動力近代化計画（どうりょくきんだいかけいかく）は、日本国有鉄道（国鉄）の保有する鉄道車両の動力を近代化する計画。具体的にはエネルギー効率が低く燃料費がかさむ上、大量の煙のために安全性や快適性に問題がある蒸気機関車を計画的に廃止・淘汰する（動力源の近代化）とともに、旅客車については原則として電車もしくは気動車に置き換える（動力方式の近代化）という内容。国鉄内部に設置された動力近代化調査委員会が1959年（昭和34年）6月20日に答申し、翌1960年（昭和35年）から実行に移された。また鉄道関係者からは、この計画により蒸気機関車の不快な煙から解放されることを意味する無煙化という表現もされた。明治時代から昭和初期にかけて建設された国鉄の路線は、ほとんどが蒸気運転であった。これは鉄道の電化に当時の陸軍幹部の根強い反対があった（変電所が被害を受けると列車が走れなくなる）ためで、戦後においても1958年（昭和33年）の全営業キロ約2万kmに対し、電化されていたのは2,237kmに過ぎず、非電化区間の動力車は蒸気機関車が4,514両、DD13形などのディーゼル機関車が118両、ディーゼルカーが1,486両であり、蒸気機関車が非電化区間の主力であった。蒸気機関車の熱効率は約5%で、1950年代のデータ　電気機関車約30%、ディーゼル機関車約20%に比べても著しく低い。そのため運転に際し大量の石炭を消費し、単位走行キロ当たりの燃料費が高い。また走行距離に応じて給炭と給水が必要になるほか、石炭の燃えかすを排出する必要があるため長距離運転には不向きであり、これによった1日当たりの走行距離も低く設定ざるを得ないため、所要機関車数が多くなる。これらはいずれも鉄道経営にとって大きなマイナス要因となる。下表でもディーゼル機関車の車両単価は蒸気機関車より高いが、燃費や必要車両数を考慮すると経営面ではディーゼル機関車が有利となる。更に大量のばい煙を発生するため、安全性や快適性において他の動力車に比べて大きく劣っていた。当時、イギリスやオーストラリア、アメリカなど発展先進国（第二次世界大戦の戦勝国）は動力近代化を推進していた。日本でも国鉄の財政改善と安全性や快適性の向上を目的に、既存の電化路線に加えて15年計画で主要幹線5,000キロを電化し、残余はディーゼル化をし、蒸気運転を廃止する、電化は交流を原則とする計画であった。国会では20年計画案も持たれたが、先進諸外国と比較して遅すぎるという意見が多かったため、15年計画とされた。また、電化、ディーゼル化ともに旅客運行は機関車牽引ではなく動力分散方式主体になったが、諸外国からの批判も多かった。予定された投資額は4,865億円だが、蒸気運転を継続した場合にも取替え改修費に3,640億円かかるため増加分は1,125億円となるが、上記のように無煙化により大幅な経費削減（年間310億円）が見込まれるため経営改善に大きく寄与すると想定された（金額は全て当時の価格）。計画の策定時期には下記の諸条件が計画の内容に反映された。日本の鉄道は山岳路線が多いことに加えて地盤が比較的軟弱で、機関車方式で高速化、輸送力強化を図るためには大きな軸重を支える軌道の強化に多大な資金が必要とされ、また曲線通過性能および登坂能力（機関車が空転すると立ち往生する）が劣るという問題があった。プッシュプル方式も、折返しは電車並に手際よく行なえても曲線通過の際の安全性に問題があるとの理由で採用されなかった。従って、動力分散方式の方が編成単位で5%程度製造コストが割高になるとはいえ、表定速度が10%程度速くなり運用効率が優れている（結果として運行コストが削減できる）ため、電化、ディーゼル化ともに動力分散方式が有利とされた。この方針に沿って電化およびディーゼル化が進められ、当初計画どおり15年後の1975年（昭和50年）度をもって、国鉄の営業用車両から蒸気機関車は、すべて引退することになった。蒸気運転による列車運行は1975年12月で終了、構内の入換用に残った蒸気機関車も1976年3月ですべて仕業を退いた。