アメリカ屈指の名門校…創立は１８６８年１０校あるカリフォルニア大の系列でここが本校。
最も古い歴史を誇っています。
その校風はリベラルな事で知られています。
サンフランシスコで生まれたヒッピー文化と重なりベトナム反戦運動では西海岸の拠点となりました。
サンフランシスコのベイエリアを臨む４．８平方ｋｍ。
東大の４倍を超える巨大なキャンパスで３万６千人が学んでいます。
ここで学生の投票でベスト講義に選ばれたのがリチャード・ムラー教授の物理学の講義です。
ムラー教授は天才賞といわれるマッカーサー・フェロー賞の受賞者でアメリカ政府の筆頭顧問を長年務めてきました。
エネルギーの専門家です。
教授の講義は…大統領ならあらゆる危機に瞬時に判断を下さねばならない。
そのためには全ての科学的な数字を押さえ理解している必要がある。
ムラー教授は「物理は法の原理より先にくる」をモットーとしています。
どれほど強い軍隊の最高司令官であろうと物理の法則には従うしかない。
それが世界を動かすルールなのだから。
今回の講義は代替エネルギーを中心に行います。
さまざまなエネルギーがあるがクリーンエネルギーと呼ばれたり再生可能エネルギーと呼ばれたりとても複雑だ。
どれも発生するコストや得られる利益が異なる。
さまざまなエネルギーを一つずつ検証していきたいと思います。
エネルギー問題に近道はありません。
第２回の講義は石油や原子力に代わる次世代のエネルギーについてです。
（拍手）さあ今回も取り上げる事がたくさんある。
普通物理学のクラスでは扱わない事だ。
私たちが利用できるさまざまなエネルギー源を見ていこう。
人はエネルギー問題を単純化してこう言う。
「再生可能なエネルギーがきっとあるはずだ」。
こう言ってエネルギー源の選択肢を全て外してしまう。
あるいは「クリーンエネルギーがあるさ」と選択肢を絞って他を考えないで済ましてしまうんだ。
我々は今日全ての代替エネルギーを検証する。
この講義は「大統領になる君のためのサイエンス」。
エネルギーもその一環だからだ。
では自分がカリフォルニア州の知事だと思ってくれ。
代替エネルギーについてさまざまな人がそれぞれ良いと考えるものを推してきて選択を迫られているとしよう。
決断を下さなくてはならない。
君たちのうち誰かはいつか本当に州知事になるかもしれない。
そして今日の事を考えながらこう言う。
「あの日の講義では何て言ってたっけ？」。
そしてノートを見たり私の本で思い出そうとするだろう。
話を戻そう。
クリーンエネルギー持続可能なエネルギーを代替エネルギーと呼ぶ事にしよう。
その長所と短所を一つずつしっかり見ていく。
実際の数字をね。
確かな数字があってこそ説得力があるのだ。
では太陽光エネルギー。
まずは鍵となる数字を挙げる。
１平方ｍに１ｋＷのエネルギーがある。
ｋＷは１，０００Ｗだ。
分かりやすい例を出そう。
１Ｗは懐中電灯並み。
これならイメージしやすいね。
１００Ｗは人間が発する１秒あたりの熱エネルギーだ。
人間は１００Ｗの電球並みの熱を出している。
私は動き回っているからそれ以上の熱を発しているだろう。
十倍の１，０００Ｗが１ｋＷ。
小さな家に必要な電力だ。
１ＭＷは１００万Ｗ。
１，０００Ｗの千倍。
小さな家なら１，０００軒分町１つ分。
ＭＷとなると発電所が必要になるくらいの電力だ。
ＭＷ級の発電所なら小さな町で使う分の電力を賄える。
では１ＧＷは？Ｇは１０億。
１０００ＭＷが１ＧＷだ。
そう大型の発電所が必要になる。
かなり大型の原子力発電所や火力発電所ならＧＷ単位で発電できる。
大統領になった時はＧＷを基本単位に考えてくれ。
アメリカは１００ＧＷの電力を原子力で発電している。
アメリカの総発電はザッと５００ＧＷ。
このうちの２０％が原子力発電だ。
日本の総発電は４０ＧＷくらい。
これらが基本的な数字だ。
では太陽光。
１平方ｋｍあたりの太陽光エネルギーは１，０００×１，０００ｍで効率が１００％なら１ＧＷを発電できる。
これが太陽光のエネルギーだ。
１平方ｍあたりなら１ｋＷ。
ではニューヨーク市の使用電力はどのくらいだろう？平均でおよそ１０ＧＷだ。
太陽光では１平方ｋｍで１ＧＷの電力を発電できると言った。
２０１１年ソーラーパネルを最も多く製造したのは中国だった。
２ＧＷの電力を発生させるソーラーパネルを製造したのだ。
２０１１年に。
２ＧＷ。
どうだろうか？「中国の総使用電力は４００ＧＷでそこにソーラーで発電量を２ＧＷ増やした。
すごいんじゃない？」。
そうでもない理由を話そう。
ソーラーパネルの２ＧＷというのはその発電の最大電力を指す。
それは正午に太陽が真上からパネルに降り注いだ時に得られる電力が２ＧＷという事だ。
夜はどうなる？発電できないね。
だから平均すれば半分の１ＧＷになる。
太陽が傾いた時は？パネルの角度を変えないと電力を維持できない。
