• 世一(よいち) 良幸, 2011: 「家」「町」「地球」のエコ技術論 (幻冬舎ルネッサンス新書 043）。 幻冬舎ルネッサンス, 221 pp. ISBN 978-4-7790-6042-7.

いわゆる「エコ」をほんとうに「エコ」に変えていこうという主張の本。著者の「エコ」の定義は明確には読み取れなかった(わたしの読みすごしかもしれない)が、「持続可能でなければエコ技術ではない」(第6章)という必要条件は明確だ。

著者はもと環境省の官僚で、防衛省に出向して基地の環境問題を認識したもののその立場ではあまり解決に役立つ仕事ができなかったらしい。そこで役所を退職して文筆家になり「米軍基地と環境問題」の本を出した。安全保障条約の是非は問題にせず、基地の環境問題が法制度の谷間で解決のしくみがないことを問題にしたものだ。機密にはふれていないと思うが、それでも職員の立場では書きにくかっただろうと思う。

今度の本も、日本の政策や行政制度に対する意見が中心となっているが、前の本が特殊な状況の話だったのに対して今度は世の中全般に及ぶ。ただし、原稿はほとんど震災前に書かれていたそうで、原子力についてはあまり論じられていない。

第1章「エコとは言えないエコ技術政策」。2009-2010年の家電「エコポイント」や自動車の「エコカー」への買いかえ補助政策は、同規模の商品のうちで効率が高いものを奨励したが、上の規模のものが買われて総量ではエネルギー節約にならないことも多かった（とくにテレビ)。基本が景気刺激策であり「エコ」の目標設定は明確でなかった。高速道路無料化は、たとえ渋滞緩和になるとしても、CO₂排出抑制とつじつまがあわない（これは震災後中止になったが）。そのほか、自動車や電気機器の性能評価、リサイクル製品奨励、フロン回収の対象、CO₂排出抑制に対する森林の評価など、著者が見るところ、日本の法制度や数値の出しかたが、ひとまわり広い観点での「エコ」に対して不適切なものがいろいろある。

第2章「身近な熱の科学」。著者は「熱」に注目して問題を整理しようとする。熱伝導や放射を含む熱伝達、物体の温度変化と相変化を含む蓄熱などだ。エネルギーということばも出てくるが、熱と仕事とエネルギーの関係はあまり説明していない。

第3章「高断熱・高気密が進む家のエコ」。住宅のエネルギー消費を減らす(CO₂排出も減らす)ために、壁や窓などを、熱伝導を少なく、また空気の透過を少なくすることがよいとされている。それ自体は筋のとおったことなのだが、特定のへやだけの温度調節をすれば満足できるところを、家全体の温度調節をしなければならないように改造したら、総量では省エネにならない。また建築基準法で常時能動的換気が義務づけられてしまったが電力消費を強制する困った制度だ。(その動機は建材に含まれるホルムアルデヒドなどによるいわゆるシックハウスを防ぐことなので、健康をまもるという意図はわかるが、有害な建材を減らすことのほうが筋のはずだ。)　オール電化は省エネにならない。(ただし、電気で熱を得るのはもったいないという議論では、徹底してヒートポンプを使う方法は想定していないようだ。) 家にそそぐ太陽光や風のエネルギーを活用するpassiveな方法も使うべきだ。また地中熱(気温よりも変動が小さい地下の土のたくわえているエネルギー)の活用を勧めている。わたしも全般に賛成だが、土は生物の生きる場でもあるので人間が使いすぎてしまわないように注意が必要だと思う。いずれにせよ人間から生態系へのインパクトが生じるときにどういう形がましかという問題だが。

第4章「熱汚染が進む町のエコ」。いわゆるヒートアイランド問題。冬は問題にせず、夏に暑くなりすぎることを問題にしている。「緑被率の向上、水辺の復活、透水性舗装や街路樹など道路環境の改善、建築物の改善とともに、排熱の総量削減のための事業を、大規模に進めていってほしいものである。」わたしも基本的に賛成。

