極東極楽 ごくとうごくらく

豊饒なセカンドライフを求め大還暦までの旅日記

小さな巨人Ⅱ

2018年02月08日 | デジタル革命渦論

 

                     告子(こくし)    /    孟子    

                                   

            ※ 人間の本性は水?:告子が言った。「人間の本性は、ご渦巻
             く水のようなものだ。吐け口を東側につければ、東へ流れ、
             西側につければ、西へ流れる。水が東へも西へも流れるよう
             に、人間の本性にも善悪の区別はないのだ」孟子は反駁する。
             「たしかに水は東へも西へも流れる。だが、高い方へ流れる
             だろうか。人間の本性は善なのだ。それは水が低い方へ流れ
             るようなもの。低い方へ流れない水がないのと同様、善でな
             い人間もないのだ。なるほど、水を手でたたけば、頭より高
             くはねあがることもある。せきとめれぱ、山に逆流すること
             もあろう。しかし、それが水の"本性"であろうか。外から力
                          が加えられたからではないか。人間が悪事に走るのも、それ
             と同じ理屈だ」 

 

    

 ❦ なぜ、かまぼこ屋がエネルギーのことを考えたのか ❦ No.2 

   ● 福島第一原発事故の衝撃 

  「3・11から3目後の14目、東京電力福島第一原発が爆発しましたで予断を許さない事態が
 続き、状況が深刻になるにつれて、前述のように、小田原・箱綴から一気にお客様がいなくなり
 ました。当初は大震災による自粛ムードが原因でしたが、爆発が起きてからは見えない放射能へ
 の恐怖が加わって、「こんなに観光客の姿がない小田原ふ相模は初めてだ」という極限に近い状
 態に陥ってしまいました。箱根の旅館から「キヤンセルが9割にもなって、とてもじゃないけど
 リストラしなければやっていけない」という悲鳴があちこちから聞こえるようになりました。私
 の会社も箱根の入り口に位置するのですが、店はまったくの開店休業状態で、この状況が続いた
 ら会社の存亡に関わると一時は真剣に心配しました。

  そういうなかで、首都圏では東京の水道水から放射性物質のセシウムが検出されたというニュ
 ースがアッという間に広がり、またたく間にペットボトルの水が商店の棚から消えました。小さ
 い子どもがいるおかあさんが困っていると聞いたので、かまぼこをつくるときに使う地下水にセ
 シウムが含まれないことを検査したうえで、駐車場に給本所を設けて無料開放しました。東京か
 らも毎日数百というお客様がわが子のためにと、車にポリバケツを積んで小田原まで水を汲みに
 来ていました。

  そのとき、つくづく思ったのが、普通に街を歩けて、普通に水が飲めて、普通の空気が吸える
 から、人間はおいしいものを食べに行こうとか、そろそろ新しい洋服を買おうとか、箱倶に遊び
 に行こうとなるわけで、いわゆる経済活動の大前提は、普通の安全・安心な暮らしであって、そ
 れなくして経済は成り立たないということです。
  どこからどこまでが安全で、いつからいつまで我慢すればいいというのがまったくわからない、
 絶えず見えない放射能におびえながら暮らしているなかで、GDPがどうとか経済成長がどうと
 かいっても意味がない、いや、そもそも成り立たないと思いました。

  一方、福島第一原発事故と同時進行的に計画停電が行なわれました。私の会社の五場はかまぼ
 こという生ものをつくっていますので、途中でやめるわけにいきません。ある日は午後から電気
 が止まるとなると、朝2時とか3時から始めて昼には仕事を終えなくてはなりません。困ったこ
 とに次の日は午前中に電気が止まるというのです。その目は昼から工場を動かして、深夜までや
 ることになります。そこには働く人がいます。これを続けることはできません。私どもはレスト
 ランもやっていますが、営衷時間だけ電気がくればよいというわけではなく、実際には開店前の
 仕込みという仕事がありますから、結屈二日中電気がないと店は開けられません。