発電量を考える時これを考慮に入れる必要がある。
これらを考慮すると雲一つない晴天でも得られる太陽エネルギーの一日の平均は3/3だ。
電力は２ＧＷではなく０．５ＧＷ。
曇りの日は？アメリカや中国の統計で天候を考慮してみると更にその半分。
つまりになってしまう。
だから中国は２Ｇではなく０．２５ＧＷのソーラーパネルを製造した事になる。
２０１１年石炭による火力発電量はどのくらい増加したか。
５０ＧＷだ。
中国は２００対１の割合で石炭による火力発電量を増やしたのだ。
太陽光発電に楽観的な人々はこの点を考えるべきじゃないか？ソーラーパネルは常に最大電力で発電しているわけじゃないのだ。
これが太陽光発電の問題点だ。
だがいつか火力の発電量に追いつく。
どのくらいかかるのかは分からない。
でもきっといつか追いつくに違いない。
なぜならソーラーパネルの価格が驚くほど低下しているからだ。
だがソーラーパネル事業に投資した人々は後悔している。
販売価格が下がり過ぎて利益が出ないのだ。
アメリカでは複数のソーラーパネルメーカーが倒産した。
シリコンバレーのランドマーク的な存在で１０億ドル以上の資金を投資家から集めていたメーカーも含まれていました。
革新的な技術で知られ訪れたオバマ大統領も「アメリカのクリーンテクノロジーの拠点である」と発言したほどだったのに。
倒産は中国などとの価格競争に敗れたのが原因と言われています。
投資しても損をする。
今ではソーラーパネルメーカーがとてもいい研究をしていると言って資金を集めようとしても投資してくれる人は少ない。
５年前に投資した人たちが大損したからだ。
今や投資家たちは「二度と太陽光エネルギーに投資する事はないだろう」と言う。
複数のソーラーメーカーの倒産と中国製パネルの価格が低下した事から投資家は怖がっている。
多くの人が投資に失敗したというだけの事で太陽光エネルギー産業に対する期待がしぼんでしまったのは残念な事だ。
中国も深刻な問題を抱えている。
パネルを製造する能力はあるのにあまりに安く売るためコストさえも回収できない。
パネルの値段があまりにも下がったためだ。
アメリカにおいてここ数年でソーラーパネルの値段は事実上ゼロに近づくと私は予想している。
発電コストも急激に下がるだろう。
では太陽光発電に切り替えるか？問題はパネルそのものの値段ではなく送電線につなげるインフラコストだ。
一般家庭で使えるように直流から交流に変換し十分な電圧にする装置の費用だ。
表面を清掃するメンテナンスにも費用がかかる。
今のところアメリカではソーラーパネルの設置は助成金で比較的安くできる。
この産業を育成するために政府が多額の費用を補ってくれるからだ。
パネルの価格が下がるのは歓迎だが太陽光発電は設置費用が問題だ。
助成金が出なくなったら費用は２倍以上になるかもしれない。
太陽を使う他の発電方法がある。
太陽熱の利用だ。
太陽光を集めて熱に変える。
これにかかるコストは低くなっていない。
大きな設備が必要で建築材のコストがかかるからだ。
価格競争は起きないだろう。
どうぞ。
ソーラーパネルから得られたエネルギーは蓄えられるんですか？太陽熱や太陽光で生み出されたエネルギーは蓄えられる。
バッテリーで蓄えるのが一般的だ。
だがその価格は高い。
パソコンで使うような高いリチウムイオン電池は必要ない。
安いバッテリーが欲しいね。
安いバッテリーが研究されているが現在はまだ値段が高い。
家庭用のパネル一式を買うと大抵バッテリーが付いてくる。
助成金が出るから今は手が届く価格で買う事ができるんだ。
ソーラーはエネルギーの短期的な解決策になりえない。
２０年は無理だろう。
技術開発が遅れてしまったからだ。
次に風力エネルギー。
写真を見せよう。
これはドイツの風力発電だ。
同じ縮尺の自由の女神の写真を並べてみた。
風車はなぜこんなに大きいのだろう？理由は簡単だ。
高い場所で風が強く吹くからだ。
たこ揚げをした事があるなら知っているね。
それに大きい方が費用対効果に優れている。
これ１基で８ＭＷを発電できるのだ。
８つの町が賄える。
発電能力を１０ＭＷとして考えよう。
この風車が何基あれば１ＧＷの電力を作れるだろう？１００基だ。
それで原子力発電所や火力発電所と同じ発電量を発電できる。
１００基は１０掛ける１０でそんなに場所を取らない。
だが風力発電に適した地域がアメリカでは２つに限定されている事が問題となる。
まず沖合だ。
しかし海上に風車を建設するのは難しい。
もう一か所は陸の人里離れた場所だ。
テキサスと南カリフォルニアに大型の風力発電所がある。
過去数年は適度に風が吹いたが２０１１年は吹かなかった。
風力発電所は都市から遠い所にある。
電力を供給するなら送電網を改善する必要がある。
送電網における最大の問題は？既存の送電網でのロスだ。
