石油産出は下り坂 / Hubbert's Peak (Deffeyes); Beyond Oil (Deffeyes); Out of Gas (Goodstein)

• Kenneth S. DEFFEYES 著, 2001年; Paperback with a new preface 2003年: Hubbert's Peak: The impeding world oil shortage. Princeton Univ. Press, 208 pp.
  日本語版: ケネス S. ディフェイス 著, 秋山 淑子 訳 (2007年): 石油が消える日。パンローリング。[わたしは日本語版を読んでいない]
• Kenneth S. DEFFEYES 著, 2005年: Beyond Oil: The view from Hubbert's peak. New York: Hill and Wang (Farrar, Straus and Giroux社の一部), 202 pp.
• David GOODSTEIN 著, 2004年: Out of Gas: The end of the age of oil. New York: W.W. Norton, 140 pp.

【 資産というほどのものを持たない勤め人のところにも、資産運用をしませんか、 という電話がかかってくる。 穀物のこともあるが、石油の先物のこともある。 こちらは半年や一年のさやかせぎには関心がないが、引退後に食えるかどうかは 大問題なので、「30年先の石油はありませんか」ときいてみるのだが、 それに応じてくれる商社はないようだ。

わたしがほしくない商談が来ることと、ほしい商談がこないこととは、 同じ現象の裏表なのかもしれない。 DEFFEYES (2005, 2章末付近)が数理工学者(著者の奥さんらしいが)の話を参考に展開する議論によれば、 1985年以後しだいに石油の値動きが激しく(カオス的に)なっているのは、 能力いっぱいに産出している油田が多くなり、 価格と産出量との間の自動調整が働かなくなってきたからではないかという。 】

DEFFEYES (2001)の本は POLLACK (2003)の本[読書ノート参照]の参考文献に あがっていたので、気になっていたのだが、 最近GOODSTEINの本を見て、 これもDEFFEYES (2001)の本を参照していることがわかった ので、両方読んでみることにした。 どちらの本も、第一の要点は同じだった。 しかし、それ以外の話題の広がりが全然違うので、 両方あわせて読んだほうがおもしろい。

第一の要点は、 秋葉(2004)(広島市長、もと数学の先生)による紹介もあるので それを見ていただいてもよいが、 ここではわたしなりに表現しておこう。 自然プロセスによって石油が作られる速度は、 産業革命以後の人類が消費している速度に比べて無視できるほど遅い。 したがって人類が掘り出すことのできる石油の量には上限がある。 人類が石油採掘を始めて以来の累積産出量は、 初めは指数関数的に増加していたが、その後増加率はにぶっている。 食物の制約のある場合の生物の個体数などの時間発展を参考にすると、 この先は指数関数的に上限値に近づくような 「ロジスティック曲線」になるのではないかと思われる。 各年の新たな産出量は、この時系列を微分したものにあたるので、 ひとつのピークをもつベル型になる。 アメリカ合衆国の石油産出量は1970年にピークとなり、その後減っている。 HUBBERTという人が、 これをその10年ほど前に予測していた。 予測の根拠のひとつは、 産出量の時系列は石油の発見量(確認された埋蔵量の増加速度)の時系列のあとを追って変化していると 見られ、発見量の時系列が先にピークを迎えたことである。 HUBBERTと同じ方法を世界の石油の発見量と産出量に 適用してみると、そろそろ産出量のピークが来そうなところだ (Beyond Oilで示された新しい見積もりによれば、 ベル型曲線のピークは2005年末ごろだそうだ。)。

【なお、HUBBERTの議論そのものが、 PHILLIPS (1979)の本にかなり詳しく紹介されているのを最近見つけた。 ただし、日本語版ではHUBBERTの名前が「ヒューバート」となっているが、 これは「ハバート」と読むのではないかと思う。 データはもちろん当時までのものだが、議論は今書かれたとしても変わらないだろう。 著者は海洋物理学者である。 】