第5章「大気の熱容量が高まる地球のエコ」。地球温暖化問題。その説明の大筋はもっともだ。しかし「温室効果ガスが熱を一時的にトラップする」という表現はあまり正確でない。それよりもまずいのは章の表題に見られるように地球温暖化は「大気の熱容量が大きくなる」ことだという認識だ。「熱容量が大きいと温まりにくく冷めにくくなるため、温度変化の幅は小さくなる」とも書いてあるので、著者は熱容量の概念は正しくつかんでいるようだ。温暖化が進めば大気中の水蒸気がふえるので大気の熱容量は少しふえるけれども、そのこと自体は、同じエネルギー増加に対して(温度でみた)温暖化を弱める方向に働く。また、温室効果が強まると昼と夜の温度差が小さくなるというのは、たぶん正しい傾向だけれども、温室効果の本質的部分ではない。

温暖化を抑制するための政策としては、著者は環境税を主張する。二酸化炭素排出の費用を排出者に負担させれば、あとは市場のしくみで何がどれだけ消費されるかは「エコ」の理念にかなったものになるだろうというわけだ。ここでは原子力にはふれていないが、「炭素税」でなく「環境税」と言っているので、放射性廃物を残すことにも一定の単価で課税するのが著者の主張とつじつまのあった考えかただろう。

第6章「エコ技術論」。持続可能であるために、エネルギー利用の効率改善も重要だが、需要のみなおしも必要だ。「まず経済成長ありき」ではいけない。

CO₂排出削減ポテンシャルは、個々の製品についてでなく、世の中に出回っているものの総量についてみるべきだ。ライフサイクルアセスメント（カーボンフットプリントの評価はその一種)は、もし徹底してできればすばらしいが現実には労多くして功少ないと著者は主張している。そうかもしれないと思う。

エコ技術普及への制約は、経済的、技術的、制度的なものがある。経済的な面では費用を下げる必要がある。補助金は実質費用が下がるまでの過渡的なものは意味があるがそうでなければむだになる。技術的制約としては、「エコ」設備自体の起こす低周波騒音などの環境問題、太陽光・風力の供給の不安定さ、電気自動車の急速充電などのインフラ整備の必要性があげられている。制度面では手続きの簡素化などの規制緩和の必要性があげられている。

そして政策論として、省庁ごとの縦割りでない総合的判断が必要なので、技術評価は省庁をこえた「エコ技術評価局」のようなところに集約し、政策判断は「国家戦略局」のようなところでやるべきだと言っている。わたしも基本的には同感だ。新たな組織を作るべきかどうかはよくわからないが、課題ごとに担当の役所を決めるとともに他の役所にはそれに協力するように命令することを、内閣のレベルで統一された意志をもってやるべきだと思う(それこそが「政治主導」の意味だったのではないだろうか)。

ただし「もっぱらエコを目的とする製品に補助金を」という著者の主張には疑問。他の目的の政策を「エコ」に偽装するな、という意味ならもっとも。しかし、すべての経済活動が持続可能になるべきなので、「エコ」に特化した製品よりもむしろ経済の本筋の製品を正しい「エコ」の理念にかなうものにしていくことのほうが重要なはずだ。

文献

• 世一 良幸, 2010: 米軍基地と環境問題 (幻冬舎ルネッサンス新書 019)。 幻冬舎ルネッサンス , 204 pp.　ISBN 978-4-7790-6019-9.

• Leo DONNER, Wayne SCHUBERT & Richard SOMERVILLE eds., 2011: The Development of Atmospheric General Circulation Models: Complexity, Synthesis and Computation. Cambridge University Press, 255 pp. ISBN 978-0-521-19006-0.

ウェブ上で地球温暖化の科学に関する話題を追いかけていたときにたまたま情報を得て、この主題の本は知っておく必要があると思って注文した。届いたものをめくってみると、重要な研究者本人が書いているレビュー論文集という意味で価値はあるが、この主題を勉強する人のための必読書ではない。まだ中身を読んだわけではないが覚え書きを書いておく。

地球温暖化などの気候変化の予測型シミュレーションに使われる気候モデルの大気部分と、数値天気予報モデルのうち全球スケールのものは、実質ほぼ同じである。本書はこれを主題とし、科学者たちが、過去の発達をふりかえり、将来に向けての展望を述べたものだ。

気候モデルの構築・利用のいわば第2世代が中心になった企画だが、第1世代の、NCAR大気モデルを作った笠原・Washington、GFDL海洋モデルを作り真鍋の大気モデルとの結合モデル実験をしたBryan、もともと大気力学が専門だが気候モデルの部分としての陸上生物圏のモデルの構築の先頭に立ったDickinsonに執筆させている。必ずしも過去の研究史の確認ではなく、今思うことを自由に書かせているようだ。