今後新しい送電線を引くには私有地を通らざるをえない。
そうなれば地主は高額な補償金を要求してくるかさもなければ設置を拒否するだろう。
だから既存の効率の悪い送電網を使わなくてはならない。
送電網は課題だが風力はかなり有望な発電方法だ。
１基ごとの発電は大した量ではないがコストが安い。
風力は優れた発電方法の一つだ。
しかし風車が小さいと高速の風が必要になる。
風力での発電は風速しだいだからだ。
重要な点だ。
風が弱いと回らない。
だから大型の風車が必要になってくる。
風力発電の羽根は思っている以上に大きいんだよ。
別のアイダホで撮った写真を見せよう。
見覚えがあるかな？写っているのは私だ。
これは組み立てる前の風車の羽根１枚だ。
輸送が問題だ。
トラックや貨物列車には載せられない。
どう輸送するかが深刻な問題だ。
これが建設コストに響く。
でも大きく造ればＷあたりの設置費用が安くつく。
問題は送電網だ。
もし私が大統領ならソーラーパネルや電気自動車に助成金を出したりしない。
それより優れた送電網の設置に予算を使う。
「ワクワクするような計画をもう一度やってみよう。
アメリカ中西部から風力発電で得た電力を送電するために優れた送電網を引こう」と提案するね。
現在アメリカの総使用電力は５００ＧＷ。
アメリカの風力発電による最大電力は４０ＧＷ。
もちろん最大時の出力だ。
平均すると良くないね。
平均だと１０ＧＷ程度に落ちる。
それでも私は風力を有望だと見ている。
はいどうぞ。
高高度空中風力発電について質問があります。
将来性はあるでしょうか？空中風力発電は風車をたこのように揚げる事だね。
風車をとても高い所で回すのは風力エネルギーをより多く得られるからだ。
風速が２倍になれば得られるエネルギーは８倍になる。
だからとても魅力的な方法の一つだね。
だが実用化されないとは思っていない。
いつか実用化されるだろうが一度風車が墜落したら選択肢から消えるだろう。
大きな風力発電機をたこのように揚げるのは私の直感では現実的ではない。
だがもし私が１９０５年の物理学者だったらきっと飛行機の長さは６ｍ以上にはならないと計算したはずだ。
そう考えると上空での風力発電についても私は間違っているかもしれないね。
上空に風車を揚げるという事は次のような事だ。
非常に高い所に揚げるのだから電線でＭＷ単位の電力を安全に下ろす必要がある。
メリットは風速だが同時に風車が吹き飛ばされないようにもしなくてはならない。
風力が大きくなるからだ。
という事は地上にしっかり固定しなくてはならない。
次に教授が提案するのは「ネガワット」という考え方です。
膨大なエネルギーを消費しているアメリカならではのエネルギーの節約に対する考え方。
これで原子力発電の数十基分にもあたるエネルギーが節約できるというのです。
代替エネルギー源のうち私が最も期待しているのは「ネガワット」だ。
Ｎｅｇａｗａｔｔ。
ネガワットとは何だろうか？節電して必要なくなった電力を指す造語だ。
例を出して説明しよう。
冷蔵庫は食べ物を冷やし保存してくれる。
でも消費電力が少ない冷蔵庫を作れば？それも食べ物をちゃんと冷やしてくれるならいいだろう。
このカリフォルニア大学バークレー校で多大な努力がなされ冷蔵庫の効率化が達成された。
退屈な研究に思えるかもしれない。
だが今やアメリカの新しい冷蔵庫は非常に効率がいい。
アメリカ国内で使われている新しい冷蔵庫を全て１９６０年代の冷蔵庫に戻したとしたら６０年代当時最高品質の冷蔵庫でも４０ＧＷの電力が今より多く使われる事になる。
逆に言えば冷蔵庫を買い替えただけで４０ＧＷも節約できているのだ。
すごい事だ。
昔冷蔵庫は高かった。
今は相対的に安くなっている。
コストが下がって容量が大きくなった。
更に表示の仕方も工夫されている。
冷蔵庫を買いに行く。
…と目にするのは一つは４００ドルもしてもう一つは３００ドル。
じゃあ安い方を買おうとする。
でもよく見ると高い方の冷蔵庫には「１年のランニングコストが１００ドル」と書いてある。
安い方には２００ドルとある。
それなら安い方の冷蔵庫を買うのはやめよう。
１年後の出費金額は同じでもそれ以後は安い冷蔵庫の方だと多く電気代を払い続ける事になる。
ランニングコストの差は断熱性密閉性などが改善されたからだ。
こうして人々はより節電できる冷蔵庫を選んでいる。
４０ＧＷ。
大型の火力発電所や原子力発電所４０基分だよ。
それが節約されたのだ。
このように効率化を図れるものは他にもあるのだろうか。
私の考えではもっと組織的にネガワットに取り組めばいいんだ。
ジミー・カーター大統領は石油危機の時にこう言った。
「中東から石油を輸入できなくなったから暖房の設定温度を下げて我慢して下さい。
冬はセーターを着ましょう」。
それ以来アメリカ人は省エネは窮屈だと思うようになった。