  つくづくと思い知らされたのは、私たちの暮らし、特に経済活動は、電気というエネルギーが
 なくては成り立たないということでした。日本という国は先進国で磐石のエネルギー体制の上に
 立っていて、コスト削減のためだという意識で節電に励みっつも、一方で料金さえ払えばいつで
 も電気はくると思い込んでいたわけですが、ものの見事に足をすくわれた思いでした。わが国の
 エネルギー体制の脆弱さに気づかされたのです。
  原発のことを含め、日本の子不ルギー、特に電力の仕組みに関する本や情報を読みあさりまし
 た、そこには驚くような問題があることがわかってきました。

   ● かまぼこ屋のささやかな挑戦

  夏を迎えて私の地域では15パーセントの節電がいわれ、工場で大目契約をしている私の会社は
 「15パーセントカット」が義務づけられました、そのときに私は社内に宣言しました。
 「15パーセントなんてチャチなこといってないで、もう一声、20パーセントにチャレンジし
 よう」
  なぜ「20パーセント」かというと、当時、原発54基のうち確か17か18基が動いていました。
 そもそも原発は総発電量の3割を占めるということでしたから、稼働している原発の発電量は2
 割に満たないわけです。したがって、お客様にも迷惑をかけずに、社員のクビを切らずに「20
 パーセント」の節電を実現すれば、ごまめの歯ぎしりかもしれませんが、経済をまわすことがで
 き、「うちは原発の電気は要りません」と言えると思ったわけです。

  やってみようということで、実際に節電にチャレンジしました。節電には「ピークをどうしの
 ぐか」ということと「一定期間の積算使用量をどうやって減らすか」という2つの側面がありま
 す。
  時間がありませんでしたので、設備的な改善はほとんどできませんでしたが、運用面で工夫し
 ました。たとえば、かまぽこ工場では、通常1日10ラインを週5H流していたものを、ピークカ
 ットをするために1日7ラインに減らし、その代わり週7日間の稼働にしてみました。減少した
 3ライン分を穴埋めするために日数を増やしたわけです。もちろん、社員は交代でいままでと同
 じ日数の休みをとります。このように生産計画を変更することで、ピークカットはもちろん、よ
 り効率的な工場稼働により、契約電力を下げ、夏場の積算の電力使用量も減らすことができまし
 た。

  また店舗の空調。たとえば、これまでは10機の空調機を同時にスイッチオンとオフを繰り返し
 ていたものを一機ずつタイミングをずらしてオン・オフを調整してみたら、お客様に不快な感じ
 を与えることなく、体感温度の維持ができることがわかりました。結果として、お客様に迷惑を
 かけることなしに節電ができ、真夏の暑い数時間の電力不足から設定された、当時喫緊の課題で
 あったピークカットの目標を達成することができました。
  これまでも、私の会社でも電気料金はコストですから、節電、省子不はやってきたつもりでし
 た。が、まだ甘かった。ほんとうに切羽詰まって本気になれば、まだまだ賢いエネルギーの使い
 方はあるということを実感しました。今後は設備の改善も含めて取り組めば、省エネ、節電の余
 地はもっとあると思っています。その気になれば工夫できることはたくさんあるというのが実感
 で、要は決心二死悟だというのが率直な思いです。

                                     この項つづく 

      
     
No.146

【水素エネルギー篇:高活性窒素酸化物浄化触媒】 

今月7日、産総研らの県有グループは新たに開発したゼオライトの超高速合成法、粉体の微粒子化法
などを組み合わせ、低温から高温までの幅広い温度帯で高い触媒活性と耐久性を示す自動車用窒素酸
化物浄化触媒の開発に成功したことを公表。これにより、低温での活性向上に加え、高温での耐久試
験後もほとんど劣化せず高い活性を維持することから、従来使用できなかった温度帯での使用が可能
となり、自動車の燃費が飛躍的に向上し、また、水素モータ(水素ガスと空気燃料内燃機関)の弱点
をカーバーでき燃料電池だけでなく自動車や航空機のエンジン・タービンなどの排気ガス中の窒素酸
化物の除外が可能となる。

