールを燃やしてしまうのはもったいない。
発酵石油:生物燃料と類似する。生成石油は、疎水性であるため、水からの分離は容易だ。だが、生成物は、水体積に対し1−2%程度だから、50〜100倍の濃縮はかなり大変だ。実用性は、研究段階。
風力:原料がただだというところは大きいが、操業は不安定。風景を害する。条件のある所では、開発を考えたほうがいい。
太陽光:集光板面積の分しか発電できず、エネルギー収集効率が悪い。夜間発電はできない。シリコン精製は、蒸留によるため大量の電気を必要とし、製造費用が極めて高い。現行の10分の1にする必要があるが、その見込みはかなり遠い。
地熱:エネルギーの元は、地中の放射能で無限。だが、場所が限られている。発電費用が安いという点は大いに評価できる。条件のある所は、可及的に開発を考える。
原子力:ウランは比較的多いが、発電時に危険性を伴う。表面的な単価は安いが、安全操業、後処理に必要な費用は算定不能。
2、中間評価:
私は、この表を作ってみて感じることは、当面、高密度の木材で備長炭のような高密度木炭を開発するのがいいと考える。
高密度物を使うのは、山林労働の手間を省くことと、燃焼時の粉炭化を防止するためにある。また、逆に微粉末にすれば、流動性が出てくるので、石油類似の取扱いも可能になる。
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2 将来のエネルギー考
1 エネルギー効率の比較してみよう
表を作ったら、わずかしか表示できなかったので、表を作り直しました。
この表から各エネルギーの特性が見えてくる。次回に書きます。
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将来のエネルギー、政策の原理
砂漠地帯に行くと、ラクダの糞が燃料になる、などと聞く。果たして、そんな物が燃料になるのか。日本人の常識からは、まさか。だが、燃料の少ない砂漠では、そんな物が燃料になるらしい。なら、燃料とは何か。今日本はエネルギー問題でてんやわんや。
ついちょっと前までは、温暖化対策に石炭や石油をやめて原子力にしよう、という意見が多かったが、今は、原子力にしようという意見は影を潜めた。なら温暖化対策はもう要らないのか。そんなことはない。将来のエネルギーについて考えてみよう。
1 化石燃料と化学的意味
エネルギーの元は、太陽エネルギーが植物を育てセルロース(繊維素)を作り、その蓄積物がエネルギーになる。そして、地中で地熱作用を受け、脱水されて炭化したものが石炭。生物作用を受け還元された物が石油になるというわけだ。
いずれも、燃やせば炭酸ガスと水になり、熱を放出するから、燃料になることは間違いない。我々は、こうして燃やせる物を燃料だと思ってきた。これで間違いないが、ラクダの糞も燃料だというのなら、何か共通点があるはずだ。
何だろう。なら、何故、繊維素のままでは燃料にならないのか。そうなのだ、濡れていては、火がつかないから、糞のような物は、燃料にならないのだ。となると、石炭、石油が燃料だというのは、脱水され、炭素化合物がそのまま燃やせるようになっているからいい燃料だと言えるのだ。
そう、燃料を作るとは、乾燥した炭化物を作ることだったのだ。
2 木材は、なぜ火力が弱いのか
枯れ木はよく燃え、生木は燃えない。同じ繊維素なのに差があるのは、含水率が違うからだ。生木でも、一旦燃えだしたら枯れ木と同じように燃える。山火事を見れば一目瞭然だ。
だが、木材をいくら乾燥しても製鉄用の原料にはならない。火力が弱いからだ。なら、同じ炭素化合物なのに石炭と木材の違いはどこにあるのか。
んん、難しい。実は、これは、木材の繊維素を化学式で書くとCH2Oとなる。
この時の化学反応式は、
CH2O + O2 → CO2 + H2O+ 熱
となる。炭素1原子当り1分子の水が生じ、この水が水蒸気になり、単位体積当りにエネルギー半分にしてしまうからだ。本来1000度まで上がってもいい燃料でも体積が2倍になれば500度にしかならない理屈だ。
いや、違う。これは、酸化剤(助燃剤)を酸素にした場合の話で、通常は、空気を使うから、空気中の酸素は5分の1だから、その分体積が増えて、正確に言うと、体積が3倍になるから温度は、350度までしか上がらない。