「省エネは窮屈だ」という考え方を国民に植え付けた大統領の発言を電気をたくさん使ってほしい電力会社は大歓迎したはず。
省エネは不快とは限らない。
むしろ投資のいい機会なんだ。
家を買ったらいい断熱材を使って下さい。
君たちはまだ家を買わないだろうがね。
断熱材を使うとこんな計算が成り立つ。
今までほど夏の冷房や冬の暖房を使わずに済んで電気料金を節約できる。
断熱材の購入費用は４〜５年で回収できるはず。
これを…自分が知っている人で家を持っている人例えばご両親に５年間の回収期間をどう思うか聞いてみて下さい。
きっと「長い」と答えるだろう。
「５年間投資してその間に何も受け取れず５年後に回収するのか？そんな事はできない」。
こう言ったらどうだろう？「私に投資してくれたら毎年その投資額の２０％を払う。
しかもずっと続く」。
これなら投資してくれる。
有名な投資ファンド詐欺事件では個人投資家から６５０億ドルを集め自転車操業的に年率１１％の高配当を行っていた。
じゃあどうやって毎年２０％を配当するのだ？受け取ったお金で自宅の屋根裏に断熱材を取り付けるだけでいい。
そうすれば回収期間が５年だから毎年２０％のリターンがある事になる。
つまり投資した金額が毎年ずつ戻ってくる。
それ以後もずっと電気料金が２０％安いままだ。
省エネは利率がとてもいいんだ。
もしあなたの両親が５年の回収期間を嫌がり年利３％の預金をしたとしよう。
率のいい投資ではないね。
だから世界の一員として次の事を可能にする方法を考えなくてはならない。
まず省エネをする事でお金を節約できるという考え方の教育。
次にこれを行う大規模なシステムが必要だ。
同じバークレー校のローゼンフェルト教授が作った「デカップリング」というプログラムがある。
簡単に説明しよう。
カリフォルニアやニューヨークの電気事業者が行っているプログラムだ。
電気会社が費用を負担して断熱材を家庭に導入すると逆に電気料金が下がって損をしてしまう。
だがデカップリングでは事前に節約できた分を電気料金の単価に反映できる契約を結んで利益が減らないようにする。
複雑な制度だがこれなら電力会社も省エネに投資できる。
すばらしい仕組みだ。
重要かつ私たちにできる最大の事は原子力発電太陽光発電風力発電よりも何よりもネガワットだ。
エネルギーを節約する事。
新たに火力発電所を建設するより省エネタイプの冷蔵庫を買う。
以前より安く機能的だ。
それでも「食べ物を冷やして保存する」基本は達成される。
そして何ＧＷという電力を節約できる。
大きな電力だ。
君たちも省エネを学んでいて私以上によく知っているだろう。
省エネは私たちにできる最大の事。
これがネガワットだ。
ついでに「ローゼンフェルトの法則」について触れよう。
多くの人は人口が爆発的に増えて人類は絶滅すると恐れている。
論文や統計分析を見てみたまえ。
国連によるとおよそ４０年後の２０５０年に人口は９０億に達すると予測している。
これは人口爆発か。
だがもし年２％でエネルギー効率を向上させたらできると思うかね？もちろんだ。
今毎年１％の割合で効率化が図られている。
ほんの少しの努力で年２％に上げられる。
毎年２％ずつ向上していけば今世紀の終わりには世界中の人々は９０億の人口になっても今のヨーロッパの生活水準で暮らしていける。
今日の我々が使うよりも少ないエネルギー量で。
省エネをするだけ。
しかも今すぐ実行可能な事だ。
もう既に年１％効率化を図っている。
石油危機の時アメリカは年４％効率を向上させた。
パニックに陥っていたからだ。
年２％はたやすい。
年２％の効率化により人類は今の我々より使うエネルギー量が少なくて済む。
今世紀の終わりまでに世界中の人々の生活水準が向上しているだろう。
私はこの未来像が好きだ。
これを「ローゼンフェルトの法則」と呼んでいる。
これは希望ある未来を見せてくれる。
アーサー・ローゼンフェルト省エネの分野で本当のヒーローだ。
「クールルーフ」についても触れておこう。
クールルーフとは屋根を特殊な塗料で塗り太陽熱の半分を反射させようというものだ。
この特殊な塗料は赤外線を反射する。
違いは目に見えない。
赤外線は見えないからね。
１００％反射できればエアコンは必要なくなる。
屋根で太陽光発電をして省エネを図らなくても白かクールブラウンかクールグリーンに塗るだけで省エネを実践できるのだ。
赤外線を反射する効果が絶大な塗料が開発された。
バークレー校が運営するローレンス・リバモア国立研究所でも力を入れている研究だ。
車にもクールカラーを塗るといい。
燃費を向上できるからだ。
燃費は今の車のセールスポイントだ。
赤外線を半分に抑えればカーエアコンを「強」にしなくても済む。
それで燃費が向上する。
はい君。
