平成２４年度千葉県地球温暖化防止活動推進員研修会
日 時 平成２４年１０月４日(木)場 所 千葉商工会議所第１ホール

環境・エネルギー教育と自然再生可能エネルギーについて
千葉大学大学院工学研究科
都市環境システムコース
佐藤 建吉

概要
「千葉県地球温暖化防止活動推進員研修会」において「環境・エネルギー教育と自然再生可能エネルギーについて」という主題で話す機会において、講演者は、2012年3月11日の事故以後の我が国、及び国際的な状況を踏まえて、千葉県に住む人々の取るべきエネルギーと環境、そして地球温暖化という側面から講演をしたい。
第１に、温暖化防止活動の日常性について述べる。それは、温暖化防止活動を身近なものとし、持続的・継続的に日常行動するための明示知と暗黙知の獲得のための情報を提供する。
具体的には、①地球温暖化を踏まえた海外事情、国際的、海外における視点や見解について述べる。②明示知の獲得のためには分かりやすくすることが必要であり、「見える化、分かる化、出来る化」という視点を述べる。③暗黙知の形成のためには、その意味と、それを獲得するために、「自然」との関わり、そしてその中で生き、体験する重要性について述べる。
第２に、エネルギーと環境については、従来からの方式やそれに対する習慣（生活習慣）からの離脱が重要である。そのために必要なことは、変革や転換を恐れない感覚であろう。そのためには、意識改革であり、それは、未来へ向かう、過去への理解である。これまでの変化の事実と歴史について述べる。
第３には、市民や家族、そして自身が、活動するための環境をつくることの大事さについて述べる。困難にあって出来ないのは、上に述べた「見える化、分かる化、出来る化」の不足であり、保守的な考えから試行に向かわせる環境（状況）の不足である。そこには、単なる情報提供では十分ではなく、試行することへの強い動機付けであり、それを通して、関係者（市民や家族、そして自身）が継続して行動する人物に変わらせること、すなわち「できる状況づくり」という言葉であり、概念が、大事であることを述べる。
上の「強い動機付け」には、理念ばかりでなく、コストやお得感、あるいは、事業性といった魅力の提供が大事であることを述べる。技術開発や実践を促すインセンティブを取り入れた政策や補助金の導入も必要である。それには、そうした動きをつくりだすシステムを導入するための「行動」について述べたい。

話題／topics• イントロダクション／introduction• ①持続可能／sustainability• ②明示知：見える化／分かる化／出来る化• ③暗黙知：自然から学ぶ• 意識改革、生活習慣、問題＆夢社会、精神・スピリッ
ト・気概・慣れ・習慣／チェンジ• できる状況づくり• インセンティブ／環境エネルギー／環境技術／リサイ
クリング• 風車開発の要点• イクストロダクション／extroduction

イントロダクション／INTRODUCTION

千葉大学での活動• コース：都市環境システム• 分野：環境マネジメント• 研究：疲労（フレッティング疲労）、光学測定（コースティックス法）、風力発電、技術史、地域活性化、太陽光発電、etc• 講義：「環境マネジメント論」、「都市環境エネルギー概論」、「材料力学」、「環境・エネルギー材料」、「科学技術と現代社会」

竜飛風力
津軽風力
原子力

稚内風力、メガソーラー
苫前風力
室蘭風力
札幌CC

能代風力
鳥海山風力

マグヌス風力風力立川風力酒田ソラキス

長野CC

新潟CC

読書水力水力仙台CC
利府町ソーラー

前橋CC
高浜風力
倉吉CC
神戸CC
小倉CC
福岡CC
響灘風力

敦賀原子力
もんじゅ

郡山風力
天栄風力
福島原発第1

広島CC

東海原子力
波崎風力

名古屋CC
豊橋ソーラー
熊本CC
淡路風力
ホテル風力

京都CC
大阪CC

北杜市ソーラー
都留市水力

鈴鹿風力

熱川風力

伊方原発
伊方風力

鹿児島風力
鹿児島CC

本部揚水
沖電風力
宮古CC

横浜風力
九都市

台場風力
若洲風力
都内CC
九都市
八丈島風力
八丈島地熱

銚子風力
飯岡風力
市原風力
勝浦風力
鴨川風力
館山風力
君津東電
九都市

Wind turbine Co
Offshore Wind
風の学校

WindmillWind farmLondon Univ
Univ
BWEA

Malmo

Ontario Hydro
Niagara Falls

Wind turbine Co
BremenHannover Ｍesse
Ulan Bator

Delft Univ
Kindel dike
Sacrament
California wind farm
NREL

PWEA

Windmill北京上海崇明
昆明
無錫

Oil well
BWTCDubai

Dhaka
Kutubdia IslandJakarta

水 太 バ 風力 陽 イ 力
光 オマス

一般社団法人洸楓座

ヒューマンパワー
地熱

再生可能エネルギー利用を進める人の集まり

8

Hannover Messe
太陽定数・・・ 1366W/m2 （大気表面の単位面積に垂直に入射する太陽エネルギー）⇒ 地表では、1000W/m2＝１kW/m2⇒ 太陽熱利用太陽光発電