実は、こういう理由で木炭では高温は得られないのだ。つまり、燃料として炭化物を使う場合は、できるだけ水分を除いた方が火力は強くなるのだ。
3 石油と石炭の火力の差
石炭は、化学式(組成式)で書くとC、石油は、およそCH2。これを燃焼する時に化学反応式は、
石炭:C + O2 → CO2 + 熱
石油:CH2 + 2/3O2 → CO2+H2O + 3熱
となり、石油を燃やせば、水蒸気が出て、その分熱ガスの体積が増えて温度が下がってしまう。もう少し詳しくいうと、炭素1原子につき、3原子が反応して1分子の水ができるから、炭素1原子につき、3分の1分子の水ができる分だけ温度が下がる勘定だ。このような状況から、石炭を燃焼するのと石油を燃焼するのでは、得られる高温度が違うわけである。こういう事から、製鉄用には、高温が必要で、石油ではなく石炭が使われるが、発電用には、必ずしも石炭である事は必要ない。むしろ、炭酸ガスが少ないことが好まれるわけだ。
4 なら、何が燃料となり得るのか
太陽熱を利用した再生可能炭化物を使用することを前提で考える(他のエネルギー源もある)。そうすると、燃料となるためには、纏めると、
① 「水切り」が必要、
② 「含水率の少ない」化合物が必要。
となる。
生木や生草が燃料になりにくいのは、①の理由による。
分子内脱水が起きていないと燃料になりにくいのは②の理由だ。
ところで、石油生成菌により石油を生成するとエネルギー問題が解決できるというのは、①の理由が大きい。つまり、疎水性の物質を作ると水切りが不要になるからだ。ちなみに、通常の生草の場合は、含水率80%〜90%という高率で、このままでは燃える時水蒸気ばかり出して燃料にならない。
私は、間違っていたが、石油生成菌により石油を作ることに意味があると思っていたが、疎水性の物質を作ることにより、含水率10%程度の炭化水素を作ることに意味があったわけだ。
最近、生物燃料なる物が出てきた。これは、炭水化物から水分を蒸発(脱水)して炭素濃度を上げているわけだ。
また、最近では、間伐材から準炭のような燃料を作るのがいいと言われ、そういう燃料が着目を浴びてきた。この原理は、木材を砕いてチップにし、乾燥して水分を蒸発させ、最後に200度くらいに熱してできるだけ水分を少なくすることに意味がある。尤も、木材を乾燥するのに別のエネルギーを使えば、その分だけ生成した分からその熱を引かねばならないから、そうならないように火の調節が必要になる。
以上纏めると、中間結論として、炭水化物(木材、草)の場合は、太陽熱で十分乾燥すると、いい燃料が出来ることになる。つまり、ラクダの糞は乾燥が十分ならいい燃料になるということだ。
今日は、ここまでにしておく。
また、この文章は、まだ推敲不十分だから、続きを書く時は、間違いを正すことにする。とにかく、今日は、太陽で乾燥することが大事だということを話しておく。太陽熱は、太陽光発電だけではない。
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中国の税収は、2010年は100兆円だった
中国は、昨年度の税収状況を発表した(2011,1,12)。それによると、7兆7千億元あった。日本円に換算するとちょうど100兆円だ。日本とほぼ同じ国富(GDP)なのに、税収は日本の2.7倍もある。ええっ、本当かと言いたい。日本は、中国からみると超超軽税金国なのに、何でこうも国民生活は破綻しているのか。いや、本当は、中国は、うそを言ったのか、それとも重税により国民を絞り上げているのか。
常識的に考えて、中国の税制が日本の2.7倍も厳しいことはあり得ない。なら、その税収はどこから得ているのか。実は、これは、日系企業からの消費税なのだ。驚いたか、皆んな。裏を返して言えば、日系企業からいくらでも税がとれるので、中国国民は低い税率に出来るという筋書きにある。
そんなことが許されるのか。日本は、怒らないのか。そのからくりを見てみよう。
1、中国の消費税制度1
中国の消費税は、
製造業:13%と17%
一般業:5%と6%
ここだけ見ていると、特に変哲は無いように見えるが、とんでもないからくりがある。何で、「製造業」が一般のサービス業、中小企業税より高いのか。物の製造を罪悪視しているのか。