クールルーフですが理論的にはどの建物も白やクールカラーで塗ると省エネを図る事ができるんでしょうか？もちろんだ。
世界中で昔から行われている。
特に暑い国ではね。
モロッコでは建物が全部真っ白だ。
気候が暑いので何でも真っ白に塗ってるね。
アメリカでは目が痛くなると反対意見もある。
だからクールカラーが有効だ。
茶色や緑色は白ほど赤外線を反射しないが使える。
ローゼンフェルトは平らな屋根なら下から見えないから屋根を白く塗る事を提唱しているね。
バッテリーの価格がかなり安くなるか充電できる回数がもっと増えれば電気自動車も考えられるだろう。
計算によるとガソリン自動車が１ｋｍ走るのにガソリン６セントかかる。
電気自動車だったら１セント程度だ。
お得な感じがするがバッテリーの交換が必要だ。
リチウムイオン電池を充電できるのは大体５００回だ。
改良はとても難しい。
問題はバッテリーの中の化学反応だ。
化学反応により電気エネルギーを得充電時は電気エネルギーにより逆の反応を起こす。
これを繰り返していくと「デンドライト」というやっかいな物が出来てくる。
バッテリーがこれでいっぱいになったら使えなくなる。
深刻な問題で多くの研究がされているが充電回数を延ばすのはとても難しい。
５００回充電できるのは奇跡だ。
飛躍的に進む技術ではない。
ソーラーパネルのようにバッテリーの価格が急激に安くなる事はないだろう。
ソーラーパネルは二酸化ケイ素と砂から取り出したシリコンで作る。
これは原料が安い。
シリコンを薄くする事もできる。
厚さ数ミクロンで済むためパネルの価格が下がったのだ。
バッテリーで新たに起業した人のプレゼンを聞くと４，０００回充電できるバッテリーを開発して現在の3/3まで価格を下げると言う。
でもそれは簡単ではない。
総合的に考えるとありえないと思う。
だからこの分野での楽観的なプレゼンには注意が必要だよ。
という事でバッテリーを買い替えなくてはならない。
私のパソコンのバッテリーの交換費用は…１ｋｇあたり２６０ドルくらいだろう。
でも自動車会社は大量に仕入れるため自動車用のバッテリーは高くない。
９０ドルだと言う。
本当？バッテリーを交換する時その価格で売ってくれるだろうか。
本当なら１ｋｇあたり９０ドル払う事になる。
そして試算した。
それでも１ｋｍを１セントで走行するのではなく３０セントかかる事が分かった。
４０セントという試算もある。
バッテリーを交換するだけでだよ？電気代は安い。
壁のコンセントに差し込んで充電するのは安い。
ガソリンに比べると電気代は安いがバッテリーが高い。
だから私は電気自動車に対して厳しいのだ。
バッテリー価格の問題が解決しないかぎり将来性は低いと思っている。
ところで車の燃費だがカフェＣ・Ａ・Ｆ・Ｅについて触れよう。
「企業平均燃料燃費」の頭文字だ。
私が若い頃最初に乗った車の燃費はリッター７ｋｍだった。
当時はそれでもいい方でほとんどの車がそのレベルだった。
今私が乗っているハイブリッド車はリッター２１ｋｍだ。
若い頃乗った車より性能は劣るのか。
そんな事は全くなくむしろ良くなっている。
スピードも出せるししゃれている。
単により良い車を製造しているだけの事だ。
更に改善できるので１で５０ｋｍ走るのも不可能じゃない。
自動車業界を混乱させないよう徐々に達成すればいい。
できる。
難しくはない。
ネガワットと省エネの話はここまで。
本当に大きなテーマだね。
では合成燃料の話をしよう。
ＣＴＬ。
これは「石炭から液体燃料を」の頭文字だ。
これも私が推す代替エネルギーだ。
ＣＴＬは石炭から自動車を動かす燃料を作り出す方法だ。
石炭を燃やして灰なんて出したくない。
そこで化学の魔法を使う。
石炭は炭素だ。
水素を含む水を使う。
石炭と水を化学反応させまず一酸化炭素と水素を作り更に炭化水素を合成する。
ディーゼル燃料を構成する化合物だ。
この方法は第２次世界大戦中ドイツで用いられた。
アメリカをはじめ連合国による経済封鎖のために石油が手に入らなくなったからだ。
ドイツでは石油が底をついても石炭はあったのでこの合成燃料で戦闘車両を動かしていたんだ。
だから不可能じゃない。
技術が開発されて製造方法も改善されている。
石炭や天然ガスから液体燃料を作り出す方法は将来かなり有望だと思う。
ただ大きな問題は地球温暖化だ。
この方法では結局二酸化炭素が発生してしまうのだ。
だがエネルギーの安定供給という点ではこの方式は優れている。
どうぞ。
環境への影響は考慮されているんですか？合成燃料のコストは太陽エネルギーと同じですか？環境への影響は考えられていない。
考慮すべきだね。
コストの詳細は今後の講義で触れよう。
環境への影響をはかるのは複雑だ。
誰もが独自の方法で計算して自分たちが望む答えを出している。
石炭から液体燃料を作る工場を建設したとしよう。
「地球温暖化に対する環境的な影響はどうなんだ」と疑問が湧き上がる。
