スポンサーサイト

上記の広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。
新しい記事を書く事で広告が消せます。

自然エネルギー?

 エネルギー問題を語るとき、今後ますます増え続けるエネルギー源をどこに求めるかという話はどうしてもさけて通ることができない。化石燃料が本格的に利用され始めて100年程度、それ以前はほんの一部照明用に使われるくらいで、燃料用と言えば植物油や動物油がほとんどで、石油はごく少量限られた地域で使われていただけだ。歴史自体は非常に古く、日本でも古代からごくわずかだが使われていた記憶がある。当時は燃える水とかクソウズと言われていたそうだ。それはともかく、この100年あまりで石炭と石油はエネルギー源の大半を占めるようになった。それまでは水力発電などがあったが、今では少数派になっているし、また新しく原子力発電が増えてきたが、それでも石炭、石油による発電、そして何より船や車などのエンジンの燃料として、ほぼすべてが石油によるものだ。
 
 一方、化石燃料は地球上のきわめて限られた地域に偏在しており、また枯渇が意識されているためにこの30年だけでも倍以上になっている。それ以前からすれば数倍の値上がりと言っていい。そのため、近年バイオエネルギーや再生可能エネルギーの開発と実用化が進んでいるのは知っての通りだが、それでも石油価格は2年前は大幅に下がったものの、現在はまた最高の高値に近づいている。
 
 代替エネルギー開発と実用化が進んでいるはずなのになぜ化石燃料が高騰を続けるのか。それは新しく開発された代替エネルギーのコストが未だ高いからだ。現在化石燃料として使われているのは石炭、石油、ガスであり、そのうち最も需要の高い石油は、ほかの燃料の価格とのかねあいで値段が設定されており、言い換えれば常にほかのエネルギー源よりも安く買える。それがほかのエネルギー源の普及を妨げ、さらに価格の低下に歯止めをかけている。
 
 石油よりも石炭が安いとは言われているが、なにしろ車に使うわけにも行かずさらに貯蔵や運搬も石油よりは難しくその部分でコストがかかる。ガスも似たような理由で、結局石油が一番安いエネルギー源というわけだ。
 
 現在開発されている再生可能エネルギー源としては、水力(これは従来よりあるが、日本では新規の大型水力発電開発は事実上無理)として小規模なものがかなり普及している。また風力はかなり有望であり、現在の所、再生可能エネルギーとしては一番コストが安いようだし、また地域によっては大規模化が可能であって、今のところ化石燃料の代替としては一番有望だとされている。しかし、それでもコストは化石燃料に比べきわめて高く、なにより、風が吹かなければ電気が起きず、さらにこのままでは貯蔵ができないから、きわめて不安定なエネルギー源としか言えない。ただし、これについては各地域の風力発電施設をスマートグリッドで結んで均一化することと、強力な蓄電池と組み合わせて余剰発電分を蓄電する方法があるが、いかんせん、効率が著しく下がるのと電池のコストがさらに全体のコストを押し上げ、実用化にはほど遠い。
 
 また、風力発電でポンプを動かし、低い場所の水を高所の貯水池にためその水を使って安定した水力発電をすることも可能だが、コスト的に合わない。今一番可能性があるのは、発電した電力で水を電気分解し、水素を取り出して液化し貯蔵輸送する方法だが、液体水素には金属を急速に腐食する性質があり、また冷却するコスト、耐圧タンクやパイプの建設などが非常にコストを上げる。もう一つ、水素と、工場や発電所で回収された炭酸ガスと反応させ、メタノールを作って貯蔵運送する方法がある。これなら水素の貯蔵運送のような問題が発生せず、たとえば洋上に浮かべたフロートの上に大規模な風力発電装置を乗せ、その場でメタノールを生産してタンカーで需要地に運ぶプロジェクトがあるとのこと。
 
