2018年04月

2018年04月27日

再生可能エネルギー導入、割高から価格下落の機会

太陽光、風力発電など、再生可能エネルギーの導入は、エネルギー・セキュリティー、地球温暖化防止、大気汚染抑制、産油国の発言力抑制、など、様々な効果があります。

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これについては、

超高効率太陽電池の開発状況と今後の展望

再生可能エネルギーによる電力が貯蔵できるようになると?

再生可能エネルギー導入、地球温暖化防止だけでなく石油、ガスマネー削減による経済対策のため



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太陽光、風力は、日が照っている時、風は吹いている時には、多く発電し、そうでない時は少なくなります。

すると、発電技術に加えて、余剰電力を蓄え、不足時に放電する、蓄電技術が重要になります。

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さらに、再生可能エネルギーは単に増やせばよい、という訳ではなく、インフラ、施設側にも対策が必要、

電力は1日のうちでも、足りない時間帯、余っている時間帯があり、需給状況により、価格が変動することが将来的には予想され、余っている時間帯に蓄え、足りない時間帯に放出することにより、経済効果も期待できます。

さらに、再生可能エネルギーを増やすことにより、ほとんど輸入の石油、天然ガスの使用量を大幅に削減できる可能性があります


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再生可能エネルギー導入については、上記ブログ

再生可能エネルギー導入のための次世代グリッド技術と制度とは?

太陽光発電導入の長期戦略を考える

再生可能エネルギー導入のためにはマイナス価格も導入?

を見ていただくこととして、ここでは少し視点を替えます。

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電力は供給量と需要量をリアルタイムでバランスさせなければなりません。

これを「同時等量」の原則と言いますが、これがバランスしないと、周波数、電圧が変動し、不安定になります。

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これまでもニッケル・カドミウム、鉛などの蓄電池があったのですが、高価で、容量も小さく、電力貯蔵用というよりも、停電時の最小電力対応が主目的でした。

近年、リチウム・イオンなど蓄電池の高容量化、高出力化が進み、PC、スマフォから自動車、家庭用まで利用が進んでいる蓄電池を活用されるようになりました。

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すると、太陽光発電ならば、晴れの昼にたっぷり余剰電力を蓄電し、夜に蓄電した電力を使う、ことが可能になりました。


と書いてきました。

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この時点までの前提となっていたのが、

太陽光、風力発電など、再生可能エネルギーの導入は、

エネルギー・セキュリティー、地球温暖化防止、大気汚染抑制、産油国の発言力抑制、など、様々な効果があるものの、

火力、水力、原子力など、従来型の発電に比べて、価格が割高

というものでした。

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ところが、この大前提が崩れてきたようです。


丸紅のUAE太陽光 天然ガスより安く、発電コスト2円台


再生可能エネルギーの歴史と未来


太陽光発電については、コモディティ化にともなう価格低下が急速に進んだことで、発電市場も先進国から途上国へとシフト。特にアジア諸国では、経済発展にともなって電力需要が急激に増大し、再エネ導入が積極的に進められるようになりました。


ここに特徴的な事項が満載です。

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産油国であるUAE(アラブ首長国連邦)に大規模なメガソーラー施設が導入され、その発電コストが2円/kW

中東諸国など産油国はGDPのほとんどを石油輸出に依存し、OPECなど、地政学的にも重要で、2度のオイルショックでは、大きな発言力を持ち、日本も大きな影響を受けざるを得ませんでした。

反面、2次産業、3次産業などが、未成熟という弱点も持っていました。

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ところが、電気自動車への転換など、石油から再生可能エネルギーへの流れをキャッチし、自ら、いち早く、メガソーラー事業に乗り出しています

日本では、太陽光、風力発電など、天候、時間帯により変動する電力を、既存の系統電力に受け入れるには制約があり、それがメガソーラー事業の進出の足かせにもなっています。

一方で、電力インフラが未整備な途上国では、そのような制約なく、メガソーラー事業の開発が進んでいます。

全固体電池とリチウムイオン電池


太陽光発電を夜間にも利用するには蓄電設備が必要です。

蓄電池は、スマフォ、PC、電気自動車など利用が進んでいますが、爆発、着火などの危険性から、大きな容量、出力の製品の開発には制約がありました。

ところが、電解液を使わない固体電解質、あるいは、電解液の塩分濃度を上げる、ことで、爆発、着火などの危険性を回避できることから、大きな容量、出力の製品の開発も進んでいます。