この研究開発の背景には、バスやトラック、乗用車などに対する環境規制は年々厳しくなり、特に窒
素酸化物(NOx)を効率的に浄化する触媒の開発が急務となっていた。自動車の排ガス触媒について
は、三元触媒があるものの、より効率的な運転が可能となる希薄燃焼条件で発生した排ガスでは、酸
素濃度が高くなり触媒として十分に働かないため、新たな触媒(スーパー触媒)が求められていた。
ところで、ゼオライトはシリコンおよびアルミニウムの化合物にアルカリ金属や有機物などを加え、
高温水中で加熱することで合成。得られるゼオライトは、上図1に示すように、シリコン、アルミニ
ウムおよび酸素原子が規則的に配列した骨格構造を持った結晶になっています。本研究では、Na(ナ
トリウム)イオンを用いてNa型ゼオライトを合成した後に、NaイオンとCu(銅)イオンを交換しCu
型ゼオライトとすることで排ガス処理触媒の活性する。Cu型ゼオライトの耐熱性は、この骨格構造内
に形成され残留する構造欠陥に依存し、低温域を含む広範囲温度での触媒活性は、Cuイオンのゼオラ
イト結晶内における分布や存在密度に依存すると考えられる。

 どこが違うのか

これまでのCu型ゼオライト触媒は200℃以下の低温での活性が低く、また高温水蒸気存在下におけ
る耐久試験後には活性が大きく低下していたが、ゼオライト構造の最適化と結晶内の欠陥を極限まで
低減させることにより達成された。また、ゼオライトの合成には、数日から数週間程度かかるのが、
この研究開発では数分から数十分で合成、最も短いもので6秒という超短時間で合成(下図2)。超
短時間合成は、新たに開発した反応物(ゼオライト原料混合物)と高温の水混合させることで高速
昇温を実現する二液混合型流通合成システムにより達成。今回得られたCu型ゼオライト触媒は、これ
らの技術を活かし合成されたNa型ゼオライト(数十分以内で合成可能)にCuイオンを導入することで
調製。さらに、高価な有機物や金属を用いない、または使用量を低減した合成法となっている。

さらに、合成されたゼオライトを適切な粒径に整粒し、活性点を導入することにより初めて触媒とし
て使用できるのだが、シミュレーション・スケールアップ方法とゼオライトの非晶質化を最低限に抑
えた粉体の微細化技術を開発し、細孔容積がほとんど変化しない量産レベルの微粉砕機ビーズミル(
図3)の運転条件を把握。さらに、ミリングにより構造が壊れた部分を再び結晶化させることで自在
に粒径を制御、およびCuイオンを導入するための電荷を供出するAl(アルミニウム)をゼオライトの
骨格から適切に除去し、活性点密度を効果的にコントロールしている。



このように、今回のNEDO先導プログラムにより、自動車用NOx除去触媒(スーパー触媒)の「実用化
に向けた課題」を明確にしたほか、「この課題を解決する方法」にもめどが立ちました。今後は実施
体制を一新し、産業界中心のより強固なチームに編成し直し、実用化に向けた研究を進めるとの方針。

※ 関連特許:特許6236647  アルミナ粒子 国立研究開発法人産業技術総合研究所 他


尚、水素モータによる窒素除去には、触媒反応効率とするか、燃焼混合方法や燃焼室の熱設計などの
工夫で改良など研究する予知あり、従って残件扱いとする。、

【新方式のアレーアンテナ、高精度にビーム走査】

今月6日、三菱電機は高い精度でビーム走査が可能なアレーアンテナ「REESA(リーサ)」を開発し
たことを公表。また、小型・低コスト化も実現。空港レーダーや移動体衛星通信に用いられるアンテ
ナはこれまで、機械駆動式のパラボラアンテナや高周波モジュールを用いたアレーアンテナが一般的
であった。これらのアンテナは形状や重さ、価格や精度などの点で課題であった

今回開発したREESAは、168個の円偏波アンテナ素子で構成。この素子を個別にモーターで回転さ
せると、各アンテナ素子の位相を約2度ステップで制御することができる。この結果、高周波モジュ
ールによるアレーアンテナに比べて、約5~10分の1の位相設定精度でビーム走査を行うことがで
きる。試作したREESAを用いて衛星放送の受信実験を行った結果、BS衛星方向にビームを走査し、放
送映像を映し出せることを確認。