一方でいまだにこんな事さえ言う人がいる。
「有益に決まっている。
植物は二酸化炭素を吸収して育つんだからむしろ私たち工場に謝礼をもらいたいね」。
こんなふうだから議論になる。
二酸化炭素は世界中に拡散されている。
世界が受ける温暖化の被害に対して経済的な利益を得る排出国に補償させないかぎり地球全体ではプラスとはならない。
世界の人々は「おいアメリカは豊かな国だから地球が受けた被害に対して補償金を払え」と言うだろう。
では中国や新興国はどうする？世界が受けた被害に対して賠償しないかぎり今後石炭の火力発電所を建設してはならないと強要できるわけがない。
先進国がこれまで多く排出してきたのに。
更に教授の講義は環境に配慮した自然エネルギーの利用方法へと進みます。
これらにはどんな可能性があるのでしょうか？では波力発電。
ここに写真がある。
ポルトガルの沖合に波力発電所が建設されている。
この写真がそうだ。
発電装置が海に浮いていて波の力で上下に動く。
その動きによって中の小さなタービンが発電する。
海底ケーブルを通して陸に送電する仕組みだ。
基本的な数値を見てみよう。
大きな波の高さは大抵１ｍだ。
写真では波の高さが分からないが…。
１ｍの波が立つとしよう。
その波でどのくらい発電できるだろう？ここに書きだしてある。
長さ１ｋｍの発電装置を浮かべて５メガＷの電力が作れる。
さて装置のコストはどうだろう？かなり高い。
波力発電は…ソーラーパネルは１ドル以下だ。
ポルトガル政府の助成金を受けて建設されたが助成金は打ち切られた。
どこもこのような発電所は造っていない。
利益を生みにくいからだ。
海に浮かべているためメンテナンス費用がかかる。
海に行った事のある人なら分かるね。
腐食を抑える事は難しいのだ。
だからメンテナンス費用がとても高くつく。
波力発電はコスト面が厳しいだろう。
潮の力。
潮力発電所は実際にある。
ここサンフランシスコでも潮の流れはすごいね。
アルカトラズ島の刑務所から脱獄に成功した者がいないのは誰もあの潮の流れに逆らって泳ぐ事ができなかったからだ。
最近泳ぎきった人がいるらしいね。
潮力は使えるのだろうか？実際ありえるね。
フランスにプロトタイプがある。
２４０メガＷを発電する。
大きな発電所だ。
ランスという場所の干満の差は８ｍ。
サンフランシスコでは１．５ｍなのになぜランスではそんな差が出来るのだろう？理由は湾の形にある。
潮は１日に２回満ち引きするのだがランスでは湾の形から干満の差が大きくなる。
そのエネルギーでタービンを回転させるのだ。
満ち引きは１日に２回その差は８ｍ。
同じような発電所が韓国にもあった。
やはり干満の差も同じくらいある。
これらの場所は潮力発電で利益を得られる特異な場所だ。
まれなので主流になる事はないだろう。
アメリカに利益を得られるほど干満の差がある場所はない。
サンフランシスコ湾では収支が見合わないとして建設を断念した。
次にバイオ燃料。
バイオ燃料には可能性がある。
トウモロコシを育てるわけだが問題は肥料が必要な事だ。
更に農業機械を使う。
それなのにトウモロコシ全体から燃料を抽出できるわけじゃない。
トウモロコシの実だけだからね。
試算するとトウモロコシから抽出する燃料に近い量の化石燃料を使っている。
多少プラスかもしれないがそれに近いという分析が出たのでトウモロコシ栽培への助成金は打ち切られた。
しかしサトウキビは次元が違う。
サトウキビはトウモロコシより多くの糖を含んでいる。
サトウキビの方が断然理にかなっている。
ブラジルではサトウキビから製造したエタノールで自動車が走っている。
アメリカでもサトウキビを栽培するべきだ。
現在ブラジルからアメリカへのこのエタノールの輸入は禁止されている。
アメリカでトウモロコシから作られているエタノールと競合するからだ。
ブラジルのエタノールの方が安い。
サトウキビからバイオ燃料を製造するには広大な土地が必要だという問題もある。
いずれトウモロコシでも茎を利用できる製造技術が確立されれば茎まで全部から抽出できるようになる。
今セルロースをエタノールや他の燃料に変換させる安い方法がない。
しかし牛だって胃の中でやっている事なのだから我々も研究室でできるはずだ。
バイオ燃料を作る時効率が良いとされるサトウキビでもまだセルロースという繊維質に含まれるエネルギーの多くが搾りかすとして無駄にされている。
牛などの草食動物があの大きな体を支えていられるのはこのセルロースを消化してエネルギーとしているからだ。
例えば細菌の力を使ってこれを直接燃料にできるかどうか。
今後科学が果たせる役割は大きいはずだ。
その時にバイオ燃料はきっと軌道に乗るだろう。
しかし本当の問題は食糧ではなく燃料のために土地を利用できるかどうか。