勿論、そうじゃない。そう、大量の消費税が払える製造業とはどんな企業か。そう、分かっただろう。外国資本の製造業なのだ。外国資本なら、日本だけじゃないぞ。米国だって、ドイツだって外国企業だ。そう、だが、最もおとなしい外国企業は日本、そして、日系企業は外国の半分以上を占める。日本は脅せばいくらでも税金が取れる。そんな感覚で日系企業には課税している。それに対して欧米系企業は、理に合わないとすぐ文句を言う。そうすると、中国政府は、何らかの意味で課税を緩める、そんな調子のやり方だ。
中国国内企業も17%か。そう、形式的には、皆平等の17%だ。だが、裏で還付税というのがある。還付税で、約半分戻ってくる。だから、国内企業の実質税率は8、9%なのだ。これが、日本企業から高税率の消費税を搾り取る仕組みなのだ。
そして、一般企業とは、正に一般企業で、日本に当てはめたら大企業を除いた全ての企業を言う。だから、中国は、外国企業からは17%の消費税、国内の大企業製造業は9%程度、一般企業は6%程度と言うことになるのだ。
2、中国の消費税制度2
前項から一般人の消費税は、5、6%ということになるが、実は全然違う。何、なら、一般消費税とは何だ。
中国の消費税制度には、もう一つ大きな特徴がある。それは、領収書を発行したときだけ、消費税が関係することだ。日用品に領収書を要求する者はいない。ここで言う領収書とは、国家が発行する領収書で、商店がメモ形式で発行する物は、全く税とは関係ない。だから、一般人は、消費税は払っていない。だが、最近は、スーパーなどでは、買上票を発行するところがある。これには、税の後納の正式の領収書だ。だから、一般人は、全く税と無関係とはいかないが、全体として家計が支払う税率は、1%以下なのだ。
分かっただろう。中国の消費税は、企業関係だけが支払っている税なのだ。だから、一般人には、無縁の税と言ってもいい。日本では、一般消費税は、国民全部にかかっていて、全く違うといってもいい。だからか、中国では、日本の消費税に当たるものは、「増値税」という。
まとめると、こうなる。
製造業消費税
外国資本:17% ‥‥日系企業の狙い打ち
国内資本: 9%
一般企業: 6%
一般国民: 1% ‥‥領収書の要らない生活
3、中国の消費税制度3
日本と大きく違うのは、輸出に対する消費税だ。
日本では、輸出品には、消費税はかからない。還付税が5%付き、その企業にとっては益税になる。それに対して、中国では、輸出消費税(増値税)が17%付く。つまり、国内向けも海外向けも同じ税率の消費税がかかる。
もう一つ驚く。中国で去年始まった希土類金属の売惜しみ。これには、50%以上の消費税が付く。元値が3、4倍になったそうだから、全体としての輸出価格は5倍以上になった。中国の外国に対する課税制度は、なりふり構わないぶったくりだと言ってもいい。それでも、中国産の国際価格の安さは際だっている。それほど、中国労働者の賃金はやすく、企業も儲け、国家も儲かるようになっている。
輸出消費税
外資企業 17% ‥‥日系企業の狙い打ち
一般企業 9% ‥‥競争力がないから低率
特殊物品 50%(以上)‥‥儲けられるだけ儲けよう
4、日本も対中国消費税を導入せよ
日本国内は、今正に国家崩壊の危機。その危機は、国内産業の空洞化からくる。これは、自明だ。例えば、家電、繊維、日用品は、国内自給率は20%程度にまで落込んだ。製造原価を下げるため、主に中国で下請けさせているからだ。これでは、日本の若者に職場が無くなるはずだ。
今次、経団連は、消費税を17%に上げよと提案したが、そんなことが出来るのか。一見、中国の重税は、一般国民に課しているように見えるが、実は、日本を狙い打ちしたものだった。一般国民にとっては、先に見たとおり、日本より軽い。
今の日本、名目は何でもいいが実質税を上げないとやっていけないのは、中国との比較から明らかだ。なら、どのように消費税を値上げするのか。これは、もう明らか。中国が日本を狙い打ちするのなら、それと同程度の課税をするのが筋、これもまた明らかだ。尤も、一般税のように見えて、課税の結果が中国からの輸入品に集中するようにすべきなのは当然だ。
私は、この構想を「不況産業支援税」ということで実行するのがいいと考える。この点は、連日ブログに書きまくっている。安売り製品、つまり中国製品に対して20%の消費税を加算するのだ。中国の国内政策に対して対等関係に立てる。
皆さん、こんな方法はどうですか。
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