○参考人（小野周君）　小野でございます。
　私の専門は物理学で、この中でも熱力学と統計力学というのが専門でありまして、本日は主として熱力学という立場から新エネルギーの問題を考えさしていただきたいと思います。
　熱力学というのは、これは非常に古い学問なんですけれども、最近は特にエネルギーの利用の問題に関して非常に新しいいろんな研究がなされ始めまして、その中で一番大切なことは、エネルギーの中には無効エネルギーと有効エネルギーというものがあるというふうにはっきり区別をしなければいけない。というのは、例えばこういうところに空気がありますと、空気の中にたくさんの分子がありましてエネルギーがあるわけですけれども、ただここにあるだけでは全く無効なんです。ただ、それが少し温度が高ければ有効になるというので、そういう有効エネルギーのことを最近はエクセルギーという言葉を使っておりますが、ちょっとこの言葉は耳になれないと思いますので、今から有効エネルギーというふうに言わせていただきたいと思います。
　ですから、よく御存じのように、エネルギーというのは絶対にその総量は変化しないわけです。いろいろ形を変えますけれども総量は変化しないわけです。ところが、今の有効エネルギーの方は、いろいろと形を変えますとそのたびにだんだん減っていくわけでありまして、それが非常に大きな違いになるわけです。
　例えば車が回転していますと、車が回転しているときには有効エネルギーを運動エネルギーとして持っているわけですが、摩擦をしてだんだんなくなりますとみんな無効エネルギーになってしまう。エネルギーそのものは変わらないわけです。
　だから、こういう問題を考えるときに一番大切なことは、ある体積の中にどれだけの有効エネルギーが入っているかということがその利用の仕方あるいは利用の容易さに関係してくるわけで、つまり、これは燃料というのは非常に有効エネルギーの固まりみたいなものでありますから、これはそういう意味では非常に使いやすいわけでありますが、燃料というのは要するに有効エネルギーの缶詰みたいなもので、それが結局燃料なんです。
　今の新エネルギーの問題の中で石炭の液化という問題が言われていますけれども、これはもともと燃料を燃料に変換するわけですから出てきたものはやはり非常に大きなエネルギーを持っていると。ただ、この問題は、先ほど大島先生が言われたこともありますが、私は、燃料というものはやはり液体でなきゃ困る問題がたくさんあると思うんです。そういうものにつきましては、少なくとも石油の問題を考えて、やはり石炭の液化というものをどうしても考えなきゃならないということでありますが、実際に石炭をすべて液体にして使う必要があるかどうかというあたりはいろいろ議論があるところでありまして、生で使った方が安いという考えもあります。ただ、排出物の問題その他がありますので、そういう問題も総合的に考えますと、これはちょっとエネルギーの問題じゃなくて政策の問題になってくるんではないかというふうに私は考えております。
　それから、まあこういうことは私もこれ以上余りよくわかりませんけれども、いずれにしても、石炭の液化という問題も、石油がなくなるということを考えますと、どうしてもやらなきゃならない問題だと私は考えているわけであります。
　それから、燃料電池の問題というのがあるんですが、これは燃料電池というのはいろんな意味がありまして、これも一種のある燃料をエネルギーに転換する装置なんですけれども、これは普通熱を出して使うよりははるかに要するに有効エネルギーが有効に使えるということであろうと思うんです。ただ、こういうものは、後で出てきますけれども、燃料を水素にしたりメタンにしたり、あるいは天然ガスを使ったりしますときには非常に必要なものでありますから、そういうものとにらみ合わせてみますとエネルギーの問題、特にエネルギーの輸送が、先ほど大島先生が言われましたように今電気で運んでおるわけですけれども、電気で運ぶのがいいか、あるいは液体のまま輸送した方がいいかという問題にかかわってきますと、やはり燃料電池というものは非常に有用なものになってくるのではないかというふうに私は考えているわけであります。将来のエネルギーを使う上から言いますと、これは省エネルギーというふうな見方もあるんですが、これは非常に重要なものではないかと思います。