蒸気機関車の全廃は早い方が経営への効果は大きいことから、1967年の国鉄常務会では予定を繰り上げて昭和48年度末（1974年3月）での全廃が定められたが、国鉄の財政難による車輌製造の遅延等により、その後の計画の見直しで結果的には当初の予定どおりの無煙化達成となった。国鉄向けの蒸気機関車の新製は、1949年（昭和24年）のE10形を最後に中止された。また電化やディーゼル化の進展は幹線から行われたため、地方の路線では大正生まれの8620形などが老朽化の問題を抱えながらも使い続けられることになった。この問題を解決するために、幹線で働き場所のなくなった大型蒸気機関車の軸重を軽減して地方路線に投入できるようにする改造が行われ、C59形の改造でC60形が誕生するなどした。しかしながら、大型の蒸気機関車は石炭の消費量が大きい（燃費が悪い）という問題があってあまり歓迎されず、こうした改造は少数に終わって、大型で新しい蒸気機関車よりも小型の古い蒸気機関車が最後まで働き続ける結果となった。1955年（昭和30年）に実施された仙山線での交流電化試験が予想以上に好調だったため、1957年（昭和32年）から始まった北陸本線の電化計画は急遽交流方式へ変更された。1960年（昭和35年）から始まった動力近代化計画では、電化は交流方式を原則とするが、直流との境界は適正に定めると明記された。交流電化は実用化検討中に開始されたため、技術的には不十分な点も多く、1957年の北陸本線の交流電化のED70形では初期故障が多発し、1959年の東北本線黒磯-福島間の交流電化のED71形でも運転の安定化までにかなりの期間を要した。交流用車両において必要とされる整流器の本命とされたシリコン整流器が本格的に採用されたのは1961年に製造を開始したEF70形からで、動力近代化計画策定時点ではまだ存在していなかった。またディーゼル機関車についても当時の本線用主力機は電気式のDF50形が中心であったが、蒸気機関車D51よりも非力であるため強力な後継機が必要であった。本命となったDD51形の登場は1962年（昭和37年）であり、このため、本計画では電化区間と非電化区間、直流区間と交流区間を適正に設定するために必要なコスト計算の根拠があいまいであったとされる。その影響もあってか、1961年（昭和36年）から1964年（昭和39年）に電化された山陽本線（倉敷 - 下関間）では全区間直流方式とされた。幹線および亜幹線区間の電化は、全体的にはほぼ予定どおり進行した。直流電車はカルダン継ぎ手を採用した101系に続き、1958年には151系特急電車「こだま」が実用化され、その後は直流電化区間の電車化が進展した。交流区間は1961年に北陸本線用に生産されたEF70形がシリコン整流器を搭載して量産され、続いて交流機の標準型とされるED75形が大量生産された。その後これらの機関車に搭載されたシリコン整流器を電車に搭載した交流電車や交直両用電車が中距離電車から特急電車まで大量に生産された。ディーゼルカーは液体変速機搭載の一般型に続き、特急用キハ80系気動車が1960年に、急行用のキハ58系気動車が1961年に登場し、非電化区間の気動車化に大きく貢献した。機関車では本線用のDD51形が1962年に登場して貨物列車や客車の牽引を蒸気機関車から引継ぎ、中型機として1966年にDE10形が誕生して支線区間の無煙化推進に当たった。蒸気機関車が最後まで残った閑散ローカル線用には1971年にDD16形を製作して無煙化を完成させた。ただし、当初計画されていた交流電化区間の電車化および非電化区間の完全気動車化は資金面、運用面（当時は鉄道による郵便荷物輸送が行なわれていた）の問題および組合側の反対（入れ替えおよび機回しに係わる職員が不要になる）により、国鉄時代は実現されなかった。これらの問題によって無煙化直後に50系客車など当初の方針と矛盾するような車輛を新造することを余儀なくされ続けた。