アンテナ素子の給電には、ラジアルライン導波路を用いた。このラジアルライン導波路は、所定の間
隔を空けて配置した2枚の金属板により構成される中空型分配回路となっている。構造がシンプルで
低損失、という特長がある。試作品で特性を評価したところ、12GHz帯で効率85%を達成(一般
的なパラボラアンテナの効率は70%程度)。同社は20年ごろの製品化を目指す。用途は従来の空
港のレーダーや移動体衛星通信に加え、撮影した映像を長距離伝送するドローン装置や工業用マイク
ロ波加熱装置などへの応用も視野に入れる。

 どこが違うのか

● アンテナ素子を個別にモーターで回転させ、高精度なビーム走査を実現

・ 円偏波アンテナ素子を個別にモーターで回転させて位相(電波の山と谷の位置)を制御
・ 位相を約2度刻みで細かく制御できるので、高精度なビーム走査を実現
・ 機械駆動式パラボラアンテナ※6に比べ小型で、高周波モジュールを用いたアレーアンテナに比べ
  安価

 

● 高効率を実現し、低消費電力化に貢献

・ アンテナ素子への給電に低損失な中空型分配回路を採用し、12GHz帯で85%の高効率を実現

 

※ 関連特許

・特開2013-130405  アンテナインピーダンス測定方法、アクティブフェーズドアレーアンテナおよ
          びアンテナシステム
特開2017-055245  送受信モジュールおよびアクティブフェーズドアレーアンテナ

【概要】

簡易な構成によって、スプリアスの発生を抑制することができる送受信モジュールおよびそのような
送受信モジュールを備えるアクティブフェーズドアレーアンテナを提供する。局部発振器11は、外
部から入力される基準信号を逓倍した局部発振信号を生成する。DAC5は、基準信号に基づいて、
決められた周波数及び位相を有する波形のデジタル値を含むデジタル送信信号をアナログ送信信号に
変換する。アップミクサ4は、局部発振信号に基づいて、DAC5から出力される信号をRF周波数
帯の送信信号にアップコンバートする。ダウンミクサ8は、局部発振信号に基づいて、RF周波数帯
の受信信号をダウンコンバートする。ADC9は、基準信号に基づいて、ダウンミクサ8から出力さ
れるアナログ受信信号をサンプリングしてデジタル受信信号に変換する。



・特開2018-011249  通信システム、基地局装置、通信端末装置および通信方法

【概要】

通信端末装置間の干渉を低減して、システム容量を高めるとともに、通信端末装置の移動に伴う通信
性能の低下を抑えることができる通信システムおよび通信方法、ならびに前記通信システムを構成す
る基地局装置および通信端末装置を提供にたたって、通信システムにおいて、基地局1001は、複
数のアンテナ素子で構成されるアレーアンテナ部1002を用いて信号の送受信を行う。基地局10
01は、アレーアンテナ部1002によって、ビーム幅の異なる複数の指向性ビームを形成可能であ
る。基地局1001は、制御部1003およびビーム幅選択部1009によって、各通信端末から与
えられるフィードバック情報に基づいて、各通信端末に対する送受信に用いる指向性ビームのビーム
幅を制御する。


【図16】アレーアンテナ部1002でビームの形成に使用されるアンテナ素子を示す図
【図17】アレーアンテナ部1002でビームの形成に使用されるアンテナ素子を示す図
【図18】多素子アンテナから送信されるビームのメインビームからの角度と動作利得との関係図
【図19】複数の通信端末と基地局との通信に用いられる異なるビーム幅のビームの例を示す図

アレーアンテナは改良予知は大きいように思えるが、開発現場を知らないので、最新技術情報の収集
を継続する。

【植物工場篇:水耕栽培方法】

話は逸れるが、植物工場を全国展開する事業のこととビタミンB1をニンニクでとれないか考えてい
た。前者は、大雪や寒波といった異常気象が日常化する人為的地球温暖化時代対策としての植物工場
のリース事業化で作付けモデリングと規模を決め、生産者(リース先)と相談の上詳細を決定し植物
工場を貸し出しリース料を頂くというビジネスモデル。生産者は、生産物を顧客に販売しビジネスす
つもの。配送は自然エネルギーを使用したトラック、ジェット機を使用し配送する、何だったら配送
は委託させてもよいというもの。それで関連の最新特許事例をを調べていると2件の事例に着目。1
つは「特開2017-85933:水産養殖と植物栽培とを結合する方法及びシステム」でブログでもアイデア
掲載している。2つめは下図の「特開2017-85933:水耕栽培装置および水耕栽培方法」。これもブロ
グでもそのアイデアを掲載している(詳細は下図クリック参照)。