　そこで問題は、そうでないいわゆる再生可能なエネルギーとして、太陽エネルギーであるとかあるいは風力であるとか、それからその他いろいろなエネルギーがありますけれども、こういうものをどういうふうにして使うかという問題になってくるわけでございます。そこでそういうものが、再生可能なエネルギーについては実はそこのお配りしました資料で「体積（面積）当たりの有効エネルギー」と「面積当たりのエネルギー」というのがありますが、実際にそういうエネルギーの中で、地熱を除きますとこれはもとは太陽から来ているわけなんです。風力も水力も全部もとは太陽なんです。で、太陽のエネルギーというのはどのくらいの大きさかということになるわけですけれども、実は太陽エネルギーというのは、そこの左側の「面積当たりのエネルギー」にありますように、一平方メートル当たりに大体一・三キロワット、これは直達する場合であります、直接来る場合でありますけれども、地球に来るときには大体それが二百三十六ワットぐらいに減ってしまっていると。これはいろいろな計算があるんですけれども、一応この値を私は採用いたしました。これに比べますと、例えば木炭から来る熱なんかが一平方メートルあたり百四十キロワットというんですから、もう比べものにならないほど大きな値です。で、まあ地熱のお話ですが、実は地熱のところへちょっと括弧へ入れていただきたいのは、地熱のところへ括弧してアイスランドというのを入れていただきたいんです、これはアイスランドの陸地平均でございますから。
　そこで問題は、太陽から来るエネルギーが一体地球に来てどうなるかというのについて上智大学の押田先生が非常にいいダイヤグラムをつくられましたので、左の下に書いてありますが、右の上の方にはそれが数字で書いてありますけれども、大体ここにありますように、二百三十六ワットが来ますと、これは一平方メートルに換算されているんですが、地表には百六十五ワット吸収されまして、その他ずっと下に書いてあるようになっているわけです。だんだん風力になったり河川になったり、波力や海流になりますが、最終的には宇宙空間にまた逃げていく、そういう形になっておりまして、先ほど申しましたように、エネルギーそのものはちっとも変わらないんですけれども、有効エネルギーはほとんど最後にはゼロになってしまう、そういうふうになって変わっていくわけであります。
　それで問題は、太陽エネルギーというのはどういう性質を持っているかと申しますと、太陽の温度が約六千度なものですから、太陽から出た場合の光あるいは熱線は非常に質がいいわけです、つまり温度が非常に高いですから。だからそれで太陽のエネルギーは非常に質がいいんですが、それが地面に当たりますと、地面を温めてしまってほとんど無効エネルギーになってしまうというのが実際にある。
　そこで、それをどういうふうに使うかというので一番実際に使われておりますので大切なのは、そこにありますように、光合成というのがありまして、これが〇・三三ワットとありますが、これは全体から見ますと何％程度でありますが、これは植物が同化作用で太陽の光線、太陽のエネルギー、光をそれをいろいろな繊維であるとかでん粉であるとかそういう炭水化物に変えるわけです。それが〇・三三の割合になっているということでありまして、このことは非常に私は大切なことだと思うんです。
　そのほかどういうふうになっているかと申しますと、そこにありますように、位置エネルギーというのは、これは水が蒸発して高いところに上っていくとか、あるいは風力になるとか、河川になるとか、波力、海流、これ全部太陽が空気あるいは地面に当たりましてこれだけのエネルギーを生じていって、それをやはり我々がどう使うかという問題になってくる。
　それから、この図でございますけれども、図の縦軸は、一・〇というのが非常に有効なエネルギーで、ゼロというのが全く無効なエネルギーというふうになっておりまして、こういうふうにだんだんと変化していくということが書いてあります。上に上ったりしているのは余り大した意味ないんです。これは図が書きにくいものですから、一度下に潜っておりますけれども、これは全く意味ないんですが。
　こういうふうにしてエネルギーの流れというものを見ておりますと、まず、先ほど大島先生がおっしゃった話ですけれども、太陽光エネルギーの利用というのは、これは非常に技術としては大変な技術だと思うんです。というのは、できるだけその太陽のエネルギーを無効にしないでそれを電気に変えると。電気というのは非常に質のいいエネルギーですから、そういう意味では太陽光エネルギーというのは技術としては非常に革新的なものであると私は思っているわけです。