はっきり科学史的な章としては、数値天気予報研究者の立場から歴史上重要なシミュレーション研究の再現に踏みこんでいる[読書ノート参照] Lynchと、意図的気候改変への動きを気にかけている([読書ノート参照]、さらに2010年の著書Fixing the Skyがある)科学史家Flemingによるものがある。

第2世代からは、気候モデルと数値天気予報モデルをなるべく統一した構成でつくっているイギリス気象庁(UKMO)ハドレー気候センターのSeniorほか、観測データと気候モデル出力を併用して大気大循環の現象の解析をしているGFDLのLau、これまでの大循環モデルの空間分解能よりも細かい積雲対流の役割にとりくんでいるRandall、第1と第2世代の中間からIPCC第4次報告書の編著者となったSomervilleの報告がある。

気候予測をとりまく社会からの期待に対して科学者たちが鈍感な態度をとっている気がしないでもない。ただし、本書の原稿は、たとえば9章の初めに明示されているように、2009年初めに書かれている。East Anglia大学の電子メール暴露やIPCC第4次報告書(第2部会の巻)のまちがいが大衆的話題になるよりも前であることはもちろん、世界気象機関が中心となった世界気候会議で(気象事業とならんだ)「気候サービス」を構築しようという方針が明示されるよりも前なのだ。査読済み論文集ではないものの一種の査読を入れて原稿を改良したそうであり、しあがりも学術書にふさわしいしっかりしたものになっているようだ。編集に2年かかったのはもっともだと思う。

章構成は次のとおり。
Foreword (Isaac M. Held)
1. Introduction (Donner, Schubert & Somerville)
2. From Richardson to early numerical weather prediction (Peter Lynch)
3. The evolution and future research goals for general circulation models　(Warren M. Washington and Akira Kasahara)
4. Beyond prediction to climate modeling and climate control:　New perspectives from the papers of Harry Wexler, 1945-1962　(James Rodger Fleming)
5. Synergies between numerical weather prediction and general circulation climate models　(Catherine A. Senior, Alberto Arribas, Andrew R. Brown, Michael J.P. Curren, Timothy C. Johns, Gillian M. Martin, Sean F. Milton, Stuart Webster & Keith D. Williams)
6. Contribution of observational studies to the evaluation and diagnosis of atmospheric GCM simulations (Ngar-Cheung Lau)
7. Coupling atmospheric general circulation to oceans (Kirk Bryan)
8. Coupling atmospheric circulation models to biophysical, biochemical, and biological　processes at the land surface (Robert E. Dickinson)
9. The evolution of complexity in general circulation models (David Randall)
10. The co-evolution of climate models and the Intergovernmental Panel on Climate Change (Somerville)
References
Index

• 菊池 隆、堀田 善治, 2011: 太陽熱エネルギー革命 (日経プレミアシリーズ 094)。日本経済新聞出版社, 251 pp. ISBN 978-4-532-26094-1.

太陽エネルギー利用といえば最近の日本の話題はほとんど太陽電池になっているが、本書の主題はそれではなく、太陽熱で熱機関を動かして発電、海水淡水化または水素などの燃料製造をしようとするものだ。太陽光を鏡などで集めることが前提となっている。集光装置の形はいろいろ考えられている。

このような太陽熱利用の技術研究はヨーロッパやアメリカでさかんだ。ヨーロッパ、とくにドイツの人が中心になってデザーテック(DESERTEC)財団がつくられた。菊池氏は2011年1月にその日本担当の「Coordinator」になっている。

これまでのデザーテック財団の構想は北アフリカからアラビアにかけての砂漠地帯で発電してヨーロッパで利用するものだが、本書ではアジア・太平洋での構想を考えている。適地は、中国とモンゴルにまたがるゴビ、インド北西部とパキスタンにまたがる砂漠地帯、オーストラリアの砂漠地帯だ。ただし送電距離を考慮すると日本での利用に適したものはゴビに限られるのかもしれない。ともかく、政治的に必ずしもうまくいっていない国の間の協力が必要だ。