その後、直流区間との直通運転の関係で製造コストが割高な交直流電車が普及したため、交流電化の経済性に大きな疑問が持たれた。そのため、北陸本線富山以東及び鹿児島本線荒木以南の電化時には見直しが検討されたが、運転取扱いが至難であることと直流切替への改修費が莫大であることを理由に結局交流方式のままとされた経緯がある。しかし、その後の山陽新幹線博多開業及び東北新幹線開業によりJR発足以降も交直両用方式を必要としているのは、長距離の旅客列車に関しては特急ひたちと特急サンダーバード、特急しらさぎ、特急いなほ系統と数少なくなっている。ただし、貨物列車においてはこの限りではない。国鉄時代の交流専用電車は711系や781系等数少なかったが、JR発足以降は逆転して新開発された交流専用車の方が交直両用車より圧倒的に上回っている。一方、貨物列車を牽引する電気機関車においては、逆に国鉄時代は交流専用機が多数を占めたが、民営化後は種々の理由により交直両用車のみが製造されている。電化計画路線のうち長崎本線や佐世保線、日豊本線南宮崎 - 鹿児島間、千歳線、室蘭本線沼ノ端 - 室蘭間は1975年（昭和50年）の動力近代化計画終了時に電化が実現しなかったが、1980年（昭和55年）までに順次電化された。また函館本線函館 - 五稜郭間はJR発足後津軽海峡線の一部として1988年（昭和63年）3月に電化された。21世紀に入ってからも電化は続き、筑豊本線黒崎 - 桂川間も篠栗線と共に2001年（平成13年）10月6日に電化された。また、電化計画路線にあげられている宗谷本線の旭川 - 永山間のうち、旭川 - 北旭川間（移転した旭川運転所構内）については車両基地への電車の回送列車のみであるものの、2003年（平成15年）3月に電化された。函館本線の五稜郭 - 新函館北斗間は、2016年（平成28年）3月の北海道新幹線（新青森 - 新函館北斗間）開業時にあわせて電化された。しかし、電化計画路線にありながら函館本線新函館北斗 - 長万部間と室蘭本線東室蘭 - 長万部間および沼ノ端 - 岩見沢間、筑豊本線の通称：若松線の電化は現在でも実現していない。これはエネルギー革命に伴って石炭の輸送量が減少したことと関係している。その反面、水戸線、御殿場線、外房線、内房線等、計画になかったが、電化が実現した線区も存在する。なお、高山本線は地元の陳情により、本計画直前の1958年にディーゼル化が推進され、1980年には全線の電化工事も起工されたが、国鉄の経営悪化により1985年頃に中断し、キハ85系をはじめとする気動車による高速化を実施した。動力近代化計画のもう一つの柱である客車列車の電車化・気動車化は計画終了の時点で、優等列車に関しては（静粛性等の点で客車が優位とされた）夜行を除いてほぼ完了していたものの、前記のとおり普通列車には地方線区を中心に多くが残存し、その状態がしばらく継続した。しかし、客車普通列車の存続理由の一つであった郵便荷物輸送の衰退、地方線区で機関車を共用する機会のあったヤード集結形貨物の全廃（1984年2月1日国鉄ダイヤ改正）、および余剰となった優等列車用車両の転用により、1980年代に入って分散動力車両への置き換えが段階的に進められた。1986年11月1日国鉄ダイヤ改正で荷物輸送（郵便郵送は改正の1か月前に終了）が一部の例外を除いて終了したこと、国鉄分割民営化に際して客車の置き換えに反対する組合の勢力が減じたこと、機関車は旅客鉄道会社と日本貨物鉄道が個別に保有する形になったことでその動きが加速した。2002年に津軽海峡線の快速「海峡」の廃止により、昼間の定期列車から客車は完全に撤退した。以降は夜行の優等列車のみに客車の定期運行が残ったが、利用の低迷や新幹線の開業に伴って夜行列車の削減が進んだ結果、2016年3月に急行「はまなす」の廃止によって、JRの定期列車から客車の運行が消滅した。

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