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電気鉄道

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出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』

電気鉄道（でんきてつどう）とは、電気を動力として用いる鉄道である。特に都市部や山岳地帯の鉄道、高速鉄道で多く採用されている。略して電鉄（でんてつ）とも呼ばれ、それを社名に用いる事業者もある。なお、走行する鉄道車両への電力供給を可能とした区間を電化区間と称する。

概要

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基本的に車両外部から電力を供給し、搭載する主電動機（電気モーター）で動力に変換して走行する。

電力は大規模に蓄積できないという性質があるので、鉄道という負荷変動が大きい[注 1]仕様と根本的に相性が悪く電力荷重として好ましくないこと、さらに路面電車や地下鉄のような都市交通なら扱いやすい低圧の直流（ロスが大きいので長距離送電はコストが大きい）で対処できたものの、長距離送電に適した三相交流（一般的な商用電流）は送電線が最低2本必要になるので特に線路が交わるところでは非常に構造が複雑で面倒になるという問題があり（三相交流による鉄道電化も参照）、そこで単相交流を使用する案も出たが戦前は鉄道用のモーターの特性に合う単相交流は周波数が少ないものでないとうまく動かなかった[注 2]ため、結局商用電流（国によっても違うが普通は50-60サイクル）を直接使うことができず「鉄道専用の特別な発電所」が必要となって、最初の「負荷変動が大きい」問題がさらに顕著となる（鉄道の閑散時期に他に電気を回せない）という欠点があった[1]。

こうした大きな欠点はあったものの、以下のようなメリットがあるので条件を満たした路線では早期から電気鉄道が誕生している。

こうした条件を満たす路線は先進国でも少数だったため、世界的に電化が広まったのは二次大戦後（スイスやイタリアなど一次大戦後から力を入れてた地域もある）で、戦争の影響による石炭の品質低下・入手困難[注 4]、電気事業の進歩（発電効率の上昇・発電網全体の発達・整流器で交流で鉄道に向いた直流モーターを動かせるようになるなど）、さらに列車の運転本数や夜間運転も増えて一日のムラが少なくなったことでベースロードの荷重源としてよくなってきたことなどによる[2]が、それでも輸送量の小さい閑散線区では採算性の問題からいまだに採用されにくい。ただし、隣接線区が電化されている場合は列車の直通や車両運用の共通化が可能となるため電化の効果が高い。また、送電設備を不要とするため蓄電池を搭載した車両を用いる場合もある。

歴史

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アメリカ合衆国バーモント州のトーマス・ダヴェンポートが1835年に電動機を用いた小型の電気鉄道（模型）を製作した。実用となる鉄道では、1879年にベルリン工業博覧会で電機会社ズィーメンス（現在の日本語表記はシーメンス）が電車の試験運行を実施、1881年には、ベルリン近郊のリヒターフェルデ東駅とリヒターフェルデ士官学校の間に世界初の営業用路面電車となる「グロース＝リヒターフェルデ電気軌道」が敷設された[3]。1887年には米国人スプレイグの考案した電気軌道が敷設される。

日本において初めて電気鉄道が計画されたのは1888年（明治21年）に立川勇次郎らが出願した蓄電池式電気鉄道で、ほぼ同時期に藤岡市助も大倉喜八郎・久米民之助らの賛助を得て架空単線式電気鉄道を出願したがいずれも却下されている[4]。その後も名古屋・奈良・京都・大阪・神戸などで計画が相次いだが何れも却下されている [5] [6] [7]。1892年（明治25年）には政府（当時は逓信省）に対して敷設許可の促進を図るために「電気鉄道期成同盟会」が組織された。

最初に電車が走ったのは、1890年（明治23年）5月4日、第三回内国勧業博覧会においてである。東京電燈会社が上野公園両大師前から摺鉢山の間に2台のスプレイグ式電車の実地運転をおこなった。

初めて実用的に電車が用いられたのは明治25・26年頃で、足尾銅山において鉱石運搬と従業員通勤の便を図るために自家用として建設されている[8]。1893年（明治26年）7月、京都電気鉄道は内務省の敷設特許を得るに至り、1895年（明治28年）2月1日に日本で初めて電気鉄道事業を開業させた。この後軌道では蒸気動力や馬力等から電気動力による運行が主流となっていく。

鉄道においても、地下鉄や都市近郊鉄道を初めとして電気動力が広く取り入れられていった。ただし輸送形態や電力事情、産業の動向などから各国での電化率には偏りが見られ、EU、日本、北朝鮮で高い一方、南北アメリカやオセアニアでは低い。日本国内では、三大都市圏では極めて高い一方、徳島県は電化率0%である。高速鉄道では大きなエネルギーを供給しやすいよう大半が電気動力である。

車両

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客車や貨車の一部またはすべてを動力車とする動力分散方式と、電気機関車が無動力の他車両を牽引または推進する動力集中方式がある。動力分散方式の列車・車両は一般に電車と呼ばれる。世界では路面電車や地下鉄を除くと動力集中方式が主流だが、日本においては旅客列車の大半が動力分散方式を採用している[注 5]。また、内燃機関を用いた車両と比較すると、一般に車両の検査・保守は容易である。

電化方式

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→詳細は「鉄道の電化」を参照

車両内部に蓄電池を積載する場合もあるが、基本的には外部から電気を取り入れる。外部からの電力供給は架線を用いる架空電車線方式と送電用のレールを用いる第三軌条方式に大別される。主電動機の種類に応じ、取り入れた電力を変換して用いる。