本書の大部分のところでは、日本はこの種類の太陽熱利用を実行する場所として適していないという定説を認めて議論を進めているように思われる。しかし、本書の著者は「太陽熱発電に経済合理性がないということが日本国内では明確に検証されたわけではないと思っている。」そうだ。日本では「サンシャイン計画」で香川県仁尾町(現在は三豊市)に実験プラントが作られ1981年に発電開始したが1985年に中止された。本書で第3章の最後にある「NEDO20年史」(2000年)からの引用によれば「当初の開発目標は達成したものの、我が国では太陽熱発電に適した日射量が少ないことから、国内での実用化、商用化には経済性の点で適性が少ないとの結論が得られています」とある。「太陽熱発電に適した日射量」というのは奇妙な表現だ。しかし、本書第1章の図表1-6に「NEDO再生可能エネルギー技術白書」(2010年)から引用したプレゼンテーションファイルのようなものがあり、「太陽熱発電 — 技術を取りまく現状(1)」の「技術俯瞰とポテンシャル」の中に「直達日射量の多い北アフリカ、南アフリカ、中東、インド北西部、米国南西部、インド北西部、中国西部等が適地」とある。(「インド北西部」が重複しているのは編集の際にあわてたようだが、NEDOのウェブサイトの「NEDOライブラリ – 資料 – 報告書」の下にあるPDFファイルを見たら、これは「概要版」からの引用であり、報告書本体の対応部分には重複はなくメキシコ、ペルー、チリ、オーストラリア西部があげられていた。) NEDO20年史の「太陽熱発電に適した日射量」も直達日射量のことだと考えてよいのではないだろうか。直達日射量については別記事参照。

本書第3章では、実験が期待されたほどうまくいかなかった理由はよくわかっていないとし、「反射される大量の光線のために、付近の漁業に影響が出てしまい、漁民からの反対のプレッシャーがあったという説さえあるのだ」とも言っている。実際、鏡で反射された光がまわりに迷惑をかける可能性について評価が必要だと思う。しかし、この「汚染」は集光の性能を上げればそれとともに減るはずのものなので、開発中止の理由としては合理的でないと思う。 (社会状況によって合理的でない判断がされることもありうるが。)

たぶん、集光型の利用には直達日射が必要で、日本(香川県)でそれがどれだけ得られるかが実験開始段階ではまだよくわかっていなかったということなのではないか。ただし、それをだれかが確認するべきだとは思う。確認には直達日射量の観測は必要かもしれないが、また日本で発電装置を構築し動かしてみる必要はないだろう。

また、本書には同じ実験について「降水量が少ないためにミラーの埃が落ちず、出力が低下したとする説もある」という指摘もある。日本のうちで雨の少ない瀬戸内を選んだことがこの意味で裏目に出た可能性はあると思う。これも確認してほしい件だ。そして、この問題点は、砂漠で実行するならば日本よりももっと深刻になる。おそらくデザーテック財団の技術はサンシャイン計画の場合と違って雨の降らないところでも集光能力が落ちないようにくふうされているのだと思うが、本書の記述だけではまだ心配が残る。

著者は、日本企業が率先してこの技術を開発することを期待している。それがうまくいけば、日本には技術の売り手としての利益はあるだろう。しかし、外国に設備を作るのだから、日本人の雇用にはわずかしか貢献できないのではないだろうか。世界人類の持続性への奉仕のつもりならば(砂漠の生態系へのインパクトが許容できるのならば)よいが、日本経済を(世界の中で相対的に)強める材料とするのはむずかしいのではないだろうか。

• 古川 和男, (2001), 2011: 原発安全革命 (文春新書 806)。文藝春秋, 247 pp. ISBN 978-4-16-660806-5.

人間が核分裂をあやつることに本質危険はなくせないと思う。しかし本質危険を最小限にすることはできそうだ。そのためには、わたしが一般向け解説を読んだ限りでは、トリウム溶融塩炉がいちばんよさそうだ。エネルギー資源としてまだ核分裂が必要だと考えるならば、もう軽水炉や高速増殖炉を作るのをやめて、これに研究開発の精力を向けるべきではないか? (既存の炉を安全に保ってあとかたづけをすることに関する専門家集団は今後も必要だが。)

そう思ったのはこの本を読んだからだった。これは、2001年に「『原発』革命」という題で出た本を、2011年3月の震災を受けて部分改訂したものだ。なお、トリウム溶融塩炉の話は雑誌記事(亀井, 2011)でも見た。基本的に同じ技術の説明だと理解した。[2011-06-09補足: ただし違いもあることをご指摘いただいた。]