　それから、先ほども大島先生がおっしゃったのでちょっと私も触れたいと思いますが、実は、シリコンの結晶というのはどのくらいの変換効率があるかというのはそこに書いてありますが、一番上に理想的シリコン結晶太陽電池というのがありますが、これはもともとシリコンの結晶で太陽の光が電気に変わるときにはいろいろ制約があるんですけれども、もし完全に理想的なシリコンの結晶であれば二五％が一番最高ではないかと言われておりますが、実際のシリコンの太陽電池は間にいろいろな詰め物が入ったりなんかしておりますので一二％ぐらいではないか、もっとよくなっているかもしれません、ちょっと最近のは私調べておりませんので。ですが、実際使われている太陽のエネルギーの変換率は六％ぐらいではないかということも言われております。それから、非結晶のアモルファスの場合には四％から五％ぐらいではないかと私は考えておりますが、これは実際に使われているものはもっと低いのではないか。それから砒素ガリウム太陽電池の場合は二〇％という話もありますが、これは一つには、シリコンの結晶というのはつくるのに非常に大きなエネルギーが要りますのが一つの問題。それから値段が高いというのがあります。それで先ほどのお話にもありましたように、非結晶のシリコンというものが使われ出しまして、ある意味では非常に革新的な技術になったというふうに私は考えております。
　ですが、問題はまだいろいろございまして、一つは、やはり耐久性の問題というような問題も解決しなければならないということもありますが、ごく最近耳学問で聞いたのでは、何かプラスチックを使って光発電の素子をつくったという話もありまして、これはまだ確認はしておりませんけれども、そういうことができましたら非常に革命的なことだと思いますが、多分耐久性が非常に悪いので困るんじゃないかと思っております。余り実用にならないと思いますが。
　それで、いずれにいたしましてもこうやって太陽電池というものは非常に技術的な革新をしたわけでありますが、ただ問題は、太陽光発電の場合には余り大きなものをつくるのは意味がないのではないか。今一千キロワットというのが考えられておりますが、それはちょっとどうかわかりませんけれども、例えば百万キロワットなんてとてつもないものをつくるのはほとんど意味がないのではないか。それは先ほどの大島先生のお話にもありますように、やはり分散型にする必要がある。ローカルなエネルギーとして非常に大きな力を持ってくるのではないか。ですから、やはり将来のエネルギーシステムが現在のように非常に大きな発電所をつくってそこから送電線を引っ張っていくというのではなくて、かなりローカルに問題を解決するというような行き方をとる方向にいけば、これは非常に有効ではないかというふうに考えられるわけです。実際、火力発電所の場合なんかは非常に大きな火力発電所をつくりますとスケールメリットがありまして大きなものほど経済的なわけですけれども、太陽電池の場合にはやはり面積をふやさなければならないので、余りそれほどのスケールメリットがない。そうしますと、余り大きなものをつくるというのはこれはちょっと問題ではないかというふうに私は考えているわけです。
　いろいろな話がありまして、例えばレンズで集光したらどうかというのがあるんですね。ところが温度が上がりますと、シリコンの太陽電池は非常に効率が下がりますので多分無理ではないかというふうに私は考えているわけです。
　ところで問題は、太陽のエネルギーの利用というときには、単に太陽電池だけじゃなくて、別のことも同時にあわせ考える必要があるのではないかというふうに思います。例えば先ほどもお話ししましたバイオマスと言われている燃料植物でありますが、現在サトウキビでエタノールをつくると大体太陽エネルギーの〇・一二％である。サトウキビの搾りかすまで燃料にすると〇・四八％なんで、〇・六％ぐらいまでいくのではないかということも言われております。
　それから、こういう植物の中では非常に成長が早くて、太陽エネルギーを有効に使うのにはＣと言われている燃料植物がありまして、これは現在ありますのは例えばサトウキビであるとか、ブラジルで使っているキャッサバというんですか、あるいはユーカリの油も非常にいいわけなんですが、そういう燃料植物を同時に併用して考えるべきではないかと思います。たとえ変換効率が悪くても、植物の場合には大きな面積を、例えば百倍の面積を使えば効率が百分の一であってもそれは使えるわけですから、同じようになるわけですから、そういうことを考えた方が私はいいのではないかと思うので、電気だけに全部頼るというのではなくて、太陽エネルギーというのはやはり総合的に取り扱う必要があるのではないかというふうに考えております。