仮に曲線が左右対称だとすると、 世界の石油資源は産出可能な上限値の半分残っている。 すぐに石油がなくなるわけではない。 しかし、これから10年、20年のうちにかなり急速に、 石油がこれまでの百年間に比べて貴重な資源になってくる。 化学原料としても重要な石油を 燃料として浪費してしまわないように、社会のしくみを変えていく必要がある。 エネルギー資源としては、 短期的には天然ガスがあるが、 これにも遠からず産出量ピークがやってくる。 石炭は不純物による汚染 (またはその対策のためにエネルギー資源投入が必要)の問題、 核分裂・核融合は放射性廃物の問題があり、 太陽光や風は集中度の低いエネルギー資源である。 まだ全く知られていない科学の進展がない限り、 石油とガスがなくなるときまでに、 エネルギー資源の消費そのものが少ない社会にしていく必要があるだろう。 これは、 エコロジー主義などの思想に染まらなくても(「公害防止」の意識は多少必要だが)、 資源の考察だけで出てくる結論だ。 (Beyond Oilは、短期的見通しが中心であるため、 社会が大きく変わることは想定されず、 一方で問題はあるが今知られているいろいろなエネルギー資源を使っていき、 他方で不便をしのぶしかない、 というような論調だが。)

DEFFEYESは地質学者で、 父親が石油採掘技術者であったため油田を身近に見て育ち、 石油会社の研究開発部門で働いた経験もある (HUBBERTはそこの先輩だった)。 MCPHEE (1998)の 地質構造を見ながら北アメリカ大陸を横断する紀行文の企画の顧問でもある。 Hubbert's Peakの本では、 石油が存在する条件が順を追って論じられている。 石油が形成されるのは、 有機物を多く含む特殊な堆積岩ができ、 高すぎも低すぎもしない適切な温度条件を経験した場合であり、 それが今までたまっているのは、 石油をたくわえることのできるすきまをもった岩石と、 その上にふたをするすきまのない岩石がうまい位置関係にあった場合である。 また、石油を発見するための探査技術や、 採掘技術が、どのように発達してきたかも述べられている。 DEFFEYESによれば、 今後の技術の発達で産出量が大幅にふえる可能性はあまりない。 残っている不確定要因は、多数の国が領有を主張している南シナ海など、 政治的要因で探査や開発があまり進んでいないところだけである。

Beyond Oilの本では、 石油のできる条件の説明は簡単にすませており、 おもな論点は、人間社会がこれから十年ほどの間に 他の燃料資源(地下資源に限るが、 石油の同類である天然ガス、アスファルト、オイルシェールのほか、 石炭、ウランを含む)にどれだけ頼れるかの見通しである。 また、HUBBERT流の石油資源見積もりの説明を やりなおしており、それは前の本よりも論理がわかりやすい。

GOODSTEINは物理学者で、 Mechanical Universeという物理のビデオ教材の著者のひとりでもあり、 また録音だけ残っていたFEYNMANの講義を再構成する という仕事(GOODSTEIN & GOODSTEIN 1996, 科学史家である奥さんとの共著)もしている。 また大学のvice provost (教務副部長とでも訳すか?)という職にあり、 物理系の大学院生定員の増加と大学院修了者の進路に関する議論もしている (GOODSTEIN, 1997)。 Out of Gasの本は、 まさにDEFFEYESがHubbert's Peakの最後に孫への助言という形で 「熱力学を理解して使いなさい」と言っているのを引き継ぐように、 熱力学の第一・第二法則を解説し、それを基礎としてエネルギー資源を論じたものだ。 (題名は俗にいう「ガス欠」つまりガソリンの欠乏である。 やがて来る天然ガスの枯渇も話題に含まれてはいるが、主題は石油の枯渇である。)