2つめは、植物工場とは関係ない寒さによる抵抗力低下(=免疫力強化)対策の実践だ。免疫力を高
めるには、活性酸素を取のり除く効果の高い抗酸化食品を積極的な摂取が奨励されているが、抗酸化
物質とはビタミンC、ビタミンE、ビタミンB群、β-カロテン、ポリフェノールなどで、野菜や果物に
含まれる。そのなかでニンニクは、アリインというたんばく質が多く含まれていて、アリインが酸素
に触れると、アリシンに変化。アリシンは細胞内に浸透しやすく、酸素と結びつき、細胞膜や遺伝子
の代わりに活性酸素に利用されて体外に排出する。にんにくには、こうした抗酸化作用でがん予防や
免疫強化作用に優れているので、1日1~2かけほどの適量を取ればよいとされる。そのほかバナナ、
カボチャ、ヨーグルト、ブロッコリーなども良いとされるが、過度なストレスは逆に免疫力低下させ
る。大量に摂取するには武田製薬の「アリナミン」で十分だが、値段が高い?1日3錠服用してアリ
ナミンEXプラスαで、約63円、国産ニンニクが1片で約66円、中国産で7円(ただし、1個6片
として経産)。圧倒的に中国産が安い、それでも国産の素性のしれた安いニンニクを購入したい(こ
残件扱い:国産ニンニクの植物工場での低価格化の事業開発)。1片の皮を剥き、ライスペーパーで
はなくチーズペーパーで挟むか、バターやマーガリンででコートし小皿に入れ、電子レンジ(5百ワ
ット)で、ニンニクの急激な揮発が起こらないように気をつけ、2秒加熱→2秒停止→2秒加熱を数
回繰り返す(プログラミング機能があれば助かるのだが)。串で中までホカホカに柔らかくなってい
たら、それを戴く試食を実行。美味しいことを確認。後は1日の摂取量とその効能確認を2週間続け
る(2月20日に中間総括の予定)。経過がよければ、チーズ、バター、電気などの詳細費用を計算
する。

 Feb. 7, 2018



● 5月にケープタウンの水がなくなる

南アの大都市で未曽有の水不足、都市の渇水は世界各地で起きている

 南アフリカ共和国きっての大都市ケープタウン。しかし数カ月後には、その市民400万人は列を作っ
て飲料水の配給
を受けることになるかもしれない。人口増加と記録的な干ばつが、かつてないほど深
刻な渇水危機を引き起こしている。南ア政府は、水道の水が使えなくなる「デイゼロ(Day Zero)」
の到来は避けられない見込みと警告する。デイゼロが来るのは5月11日と予想されており、貯水池
の水量が危険なほど低くなるため、市当局は家庭や商業用の水道を強制的に停止せざるを得ない。ケ
ープタウンのような国際都市で、これほど大規模な断水が起こる事態はほとんど想定されてこなかっ
た。ところが現在、北米、南米、オーストラリア、アジアに至る数々の都市で、深刻な飲料水不足に
陥る危険が高まっている。過剰な開発と人口増加、それに気候変動の影響で、水の利用と供給のバラ
ンスが崩れていることが背景にある。

 ● 今夜の寸評:小さな巨人Ⅱ

日本(では現代は第4次産業革命」の最中にある。 わたし(たち)は、第1次革命は農業革命(焼き畑農業と羊
の去勢)、2次産業革命は工具材料革命(第1.5次産業)、石器・木気・土器(セラミック)・青銅器・鉄器・セラ
ミックスに代表される。第3次革命は活版印刷・製本革命で現在の情報・通信に通じるもの、聖書の普及によ
り、識字率が向上、政教分離が進む。第4次産業は蒸気機関でお馴染みの地下化石燃料革命にあたる。そし
て、第4次革命ががデジタル革命(小さな巨人の進撃)で第4次革命(画像産業・6次産業=農業×工業×サー
ビス産業勃興)というストリームである。

 

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