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割高だったはずの太陽光発電の価格が大幅に下落してきました。

途上国だけでなく、ヨーロッパ諸国、アメリカ、中国でも大幅な導入が進んでいます。

日本だけが系統電源への導入の困難さを理由に、難色を示し続けるか、あるいは、蓄電池、水素などの設備により、大量導入できるようにするか、

大きなターニングポイントに来ています。




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2018年04月18日

人工知能、IoT時代の人材育成とは

Society5.0時代の人材育成

という案内が来ました。

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Society 5.0

とは、狩猟社会(Society 1.0)、農耕社会(Society 2.0)、工業社会(Society 3.0)、情報社会(Society 4.0)に続く、

サイバー空間(仮想空間)とフィジカル空間(現実空間)を高度に融合させたシステムにより、経済発展と社会的課題の解決を両立する、人間中心の社会(Society)

とのことです。

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似たような言葉に、

第4次産業革命

があります。

これは、

第4次産業革命とは、

18世紀末以降の水力や蒸気機関による工場の機械化である第1次産業革命、

20世紀初頭の分業に基づく電力を用いた大量生産である第2次産業革命、

1970年代初頭からの電子工学や情報技術を用いた一層のオートメーション化である第3次産業革命に続く、

IoT及びビッグデータ、AIがコアとなる技術革新

とのことです。

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これについては、

システム・イノベーション、独立したシステムがゆるやかにつながると




第4次産業革命は、ディジタル化を強力に進める技術によるシステム化がキーテクノロジーとなり、製造業の革新は勿論のこと社会の変革までも視野に入れたグローバルなムーブメントになっています。

社会全体が複雑化・広域化・大規模化した環境のもとで「よいシステム」を創案し、効率よく構築・運用することが、製造、経営、流通など人間活動のあらゆる側面でもっとも重要な課題として浮かび上がっています。


と書いたとおりです。

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技術、時代の進歩が早くて、先の見通しがつかない時の人材育成は大変です。

社会の激動の変化の中で、教育はどう変わっていくのか?




「人工知能」がホットなテーマなのですが、「人工知能」だけでなく、社会の変化が目まぐるしい一方で、教育制度が変わるには時間がかかります。

その結果、社会の激動の変化の中で、教育は対応が間に合わず、「何をやっているんだ」ということになってしまいます。

その一方で、大学入試が変わると、てきめんに効果が出たりします。

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変化が激しく、不確定な時代に対応すべく、教育も変わろうとしています。

ただ、はっきりした目標を目指す、というよりは、手探りで模索していく、ことになりそうです。


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時代、技術、社会の進歩が急激で、求められる人材像も変わる中、、大学の学部、学科の枠組みも文理融合、学際化は叫ばれつつありますが、組織の再編は時間がかかり、追いつかないのが現状です。

工学の複合、輻輳、融合と研究成果の実装




以前は、工学部は、土木、建築、化学、電気、機械のように縦割りで、工学部が主として対応する製造業関係のメーカーも同様の枠組みで、業界内のニーズ、技術シーズはメーカーと大学間で共有され、大学の研究は業界に反映される形でした。

社会が複雑になり、相互に関連しあうようになると、工学系学科とメーカーの対応も複合、輻輳化するようになりました。


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研究と事業化と教育が分離され、連携が今ひとつなのが現状ですが、

先端分野ではそれぞれ、創発、融合も着実に進んでいて、混在一体となり、最先端の研究が事業化され、教育プログラムにも反映され、

事業化、教育で浮かんできた課題が研究テーマになる、というスパイラルの動きも見られます。

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大学の教育課程も、文理横断、俯瞰型、リベラルアーツを取り入れたもの、など、工夫はしていますが、追いついてはいません。

