発電・送電事業の分離(3)-スマートグリッド

私ごとですが，国際学会にacceptされたりして
なかなか時間に追われる生活を続けています．
これから就職活動などもしなければならないなどなかなかえげつないですね．

前回からかなり時間が空いてしまいましたが
今更ながら続きを更新です．
前回の最後にスマートグリッドについて書けたらなぁ
と締めていたのでスマートグリッドについて．

スマートグリッドとはwikipwdiaが詳しく書いて居ますので
とりあえず，リンク張りました．
簡単に言えば，スマートグリッドとは「送電網自体に制御機能を付加した賢い送電網」
の事です．実はスマートグリッドという言葉自体が「バズワード」と言う「定義が曖昧」な言葉であり人によって何を示しているか異なる事が多々ある．
そこで，私のblogの中では「演算と制御」を行い「自律的な調整機能」という要件を構成するものをスマートグリッドとします．
当然送電網なので，忘れかけていたタイトル「発電・送電事業の分離」の送電事業にあたります．

まず，現在の送電網を簡単に説明するために庭に水を撒く時を例として説明する．
「発電所＝水道の蛇口」で 「消費者＝ホースの出口」とします．
撒きたい花壇へは離れていて一定の水圧が必要です．
普通は「水道の蛇口」と「ホースの出口」は一対一の関係ですが
これを「水道の蛇口」一つでホースを分岐させ，複数の「開閉機能付きホースの出口」を付けたとします．
この時，今の手法では「ホースの出口」の開いているところが変化すると
それに合して水道の蛇口を開閉する形を取っています．

しかし，これから「小型の水道の蛇口」かつ「不安定な水道の蛇口」という入力が接続する事になるとします．
「不安定な水道の蛇口」はそのまま「不安定な出力」になってしまいます．
しかしこの安定していない出力のせいで出口に接続しているスプリンクラーなどが壊れかねません．また「小型の入力」も系の最適化を測る時に厄介になります．今のままでは，「小型の水道の蛇口」や特に「不安定な水道の蛇口」に対して安定的な「水道の出力」が得られません．
電気の話しにもどるとこれまでは「火力」「水力」「原子力」などMW級発電所が一気に発電して，自然エネルギーはその誤差範囲で収められるぐらいのシェアでした．
しかし，これからは自然エネルギーに頼るというのが社会の大きな流れであり，上記の「小型かつ不安定な入力」をたくさん系に取り入れるべきという話です．

現在のままでは系つまり，水道の話では水道設備・電気ならば送電（and配電）設備では安定したサービスが提供できません．
そこで，その設備自体が「自律的に」水道の話しでは水圧・電気の話しならば電圧を制御するという方法があるのでは？
という発想から「スマートグリッド」という発想ができました．
これまでただの中継器だったものが「知恵」を持ったようなものです．そこで現在考えられているスマートグリッドの主な方法は，発電装置と消費装置をネットワークで接続し，消費装置によって発電装置の稼働状況を決定するのではなく．発電装置によって消費装置を制御する方法です．
その為に，正確に発電状況と消費状況を捉えるために「スマートメータ」が必須となります．
また，消費装置にはネットワーク側からの信号を受付けそして制御する．
例えば，真夏の糞暑いなかエアコンの設定温度を勝手に上げたりなど（笑）
そういう機能も含まれるでしょう．

このように送電網自体がその端にある発電・消費設備に関与することになります．
このようにすると入力により出力が決まり，不安定な入力が入ってきても出口側で操作する事になります．

それが主なコンセプトになりますが
次回は，それ以外の応用例などを紹介したいと思います．

注）今回は，書く日が数回に分かれているためよくわからない文章になっているかと思いますが，ご容赦ください．

科学技術論(リスクマネジメント2)

前回はリスクマネジメントの中のリスク分析について考えました．
今回はリスクマネジメントの中のリスク管理について考えてみます．
特にリスク管理のプロセスの中のリスクアセスメントにフォーカスを当ててみます．

【リスクアセスメント】
リスクの大きさを評価し，許容できるものか否かを決定するプロセス

特に以下のようなプロセスを踏む
1.リスク因子により財務基盤にどのような悪影響を及ぼすか
2.それによりどのリスク因子から対処をしていくか
3.リスク対処のパフォーマンスを財務基盤への影響を考え検討する