40～50％
10～15％

0.4～0.5kW/m2
0.15～0.2kW/m2

9

『オルタナ』 25号（2011.6.30）

持続性／SUSTAINABILITY

International Union for
Natural Reservation

2. The Idea of Sustainable Development
The idea of sustainability dates back more than 30 years, to the new mandate
adopted by IUCN in 1969. It was a key theme of the United Nations
Conference on the Human Environment in Stockholm in 1972. The concept
was coined explicitly to suggest that it was possible to achieve economic
growth and industrialization without environmental damage. In the ensuing
decades, mainstream sustainable development thinking was progressively
developed through the World Conservation Strategy (1980), the Brundtland
Report (1987), and the United Nations Conference on Environment andDevelopment in Rio (1992), as well as in national government planning andwider engagement from business leaders and non-governmental organisationsof all kinds.
Over these decades, the definition of sustainable development evolved. The
Brundtland Report defined sustainable as ‘development that meets the needs ofthe present without compromising the ability of future generations to meettheir own needs’. This definition was vague, but it cleverly captured two
fundamental issues, the problem of the environmental degradation that so
commonly accompanies economic growth, and yet the need for such growth toalleviate poverty.

2. The Idea of Sustainable Development
The core of mainstream sustainability thinking has become the idea of three dimensions,environmental, social and economic sustainability. These have been drawn in a varietyof ways, as ‘pillars’, as concentric circles, or as interlocking circles (Figure 1). TheIUCN Programme 2005-8, adopted in 2005, used the interlocking circles model todemonstrate that the three objectives need to be better integrated, with action to redress
the balance between dimensions of sustainability (Figure 1 c).

(a)
(c)

(b)

Figure 1

持続可能な発展／The Idea of Sustainable
Development
The Future of Sustainability:
Re-thinking Environment andDevelopment in the Twentyfirst Centuryby W.M. Adams
Professor of Conservation and Development,
Department of Geography,
University of Cambridge,UK自然・天然品 vs 人工・加工品＜１週間の食料と製品の違い＞

明示知／EXPLICIT KNOWLEDGE

再生可能エネルギー
renewable energyｖｓ 枯渇性エネルギー

同義語・類義語• 自然エネルギー ：再生可能エネルギーとほぼ同義に用いられる。
• green power ：アメリカ合衆国環境保護庁 (EPA) は大規模水力以外の再生可能エネルギーによって発電された電力をgreen powerと定義する。
• 新エネルギー ：「新エネルギー利用等の促進に関する特別措置法」（新エネルギー法）にて定められた10分類の再生可能エネルギーが指定されている。ほぼ日本のみで用いられる用語である。
• 代替エネルギー (alternative energy) ：alternative energy は日本国
外では主に再生可能エネルギー、特に new renewable energy を指す。日本「石油代替エネルギー」であり、石炭ガス化・天然ガス・原子力等も含む呼称である。
17

太陽エネルギーの実力
太陽定数・・・ 1366W/m2 （大気表面の単位面積に垂直に入射する太陽エネルギー）⇒ 地表では、1000W/m2＝１kW/m2⇒ 太陽熱利用太陽光発電

40～50％
10～15％

0.4～0.5kW/m2
0.15～0.2kW/m2

250GWh/km2

300×300
150×150
50×50km2

太陽エネルギー、日射量、太陽光発電

日本の実績
では、50kWh/m2程度

2.6E+10
26000
161

205
1419

暗黙知／TACIT KNOWLEDGE

暗黙知／ tacit knowledge＜瞬間対応できるカラダ＞

マイケル・ポラニー「我々は語ることができるより多くのことを知ることができる」

認識の過程には、1次，２次の過程があり，両者は原因・結果としてあてはめることができる。
原因があると結果が起こるとの認識は、記憶によっており、それが「暗黙の認識」であるとされている。これは、ある原因が極めて瞬間的に結果（結果は現象となる）をつくるが、なぜ、そうするか（なるか）については、十分な説明はできないものとされている・・・。