 ただし、むろん、コスト的にはとうてい石油には太刀打ちできない。つまりすべての自然エネルギーは、その密度が低すぎそれを凝縮して利用できる形にするためのコストが極めて高いので、現時点では石油に取って代わることはない。波浪発電や地熱発電など、様々な形の自然エネルギーが可能だが、すべてコストで開発が進まないわけでこれはあらゆる種類の自然エネルギーに言える。なにしろ、日本では豊富に存在し、安定したエネルギー源であるはずの地熱発電でも、日本全体の発電量の0.3%未満だ。やはり、ほかの自然エネルギー源よりも有利なはずの地熱発電や波浪発電でもコストの壁は高いのだ。
 
 今、すぐにでも石油に取って代わりそうなことを言われている太陽光発電も、ごく小規模な遠隔地など以外では、現実には石油に取って代わることはできない。まず、現在実用化されている一般型の太陽電池は効率が10%内外だが(試験的には20%を越えるものもある)太陽電池の生産に消費される総エネルギーが、太陽電池の寿命(おそらく10年程度。寿命とは、維持費がエネルギー生産で得ることのできる利益を上回る状態になった時点。発電自体は、おそらく数十年は可能だろう)以内に発生する全エネルギーで採算がとれるかという問題がある。そればかりではない。製造コストから設置コスト、撤去廃棄コストまで含めて考えなければならず、現実には太陽光発電はコスト的に合わないのだ。したがって、各自治体などが太陽光や風力、波浪などの再生可能エネルギー発生装置に金を出しているのは、単に象徴的な意味しかないのが実情だ。だからこそ、民主党が電力会社に、このようにして発電された余剰電力を強制的に買うように法律を作り、それが電力料金に上乗せされ、自家発電をしていない一般の人間に負担を強いることになっている。これも民主の、たんなるポーズでしかないわけだ。
 
 とはいえ、現在も原油価格は高騰を続け、今日は一バレル91ドルに至っている。これはアメリカの金融緩和でだぶついた金が石油投機に向かっているのと、新興国での需要が増大しているためだ。となれば、いずれ再生可能エネルギーがコスト的に合う日が来るのかもしれない。
 
 バイオエネルギーにしても、今一番大規模に行われているのはサトウキビからエタノールを作るやり方であり、すでにガソリンとエタノールを混ぜて燃料とする車が専用に作られている。これはブラジルなど、サトウキビが大量にとれる国なら可能かもしれないが、農地の狭い、さらに太陽エネルギーの少ない国ではとうてい無理だ。言うまでもないが、すべてのバイオエネルギーは、植物が太陽から吸収したエネルギーを取り出しているにすぎず、結局その土地でも太陽光照射量に制限される。
 
 一方、アメリカでは大豆やトウモロコシの油が燃料に転換されているが、これは人間の食料と競合し、結局肝心の人間の食糧不足に拍車をかけるのであって、本末転倒であろう。当然ながら、これをまかなう大豆やトウモロコシの生産ができる土地に限られた方法だし、さらにこのような方法をとることでアメリカでは急速に農地が荒廃している。いつまでもできる方法ではない。
 
 日本などでは、食料にならない廃棄セルロースをアルコールに転換する技術を開発し、試験的には成功しているが、依然コストの問題があり、実用化にはほど遠い。
 
 ところで、これらの根本的な理由に、石油資源の枯渇と偏在の問題がある。石油生産国としては、いずれ石油は枯渇するのだから、値段が上がるのも当然だとの立場をとっているし、かつては、石油とは太古の生物が地下の高温高圧下で数百万年もの時間をかけて生成したものだと誰もが信じていた。しかし、現代では、その説に疑問が出ている。
 
 一例として、石油は今でも絶え間なく作られ続けており、石油が枯渇することはないというものだ。むろん、このような説があるというだけで、これが絶対の事実とは言えないが、根拠はある。
 
 そもそも、生物は体内で炭化水素を生成する。我々がふつうに使っている大豆油、米油、菜種油、オリーブ油などすべて植物が作ったものだし、バターやラードなど動物が作る油もふつうに存在する。むろん、これらの分子構造は原油とは違うが、脂肪酸(カルボン酸)でありきわめて石油に近く、これらが石油の原料になっても不思議ではない。
 
 現実に次のような例もある。私の説明よりももっと詳細に、Wikiに書いてある。
 
 《》は引用
 
 ------------------------------------------------------------

石油 Wiki

抜粋

起源 [編集]

