超伝導で電気抵抗0の送電線ができる

電気抵抗が0になる利点

電気抵抗とは、電気の「流れにくさ」のことです。電気を銅線やアルミ線、ニクロム線などの金属の線に流すときは必ず発熱します。これはジュール損失といってエネルギーが熱となって消失する現象です。
では、電気抵抗が0だったらどうでしょう？　電気抵抗が0になれば損失することなく電気が流れます。その電気抵抗が0になる物質を超伝導体と言います。エネルギー損失がなく電気が流れることは大きなメリットで、これは超伝導体にしかない特徴です。

4％の損失がもったいない

そもそも電気は発電所でつくられ、変電所を経由して送電線を通って送られてきます。できれば発電した電力量を消失させることなく送りたいわけですが、電気抵抗がある限りどうしても損失が生じます。実際、送電によるエネルギー損失だけで約4％は失われてしまいます。たった4％でも発電量全体からすると、かなり大きな損失です。電気を損失することなく送るには、送電ケーブルを超伝導化するしかありません。

2030年ぐらいに送電システムが変わる！？

超伝導化には冷却が不可欠です。以前は極低温（－269℃）まで冷やすために高価な液体ヘリウムが必要でした。超伝導化がなかなか実用化できない理由は冷却とコストの問題が大きく、実用化にはもっと高温で超伝導になる物質と、安価な冷却方法を見つける必要がありました。
この困難な問題も技術の進歩によって、現在はクリアされつつあります。1987年に高温超伝導体（酸化物超伝導体）が発見され、液体窒素による冷却方式で実用のめどが立ってきました。さらに窒素は、空気中に無尽蔵にあるものですから液体ヘリウムに比べ低コストでの調達が可能です。
日本では2030年ぐらいに現在の電力ケーブルが老朽化します。その時期に超伝導ケーブルに替えようという具体的な計画があり、すでに実用試験に入っています。超伝導送電システムの実現まで、あと少しのところまで来ているのです。

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東京都立大学システムデザイン学部電子情報システム工学科教授三浦大介先生

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電気・電子工学

メッセージ

理工学系に興味を覚えたら、技術者としての夢を持ちましょう。夢といっても漠然としたものではなく、自分が理想とする社会を見据えて、それに対してどういう技術的アプローチができるのか？　乗り物、装置、システムなど、40年後50年後の社会にどんなものがあったらいいかを具体的に考えてみるといいと思います。
大学に来て技術や仕組みを学びながら考えてみても結構です。すでにあるモノの延長ではなく、新たな発想でチャレンジできる、既存の概念に捉われないユニークな考え方ができるあなたを歓迎します！

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