さらなるエネルギーを求める声
何世紀にもわたって、人々は様々な種類の機械を発明してきました。これらの機械は、私たちが何かをしたり、生活水準を向上させたりするのに役立っています。しかし、非常にありきたりな言い方をすれば、これらの発明のほとんどは、人間の努力の代わりに何らかの形で動力を代用できるようにするものです。石炭や石油を燃やすことによるコストを全く無視していた間は、これは進歩のための素晴らしいメカニズムでした。つまり、石炭や石油を燃やして何かをするための新しい方法を発明し、さらに石炭や石油を燃やすのです。
しかし、1970年代半ば以降、このモデルの限界と問題点が次第に認識されるようになり、私たちはエネルギーダイエットを行うことになりました。今では、何かクールなものを発明しても、「必要なエネルギー量が多いのが残念」と言わざるを得ないことが多いのです。
しかし、Ryan Avent氏や他の方々が書かれているように、これは物事を後ろ向きに見る方法です。石油に起因する地政学的不安定や、あらゆる化石燃料に起因する汚染に対処するためのより良い方法を思いつかなかった時代には、節約や効率化への転換は必要悪だったのです。
それよりも、私たちはクリーンエネルギーの生産量を増やすべきです。現在使用している汚いエネルギーを100％置き換えるのではなく、現在使用しているエネルギーよりもはるかに多くのエネルギーを生成し、それをゼロカーボンで実現したいと考えています。
見方によっては、どんな違いがあるのでしょうか？
「エネルギーは必要悪」というフレームでは、現在の電力需要を見て、「どうすればゼロカーボンですべての電力を生み出すことができるか」を考えます。もうひとつのフレームでは、手頃な価格でゼロカーボンの電力源を開発できる範囲で、大量の電力を生み出したいと考えています。理想的には、現在のガスや石炭、石油の100％以上をゼロカーボン電力に置き換え、その電力で文字通り大胆な新時代の高度経済成長を実現したいと考えています。
このようなビジョンは、効率化の時代に慣れている多くの人々にとって、直感的な説得力を持たない傾向があると思います。しかし、小型のモジュール式原子炉と高度な地熱発電を備えた世界を想像してみましょう。ベースラインとなる電力は十分にあります。バッテリーの製造技術がどんどん向上していけば、断続的な自然エネルギーに対応するためではなく、それらをすべて自動車に搭載することができます。そうすれば、太陽が輝いたり風が吹いたりしたときに、さらに多くの電力が得られ、常時稼働させる必要のないものに利用することができるようになります。ルイス・ストラウスが夢見た "計測できないほど安価な電力 "のように、エネルギーが豊富な世界なのです。
これで何ができるのでしょう？
水、水、水だらけ
精巧な垂直農法を描いたアーティストの作品はクールに見えますが、そこに本当に意味があるのでしょうか？
ブルームバーグに掲載されたAmanda LittleによるAeroFarms社のオペレーションに関する記事は、それがあることをかなり説得力のある形で示していると思います。
しかし、AeroFarms社をはじめとするマーケットリーダーたちが開拓している技術は、水や耕作地がますます限られている地域では、まさにその可能性があります。エアロポニック農園は、畑で野菜を栽培する場合に比べて、水の使用量が最大95%少なく、栽培速度も30〜40%速くなります。エアロファームズ社の最高経営責任者であるデビッド・ローゼンバーグは、エアロポニック農園の土地使用量は、畑作農家の0.3％にすぎないと言います。屋外のサッカー場5面分の面積よりも、サッカーゴールのネット1面分の面積の方が、より多くの食料を育てることができます。また、除草剤、殺菌剤、殺虫剤を使用せずに植物を栽培しているため、経済的にも人間の健康にもメリットがあります。
現在、基本的にはブロッコリーとサラダ菜しか栽培していませんが、この原理は他の作物にも応用できるはずです。
問題は、太陽光は無料ですが、垂直農法で作物の超高速成長を促すためのランプには膨大なエネルギーが必要だということです。この分野の企業は、システムの効率化に取り組んでいますが、エネルギーが豊富にあれば、それも関係なくなります。技術者は、より効率的な照明システムを作るために努力する代わりに、作物の改良に専念することができるのです。
