電気鉄道
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。
基本的に車両外部から電力を供給し、搭載する電動機(モーター)で動力に変換して走行する。燃料の補給が不要なため車両運用上の制限が少なく、運転本数の多い路線では電化が有利となる。近年ではリニアモーターを動力とするリニアモーターカーも実用化されている。
また、蒸気機関や内燃機関を動力に用いる鉄道に比べエネルギー効率に優れる。発電所におけるエネルギー変換効率は内燃機関などと比較して高く、送電・変電や動力へ変換する際の損失も小さいためである。動力源や燃料を積載する必要が無いことから、車両を軽量化できるため車体重量あたりの出力も高くできる。
また、走行中に煤煙や排出ガスが発生しないため大気汚染の原因とならない利点もある。特に長大トンネルを含む路線や地下鉄では内部の換気を行う必要がないよう大半が電化されている。
長所が多い反面、変電所や送電設備を必要とするため、非電化路線と比べ地上設備の維持は高コストとなる。そのため輸送量の小さい閑散線区では採算性の問題から採用されにくい。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。
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からリヒターフェルデ士官学校まで最初の営業用の電気鉄道が敷設された。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。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
。1892年(明治25年)には政府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。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、ヨーロッパや日本で高い一方、南北アメリカやオセアニアでは低い。また近年開業が続いてい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。
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、電気機関車が他の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。路面電車や地下鉄を除けば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。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。
車輌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、搭載した内燃機関や燃料電池によって発電し電動機に給電する車両もあるが、これらは内燃機関車(電気式ディーゼル機関車等)や気動車(ディーゼル・エレクトリック方式等)に分類される。
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、高電圧で送電できる交流は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。
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。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括弧書きで記載)。
富士山麓電気鉄道(初代) → (富士急行) → 富士山麓電気鉄道
神戸姫路電気鉄道 → (宇治川電気) → 山陽電気鉄道
一畑電気鉄道(現在は持株会社。鉄道事業は「一畑電車」として分社化)
菊池電気鉄道 → 熊本電気鉄道
改称で類型から外れた事業者
福島電気鉄道 → (福島交通)
筑摩電気鉄道 → 松本電気鉄道 → (アルピコ交通)
富山電気鉄道 → (富山地方鉄道)
福武電気鉄道 → (福井鉄道)
遠州電気鉄道 → (遠州鉄道)
現存しない事業者
白山電気鉄道 → 小松電気鉄道
神戸電気鉄道(現在の神戸電鉄とは異なる。神戸市電の前身)
水戸電気鉄道(電化されず)
浜松電気鉄道(電化されず)
京王帝都電鉄 → 京王電鉄
改称で類型から外れた事業者
目黒蒲田電鉄 → 東京横浜電鉄 → 東京急行電鉄 → (東急)(持株会社化。鉄道事業は子会社「東急電鉄」に継承)
鉄道事業から撤退した事業者
善光寺白馬電鉄(電化されず。現在は物流会社)
十和田観光電鉄(現在はバス会社)
下津井電鉄(現在はバス会社)
現存しない事業者
磐梯急行電鉄(電化されず)
東京山手急行電鉄 → (東京郊外鉄道) → 帝都電鉄
(旧)東京横浜電鉄
阪堺電鉄(現存の阪堺電気軌道とは別路線)
上信電気鉄道 → 上信電鉄
江ノ島電気鉄道 → (江ノ島鎌倉観光) → 江ノ島電鉄
神戸有馬電気鉄道 → 神戸電気鉄道 → 神戸電鉄
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)) → (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
花巻温泉電気鉄道 → 花巻電気鉄道 → 花巻温泉電鉄 → 花巻電鉄
常北電気鉄道 → 日立電鉄
信貴生駒電気鉄道 → 信貴生駒電鉄
現存しない事業者
大阪市高速電気軌道 (Osaka Metro)
「電鉄」に改称された事業者
京成電気軌道 → 京成電鉄
広島電気軌道 → 広島電鉄
改称で類型から外れた事業者
大阪電気軌道 → (関西急行鉄道) → (近畿日本鉄道) → (近鉄グループホールディングス)
現存しない事業者
「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
改称で類型から外れた事業者
上田温泉電軌 → 上田丸子電鉄 → (上田交通)
広島瓦斯電軌 → (広島瓦斯)(鉄道事業を「広島電鉄」に分離) → (広島ガス)
現存しない事業者
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。