エネルギーの安定供給の確保バイオ燃料になる植物の栽培が食糧生産より優先できるかどうかだ。
どうぞ。
バイオ燃料は植物を栽培する事になるとおっしゃいましたが廃棄物エネルギー技術の可能性はどうなんでしょうか？廃棄物バイオマスエネルギーか。
ゴミからエネルギーを得る事だね。
バイオ燃料に転換すればそんなに無駄は出なくなる。
それに廃棄物の多くはセルロースと同じで燃料に変える事ができる。
焼却処分しては無駄になる。
都市の廃棄物という意味ではどうでしょうか。
得られるメリットは？都市の廃棄物ゴミはそれほど十分にはないんだ。
実際廃棄物活用のプログラムに関わった事があるが環境保護を唱える人たちから強く反対された。
びっくりしたよ。
環境保護を唱える人たちがなぜ廃棄物プログラムに反対するのか分からなかった。
廃棄物は出しちゃいけないと言うんだ。
まず無駄をなくすべきだと。
だから何をしようとも廃棄物がエネルギーとして大きなインパクトを与えるとは思えない。
焼却と埋めるのとではどっちがいい？埋めればメタンガスが発生する。
埋めるより燃料にした方がマシだね。
だがそれが世界で使われているエネルギーの代替になるほどのインパクトはないと思う。
次は…太陽で起きている現象を地球で起こしエネルギーは得られないのか。
その可能性を教授が検証します。
核融合についてまだ話していなかったね。
簡単に触れておこう。
核融合について知っているだろうか。
滑稽なのは核融合がずっと「未来のエネルギー」である事だ。
何が滑稽なのだろう？１９５０年代。
「水素爆弾」という形で核融合に成功した。
「未来のエネルギーになる」と研究者たちは口々に言った。
「２０年以内には核融合を実用化できる」。
１９７０年代でも「２０年以内に実用化できる」と言い１９９０年代そして２０１２年になっても核融合は「未来のエネルギー」で実用化は２０年以内。
確かに核融合は「未来のエネルギー」なのだがいつまでたっても「未来のエネルギー」のままである事だ。
という事で議論の余地のあるジョークだね。
私に反発する人もいる。
かなり怒る人もいる。
核融合は太陽で起きている現象と同じものだ。
水が燃料で水からエネルギーを作り出せるのだ。
複数の水素を融合させればエネルギーが得られる。
これは有効だ。
低コストで作れるのだろうか？いくつかおもだったプロジェクトがある。
当初軍拡競争のさなか核融合はアメリカ国民を守る新しい兵器に用いられた。
水素爆弾だ。
ウランやプルトニウムで核分裂を起こす原子爆弾で点火して水素を核融合させる爆弾だ。
ニューヨーク市を吹き飛ばせるくらいの大きな爆弾だ。
アメリカは水素爆弾を多数保有している。
以前は５万発あったが今は１万２，０００発くらいだ。
地中に埋めて爆発させその熱を利用したらどうだ？ばかげたアイデアとは言いきれない。
いややはり悪いアイデアだ。
真剣に考える余地はある。
なぜそうしないのだろう？それは核爆弾を爆発させないと世界に約束しているからだ。
だから爆発させるのは無理。
爆発を伴う核実験を行わず核爆弾の開発もしないという約束がある。
では小さな爆弾を作ればいい。
このくらいの小さな粒の。
リバモア国立研究所で実験が行われている。
鉄製の容器の中で爆発させ熱を発生させてまた爆発させる。
どうやって点火する？水爆で使うような起爆装置はない。
あまりに小さいのでレーザーを照射して点火するんだ。
研究所ではこの粒を１秒間に１０回点火できるレーザー装置がある。
実際１億分の１秒で点火できる。
問題は粒１つから数ドル分のエネルギーしか得られない事だ。
だから粒のコストは安くなくてはならない。
この施設は維持費が安いだろうか。
私は懐疑的だね。
審査委員会のメンバーなのだが誰よりも疑念を持っている。
ともあれこれが「未来のエネルギー」だ。
他にも方法がある。
磁場でも核融合を起こせる「トカマク」という。
今後も耳にするだろうトカマク。
ロシア語から来た名前だ。
真空状態に近い大きな磁場を持つ容器だ。
これには予算以上の金額数十億ドルが費やされている。
最近は状況が良くないようだね。
開発の成功まであと少しとされるがそれは２０〜３０年後だろう。
という事で数十年は核融合の実用化は無理だ。
だから今は真剣に検討せず「ものになるかもしれない長期的なプロジェクト」だと捉えておこう。
きっとすばらしい方法を考えだす科学者が現れる。
もっと簡単な核融合の方法や低コストでできる方法を考えだしてくれるだろう。
もう既にこの研究に取りかかっている研究者たちがいる。
さまざまな方法が考えられているが今現在言える事は核融合は「未来のエネルギー」でしかないという事だ。
今世紀中には実用化されるだろう。
ただ近い将来ではない。
それでは質問を受け付けよう。
諸君質問したくてウズウズしているようだから。
地熱についてはどう思いますか？地熱か。
サッと話そう。