この本の著者の基本的立場は、原発は(熱機関というよりも)化学プラントと考えるべきだということだ。それは「マンハッタン計画」の主要メンバーのひとりの物理学者Wignerがすでに第2次大戦中のセミナーで言っていたことだそうだ。著者によれば、化学プラントと考えれば、燃料は液体の形で扱うべきなのだ。固体の燃料では、燃料の変質に対応するためにときどき反応を止めて燃料棒を取り出して分解しなければならず、手間もかかるし作業者に危険が生じる。液体ならばプラント構造が単純で遠隔操作可能になるという。

また、震災で注目された電源喪失事故に対しては、高温になると弁が開き、液体燃料が重力で落ちて、下のタンクで冷えて固化するので、冷却に失敗するおそれも放射性物質が外にもれるおそれも非常に少ないそうだ。(これはこの型の炉の推進者の言い分なので、だれかに他の型と並列に比較してもらわないと評価が定まらないが。)

液体状態で核分裂が起こる燃料として、LiFとBeF₂の混合物を溶媒としてThF₄などをとかした溶融塩を使う。ただしリチウムは、⁶Liに中性子があたるとトリチウム(³H)ができるので、⁷Liだけにしておく。

実際に核分裂を起こす物質は²³³Uだ。運転中に²³²Thに中性子があたってベータ崩壊して²³³Uになる。この燃料ならば、超ウラン元素がほとんどできない。超ウラン元素こそ廃燃料に無視できない放射能が何万年も残るおもな原因であり、また核兵器への転用が心配されるプルトニウムもそれに含まれる。²³³Uでも原子爆弾は原理的に可能ではあるが、混在する²³²Uが強いγ線を出すため、²³³Uを濃縮するのはむずかしいのだそうだ。発電炉は遠隔操作するので²³²Uが共存してもさしつかえないらしい。

トリウムを含む鉱物はウランよりも多数の国に分布していて、資源を特定の国に依存しないですむことも、メリットとしてあげられている。

この型の溶融塩炉は、²³⁵Uやプルトニウムを燃料に使うこともでき、それによってプルトニウムを消滅させることができる。プルトニウムが余って扱いに困っている今、それを消滅させられる技術は貴重だ。ただし、発電向けとは違った運転のしかたをする必要があるのかもしれない。

溶融塩炉はアメリカのオークリッジ国立研究所(ORNL)で実験成功の実績があるそうだ。その実験をひきいた当時のORNL所長はAlvin Weinbergだった。Wignerの弟子で、軽水炉開発の中心のひとりでもあったそうだが、わたしは「トランスサイエンス」という概念を提起した(Weinberg, 1972)人として記憶していた。1965年に²³⁵Uで臨界に達したあと1968年に²³³Uで運転し、トラブルはなかったそうだ。しかし1976年にCarter政権がプルトニウム再処理や高速増殖炉から撤退を決めたあおりで中止されてしまい、その後復活していない。兵器への転用がむずかしいことは、著者から見ると長所なのだが、アメリカを含むいくつもの国の政治家にとっては短所だったのかもしれない。

著者による溶融塩発電炉のデザインは「FUJI」と名づけられている。軽水炉では水が中性子減速剤と熱交換媒体を兼ねるのに対して、FUJIでは中性子減速剤は黒鉛である。熱交換は、1次は燃料自体をまわし、2次は別の溶融塩を使い、そして熱機関の作業物質として水蒸気を使う。[この段落の残り2011-06-09さしかえ] それにしても、軽水炉にある、水素が発生する反応を起こしうるジルコニウムと水がすぐ近くにあるという本質危険は、避けられそうだ。(ナトリウムと水がすぐ近くにある高速増殖炉は論外だ。) 他方、亀井(2011)は水を使わないデザインを考えている。熱交換はガスによるのだそうだ。

核分裂を始めるための「火だね」として、²³³Uまたは²³⁵U, ²³⁹Puが必要だ。当面は核兵器などで余ったプルトニウムを使うこともできるが、利用を普及させるならば²³³Uを生産する必要があると著者は考える。ORNLで研究されていた方向は発電炉に増殖炉を兼ねさせるものだったが、著者は検討のすえそれとは別の提案をする。発電炉は単純な構成にし、火だね作りは少数の燃料工場で集中的に行なうべきだというのだ。燃料工場では溶融塩に加速器で陽子を照射する。その炉は発電に最適な構成ではないが加速器に必要な電力くらいは発電できるそうだ。

文献

• Alvin Weinberg, 1972: Science and trans-science. Minerva, 10:209-222. 再録 1992, Nuclear Reactions: Science and Trans-Science, American Institute of Physics, 3-19.
• 亀井 敬史, 2011: より小型、より安全に — トリウム原子炉の可能性。東洋経済, 2011年6月11日号, 60 – 63.