なお、2023年（令和5年）現在、燃料電池を搭載した旅客車は電車、内燃機関によって発電し電動機に給電する車両はディーゼル機関車や気動車に分類されている。詳しくは「ディーゼル・エレクトリック方式」や「気動車・ディーゼル機関車の動力伝達方式#電気式」を参照。

電源は直流・交流が共に用いられる。直流は車両コストの面で優れるのに対し、交流は高電圧で送電できるため、大出力が必要な高速鉄道に都合が良く、かつ、変電所の数を抑えられるといった長所がある。詳細は直流電化、交流電化を参照されたい。

事業者名の類型（日本）

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必ずしもつける必要はないが、電気鉄道を運営する鉄道事業者の中には「電気鉄道」やそれに類する名称を事業者名の一部に用いている事業者が多い。その類型としては「電気鉄道」「電車鉄道」および略称の「電鉄」「電車」、軌道法準拠の場合は「電気軌道」「電軌」などがある。

以下にその例を示す（改称の過程で類型外の事業者名を挟む場合は隅付き括弧で記載）。

「電気鉄道」

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改称で類型から外れた事業者

現存しない事業者

「電車鉄道」

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いずれも現存せず

「電鉄」

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改称で類型から外れた事業者

鉄道事業から撤退した事業者

現存しない事業者

「電気鉄道」→「電鉄」

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改称された事業者

  • 流山電気鉄道 → 流山電鉄 → 総武流山電鉄 → 【流鉄】
  • 庄内電気鉄道 → 庄内電鉄 → 【庄内交通（初代）】[注 7] → 【庄交ホールディングス】（持株会社化。バス事業は子会社「庄内交通」に継承）

現存しない事業者


「電車」

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現存しない事業者

「電気軌道」

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「電鉄」に改称された事業者

改称で類型から外れた事業者

現存しない事業者

「電車軌道」

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いずれも現存せず

「電気鉄道」に改称された事業者

  • 伊那電車軌道 → 伊那電気鉄道

「電軌」

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改称で類型から外れた事業者

現存しない事業者

「電鉄」を冠する駅

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富山地方鉄道と一畑電車に電鉄を冠する駅がある。富山地方鉄道は前述のようにかつては富山電気鉄道を称し、一畑電車も一畑電気鉄道からの分社化により現在の名称になった。この他、山陽電気鉄道や神戸電鉄にも電鉄を冠する駅があったが、前者は1991年（平成3年）4月に「山陽」に変更するか電鉄の冠そのものが外され、後者も1988年（昭和63年）4月に電鉄の冠が外された。

脚注

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[脚注の使い方]

注釈

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  1. ^ 鉄道の輸送は年間において多忙と閑散の時期があるが、電力の蓄積ができない以上最大負荷に合わせて電力を確保しないといけない。しかもその後わずかな「最大負荷の時期」が過ぎれば電力施設はずっと遊んでいる状態で利用率が極めて低くなる。
  2. ^ 一例にドイツはハンブルグ周辺の電化時に25サイクルを最初使用して失敗し15サイクルに下げて実用化し、その後一般商用の50サイクルに合わせ、これの1/3になる16と2/3サイクルが欧州で広まった（朝倉希一、遺稿「技術随筆 汽車の今昔5」『鉄道ファン』1979年5月号、株式会社交友社、p.114）。
  3. ^ 動力源が蒸気機関の場合。
  4. ^ なお、前述のスイスなども電化に力を入れたのは1次大戦で、ドイツから石炭が手に入らなくなったことが原因である（朝倉希一、遺稿「技術随筆 汽車の今昔5」『鉄道ファン』1979年5月号、株式会社交友社、p.114）。
  5. ^ 非電化区間では気動車（ディーゼルカー）か蓄電池車が使われている。
  6. ^ 2014年10月1日より、高知県交通・土佐電ドリームサービスとともにとさでん交通へ事業統合。
  7. ^ 1975年に鉄道事業から撤退し、バス専業となる。

出典

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  1. ^ 朝倉希一、遺稿「技術随筆 汽車の今昔5」『鉄道ファン』1979年5月号、株式会社交友社、p.114-115。
  2. ^ 朝倉希一、遺稿「技術随筆 汽車の今昔5」『鉄道ファン』1979年5月号、株式会社交友社、p.117-118。
  3. ^ 鉄道ギネスブック 日本語版 p.168（1998年、イカロス出版）
  4. ^ 「東京府大倉喜八郎外五名並立川勇次郎外六名出願東京府下ニ電気鉄道布設ノ件詮議ニ及ヒ難キ旨ヲ以テ願書ヲ却下ス」（国立公文書館）
  5. ^ 「愛知県下加賀孝一郎等名古屋桑名間電気車鉄道布設ヲ請フ詮議ニ及ヒ難キ旨ヲ以テ願書ヲ却下ス」（国立公文書館）
  6. ^ 「奈良県恒岡直史等電気鉄道ヲ稟請ス詮議ニ及ヒ難キ旨ヲ以テ願書ヲ却下ス」（国立公文書館）
  7. ^ 「京都大阪両府下兵庫県下ヘ電気車鉄道布設ヲ請フ聴許セス」（国立公文書館）
  8. ^ 『明治工業史.　電気編』　363-364頁　(国立国会図書館デジタルコレクション)

参考文献

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関連項目

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饋電
集電
鉄道車両
電気鉄道
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