水の使用量を減らすことは大きな意味を持ちます。カリフォルニアで住宅を増やそうと書くと、必ず水の話が出てきます。しかし、カリフォルニアの水使用量のうち、都市部の割合は10％程度にすぎません。水を使っているのは人間ではなく、農場なのです。
もちろん、オーストラリアやアラブ首長国連邦のような真の砂漠の国でも、水の使用量は非常に大きな問題となっています。
しかし、エネルギーが豊富であれば、農場で使う水が少なくて済むだけでなく、もっと多くの水を得ることもできます。海にはたくさんの水があり、それを淡水化する設備もあります。問題は、海水淡水化には膨大なエネルギーが必要なことです。しかし、豊富なエネルギーがあれば、ここに問題はありません。ラスベガスの郊外に青々とした芝生が広がるかもしれません。
また、水だけではなく、垂直農法では、よりおいしい食べ物を作ることができます。現在、大量生産されている作物（有名なところではトマト）の多くは、味よりも長距離輸送に最適化されています。旬の時期を過ぎたイチゴを食べられるようになったのは、グローバルなサプライチェーンが発達したおかげですが、正直なところそれほど美味しくはありません。エネルギーが豊富であれば、人が多く集まる場所であれば、一年中新鮮な地元の「旬」の食材を手に入れることができます。
難しいカーボン問題を解決する
気候変動のパズルの中で最も厄介なものの1つは、重工業です。重工業では、特定のプロセスで非常に高い温度を必要とします。
ジェット燃料は鋼鉄の梁を溶かすことができます。しかし、電気コイルはそうはいきません。産業界で何かをするには、圧倒的に何かに火をつけるのが一番の近道です。原子炉は大量の廃熱を発生させますが、一部の産業プロセスでは、電気と熱の両方を工場に供給するというデュアルユースの仕組みを作ることができます。しかし、現在の工業プロセスの多くは、それよりもさらに高い温度を使用しています。
この点については、デビッド・ロバーツ氏が長文の記事を書いており、詳細な説明がなされていますが、ここでは最も重要な部分を紹介します。
高温の熱を発生させる能力、入手のしやすさ、複数の目的への適合性の点で、水素はおそらく産業用熱の代替物の中で最有力候補です。しかし残念ながら、水素のコスト方程式は、クリーンであればあるほど高価になるというものではありません。
基本的には、化石燃料と同じように水素に火をつけて、ものすごい熱を発生させることができます。しかし、化石燃料とは異なり、二酸化炭素の排出はありません。問題は、水素を得ることです。費用対効果の高い方法では、多くの汚染が発生します。
しかし、キーワードは "費用対効果 "です。十分なエネルギーを使えば海水から塩分を取り除くことができるように、電気を使って水分子を水素と酸素に分離することができます。現在、この方法は非常に高価であり、どうすれば安くできるかを考えるために多くの努力がなされています。これが効率化のパラダイムです。しかし、エネルギーが豊富な世界では、太陽光発電所や風力発電所を水素製造施設に変え、水素で金属を溶かしたり、コンクリートを作ったりすることができます。
空気の浄化
気候変動対策としては、大規模な大気の直接捕集技術が考えられます。この技術では、機械がスーパーツリーのように機能し、大気中の二酸化炭素を吸い取ってどこかに貯蔵します。
このような技術には多くの長所があります。大気中に追加された温室効果ガスは大気中に留まるため、グローバルゼロエミッションを達成しても地球温暖化を止めることはできません。温暖化の加速を食い止めることはできますが（これは良いことであり、重要なことです）、大気中の二酸化炭素を除去することができれば、正味のマイナスになり、温暖化を食い止めることができるのです。
ジョージタウン大学の哲学者であるOlúfẹ́mi Táíwòは、炭素回収は、先進国が世界的な排出量の増加に大きく貢献したことに対する賠償金を支払うための手段であると主張しています。今、アメリカが考える気候変動対策へのグローバルな貢献とは、開発銀行に、貧困国での化石燃料プロジェクトへの融資をやめさせることです。私たちは化石燃料を燃やして金持ちになりましたが、他の国が同じことをするのはまずいですよね。現在、最大の排出国は中国ですが、総排出量を見ると、アメリカは人口がはるかに少なくても中国の排出量の2倍に達しています。
空気を直接取り込むことで、それを正すことができます。
もちろん、化石燃料を完全に排除せずにネットゼロを達成する方法でもあります。