生物由来説(有機成因論) [編集]
現在の学説の主流である。百万年以上の長期間にわたって厚い土砂の堆積層に埋没した生物遺骸は、高温と高圧によって油母 (en:kerogen) という物質に変わり、次いで液体やガスの炭化水素へと変化する。これらは岩盤内の隙間を移動し、貯留層と呼ばれる多孔質岩石に捕捉されて、油田を形成する。この由来から、石炭とともに化石燃料とも呼ばれる。

有機成因論の根拠として石油中に含まれるバイオマーカーの存在がある。 葉緑素に由来するポルフィリンや、コレステロールに由来するステラン、あるいは、酵素の関与しない化学反応では生成が困難な光学活性をもつ有機化合物などが石油に含まれるバイオマーカーとして知られている。

これら石油の大部分は油母(kerogen、ケロジェン)の熱分解によって生成していると考えられている。 これは、石油中に含まれる炭化水素の炭素同位体比を調べた結果、炭素数の少ない炭化水素ほど、質量の軽い炭素同位体を含む割合が多くなるという傾向が、熱分解による炭化水素の生成の傾向と同じであることが知られているためである。

この結果は、メタンのような炭素数の少ない炭化水素の重合によって石油が生成したとする無機成因説とは矛盾するため、多くの学者は有機成因説を支持している。

また地球物理学者の石井吉徳は、発表している論文[2]のなかで、2.25億年前に超大陸パンゲアが次第に分離、現在の姿になるまでの過程で2億年前の三畳紀(Triassic)に存在したテチス海(Tethys)が中東油田の始まりであるとする説を唱えている。石井によれば、「石油とは有機物が熟成したもの、太陽光による二酸化炭素の光合成で出来た植物、藻などの有機物が海底に堆積し石油になったものである。堆積盆地とは、盆のようなところに堆積した地層の集積で、これがその後の地殻変動で褶曲し、馬の背のような形のように盛り上がった地質構造の上部にガス、油、水が軽い順に移動、濃集したものである。油田とは堆積盆地内の背斜構造にある。 ところでこのテチス海は、地球史上の石油生成に極めて特異だった。中生代は二酸化炭素の濃度が今より10倍も高く、気温は10℃も高かった。つまり地球温暖化で、植物の光合成は極めて活発であった。しかもこのテチス海は2億年もの間赤道付近に停滞し、内海であったため海水は攪拌されず長く酸欠状態が続いた。このため有機物は分解されず、石油熟成に好条件であった。この偶然が中東油田を作った。石油は探せばまだまだある、という単純な発想は地球史から見て正しくない」という。

無機成因論 [編集]
石油「無機」由来説は、1870年代、元素の周期律表で知られるロシアの化学者メンデレーエフが唱えたのが始まりで、旧東側諸国では従来から定説とされていた学説である。ただし、旧西側諸国では、定説とされてきた石油「有機」由来説に真っ向から反対するものであったため長く顧みられることがなく、その後トーマス・ゴールドが取り上げたことで、西側諸国でも脚光を浴びることとなった。 天文物理学者であるゴールドの説く石油無機由来説は、「惑星が誕生する際には必ず大量の炭化水素が含まれる」「炭化水素は地球の内核で放射線の作用により発生する」「この炭化水素が惑星内部の高圧・高熱を受けて変質することで石油が生まれる」「炭化水素は岩石よりも軽いので地上を目指して浮上してくる」というものである。

無機成因論の根拠としては「石油の分布が生物の分布と明らかに異なる」「化石燃料では考えられないほどの超深度から原油がみつかる」「石油の組成が多くの地域でおおむね同一である」「ヘリウム、ウラン、水銀、ガリウム、ゲルマニウムなど、生物起源では説明できない成分が含まれている」などが挙げられる。 また、生物起源論が根拠としている、石油中に含まれる炭化水素の炭素同位体比を調べた結果、炭素数の少ない炭化水素ほど、質量の軽い炭素同位体を含む割合が多くなるという傾向は、地下から炭化水素が上昇する過程で、分子の熱運動により重い同位体が分離されたと説明することも可能だという。

