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、鉄道関係者からは蒸気機関車の淘汰によって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。
計画当時の状況

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。電化計画は明治時代より模索されており、1919年（大正8年）には主要幹線や勾配区間、水力発電を生かせる箇所などの大規模な電化計画が閣議決定されるなど、大正時代から蒸気機関車の淘汰計画に積極的であった[1][2]。しかし、関東大震災と昭和恐慌により予算が降りず、戦時下に突入すると電化に当時の陸軍幹部の根強い反対意見があり（変電所が被害を受けると列車が走れなくなる）、当初の構想に反して戦後においても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2,237 kmに過ぎず、非電化区間の動力車は蒸気機関車が4,514両、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[3]。

蒸気機関車には以下のような問題点がある。

蒸気機関車の熱効率は約5 %で、1950年代のデータで電気機関車が約30 %、ディーゼル機関車が約20 %とそれらと比較すると著しく低い[4]。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。

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、これらにより1日当たりの走行距離も低く設定せざるを得ないため、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。

長大トンネルでは、トンネル内にこもったばい煙を適切に排除しないと酸欠状態になる。例えば、急勾配で出力が必要な篠ノ井線の冠着トンネルでは、特殊な排煙装置が装着されていたが、それでも運転関係者の窒息死事故が発生したことがある。

さらに大量の煤煙やすすを発生し汚染や健康被害も起こすため、快適性において他の動力車に比べて大きく劣っていた。トンネル内では真夏でも窓を閉め切る必要があった。当時の列車には一等車・食堂車などを除いて冷房はなかった。

六軒事故のようにボイラーの危険性が高い。

客車10両を運転する場合の動力費
（1966年,数字でみた国鉄）[5]種別動力費
(円/10km走行あたり)相対指数
蒸気機関車911100%
電気機関車29933%
ディーゼル機関車53859%
電車58064%
気動車50756%

DD51形とC61形の燃費と走行距離の比較
（電化前の東北本線のデータ）[6]形式DD51形
ディーゼル機関車C61形
蒸気機関車
走行km当たりの燃料使用量3.517.4
燃料単価（円）135.7
燃費（円/km）4699
1日当たりの走行距離357284
車両価格（万円）6,3003,300

計画の概要

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）は蒸気機関車の淘汰を推進していた。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。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（金額はすべて当時の価格[7]）。

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。

当時フランスなどで進展していた交流電化に倣って、国鉄内部でも1953年（昭和28年）から交流電化調査委員会が設置され、1955年（昭和30年）の仙山線で交流電化の実験成功に続き1957年（昭和32年）から同線の実用電化が始まっていた[8]。

電車化においては、1937（昭和12）年に京阪神の京都-明石間95.3kmにおいて42系電車が導入されて、終着駅での折り返しの容易さによる運用効率の向上など優れた運用実績が確認され、1950（昭和25）年の出力を強化した80系湘南型電車の登場によってそれが決定的になった[9]。

ディーゼルカーにおいては、液体型変速機を採用したキハ45000系気動車が1953年（昭和28年）から量産され、特定線区の無煙化に貢献していた。

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が劣る（機関車が空転すると立ち往生する）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。