• 久馬 一剛 (きゅうま かずたけ), 2010: 土の科学　(PHPサイエンスワールド新書 024)。 PHP研究所。ISBN 978-4-569-77961-4.

土、専門用語では土壌というものに関する知識をまとめた読みもの。わたしにとっては知っていることも多いが忘れていることも多いので勉強のために読んだ。なお「食料生産と環境」は、これと内容が重なるところもあるが、少し専門的な本だ。

第1章「土とつながるいのち」、第2章「呼吸する土」。土には岩石の粒子だけでなく、生きている生物(呼吸をする)やその作った有機物(炭素化合物)も含まれているが、もっと大きな体積をしめるのは水と空気だ。ただしその割合は土の種類や深さによってかなり違う。水と空気が共存できるのは、ミミズなどの生物が作った団粒構造と呼ばれる構造のおかげだ。

第3章「土はどうやってできたのだろう」。岩石が物理的風化によって細かい粒子となり、さらに化学的風化によって粘土鉱物と酸化物鉱物が作られる。そこに植物・動物・微生物が生きることによって土壌が形成されていく。これには千年以上の時間がかかる。人工的に造成した土地の土は木を維持することができなかった。土壌学は、植物の養分となる無機元素に注目した農芸化学の流れと、地質学の流れ(日本の明治時代の「土性調査」）、ロシアのドクチャエフから始まった近代土壌学がある。土は外的条件の変化に対する緩衝能力が高い。

第4章「モンスーンアジアの水田とその土」。東アジアから南アジアは、湿潤であり、しかも低地の面積比が大きい。そこで水のたまった低地に育つイネの栽培が発達した。水田は畑と比べて嫌気的(酸素が少ない)なので有機物を蓄積しやすく、窒素固定をする生物も多く、リン酸が溶け出しやすい。またときどき水を落とすことができれば連作障害がない。ただし嫌気的土壌中のメタン生成菌がつくるメタンがイネの茎を通って大気中に出てしまうという問題点がある。

第5章「日本の畑の土が水田を広めた?」 日本は雨が多いので土壌は酸性になり、茶などの酸性に強い作物を別とすると、畑の生産性を上げることはむずかしい。水田は有利である。

第6章「いま土が危ない」。世界の多くのところで耕作によって土壌侵食が加速されている。乾燥地帯では過耕作や過放牧による砂漠化が進んでいるところおある。乾燥地の灌漑農業では塩類が集積する。熱帯の泥炭を排水したのちは持続性がない。重金属によって汚染された土は基本的に農地から排除するしかない。

第7章「土の中の生きものたち」。 ミミズやシロアリが土を耕す(団粒構造をつくる)。窒素を固定する(窒素分子をアンモニウムイオンなどに変える)のも、脱窒する(窒素分子にもどす)のも細菌である。菌根菌(マツタケもその一種）は植物と共生して無機養分吸収を助ける。

第8章「土を肥やす」。人は食料生産のために土に肥料をやる。窒素は工業的窒素固定によって過剰ぎみとなり、またその過程でエネルギー資源を消費している。リンは鉱物資源の枯渇に向かっており、下水汚泥リサイクルは重金属混入の問題がある。

第9章「土を生かす」。近代農業は、化学肥料や農薬に頼った単作化に進んだが、最近(日本では1992年から)環境保全型農業が政策として推進されるようになった。その中で土づくり、つまり土に有機物を入れて土壌生物を育てることが重要である。

文献

• 久馬 一剛, 1997: 食料生産と環境 — 持続的農業を考える。 化学同人。

• 畠山 史郎, 2003: 酸性雨。日本評論社。ISBN 4-535-04823-1.