ひとつだけ言えそうなのは、大学院に進学すると、研究室にこもって研究し、付き合う人も研究室に限られ、他学部、他学科どころか、隣の研究室が何をしているか知らない、

というタコつぼ型の研究生活だけは避けた方がよさそうです。

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イノベーションは製品、サービスから組織、社会へ

アイデアをプロトタイプにし、社会に実装すると、何かが始まる

に書いたように、デザイン思考をベースにして、いろいろな大学、専攻の人々が集まるプログラムに参加するのもよさそうです。

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イノベーションは製品、サービスから組織、社会へ




イノベーションの必要性が叫ばれて久しいのですが、その必要性が製品、サービスから組織、社会へ移行してきました。


と書いたように、ここでも、製品、サービスから組織、社会へ課題が移行しつつあるようです。

ただ、このデザイン思考をベースにするプログラム自体が、未知の、地図もないところで進んでいくものだったりします。

「デザイン思考プログラムがスタンフォード大学d.schoolのコピーになっていないか」

との懸念も出てきています。

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システムが複雑になり、相互に関連し合う、システム創成原論
に書いた


・知識よりも、知識の活用

・正解がない、原因もはっきりしない、予測できない状況では、新しいものを探索しながら、同様な状況でうまくいった経験を活用する

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・完全な目標を目指すのが難しい場合は、手近なもので何とかする。

・変えられるものを見つけ、よりよい方向へ踏み出す。よければ進み、よくなければ戻る。

・経路依存性が大きい。たまたま起きたことが影響する。


全くまとまりがありませんが、人材育成も、選択と集中、から、多様なポートフォリオで試してフィードバックを得ながら、道も地図もない荒野を歩んでいくようです。





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2018年04月06日

研究とは何をするのか?どうすればよいのか?

4月から大学院生になった方が多いと思います。

学部生の時は勉学が中心ですが、大学院生になると研究が主体になります。

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勉学と研究は密接の関連しているのですが、方向が120℃くらい異なります。

暦本研(東京大学情報学環)の研究法ガイダンス資料

が研究についてわかりやすく説明しています。

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研究とは「新しいclaimを提示し、それを立証する」こと。立証とは、筋道をたてて理解すれば、それが正しいと納得できる ように議論を構成すること(根拠と論理)。

研究過程でも常にclaimを設定しておくこと。研究が進展する過 程で変更することはかまわない。しかし、「立証したい主張」が ない状態で手だけ動かしていることのないように。

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たぶんこれからもっとも聞かれること 結局、あなたは何をしたの?

悶々と何ヶ 月もやって、だんだん「何がしたかったのかが自分でもわからなくなって きた」という状況にならないように

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Claimはシンプルに言語化できるべき(言語は最強の思考ツール)

言語化して初めて善し悪しが見えることもある

書き下してみると意外に当たり前ということもあるし、逆に発想が広がること もある。

他人(あるいは自分自身)に価値を伝えるには言語化が必須「言語化できない良さがある」はその先の話。

もちろん図も大事。言語と併用 して相補的に使うとよい。

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「テーマは理屈ではなく、形の分かるもの、ハッキ リ形の見えるもの...これらは少ない言葉でいえる のが特徴で、言葉数が多くなるのは表現じゃなく 説明になる。

だから自分はテーマはどれも一口で いえるものを設定してきた」 黒澤明 (橋本忍『複眼の映像』より)

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論文/研究の典型的なつっこみ4パターン。

なんでそれをやるの?意味がある?(研究価値)。

他に既にやっている人がいるよ(新規性)。

他の〇〇という方法では何故だめ?(新規性/比較)。

本当にうまく動いている?(根拠/評価/再現性)

何の「Problem」のためのSolutionなのかを逆に見つけ ていくことも必要。だれも必要としていない人工的な問題を造って、それを解い ていないか?(論文のための研究になっていないか?)

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素人のように考え、玄人として実行する 金出武雄

悪魔のように細心に、天使のように大胆に 黒澤明

「料理の美味不味は、十中九まで材料の質の選択にあり」 (魯山人) = ダメな研究ネタをどううまく料理してもおいしくはならない。

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アイデア生産の3法則

既知のものの新規な組み合わせ

トレードオフのバランスを崩す

欠点と思われているものを利点に転換する

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ただし!時間が勝負!あなたが思いつく素敵なアイデアはたぶんほかの人も思いついている。

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研究を通じて教育、で身につくのは 知識、問題発見能力、問題解決能力、コミュニケーション力(プロポーザル、論文、発表)、自己管理能力、他人管理能力(指導教員も同僚も下級生も)で、授業や書物だと最初の「知識」は得られても残りを一人でやるのはなかなかむずかしい。





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