またリスク管理において重要な概念である
「固有リスク」「統制リスク」「派生リスク」「発見リスク」
も考えなければいけない．
まず固有リスクとは「それ事態がはらんでいるリスク」であり
統制リスクは「統制活動によって固有リスクを防止できないリスク」
派生リスクは「あるリスクにより発生する他のリスク」
発見リスクは「固有リスク自体の発見をできないリスク」
である．

まず，再び旬な原発関連で話しを進めていくとします．
固有リスクとして最初に「津波による予備電源の損失」とします．
そうしますとまず，リスク回避策として「防潮堤の設置」が施されます．
しかし，統制リスクには「防潮堤により津波が回避できない場合」が挙げられます．
その後派生リスクとして「循環器系の停止」となりさらに派生リスクとして「炉内圧力上昇」→派生リスク「炉の暴走」→・・・・→派生リスク「炉の爆発」
などなど派生リスクの連なりでハザードに繋がるという考え方をします．
ちなみに考え方で派生リスクが固有リスクになるのは用意に理解できると思います．

このようにして，大事故は小さなリスクの連なりから発生している
そしてそのリスクの連鎖をどこで止めるかがリスク管理の真髄となるでしょう．

このリスク管理の段階では，とりあえず出されるだけ出す「リスク」を評価します．
それは「核爆発」から「階段をこける」レベルまで評価される事もある．
つまり「階段をこけなければ核爆発は防げた」という論理展開が出来るのがリスク管理です．
だからと言って，「階段をこける」というものを防ぐ必要があるのか．
防げるがあまりにもコストがかかる場合は・・・などなど出てきます．
その時に関するのが「許容リスク」です．

この「許容リスク」は「存在するリスクを放置し，ハザードとなってもそれを許容できるリスク」
という意味です．
なぜならば次の派生リスクに連鎖する確立が低くさらに，リスクがハザードとなっても許容できるレベルの損害リスクと財務基盤を持っている．からです．
つまりリスクは放置される事もあるというのが事実でしょう．

つまり，リスク管理とは前回もいいましたが「リスクを回避する」「リスクを低減する」を同時に行うものです．
ハザードを「許容リスク」まで低減させるという認識が必要です．

これらを踏まえて，現在の原発で問題となるのは
・原子力事故は「起きない」という前提
・確率という概念が日本人には馴染みが薄い
のとなるでしょう．

まず，原子力事故は「起きない」という前提でなければ
原子力反対派から強烈な批判をうけてしまう．
また事故の確率が数千年に1度といっても
「明日起きる可能性がある」と言ったらそれは「事実」であるため
一般市民や偉い人は必要以上に不安に感じてしまう．
そのため，リスク管理について十分行われていたのかと聞かれれば
NOでしょう．

このようにして，電力業者は甘い見積もりしかすることが出来ず
許容リスクをはるかに超えたハザードを引き起こす，派生リスクを抑えることもできない
さらに「原子力事故は起きない」という前提のために
「原子力事故」は「想定外」のものとなってしまったと結論づけられる．

リスクが無いと言えば，国民も安心する
反原発派の理論を抑えることが出来る
何かあれば「想定外」として片付ける

このような流れが問題だと考えられます．

実は，同じ理論が米国でも行われており
それが日本と同じように原子力事故(スリーマイル島事故)でおいて問われ
米国ではその後この「リスクマネジメント」について活発に議論されるようになり
現在に至ります．そのため米国の原子力事故におけるリスクマネジメントは非常に優れたものとなっており
航空機テロで原子力設備が攻撃された場合も想定され
事故が起きた時はどのように市民を非難させ，自由を制限する法整備も行われております．
それは，事故の結果と言われております．


【まとめ】
重大な「派生リスク」を抑えるための「リスク回避」も重要だが発生したリスクを最小限に抑える「リスク低減」も重要である．
そのため，「リスク発生」がないという想定は間違っている．

再びリスクマネジメントが原子力事故の説明になって
本論を語りつくせてない気がしますが
これで終わります．

科学技術論(リスクマネジメント1)

最近，ようやく自分がどんな事が合っているのかわかり初めて来ました．
結局エンジニア気質ってのは変わりません．
しかしプラスしてアントレプレナーとしても出来たらと思います．
恐らく３年生の時みたいにショットガンのように外銀うけて選考辞退とか
コンサル受けて当日ぶっちみたいな事はないと思います．
私事はこのぐらいで

震災や原発事故など混乱を極めている状況で
科学技術に対するリスクマネジメントがよく話されています．
確かに，このような状況に関して科学技術に対するリスクマネジメントが声高に叫ばれるのですが
「リスクマネジメント」って何かってのを理解していない人が多いかと思います