　ですから、いずれにいたしましても、太陽エネルギーの利用というのは、ある意味で言えば水力も風力もさっきのバイオマスも燃料植物も、そういうものも全部これは太陽エネルギーの間接利用なんですが、直接利用、太陽光発電という直接利用だけによらないで、もっと総合的に考えることが必要である。
　それからもう一つは、これはよく知られている例ですけれども、日本では太陽熱温水器というのがありまして使っているわけですけれども、あれもエネルギーの節約という意味にはなるんですが、一方で言えば太陽熱の利用になる。そういうことも総合して考えますと、太陽エネルギーというのはかなり有効に使われるようになるのではないかというふうに思います。
　ところで、風力とそれからいろいろなほかのエネルギーでありますが、そこの左の表の上の方にありますように、水力とそれから風力、それから海洋エネルギーを体積当たりの有効エネルギーにして調べてみますと、水力の場合には三メートルの落差で実際には一立方メートル当たり十キロジュールのエネルギーを持っていると、風力は一秒間に四メートルの風速で〇・〇〇一キロジュール・パー・立方メートルということになりますので、大体同し体積にしますと、水とそれから風力では体積当たり千分の一ぐらいの有効エネルギーしかないわけです。ということになると、これは非常に水力の方が使いやすいということでありまして、だから小規模の水力というものをもう少し、例えば一キロワットの風力の発電所ですと、大体直径三メートルで風速五メートルで一キロワットになりますが、一キロワットの小規模水力というのは割合に簡単に、もし資源さえあれば使えるわけでありますから、私は小規模については水力が使えるところについては水力、それから風力はもちろん小規模においては使えるというので、そういうふうな形で、小規模の発電あるいはエネルギー供給源としては水力と風力というふうなことが考えられるんではないかと思います。
　それからもう一つ、いろいろありまして、海洋エネルギーの中には波の話が出てくるんですが、これは場所に制限がありますけれども、これは波の高さが二・五メートルありますと、一平方メートル当たり七・七キロジュールありますので、かなりあるわけです。こうやって有効エネルギーがどのくらい濃縮されているかということによってその利用の仕方が違ってくるということでありますが、よくハワイで湖面の温度と海底の温度の差が二十度から二十五度Ｃの差があるときに発電をするという話がありますが、これは大体一立方メートル当たり一キロジュール程度でありますので、大体十キロジュールが境とすればかなり悪い方でありますから、余り見込みがないのではないかと私は思っています。
　それから濃度差発電というのは、これは海水と淡水の濃度が違いますので、浸透圧によって圧力が違ってくるわけですね。これを利用しますのはもう少し有望ではないかというふうに私は考えておるわけです。
　それから、最後になりますが、地熱の話ですが、地熱は、そこにありますように、これはアイスランドの陸地の地熱の平均、これは一千年間にわたる平均を私がアイスランドに関するいろんな地質学の研究をした方のデータをもとにしてやりますと、大体、これはちょっと二の次が六がきまして、二百六十ミリワットという程度になりますが、ただ陸地の全平均は六十四ミリワットですからかなり大きいんですが、それにしても余り値は大きくないと。恐らく日本なんかもっと平均しますと小さいと思うんですが、このことは何を意味するかというと、地熱というものは見たところは非常に使いやすそうに見えるけれども、地熱を使ってしまうとそれだけのエネルギーが本当にマントルからサプライできるかという問題を持っていると私は思うので、必ずしも私は、地熱というものはそれほど有望ではないんじゃないか。絶対量も少ないわけです。ですから、有望ではないんではないかというふうに私自身では考えているわけです。
　以上、新エネルギーに関する私の立場からの諸問題についてお話をいたしたわけでございます。どうもありがとうございました。