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2011/05/28

やはりバイオ燃料でしょう

東京電力福島第一原子力発電所の事故(継続中)を受けて、次世代エネルギーの一翼を担うと期待されてきた原子力発電は、新設増設はおろか、既存設備の運転停止にまで追い込まれている。

予想されるエネルギー不足に対して再生可能エネルギー活用が取りざたされているが、管見の範囲では太陽光発電と風力発電の話ばかりで、その他は影が薄い。

もともと原子力発電は石油依存からの脱却が目的だったはず。

石油依存の問題点


石油の抱える問題は3つ。

有限であり、いずれは枯渇すると予測される。もっとも数十年前から「あと30年で枯渇」と言われ続けているように、明日にも不足に陥るわけではない。不足して価格が高騰すれば不採算を理由に閉じられていた油井が復活するといった緩衝作用も働く。そもそも30年枯渇説には石油需要の伸び率と安定的企業経営を考えると、大体10〜20年先の見通しが立っていればよくて、その先は考えても仕方がないという背景があるらしい(それに大油田のある西アジアの政治的不安定性を加味して30年先まで予測)。とはいえ新興国がアメリカ並みに石油をがぶ飲みするようになれば不足は不可避であろう。

日本ではほぼ全量を輸入に頼っており、しかも生産地や輸送ルートの政治的不安定さの影響を受けやすく、安定供給が確保されているとは言いがたい。

燃焼により生じる二酸化炭素が気候変動をもたらす。これは石炭も同じ、というより石炭の方が熱量当たり多く出す。

石油の用途


石油の用途は4つに分類できよう。

最後の工業原料としての石油は、燃焼させないので二酸化炭素の問題は(廃棄物処理を別にすれば)クリアできる。そうすると地球温暖化防止の観点から抑制すべき用途は3つ。

ところが、原子力発電は発電用燃料の代替にしかならない。動力源としての利用例に原子力船というものはあるけれど、漁船やタグボートが原子力化されることはないだろう。また原子力飛行機は実用化されていないし、おそらく将来もされないであろう。自動車は電化できるけれど、仮にガソリン車がすべて電気自動車に置き換わっても、石油の消費量に変わりはない(二酸化炭素の発生量は下がる)。なぜならガソリンは石油精製に伴い必然的に発生するもので、石油ガス・灯油・軽油・重油などの需要が変わらなければ使われないガソリンがだぶつくだけだから。これはほかの石油製品についても言えること。

加熱と暖房。原子力発電では実に2/3の熱が利用されずに捨てられている(魚介類の養殖に使っている例はあるらしいが)。ごみ焼却場でさえ廃熱を利用しているのに、原発でそれをしないというのは何かしら理由があるのだろう。いまではすっかりキワモノの広瀬隆の出世作『東京に原発を』では地域冷暖房への利用を提唱しているが、30年たった今も都市に小型原発は建っていない。

そしてこれらの事情は太陽光発電や風力発電も同じ

なお、熱を30%程度の効率で変換して作った電気を電熱器で消費するのは無駄が大きい。東電ご自慢のコンバインドサイクル発電でも50%程度。つまり発電に使った燃料を持ってくれば倍の熱量が得られるわけ(その点、風力発電の電気ならば熱に変えても罰当たりではない)。

やはりバイオ燃料でしょう


太陽光発電や風力発電には、上記に加えて、季節・天候の影響を受けやすくて不安定、供給地のそばに設置しにくいという問題がある。電気は基本的に貯めることができないのが大きな制約。

その点、バイオマス・バイオ燃料には光エネルギーを効率よく化学エネルギーに変換し、しかも貯蔵できるという特長がある。

もともと石油・石炭自体が広義のバイオマスなのだ。太古の地球に数千年数万年降り注いだ太陽光のエネルギーの缶詰。

ただし、このことが逆にバイオマス・バイオ燃料の弱点をも照射する。バイオ燃料は基本的にその年に降り注いだ太陽光(の一部)しか利用できない。

いきなりサツマイモを例に考える。たまたま数字がすぐに見つかった鹿児島県を例にとると10aあたり約3tのサツマイモが収穫されるという。生芋の熱量は132kcal/100g(552kJ/100g)。10a(1000m2)で3,960,000kcal(16,560,000kJ)である。重油の熱量はおよそ10,000kcal/kgなので、10aの畑から396kgの重油相当のエネルギーが採れる勘定。密度を0.9として440リットル。1世帯では4.2リットル/日相当を消費するとして、約100日分。別の計算で、1世帯のエネルギー消費38,919×106J/年から考えると155日。ちょっと開きはあるけれど、要するに1世帯当たり20-30aの農地が食料生産とは別に必要になる。4900万世帯として98,000km2。家庭用だけでこれだけ必要。さて2009年の耕地面積は46,090km2... 校庭にサツマイモを植えても追いつかない。しかももともと可食部がすべて燃料になるという無理な前提がある。

興味のある人は輸入石油と同等の熱量をバイオ燃料で供給する場合、耕地がどれほど必要か計算してみて欲しい。化石燃料文明とは先祖の遺産食いつぶし文明なのだ。バイオ燃料の場合はかなりの倹約と効率化を要求されるだろう。

ただ、それでも施設の老朽化という問題も抱える太陽光発電や風力発電よりは希望が見える次第。

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