気候変動にかかわる革新技術
槌屋 治紀 ( つちや はるき／株式会社システム技術研究所）

熱波、酷暑、山火事、巨大な台風など、気型など様々な技術がしのぎを削ってきた。発候変動の被害が誰の目にもはっきりと見える

電 効 率 も 20％ を 超 え た も の が 市 販 さ れ る よ

ようになってきた。その解決策として、革新うになった。最近の革新的な太陽光発電とい的な技術が話題になっている。それを検討しえば、日本で開発された薄型のペロブスカイてみよう。

トの実用化が進展して有望である。軽量化できれば設置場所が拡大できる。

【革新的原子炉】

風 力 に つ い て は、 高 度 数 百 m に 浮 か べ る

小型モジュール炉や革新軽水炉などが運転

飛行船型が開発されているが、実用化は不明

中の安全性が高いと、開発の関係者は強調しである。風車は水平軸、三枚羽根の形式が標ている。小型にしても大量生産というほどに準となり、陸上でも洋上でも革新的なシステはならないし、核廃棄物の問題は未解決のまムはなさそうである。風によって引き起こさまである。高温ガス炉や溶融塩炉はまだ実用れるエネルギー利用としては波力発電がある化には遠い。開発や建設に時間がかかるのでが、波の力は予想以上に大きく、過去に建設2050 年 ま で の 間 に ど れ ほ ど の こ と が で き る

された波力発電の設備の多くは破壊されていのか不明である。これまでも政府は原子力船る。洋上風力が進展すれば波力発電に対する「むつ」、高速増殖炉もんじゅ、いずれも開発関心は薄れてくるように思われる。

を途中で放棄してきた。

【宇宙太陽光発電】

一方、核融合の話題も出ている。トカマク

宇宙空間に太陽光パネルを展開して発電し型又はレーザー爆縮型が、投入エネルギーをた電力でマイクロ波を発生させ地上へ送ると超えるエネルギーを発生したというニュースいう計画である。昼夜を問わず発電できるのがある。高温のプラズマや重水素ペレットかが長所だが、人工衛星などが高度を維持できら熱交換器で熱をとりだし、蒸気タービンをる寿命は７～８年が普通で、地上の太陽光と回転させるというのだが、大量の熱を取り出蓄電装置の組み合わせにコスト面で対抗する

す熱交換の方式がうまくできるか不明であのは困難だろう。宇宙から地球へ送るマイクる。エネルギー戦略の研究者の間では、核融ロ波が兵器になりかねないという危惧もあ合はシナリオ検討の候補に含めないのが常識

り、お勧めできない。

であった。 これまでも「20 年後には‥」「30【重力蓄電システム】年後には‥できる」とずっと言ってきたので太陽光や風力など再生エネルギーは電力で信用がない。2050 年までには無理であろう。

あ り、 こ れ が 主 要 な 供 給 源 に な っ て く る と、【再生可能電力】

蓄 電 装 置 が 重 要 に な っ て く る。EV に 利 用 さす で に 太 陽 光 や 風 力 は 低 コ ス ト の CO2 をれている現状のリチウムイオン電池は時々液排出しないエネルギー源として普及が進展し体の電解質が発火する。これに対して安全性て い る。 太 陽 光 に つ い て は シ リ コ ン 結 晶 型、が高く、充電時間が短い全固体電池の開発がアモルファスシリコン、色素増感型、化合物進展している。数年のうちに実用化できると3

「革新」と言われる技術の光と影期待できそうである。

かすよりも風力で水素を作って燃料電池など革新的な技術としてはエナジーボールト社で駆動するシステムの方が本道であろう。

が推進している重力蓄電システムがある。こ【DAC（ダイレクトエアキャプチャー）】

れは水の代わりに重量物を使う揚水発電の変

空 気 中 の CO2 を 捕 獲 し て 固 定 化 す る CCS種である。システムは自動倉庫のような形で（カ ー ボ ン キ ャ プ チ ャ ー ス ト レ ー ジ） が、 研