【リスクマネジメントとは】
リスクを組織としてマネジメントして，ハザードや損失を回避もしくは低減する．by wikipedia
つまり「リスクマネジメント」は二つのGoalしかありません
・ハザードの回避
・ハザードの低減

この事を忘れてはいけません．

【リスクマネジメントのプロセス】
授業や教科書レベルの事しかわかりませんが
大きなフレームワークとして

リスク分析(リスク因子の評価・定量化)
↓
リスクアセスメント(リスク回避の評価・定量化)
↓
リスクファイナンス(リスク顕在時における財務的評価)
↓
意思決定
↓
実行

てな感じでしょう．
今日は「リスク分析」について簡単に触れます

【リスク分析】

1.どのようなリスク因子（リスクファクター）が存在するのかを調査確認し、特定識別する。
2.そのようなリスク因子がどれくらいの頻度で発生するのか分析評価する。
3.また、そのようなリスク因子によりどの程度の損失を被る虞があるのか分析評価する。

がリスク分析のプロセスになります．
すべてがリスクマネジメントのベースと成りえるため慎重に行われるべきものです．
今回の原子力事故のように発生度は低いが大きな災害を引き起こす物と半導体における不良ロットのように発生頻度は高いが影響が限定的なもの
でも扱いが全く異なります．

例として旬なものとして，原子力事故について
現在のMarkⅡ型原子炉の炉心損傷の確率は1×10^－７炉/年　であると計算され
それが，現在の原子力行政のリスク評価になってます．（出典:原子力システムニュースVol.15,No.4(2005.3)）
つまり，１炉あたり10^7年・・・10000000年に一回しか炉心損傷リスクは無いと計算されておりました．
そのリスクにおける電力会社の損失は5000~6000億とされています．
その計算によると，１炉あたりの１年間損害リスク期待値は6万円となり
期待値としてはなかなかよいと思われます．

一方，半導体の不良品率・・・一般的には歩留まり率と言われますが
初期pentium4の時代には50ppmという報告があります．
つまり2万分の1個のダイが不良品となっている結果です．
pentium4の製造原価は50＄(原材料なのか人件費こみなのか，開発が入っているかは謎)であり，最盛期のpentium4出荷台数は6000万から
損失としては1300万円(1＄=90円)として計算されます．
この計算ではリコールやその他の賠償リスクなどは計算していませんのでかなり低く見積もられていますが・・・
それでも，原発のリスクがかなり低く見積もられているように感じます．

このように
原子力リスク1炉あたり年6万
世界最大の半導体企業の製品の不良リスクは年で1300万
かなり差があるように感じます．
実際のところはどうでしょうか．

原子力の炉心融解リスクとして1炉あたり5000~6000億という事を考えると
４基のロストから損害額が2兆~2,4兆円と計算されるのは至極妥当であり
リスク発生の計算も世界中のMarkⅡ型原子炉の個数と運用年数から間違っているとは言い難いのが現実です．
しかし，このような計算をしても何かしっくりこないと思います．

それは何故か・・・
発生率が極端に低いが．一度起こすとあまりのも大きな災害を引き起こすもの
に関しては，統計以外の心理的要因を含めたリスク計算が必要
という説が有力となってきている(リスク計算の先生談)
らしいです．

つまり，その極端に低い確率を「絶対に起きない」と認識している事が間違いであり
その為に対する・・・
「年６万」のリスクを「年０」のリスクとして捉えている事に問題があったと考えられています．
そのために現在のリスク管理においてはそのような認識を改めるために
あえて発生リスクを高めに見積もる
という考えが出てきました．
それは，発生しうるリスクとして「認識」させる事につながります．

以上のように発生リスクが高いものと低いものとではリスク分析の手法を変える
という事が必要となってきていると考えられます．
しかし，このような事は数学的・科学的の裏付けはない事から
なかなか実際のリスク分析には採用されていないのが現状みたいです(先ほどの先生談)

【まとめ】
リスク分析においては発生確率によって手法を変える学説が出てきている．
現状では受け入れられていない


ふぅ・・・・ちょっと疲れて
最後の方は適当になってきてしまいましたｗ
気が向いたら続きを書きます

科学技術論(はやぶさ編)

本日，私の大学で
JAXAのはやぶさプロジェクトのプロジェクトリーダーである
川口淳一郎さん
の講演会がありました.