もちろん、化石燃料を完全に排除せずにネットゼロを実現する方法でもあります。これは、奇妙なエッジケースには有効です。もちろん、人類がクッキングアウトのために木炭を燃やす必要はありませんが、楽しくて美味しいですよね。しかし、旅客機というかなり大きな現実的な問題もあります。電気飛行機が不可能だとは言いませんが（絶対に無理とは言いません！）、バッテリーが非常に重いため、難しい問題です。
温暖化防止派の多くは、空気の直接捕集について語ることを好みません。なぜならば、それは人々に今現在の脱炭素化を避けるための言い訳を与えることになるからだ。もっと平たく言えば、空気を直接取り込むことはエネルギーを大量に使うので、戦略としては意味がないと指摘するのです。これはまったく正しい指摘です。空気を直接取り込む技術の研究を続け、パイロット研究に資金を提供すべきですが、現時点での情報では、大量生産には向いていないようです。
しかし、水素と同じように、電気代が安くなりすぎてメーターが使えなくなれば、この問題は解決します。
つまり、通常の気候変動対策では、「できる限りの電化を進め、すべての電力をゼロカーボン電源でまかない、エッジケースで何かがうまくいくことを祈る」という考え方をしています。しかし、それよりもはるかに多くのゼロカーボン電力があれば、困難なケースをすべて解決することもできるし、本当に必要なところで化石燃料を燃やし続け、より多くの電力を使って問題を解決することもできるのです。
もっと早くしてくれ
エネルギーダイエットが始まる前に書かれたサイエンスフィクションを読むと、未来の人間はもっと速く、もしかしたら光速よりも速く移動できるという前提で書かれています。
ワープドライブをお約束することはできません。しかし、地球上では一般的に、飛行機を最高速度で飛ばすことはありません。燃料効率が悪く、ジェット燃料に余分なお金をかけてまで速くする価値はないからです。しかし、車を走らせるための石油が不要になれば、ジェット燃料は非常に安くなります。また、電気が安すぎて計測できない場合は、空気を直接取り込むことで排出ガスを中和したり、大気中の二酸化炭素からジェット燃料を製造することもできます。
このような世界では、飛行機をより速く飛ばせばいいのです。
しかし、それ以上に、超音速飛行を復活させようとする現在の取り組みは、本質的に燃料を大量に消費する事業の困難な経済性に基づいています。もしジェット燃料が本当に安くなれば、超音速機は単に需要の高い路線でのプレミアム商品になるだけではありません。超音速機は、一定の距離を超える2つの都市を結ぶスマートな手段となります。私たちは何事もなかったかのように、地球の周りを飛び回ることになるでしょう。これでは、未知の世界を探検したり、新しい生命や文明を探したりすることはできないでしょうが、急成長するロケット産業の基本的な仕組みは同じです。
空想的な話ですが、もし原子力マイクロリアクターが組み立てラインから出てくるようになれば、原子力空母があるように、貨物船の動力源としても使えるようになります。そうすれば、大きな汚染源をなくすことができる。もちろん、海軍が空母を原子力化したのは排出量を減らすためではなく、船をより速く、より長く走らせるためです。エネルギーが豊富な世界では、航空貨物が増えるだけでなく、海上輸送も50％速くなります。
クリーンなエネルギーをより早く
ゼロカーボン電力をできるだけ早く作ることは、化石燃料の使用をなくすことよりもはるかに重要です。それは、エネルギーの豊富さが人類にとって重要なプラス面を持っているからです。ここまでは豊かな国の利点を述べてきましたが、世界には電気がまったくない地域もあります。
さらに、クリーンな電力が不足しているために、緩和と適応の両面で最も有望な技術を活用することができないという問題もあります。もちろん、重要な問題は、実際にどうやってこれを達成するかということです。これについてはいずれご紹介したいと思います。
しかし、自分たちの方向性をどう定めるかという大局的な問題は重要です。私たちは、現在のエネルギー使用量を見て、「どうすればこれだけのエネルギーを、よりクリーンに得られるか」と考えるべきではありません。私たちは、45年間のエネルギーダイエットを見て、「クリーンエネルギー技術を使ってこの壁を打ち破り、信じられないような新しい展望を開くにはどうしたらいいか？」と考えるべきなのです。
出典：https://www.slowboring.com/p/energy-abundance