コンクリートなどの重量物をクレーンで持ち究されている。日本には適地が少なく大量に上げて電力を貯蔵し、電力を放出する時は降処 理 で き そ う に な い。2050 年 ま で に カ ー ボ下させる。バッテリーと違って交流から直流ンニュートラルができても、さらに空気中のへ の 変 換 が 不 要 で、 総 合 効 率 は 揚 水 発 電 のCO2 を 削 減 す る 必 要 が あ る。 そ れ に は DAC70％に対して、80％ほどになるという。

が 有 効 に な る。 ど こ で も よ い か ら 大 気 中 の【アンモニア水素】

CO2 を直接抜き出すのである。当初は専門家

再生可能電力で水素を作り、これを貯蔵しの間では疑問が出ていたが、カナダやスイスて 運 ぶ の に 圧 縮 タ ン ク か 液 化 水 素 が あ る が、で 民 間 企 業 が 実 際 に DAC の 実 験 的 な 開 発 を

政府はアンモニアを推奨している。オースト

行 っ て い る。DAC の 運 転 に は エ ネ ル ギ ー がラリアのような太陽光の豊富な場所で発電し必要になるが、再生エネルギーが安く大量にて、その電力で水素をつくり、高温高圧のハー

使 え る よ う に な れ ば 不 可 能 で は な い。 だ が、バー・ボッシュ法により空気中の窒素と反応

この話をすると、現在化石燃料を消費していさせてアンモニアを合成する（これには大きる と こ ろ で、 今 す ぐ に DAC を す れ ば い い とな エ ネ ル ギ ー が 必 要）。 そ し て ア ン モ ニ ア をいう話になり、化石燃料の消費を増やすこと日本まで海上輸送して石炭火力発電所で混焼になるので、今は遠慮しておかなければならし て CO2 の 排 出 量 を 削 減 す る と い う 計 画 でない。

ある。 混焼割合は最終的に 100％にし、 その【気候工学】

時 の 電 力 は 1kWh あ た り 24 ～ 25 円 に な る

気候工学の可能性も話題になる。宇宙空間と試算されている。これは国内産の再生エネに太陽光を遮蔽するカーテンなど様々なアイルギーの価格と比べてかなり高価である。アデアが提案されている。海洋への鉄粉の散布

ン モ ニ ア を 燃 焼 す る と、 腐 食 臭、NOx の 発

は海洋肥沃化につながるとして禁止された

生、石炭火力の延命に寄与することが懸念さし、大規模に行うときの気候へのマイナス影れる。エネルギー輸入に関与してきた産業が響は未知である。最近では、降雨が空気中の多くあるためか、国外からアンモニアで水素CO2 を吸収することに注目して、降雨を玄武を運ぶという技術に関心を示している国は日岩 に 吸 収 さ せ て CO2 を ケ イ 酸 塩 に す る 研 究本だけである。うまく行くとは思えない。

が米国イエール大学で行われている。このた【自動車・飛行機・船】

めには玄武岩を粉末にして農耕地に散布し降再 生 可 能 電 力 と バ ッ テ リ ー が 普 及 す れ ば、雨をしみこませる。農耕地では土壌が肥沃にEV だ け で な く 電 動 飛 行 機、 電 動 船 な ど が 実なり、海洋の酸性化も防ぐことができるとい用化されることになる。薄膜太陽電池が低コうが、気候へのマイナス影響は心配だ。

ス ト で 普 及 す る よ う に な れ ば、EV の 屋 根 に設 置 し て 運 転 に 必 要 な エ ネ ル ギ ー の 20％ ほ

以上のように、革新的技術といってもよくどを供給することができる。帆船の試作が行調べてみると問題が多いことがわかる。やは

なわれているが、帆が大きく扱いにくく、強り王道は再生可能エネルギーと効率のよい利風時の安全性の問題がある。風で船を直接動用技術だろう。

4 環境と文明 2023 年 9 月号