環境・エネルギー教育の試み① 自然との関わりから学ぶ
② 登山
③ 魚捕り
④ 絵画・写真撮影⑤ 栽培⑥ ペット飼育⑦ 団体活動フクシマ以降の、われわれの対応は?
• 新エネルギー戦略決定！「原発ゼロ」も温暖化対策は？
http://www.wwf.or.jp/activities/2012/09/1086314.html• 気候変動対策の後退を憂慮する政府「革新的エネルギー・環境戦略」決定に際してhttp://www.wwf.or.jp/activities/2012/09/1086214.html

気候変動、汚染・健康、セキュリティ経費の相互判断が要
ES

ESES

エネルギー転換の見通し

31. May 2012, Prof. Garabed Antranikian, Hamburg University of Technology

効率化と脱炭素• エネルギーは、21世紀の課題に対応するために必須な開発目標である• 世界が連携した取り組みが、貧困の克服させ、すべての利害関係者が​ ​ 協 働することを可能にする• エネルギー転換は、健康、安全保証、気候変動などの多くの面でいい効果をもたらす• 巨額の資金が必要であるが、真にしかもしっかりした政策で達成可能である転換・変化／TRANSFORMATION＆CHANGE

人口増加と文明

Figure 2 Waves of Innovation of the First Industrial Revolution

変化は道理

http://www.naturaledgeproject.net/Keynote.aspx

自動車も、かつては、オルタナティブであった••

下の図は、アメリカにおける馬車から自動車への転換を示しています。
つまり、自動車は馬車に対してオルタナティブでした。

•いま、ガソリン自動車から電気自動車、燃料電池自動車への転換がなされています・・・。
このままでいいのか、いけないのか、それが問題だ。

自動車台数

馬車

to be, or not to be:that is the question.

1910～1925頃の自動車の急速な伸びは、フォード-Tタイプの登場による。

出典：日本機械学会誌

31イノベーションとベル曲線

http://www.marketech.jp/muto_080621.pdf

新規着手、導入、普及のパターン
数
量各種製品の普及曲線

１次エネルギー割合の変化
F/（1-F)F

http://archive.unu.edu/unupress/unupbooks/uu24ee/uu24ee0p.gif

世界でのエネルギー転換エネルギーとエコシステムの利用への接近（MDGsミレニアム開発目標と快適のための前提条件）
気候変動を軽減するための積極的な脱炭素化は、複数の共同利益もたらす
エネルギー転換は、R&Dと急速な技術伝播と実施が必要である
そのためには、持続可能エネルギーについての研究が必要であり、それが共同利益となる

MDGs（Millennium Development Goals）
189の国連加盟国代表21世紀の国際社会の目標として国連ミレニアム宣言を採択（2000年）

目標１：極度の貧困及び飢餓の撲滅
・2015年までに1日1ドル未満で生活する人口の割合を1990年の水準の半数に減少させる。／2015年までに飢餓に苦しむ人口の割合を1990年の水準の半数に減少させる。
目標２：普遍的初等教育の達成
・2015年までに、全ての子供が男女の区別なく初等教育の全課程を修了できるようにする。
目標３：男女病棟及び女性の地位強化の推進
・可能な限り2005年までに初等・中等教育における男女格差を解消し、2015年までにすべての教育レベルにおける男女格差を解消する。
目標４：乳幼児死亡率の削減
・2015年までに5歳未満児の死亡率を1990年の水準の3分の1に削減する。
目標５：妊産婦の健康の改善
・2015年までに妊産婦の死亡率を1990年の水準の4分の1に削減する。
目標６：HIV/AIDS、マラリア、その他の疾病との闘い
目標７：環境の持続可能性確保
・持続可能な開発の原則を国家政策及びプログラムにもりこみ、環境資源の損失を減らす。／2015年までに、安全な飲料水を継続的に利用できない人々の割合を半減する。
目標８：開発のためのグローバルなパートナーシップの推進
・さらに開放的で、ルールに基づく、予測可能でかつ差別的でない貿易及び金融システムを構築する。／後発開発途上国の特別なニーズに対処する。（後発開発途上国からの輸入品に対する無関税・無枠、債務救済及び二国間債務の帳消しなど）

バーレン世界貿易センター（WTC)
ツインビルに、ビルトイン風車（組み込み風車）

16階コリドールの風車 (225kW)

50階建ツインビル（高さ240m）
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デザインは地域を変える