はやぶさは知っている人も多いでしょうが
幾多の困難を超えて地球へイトカワの岩石サンプルを持ってきました．
そのあたりの事はwikipediaやニコニコ動画の方が詳しいので
そちらに譲るとします．

今回の講演会では講演者の卓越したリーダシップと
組織論や科学技術への考え方に衝撃を受けました．

川口さんは非常にユーモラスな方であり
とても話しを分かりやすく，面白く説明し
所々，政治ネタや宗教タブーを匂わせたりしてました

という事で少し，はやぶさの意義とかを聞いた感じのをまとめてみます．
【なんのためのはやぶさか】
はやぶさは小惑星のサンプルを持ち帰るのが最大の目的
小惑星は地球の中身を知る上で非常に有用な資料であり，地球の中身をより詳細に知ることで災害対策にもなる．
また，はやぶさ自身がイオンエンジン，イオンエンジンを利用した地球スイングバイ，小惑星への接近飛行制御などなど様々な技術的な実証実験を兼ねています．
むしろ，はやぶさプロジェクトはこれらの実験が主であったとも言われています．

【川口さんの科学への考え方のもと】
川口さんのボスの言葉ですごい共感できました．
「見えるものはすべて過去のものである」
「これまで学んだものはみな練習問題」
また，川口さんのことば？で印象に残った物
「技術より根性」
「運を実力に変える運動」
「アイディアでイノベーションを起こす」
「高い塔をたててみなければ新たな地平線は見えない」

【科学が科学を御する】
昨今の原子力事故についても見解を述べてました．
宇宙開発については失敗は許されないのは原子力事故についても同じだが
違うのはバックアップの仕方が宇宙開発の方が多重的に考えられている
最も重要なのは「技術に対して過信しない」という点でしょう

私から見たら結果論でしかないのだが
宇宙開発はエンジニアとサイエンティストだけで構成されるが
商用原子力に関してはテクニシャンが主な活動となる
語弊があるかもしれないがテクニシャンは新たな考え方ができるものではなく
マニュアルに乗っている事を忠実にやるため．予想外の事に対応できない
などという，商用化して研究段階を超えたからこその問題があったのではないかと考えたりする．

【2代目文化】
これも原子力にも言えたことだが
「2代目が1代目を超える」環境でないといけないという事である
2代目が1代目を超えるためには，既存の方法への「盲目的信用」をしデザインポリシーなどを理解していない点があり
能動的に考えなくても仕事をこなせてしまう
ただ，その技術を前身させるためにはデザインポリシーを理解し，使われていた技術を疑い再構成する視点がないといけない．
また，福島第一の壱号機はGEの原子炉をアメリカ仕様そのままでコピーして作ったため
対策が何もなされていなかった．
電源の多重化や高度化は少しのアイディアで出てきたはずなのが悲しい

何事にも「なぜ？」が必要であり
そのなぜ？を解決するには「現場」に足を運び「手」を動かすしかない
ほんとにそのとおりだとしか言えない

【1番ではないとだめ】
科学技術は「ローコストミドルリターン」を得る政策とはほど遠い存在であり
継続した豊富な資金が必要である．
また，技術の世界では1位以外は意味がなく
一番でないといけない．
「耳なしのせんべいをつくるな」
というありがたいお言葉

【政治関係】
政治家の目的は次回の選挙で勝つことであり
10年スパンでしか成果のでない科学技術特に宇宙開発には厳しい状況だ
日本がプレゼンスを保つためには，技術で走っていかないといけないが
その技術のブレークスルーも豊富な資金があって初めて可能である事をかんがえると
日本が変わるためには政治が変わる必要がある

【まとめ】
技術発展にはアイディアでイノベーションを起こすしかない
そのアイディアも現場で手を動かすことでしか得られない
マイノリティのかんがえ方ではなく「天邪鬼」であるべき

【ちなみに宇宙技術】
日本は宇宙開発はしてるが決して「大国」でもなければ「先進国」ではなく
宇宙技術に関しては「東洋の１島国」でしかなく「信用」はない
中国の宇宙技術の方が高く有人飛行をしている
だからといって日本が有人飛行をする必要はない．
そもそも，未だにロケットでしばりつけて宇宙に飛ばすなんて
まだまだ宇宙開発にはブレークスルーが起きていなく，ロケット以外のものを開発する必要があり
それが次世代の概念を作る．

色々，ためになる話しを聞いたのだが
上手くまとめられないのが悔しい・・・