石川 憲二 (2011) 電気エネルギーの未来は?

  • 石川 憲二, 2011: 電気エネルギーの未来は? — 新技術の動向と全体最適化の挑戦。オーム社, 222 pp. ISBN 978-4-274-06862-1.

2010年に「自然エネルギーの可能性と限界[読書メモ]を出した科学技術ライターの次の著書。

エネルギー技術のそれぞれを評価したうえで、日本のエネルギー需要全体を見渡し、それぞれの技術がどれだけ貢献するかを考える、という方針には賛成だ。ただし必ずしもその目標に対して答えが書かれているとは限らない。2011年10月に出た本であり、今の時点の知識で批判すると失礼にあたるかもしれないが。

プロローグでは、環境省の「再生可能エネルギー導入ポテンシャル調査報告書」についてコメントしている。わたしも[別ブログ記事]で論じた。結果として風力、とくに洋上風力が突出して大きい値を示しているが、再生可能エネルギーの種類別に違った方法で調査した結果を束ねただけなので種類間の比較は意味がない。著者は環境省が権限を強められる分野として風力を強調したいのだとかんぐっている。(わたしはそこまでの意図はないと思うが、複数種類にまたがった検討ができていないのはまずかったと思う。) そして自然エネルギー開発にも環境問題があるのだから環境省はその対策に専念すべきで電力事業振興は経産省にまかせるべきだとする。(わたしは、自然エネルギーの主管轄官庁がどこであるべきかは別問題として、環境省の一部がその開発推進に向かうのは止められず、省内で違った価値観からの批判ができるようにする必要があると思う。)

第1章から第5章までがエネルギーの種類別の技術の話。世の中の期待が大きい風力と太陽光について(第4章)は期待をさます方向、そのほかは期待をかける方向の論調になっている。

第1章は火力。硫黄酸化物・窒素酸化物・微粒子による大気汚染の源になっていたのは過去のことだ。(本書では外国ではまだ改善の必要があることにはふれられていない。) 化石燃料を消費することは確かだがその利用効率は高くなっている。燃焼温度を高くしガスタービンと蒸気タービンを組み合わせる技術ができており、石炭もガスとしてその流れにのせる技術が開発中だ。温暖化に対しては二酸化炭素回収技術が開発中だ。これに対して著者は捨て場所についての懸念を示す(わたしも同感)。そこで著者は二酸化炭素の有効利用に期待をかける。しかし、なぜ二酸化炭素が余るのか考えれば、有効利用に回収隔離に代わる期待をかけるのは無理だ。二酸化炭素有効利用は人間活動のうちで炭素を含む物質の工業生産という特殊な活動のぶんだけについて意義がある。

第2章は水力。自然エネルギーのうちで、新規開発可能な量は多くないが、確実性が高いので重視されている。とくに地域や工場などのエネルギー自給用によいという。ダムの環境問題への懸念も(とくに中国の三峡ダムのような大きなダムについては)あるが、小さいものについては、農業開拓に比べても小さな自然破壊とみなしている。

第3章は地熱。基本から説明している。「マグマ発電」はまだ夢物語であり努力すれば必ずできるものではないことに注意して読む必要がある。(この著者に限ったことではない。科学技術解説では、実現するかどうかわからない技術について、浅く読むと、開発に投資すれば必ず実現するような印象を受けることがよくある。実際には、投資してみた結果として不可能であることがわかるものもある。) 高温岩体発電までは、技術の基本はできており、実用化をさまたげているのは国立公園に関する開発規制だという論調になっている。ただし国立公園では資源調査さえできていないので開発可能なエネルギー量は不明確だ。本書出版後に環境省は規制緩和を打ち出したがその評価はあらためて考える必要があるだろう。

第4章は風力と太陽光。供給量の変動が大きいのでエネルギーをためなければ主要エネルギー源になれず、エネルギーをためる装置の値段がまだ高い。太陽電池の効率向上や値段を安くすること、ヨーロッパよりも変動の大きい日本の風を利用できる風車の開発なども必要だ。そういった技術開発が進むまでは、大規模な普及に期待するのではなく、たとえば避難所のように、小規模で高コストでもよいから自立できることに価値があるような需要への対応を先に考えるべきだと著者はいう。なお宇宙太陽光発電も夢の技術扱いで紹介している。

第5章では海洋エネルギー(潮汐、潮流・海流、波力、温度差・濃度差)を「次世代の自然エネルギー」という位置づけで論じている。その場のエネルギー需要があれば役立ちそうだが、陸上に導いて使える技術になるかは未知だ。

バイオマスエネルギーもこの章で扱っているが、論調はむしろ風力・太陽光の件と同様で、地域自立型に役立つだろうというものだ。

第6章は省エネルギー。ただし、「省エネ技術」として論じられている話題ではなくて、エネルギー需要の見なおしの話が中心。オフィスの照明の基準が明るすぎたこと、エアコンや洗濯物乾燥機がいらないような建築など。エアコンを減らすには外の風を取り入れようという話になっている。エアコンを使うことを前提とした断熱をよくしようという提案と対照的だ。なるべく使わず、使うときには効率よくという両面を考えた建築のくふうはもっと考えたほうがよさそうだ。(第4章に紹介された、太陽熱によってあたためられた空気が抜けるようにする「ソーラーチムニー」という構造が例になるだろう。)

第7章では、日本の一次エネルギー(おもに燃料)の数量を示してその中で電力を位置づける。ただし原子力の一次エネルギー量の見積もりはむずかしく、とりあえず役所のやりかたに従っている。電力には一次エネルギーの44%が使われている(2008年)。

日本全体としての省エネルギーを論じている。運輸は乗用車から鉄道・バスなどへのモーダルシフトに期待する。製造業は改善の余地はあまりないとする。ただし生産内容に踏みこんだモーダルシフトに相当する議論はしていない。家庭とオフィスを含めた民生部門の暖房・給湯・動力・照明などはかなり改善できるとしている。ここは著者があげていない方法がさらに考えられると思う。

第8章は「自然エネルギーを正しく普及させるために」。原子力に代わるものと考えるべきでないとする。まず地方で(市・郡の規模で)実験的に「エコシティ」づくりをすることを提案する。また設備の廃棄後を含めた環境負荷をしっかり評価する必要があると主張している。

第9章「日本のエネルギーのベストミックスは?」。2050年を目標として考える。日本の人口は今の8割くらいに減るが、経済のしくみは大きく変わらないと考えるので、エネルギー需要は今の7割以上はある。自然エネルギーはがんばって10%、原子力をもし使い続けるとして最大10%で、80-90%は化石燃料に頼るしかない、その内で原料としても貴重な石油を燃やすのを減らし、天然ガスと石炭の割合をふやすことになる。わたしにはまだよくわからないが、これか、あるいは経済を意識的に縮小するかしかないのかもしれない。

ここで著者は、石油がなくなると自然エネルギー(とくに太陽光と風力)も機能しなくなるという。太陽電池や風車の材料に石油化学製品が使われているからだ。しかしこれを「化石燃料に依存している」というのは正しくないとわたしは思う。物質資源としての炭化水素に依存しているのだから、自然エネルギーによってバイオマスなり二酸化炭素なりから炭化水素を作れればよいのだ。もちろん、質のよい材料を少ないエネルギー消費で作る技術はまだ乏しいので、技術の開発と材料の再選択の両方を意識的に進める必要があると思う。

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