窒素循環がかかわる環境問題について調べていくうちに、酸性雨との関係も調べておきたくなった。しかしなかなかよい文献が見つからない。どうやら「酸性雨」という問題のたてかたがあまり適当ではないらしい。しかし「広域大気汚染」では問題が広がりすぎてしまうと思う。

ともかく、前から知っていたが読んでいなかったこの本を借りて読んでみた。以下はわたしなりの要約。2003年に出た本なので、その後の事情の変化を反映していないことに注意。

狭い意味の酸性雨とは、雨のpHが約5よりも低くなることである。しかし、問題はむしろ、硫黄酸化物や窒素酸化物による広域大気汚染である。雨でない形での沈着も含め、また土壌粒子によって中和されて酸性でなくなっている雨も含めて考えたほうがよい。

日本の都市部でのSO2とNO2濃度は1970年代の間に下がり、その後は横ばいである。韓国と中国では、1990年代の間にSO2濃度は下がったが、NO2濃度は横ばいかむしろふえている。

硫黄酸化物には火山起源のものもあるが、人為起源のものは石炭や石油に由来するので、排煙脱硫のほか、燃料から硫黄分を取り除く対策もとられる。窒素酸化物は燃焼の過程で生成する。触媒によって分解を促進することができる。光化学スモッグの主な有害成分はオゾンであるが、それが多く生成する条件は窒素酸化物と炭化水素の両方があることである。

酸性雨や硫黄酸化物・窒素酸化物の沈着によって次のような害が生じる。建材の鉄やコンクリートの腐食が進む。湖の水の酸性化(pH低下)によって魚などの生存が困難になる。

森林衰退の原因は複雑であるが、日本の北関東(日光白根山など)の場合は、東京付近の光化学スモッグに由来するオゾンが天然炭化水素と反応してできた過酸化物、硫酸・硝酸を含む酸性霧、酸性環境に強いナラタケ(きのこ)などの要因が複合していると考えられている。日本海沿岸の森林衰退も大筋は同様だが、大気汚染物質の起源はアジア大陸と推測される。

北西の季節風に伴って中国北部で排出された二酸化硫黄が酸化した硫酸がやってくる。1992年には韓国の工業地帯からの二酸化硫黄が観測されたがこれはその後減っている。また、中国中南部(上海付近など)からの二酸化硫黄・硝酸ガスなどを含む汚染空気塊が、移動する低気圧・高気圧に伴って日本に来ることと、梅雨期などに角(つの)型につき出して日本に到達することがある。

東アジア酸性雨モニタリングネットワーク(EANET)が、1993年から検討され、1998年から試行的に、2001年から本格的に稼働している。
[別資料より: EANETのセンターとなっている酸性雨研究センターは2010年6月からアジア大気汚染研究センターと改称された。財団法人日本環境衛生センターの一部であり、新潟にある。 http://www.acap.asia/]

中国の硫黄酸化物による広域大気汚染防止と現地の人々の健康のために、著者は、家庭用燃料として石炭と生物起源物質(おがくず、わらなど)を混ぜた豆炭をつくる際に消石灰(水酸化カルシウム)を混ぜることによって硫黄を吸収する「バイオプリケット技術」と、石炭を燃やす前に硫黄分の多い部分を取り除く「乾式選炭技術」を推進している。

• 杉山 昌広, 2011: 気候工学入門 — 新たな温暖化対策、ジオエンジニアリング。日刊工業新聞社, 197 pp. ISBN 978-4-06696-2.

地球温暖化を抑制する手段として、geo-engineeringと呼ばれるものが話題になることがある。しかし「地球工学」と言えば、地下資源探査やトンネルを掘る技術などさまざまなものを含む。本書の著者は、気候に関するgeo-engineeringを「気候工学」と呼ぶことにした。わたしも、今年4月に出版された地球温暖化の解説(増田, 2011)を書いたときにはそれに賛同したのだが、その後、気候を資源として活用する技術と区別して「気候改変工学」と呼びたいと考えている。(「気候制御工学」も考えたのだが、制御と言えるほどのことはできそうもない。)

この本はこの主題に関する日本語で最初の本だ。ただし大気からの二酸化炭素回収に関してはKunzig and Broecker (2008)の日本語版が『CO₂と温暖化の正体』という題で出ている本[読書ノート]にもある。著者は、地球温暖化の「緩和策」(mitigation)についてまとめるIPCC第3部会に参加している杉山大志さん(本書の序文を書いている)と同じ電力中央研究所の社会経済研究所に属するが、もっと若い研究者だ。日本気象学会の雑誌『天気』に、西岡純さん(北海道大学、海洋学)、藤原正智さん(北海道大学、大気科学)との共著で出した解説のほうが先に書かれたのだが、印刷はこの本のほうが先になった。