常に地球の中心部から放出されるエネルギーだ。
皮肉な事に地球内部で放射性崩壊が起きている。
地熱も火山も元はといえば放射性崩壊から生まれた熱エネルギーを放出しているのだ。
湧き上がってくる地熱を利用できるが問題がある。
エネルギーを比較してみよう。
地球全体の平均では湧き上がってくる地熱は…太陽が真上にある場合のソーラーパネルは…地熱エネルギーは太陽エネルギーの１万分の１という事になる。
深く掘れば地熱があるから利用できる。
地熱エネルギーで地球を冷やせば問題解決だ。
厳密には再生可能なエネルギーじゃないがエネルギーだ。
平均して放出される地熱は温度が低く電力に変換するのは難しいという事だ。
地熱を利用するためには集中している場所に限られる。
火山やアイスランドなどだ。
だがアメリカなどでは地熱を利用するにはエネルギーが低すぎて実用化には向かないだろう。
カリフォルニアや環太平洋地域にはたくさんのホットスポットがあるんじゃないでしょうか？ああそのホットスポット全部からエネルギーを得るべきだね。
利用価値があるが大きなインパクトを与えるには不十分だ。
アメリカにも世界的に有名な場所があるね。
間欠泉のある所だ。
アメリカには多くはないがアイスランドや日本にはたくさんある。
どうぞ。
前回の講義で原発事故を起こす前の日本では３割のエネルギーが原子力発電だとおっしゃっていたと思います。
今回はいろいろな次世代エネルギーについて聞きました。
もし本当に日本が原子力発電を放棄するならそれに代わるエネルギーは何になるでしょう？天然ガスだろう。
天然ガスに移行すべきだろう。
問題は日本では輸入価格が高い事だ。
火力発電所を建設するコストはそれほど高くない。
世界中で天然ガスを産出し始めたら価格が下がる。
アメリカが輸出し始めたらだ。
それがごく短期的には最善策だと思うね。
どうぞ。
景気回復には代替エネルギーが解決策になると多くの政治家が話しています。
その一方で代替エネルギー分野で新たな雇用を創出したら化石燃料産業での雇用がなくなってしまうという批判もあります。
どのくらいのスピードで代替エネルギー産業が成長するのが望ましいと思いますか？なるほど。
質問は具体的にはアメリカでの石炭から天然ガスへの切り替えを指しているね。
ここでアメリカで発電に使われているエネルギー源の割合を確認しておこう。
原子力は２０％だったね。
だが実はアメリカでは石炭がまだ発電の４５％を占めている。
天然ガスは２３％だ。
地球温暖化への対応を考えると今後この比率は変わらざるをえないだろう。
アメリカで選挙前になると政治家たちはこの件に関して口が重たくなる。
石炭から天然ガスに切り替える時２つの資源は同じ場所にないからだ。
両方の資源がある州でも場所があっちとこっちと違う。
石炭から天然ガスに切り替えた場合石炭関連の仕事がなくなる。
引っ越して天然ガスの仕事に就けばいいのだが石炭より仕事の数が少ないだろう。
天然ガスの方がクリーンで安い。
だから切り替えたら石炭の仕事は全部なくなるだろう。
しかし政治家は石炭業界に対してそんな事は言えない。
石炭産業が盛んなオハイオ州は大統領選挙の勝敗のカギを握る州だからね。
もしかしたら大統領の任期の最後の方で何か手を打つかもしれないね。
だが地球温暖化と環境汚染をもたらすテクノロジーの痛みとエネルギー源を切り替える事によって仕事を失う事のバランスのとり方が問題になってくる。
人々はまだそこまで考えが及んでいないようだ。
テクノロジーの発達が原因で苦しんでいるのだと。
いい答えはない。
ではまた次回。
（拍手）2014/05/23(金) 23:00〜23:55
ＮＨＫＥテレ１大阪
バークレー白熱教室　大統領を目指す君のためのサイエンス　第２回　[二][字]

カリフォルニア大学バークレー校の人気ナンバーワン教授による「大統領を目指す君のためのサイエンス」。第２回は、太陽光、風力、バイオなどの代替エネルギーを検証する。

詳細情報
番組内容
カリフォルニア大学バークレー校の人気ナンバーワン・リチャード・ムラー教授が、大統領など世界のリーダーを目指す若者のために、頭にたたき込んでおくべきサイエンスをレクチャーする。テーマは「エネルギー」。第２回では、太陽光、風力、バイオなどの代替エネルギーの実現可能性を検証していく。コストなどを考えると、どれも普及にはまだ時間のかかるクリーンエネルギー。最後に教授は、驚くべき選択肢を提示する。
出演者
【出演】カリフォルニア大学バークレー校教授…リチャード・ムラー

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ドキュメンタリー／教養 – 社会・時事
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