仮に 天然アスファルト(石油ではあるが分子が大きく流れにくいもの) やオイルシェール(まだ石油分子が作られていない石油の源岩で、 大きい分子の有機物を含む)などまで含めれば、 石油のたぐいはまだかなりある。 しかしそこから石油として使えるものを取り出そうとすると、 エネルギー資源(熱力学的に正確には低エントロピー資源というべきだろうが)を 投入する必要がある。 投入量のほうが産出量より多くなれば採掘する価値はなくなる。 DEFFEYESの地質学および採掘技術の面からの説明と GOODSTEINの熱力学の面からの説明をあわせると (まだ疑問の余地がなくなったわけではないが)、 確かにこのようなものにはわずかしか期待できないと思える。

どちらの著者も、将来のエネルギー資源の一部を原子力に頼らざるをえないと見ている。 (わたしは原子力に頼るべきでないと思うが、 そうすると社会の生産・消費体制全体の変革が ますます必要になることは確かだ。) ただし、DEFFEYESは放射性廃物の保管の問題は 気にかけており、現在あげられている候補地は(自然条件からは)最適でないと見ている (近くに人が住んでいないという社会条件からは最適かもしれないが)。 そういうきびしい判断をするなら、日本にはそもそも保管に適した場所がない。 これまでに生産してしまった放射性廃物については 相対的に適したところを選ぶしかなさそうだが (たとえばAPTEDほか, 2004参照)、 これからどんどん量がふえることには耐えられないのではないだろうか。

どちらの本も、日本でも読まれてほしいと思う。 ただし、わたしが自分で日本語に訳すことはしないことにする。 DEFFEYESのHubbert's Peakは、わたしには訳せる自信がない。 地質学の専門用語も問題ではあるが (地球科学は専門分化しており、地球物理コース卒業のわたしが知らない用語も多い)、 それは調べればなんとかなるだろう。 困るのは、全体としては講義調であるにもかかわらず、 口語・俗語的言いまわしがたびたび出てくることだ。 著者が油田の現場の俗語だとことわっているもの以外が、 アメリカ人にならたいてい通じるものなのか、 著者の育った地方独特の表現なのかもよくわからない。 それを読みとばしても論点を理解するにはさしつかえなさそうだが、 訳すとなるとやっかいだ。 あとの2冊は わたしでも訳せそうだが、自分の時間を使うよりもどなたかにまかせたい。 Beyond Oilは俗語表現が少なく、 たびたび含まれる冗談も、われわれ外人にも(楽しめるかどうかはともかく) 理解できる表現になっている。 (プリンストン大学出版の編集者が著者の個性的表現を生かす方針をとったのに対して、 Hill and Wangの編集者 --前にはScientific Americanの編集者だったそうだ-- は 多くの読者に意味が通じるように変更を求めたにちがいない。) 困難は地質学やエネルギー工学の専門用語(前の本より範囲が広い)だけだと思う。 GOODSTEINのOut of Gasの文体はずっと講義調で、ちょっと単調な感じだが (GOODSTEIN & GOODSTEIN 1996 の FEYNMANの思い出を語ったところなどは ずいぶん愉快なのだが、それはファインマンさんという人物のおかげらしい)、 物理の用語を苦にしない人ならば訳すのはむずかしくないと思う。 HUBBERT関係の話題のところでは 地質用語に詳しい人の助言を求める必要があるかもしれない。

【石油地質の専門家でHUBBERT流の石油ピーク論をしている人には、 DEFFEYESのほかに、Colin CAMPBELLがいる。 その単著の本もあるがわたしはまだ読んでいない。 MCKILLOP & NEWMAN (2005)の本の中のCAMPBELLの書いた部分は読んだ。 DEFFEYESと数値に関しては違うところがあるが基本的論点はほぼ同じだと思う。 また、地球科学者(氷床力学の著作がある) VAN DER VEEN (2006)は HUBBERTの論は否定されたとするいくつかの論に反論している。 そのほか、今後のエネルギー資源を論じた解説としては、 WEISZ (2004)のものもある。】