できる状況づくり／CREATING BETTER CIRCUMSTANCES

分かる化
情報の送り手の枠組（テンプレート）と受け手のテンプレー
トが一致したとき「わかった！」

わかりやすい図式表現

面積専有の比較
自動車

自転車

バス

欧州の人口とエネルギー需要密度欧州向け電力ネットワーク

１次エネル
ギーの転換
2050年までに、原子力と石炭火力を省エネと再生可能エネルギーに転換

40%
30%

2030

転換の内訳

建替えによる効率化（環境共生住宅）

動機付け／MOTIVATION

固定価格買取制度／Fit

FIT制度の図表示化
電源調達区分
風力発電

太陽光発電

地熱発電

調達区
分

20k 20k
W 未 W以
満上10k
W
未満

10k
W
以上

1.5万kW未満

税込価格（円）

57.
75

23.
104242

税抜価格（円）

552242401020

調達期間（年）

20

水力発電
200 1000 メタ
1.5200k ～～ン発
万
W未 1000 3000 酵kW
満kW 0kW ガス
以上未満 未満化

バイオマス発電
廃棄未利物系
一般用木（木木材材質以外）

4227.
30

35.
70

30.
45

25.
20

40.
95

33.
60

25.
20

17.
85

13.
65

40

26

34292439

32

24

1713

152020

リサ
イクル
木材

コストの逓減

投資コストの競合

Source: Messner-Naki (EGI-CC-GG) 10-21-2011.pdf

送電網のセル化

Grid in JapanThe form of the electric power companie’s system hasderived from the geographical conditions of Japan

Hokkaido
6600MW

When there is much electric power flow in thecompanies’ transmission lines there arise easily
problems of stability due to the long distance electricpower supply.

DC±250kV

Hokuriku

15514 MW6003
MWKyushu
19889
MWChugoku
500kV

12,205
MW

6,860
MW

ShikokuTohoku
500kV

500kV

500kV

500kV

Kansai 500kV
34824
MW

DC±250kV

31735
MW

Chubu
60Hz SystemTokyo
62660 MW50Hz System

考慮すべき要件（風況と需要）
風速：高い

需要：少ない

風速：低い

需要：高い

風速：中位

需要：中位

考慮すべき要件（風況と地震）Wind zones

Source: HES

Earthquake zones

Source: Guidelines for Design of Turbine Support福島沖でのオフショアプロジェクト（2011～15）

http://www.japan.ahk.de/fileadmin/ahk_japan/events_2012/2_Tokyo_Uni_Prof_Ishihara.pdf

挑戦的なオフショア開発

Source: LA Wind, 2011

アジアグリッド（送電網）構想

エイクストロダクション／EXTRODUCTION

http://www.un.org/wcm/webdav/site/sustainableenergyforall/shared/Documents/S
G_Sustainable_Energy_for_All_vision_final_clean.pdf

2つの社会シナリオ
分野
考え方

人口

国土利用

生活

キーワード
価値観
生活
家族
先進技術対応
出生率
移民対応
海外移動
国内人口移動
都心部
地方都市
仕事
家事
自由時間
住宅
消費

シナリオ１ ／ 活力社会
社会的成功
都市居住志向
個人志向
積極的受容
低位で推移
積極的受け入れ増加
大都市集中
土地高度利用
人口大幅減少シナリオ２ ／ ゆとり社会
社会貢献
地方居住志向
共生志向
慎重派
やや回復
現状程度
現状程度
分散化
都市人口減少人口減少 地域独自文化

高収入 長時間労働
外部サービス利用
スキルアップ
集合住宅、マンション
買い替えサイクル短い

ワークシェアリング
家族、地域
趣味 社会活動
戸建て住宅
買い替えサイクル長い

経済

GDP経済成長
技術進歩

2%
高い技術進歩

1%
ゆっくり

産業

市場
第1次産業
第2次産業
第3次産業

規制緩和
輸入依存 シェア減少
生産拠点海外移転
シェア増加、生産性高い

適度規制
シェア回復
シェアー減少 地域ブランド
シェアー増加、ボランティア

エネルギー

削減目標
エネルギーシフト50%
原発現状維持40%
脱原発、バイオマス利用

まとめ
２０３０年までの目標

新世代のエネルギーへ転用

効率２倍に改良
再生可能エネルギー割合の倍増の達成

風力発電の拡大

風車開発の要点
独創、新技術の応用であっても次の知識は必要①空気・流体工学
3
U=1/2
･ρ
Av
②電気・電力工学
U
U:風力エネルギー③材料・強度工学ρρ:空気密度④加工・組立工学
A
A:風車翼面積v
v:風速⑤保守・耐久技術⑥現状・競合機知識⑦開発資金と人材、等々environment friendly

環境にやさしいIt’s now or never. やるなら今だ

Seeing is believing.

論より証拠

alternative もう一つ別のもの
MOTTAINAI を暗黙知に！