ここでいう気候工学は、大気中の二酸化炭素を減らす方法(CDRと略される)と、太陽放射の反射をふやす方法(SRMと略される)に分けられる。ただし、二酸化炭素を減らす方法については、陸上の植林は「緩和策」だが海のプランクトンに肥料をやって光合成を促進することは気候工学とされ、燃焼排気からの二酸化炭素回収隔離貯留(CCS)は「緩和策」だが大気からのCCSは気候工学とされるというように、「緩和策」との区別は合理的ではなくこれまでの議論のいきさつを反映したものにすぎない。本書の図4-2の「広義の気候工学」までひろげたうえで問題を整理するべきだと思う。しかし、世の中でgeo-engineeringということばが本書の「狭義の気候工学」の意味で使われることが多いことに注意しておく必要はある。たとえば、本書の最後に出てくる話題だが、2010年に名古屋で開かれた生物多様性条約締約国会議(COP10)では、気候工学を全面的に禁止すべきだという議論もあったが、小規模な実験に限って認めることにしたそうだ。

SRMは、全球平均気温の上昇という意味での温暖化をおさえることはできるけれども、地域ごと・季節ごとの気候変化を小さくできるかどうかは明らかでない。また、温暖化とは別のCO₂増加の影響である海洋酸性化は止められない。そして、SRMの手段のうちで、地表面の反射をふやす方法はあまり大きな面積での実行が望めない。雲の粒を小さくする方法は雲のしくみに関する理解が不確かだ。宇宙に鏡のような人工物を置く方法も、資源の点からむずかしそうだ。現在ある技術で実行できそうなのは、成層圏に硫酸などのエーロゾルをふやす方法だ。これは特定の国あるいは企業でも実行できそうだが、影響は世界におよび不利益をこうむる人もいるだろう。また、実行をやめれば2年くらいで温暖化が復活する。このような問題点はすでに指摘されており、影響を評価するシミュレーションの国際共同研究計画「GeoMIP」も始まっている(杉山・河宮, 2011)。

CDRのうちで前から検討されてきたのは、海に植物プランクトンの栄養になるものをまくことで、とくに鉄をまくことに関しては小規模な野外実験が行なわれた。その結果、かつて期待されたほどの効果はなさそうだという印象がある。しかし、いずれにせよ、海洋の栄養塩の量が変わったとき、生物に吸収された炭素のゆくえがどう変わるかの評価は必要だと思う。もうひとつは、大気からの二酸化炭素回収だ。これは燃焼排気からの回収よりもエネルギーコストがかかるが、再生可能エネルギーが需要よりも多く得られるところに立地できるという利点もある(小出, 2011)。しかし、燃焼排気からのものも含めて、回収された二酸化炭素を最終的にどこにどのように隔離貯留しその費用はどのくらいかかるのかの議論がまだ不足しているように思う。

この本は今の時点での北アメリカ・ヨーロッパの議論を展望するのに役に立つ。動いている研究プロジェクトのうちには倫理的側面に注目したものもあるそうだ。この本の議論があまりよくまとまっていないのは、今の時点での世界の議論がまとまっていないことを反映したものなのだろう。

文献

• 小出 仁, 2011: 大気CCS:遠隔地未利用エネルギー活用による温暖化防止ジオエンジニアリング。日本地球惑星科学連合2011年大会予稿 HRE031-01、 http://www2.jpgu.org/meeting/2011/yokou/HRE031-01.pdf。
• 増田 耕一, 2011: 地球温暖化の科学的認識はどのように発達してきたか。環境技術 (環境技術学会), 40, 194 – 199.
• 杉山 昌広, 河宮 未知生, 2011: GeoMIP 成層圏エアロゾル・ジオエンジニアリング・ワークショップ。天気 (日本気象学会), 58, 541 – 544. [2011-08-27追加]
• 杉山 昌広、西岡 純、藤原 正智, 2011: 気候工学(ジオエンジニアリング). 天気 (日本気象学会), 58, 577 – 598.