[追記] LEGGETT (2005)の本、石井(2006, 2007)の本、 STRAHAN (2007)の本も出た。 【石井氏の主張の大筋にわたしは賛成である (ただし引用された文献への評価は別)。 しかし石井氏の2冊の本は同じ論点の単純なくりかえしが多くて紙がもったいない。 編集者といっしょに文章構成を検討して字数あたりの情報の濃い本にしてほしかった。 なお、石井氏は「石油ピークは石油枯渇とは違う」と言う。 わたしの認識とは内容がずれているわけではなく、用語の意味がずれているだけである。 わたしのいう「枯渇」は石井氏のいう「枯渇」に向かう長い過程だと考えてほしい。】

参考文献

• 秋葉 忠利, 2004: ベル曲線の秘密 (上)。 数学セミナー, 2004年12月号, 2 - 3.
• Mick APTED, Kelvin BERRYMAN, Neil CHAPMAN, Mark CLOOS, Chuck CONNOR, Kazumi KITAYAMA, Steve SPARKS & Hiroyuki TSUCHI, 2004: Locating a radioactive waste repository in the ring of fire. EOS, Transactions, American Geophysical Union, 85 (No. 45), 465 & 471.
• David L. GOODSTEIN, 1997: The big crunch. EOS, Transactions, American Geophysical Union, 78 (No. 32), 329.
• David L. GOODSTEIN & Judith R. GOODSTEIN, 1996: Feynman's Lost Lecture: The Motion of Planets around the Sun. New York: W.W. Norton, 191 pp. + audio CD. [日本語版] 砂川 重信 訳 (1996): ファインマンさん、力学を語る。 岩波書店。
• 石井 吉徳, 2006: 石油最終争奪戦 -- 世界を震憾させる「ピークオイル」の真実。 日刊工業新聞社。
• 石井 吉徳, 2007: 石油ピークが来た -- 崩壊を回避する「日本のプランB」。 日刊工業新聞社。
• Jeremy LEGGETT, 2005: Half Gone -- Oil, gas, hot air, and the coming energy crisis. London: Portobello Press. [アメリカ版] The Empty Tank -- Oil, gas, hot air, and the coming global financial catastrophe. New York: Random House. [日本語版] ジェレミー・レゲット 著, 益岡 賢, 植田 那美, 楠田 泰子, リック・タナカ 訳 (2006): ピーク・オイル・パニック -- 迫る石油危機と代替エネルギーの可能性。 作品社。 [読書ノート]
• Andrew McKILLOP & Sheila NEWMAN eds., 2005: The Final Energy Crisis. London: Pluto Press.
• John McPHEE, 1998: Annals of the Former World. New York: Farrar, Straus and Giroux, 695 pp.
• Owen PHILLIPS, 1979: The Last Chance Energy Book. Johns Hopkins University Press. [日本語版] 糟谷 紘一, 堀岡 一彦, 糟谷 恵子 訳 (1983): 21世紀にエネルギーはあるか -- アメリカの実験。共立出版。
• David STRAHAN, 2007: The Last Oil Shock -- A Survival Guide to the Imminent Extinction of Petroleum Man. London: John Murray. [日本語版] デイヴィッド・ストローン著, 高遠 裕子 訳 (2008): 地球最後のオイルショック。新潮社 (新潮選書)。 [読書ノート]
• C.J. VAN DER VEEN, 2006: Reevaluating Hubbert's prediction of U.S. peak oil. EOS, Transactions, American Geophysical Union, 87 (No. 20), 199 & 202.
• Paul B. WEISZ, 2004: Basic choices and constraints on long-term energy supplies. Physics Today, 57, No. 7, 47 -- 52. オンラインで http://www.physicstoday.org/vol-57/iss-7/p47.html で(購読者でなくても)読むことができる。