この無機由来説に基づけば、一度涸れた油井もしばらく放置すると再び原油産出が可能となる現象を説明することができる。また超深度さえ掘削できれば、日本はもちろん世界中どこでも石油を採掘できる可能性があることになり、膨大な量の石油が消費されたとしても、掘削技術の問題さえ解決されれば枯渇する危険性はほぼ皆無であるとされている。

石油分解菌説 [編集]
無精製でも内燃機関を動かす事が出来る程の世界的にもまれな軽質油を産出する静岡県の相良油田では、有機成因論とも無機成因論とも異なる第三の説が唱えられている。

1993年、京都大学大学院の今中忠行(現在:立命館大学生命科学部)は、研究室内の「無酸素実験装置」において、 相良油田から採取した石油分解菌「Oleomonas sagaranensis HD-1株」が通常状態では石油を分解する能力を持ちながら、 石油も酸素もない環境におかれると、細胞内に逆に原油を作り出すことを発見した。この際生成された石油は相良油田産の軽質油と性質が酷似しており、相良油田が形成された一因として唱えられているほか、今中忠行らはこの石油分解菌がメタンハイドレートに関係していると指摘した。

このHD-1株の研究が進めば、将来的には石油醸造プラントでの有機的な石油の生成が可能になるとも言われており、今後の研究が待たれるところである。

 また実際にこれを裏付ける例として
 
 ------------------------------------------------------------

生産能力10倍 「石油」つくる藻類、日本で有望株発見


2010年12月15日7時0分

 藻類に「石油」を作らせる研究で、筑波大のチームが従来より10倍以上も油の生産能力が高いタイプを沖縄の海で発見した。チームは工業利用に向けて特許を申請している。将来は燃料油としての利用が期待され、資源小国の日本にとって朗報となりそうだ。茨城県で開かれた国際会議で14日に発表した。

 筑波大の渡邉信教授、彼谷邦光特任教授らの研究チーム。海水や泥の中などにすむ「オーランチオキトリウム」という単細胞の藻類に注目し、東京湾やベトナムの海などで計150株を採った。これらの性質を調べたところ、沖縄の海で採れた株が極めて高い油の生産能力を持つことが分かった。

 球形で直径は5~15マイクロメートル(マイクロは100万分の1)。水中の有機物をもとに、化石燃料の重油に相当する炭化水素を作り、細胞内にため込む性質がある。同じ温度条件で培養すると、これまで有望だとされていた藻類のボトリオコッカスに比べて、10~12倍の量の炭化水素を作ることが分かった。

 研究チームの試算では、深さ1メートルのプールで培養すれば面積1ヘクタールあたり年間約1万トン作り出せる。「国内の耕作放棄地などを利用して生産施設を約2万ヘクタールにすれば、日本の石油輸入量に匹敵する生産量になる」としている。

 炭化水素をつくる藻類は複数の種類が知られているが生産効率の低さが課題だった。

 渡邉教授は「大規模なプラントで大量培養すれば、自動車の燃料用に1リットル50円以下で供給できるようになるだろう」と話している。

 また、この藻類は水中の有機物を吸収して増殖するため、生活排水などを浄化しながら油を生産するプラントをつくる一石二鳥の構想もある。(山本智之)
 
 ほかにも、現実に石油生成細菌(上記Wiki参照)などが存在することは証明されており、石油は現在も絶え間なく作られている事実は間違いがない。第一、生物が腐敗すると大量のメタンガスが発生するし、牛のゲップにも大量に含まれていて、これが地球温暖化の大きな原因になるとまで言われているのだ。ただ、世界中できわめて希薄な量が生成されても、特定の場所に大量に存在する化石燃料の代わりになるということではない。要するに過去に生成された石油類が長時間をかけて特定の場所にたまった事実もむろん、間違いはない。したがって、これらの長時間に生成された石油が枯渇することはあるだろう。
 
 なお、上記の記事では、大量生産すれば燃料用に1リットル50円で供給できるとあるが、もしそれが本当ならすばらしい話だ。ところが太陽光発電でも風力発電でも地熱発電でも、~~ヘクタールを使用すれば日本の需要をすべて賄えるという話は過去にいくつもあったのだ。だが、それが実現した試しはない。したがって、藻から作る石油が本当に実用化されたら私は喜んで自説を引っ込めるが、また話と実際が違うような気がしてならない。
 
 では化石燃料が本当に枯渇したら・・・
 
 それがなかなか枯渇しそうにないのだ。石油が使われ始めた頃から、石油資源は後何年で尽きると絶え間なく言われているが、その何年か先というのが年々のびている。それは、新しい大油田が毎年発見されているのと、また探査技術や採掘技術が飛躍的に進歩しているため、従来は対象にならなかった石油資源が 利用できるようになっているからだ。また、石油の値段を高値に保つために、あえて新しい油田の発見を公表しない例もある。
 
 すると、人類が過去の貯蔵物である石油を使い尽くすなど相当先のことであり、それまでには核融合や増殖炉などが実用化されるだろうし、低コストで廃棄セルロースの利用ができるようになるのではないかとの見通しも出てきた。大体が、化石燃料は石油だけではない。エネルギー換算量として石炭は石油の数倍存在しているという。日本でも石炭は比較的豊富に存在しているが、あくまで石油価格に太刀打ちできないから炭坑が閉鎖されたのであって、もし必要となればまだまだ採掘できる炭坑は日本にもたくさんある。
 
 さらに、昔と違い、わざわざ人間が地下に潜って石炭を掘る必要は今はない。すべてロボットで採掘が可能であり日本のトンネルマシンなどは流用できるのではないか。また、炭層に高温のガスを吹き込み、地下で石炭をガス化して取り出す方法や、地下で石炭を微粉末にして水と混ぜたスラリーとしてポンプでくみ出したりする方法も考えられている。つまり、コストさえ合えば、日本でも石炭利用は十分可能なのだ。コストが合えば、だが。
 
 また天然ガスは世界中に比較的平均して存在し、日本近海にも日本で使用する140年分の埋蔵量が確認されている。さらに、何度もこのブログで書いているが、ハイドロメタンが日本近海には世界有数の資源量があり、この開発が実用化されれば、日本はエネルギー輸出国になるといわれている。
 
 また、世界には油母頁岩(オイルシェル)や油を含んだ砂(オイルサンド)の形で、きわめて豊富に存在することがわかっており、最終的には石油の何倍もの化石燃料が存在することがほぼ確実とされている。ただし、今は石油が一番コスト的に安いから一番普及しているだけのことだ。
 
 このようなことを考えてみると、果たしてバイオエネルギーや再生可能エネルギーが本当に、本格的に化石燃料に取って代わるとは、少なくとも見通せる将来(多分100年かそこら)起きるとは思えない。ただし、部分的に小規模な形での利用が進むだろう。電卓についている太陽電池は、まさに最も優れた太陽光(人工光でもむろん良いが)利用の一つであり、このようなケース以外、化石燃料に取って代わるとはとうてい思えない。
 
 自然エネルギーを実用化させるくらいなら、原子力発電をもっと普及した方が良いだろう。なにより、エネルギー価格は国により地域により違う。作物ができない砂漠が延々と広がっている国では、それなりに太陽光エネルギーは実用化しやすいかもしれないが(ただし上記で説明した収支計算では、ペイしないので、あくまでほかのエネルギーが使えない場所で、ほかの場所で発生したエネルギーを持ち込んで利用しているにすぎない。いわば電池のようなものだ。)それも、日本のような国では、農作物を作った方が、太陽エネルギーの利用効率は高い。
 
 結論。少なくとも100年かそこらは自然エネルギーは化石エネルギーの代わりにはならず、部分的に利用されるだけ。その利用率が増えすぎると、エネルギーコストが上がりすぎ人間の生活に支障が出ることは、すでにヨーロッパなどでは証明済みである。そんなことも念頭にないまま日本では25%のCO2削減を実行するなどと馬鹿なことを言ったルーピー鳩やそれを継承している現民主政権は、日本の工業を絶滅させる。
スポンサーサイト

コメント

コメントの投稿

トラックバック


この記事にトラックバックする(FC2ブログユーザー)

上記広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。新しい記事を書くことで広告を消せます。