気候変動はエネルギー問題です。 これがそれを解決する方法です。

Oct 01, 2023

コメディアンが時代精神をうまく捉えてくれるのを期待してください。

私はマーク・マロンのような漫画のことを考えています。彼の作品は、死亡率、反ユダヤ主義、剥離する地政学的状況、そしてもちろん、部屋に存在する数ギガトンの炭素象、気候変動など、実存的な問題点をうまく取り上げています。

「環境問題で世界が滅亡することに私たちがこれ以上腹を立てないのは、私たち全員が、自分たちができる限りのことをしたということを心の中では本当に分かっているからだと思います」とマロンは無表情に言う。 「私たちはスーパーマーケットに自分たちのバッグを持ってきました」と彼は言い、そして数拍止めた。

「はい、その通りです。」

コメディアンが私たちの環境に対する恐怖をユークに演じられるのも不思議ではありません。 コメディーは多くの場合、不快な真実という肥沃な肥料に根ざしています。つまり、私たちはすすり泣きをしないために笑うのです。 それはそれでいいことです。 笑いは、毎日ニュースフィードをスクロールすることで生じる倦怠感に対する良い解毒剤です。

しかし、私たちは本当にタオルを投げ込み、笑いながら忘れ去られる準備ができているのでしょうか？ そしてマロンは正しいですか？ 私たちは、最も深刻な環境危機に立ち向かうために本当に何もしなかったのでしょうか? しそうにない。 確かに、温室効果ガス排出量の増加傾向はまだ逆転しておらず、化石燃料からの移行という課題はしばしば克服できないように思えます。 そうですか？

この記事のためにインタビューしたバークレーの専門家によると、ボトルネックをまだ乗り越えられるという希望を持つ理由があるそうです。 このテクノロジーはすでに存在しており、常に改善されています。 簡単ではありませんが、実行可能です。 では、その方法を見てみましょう。

希望を繋ぐ糸口を探しているなら、エネルギー経済、特にソーラーパネルの価格から始めましょう。 技術の向上と世界的な生産（特に中国）の両方により、コストは 2009 年以来 90% 近く低下しました。 1976 年、太陽光発電のコストは 1 ワットあたり 106 ドルでした。 現在では、1 ワットあたりのコストは 50 セント未満です。 結論: 太陽光発電は現在、エネルギー生産手段として化石燃料と競合しています。

太陽光発電は依然として国内エネルギー消費量の3.4％に過ぎないが、生産量は過去5年間で毎年20％以上増加しており、パンデミックによる輸送やサプライチェーンの困難がなければ、おそらくもっと多かっただろう。

ただし、生産だけがすべてではありません。 広く普及するには、エネルギー源がオンデマンドで利用可能でなければなりません。 そして、ここで化石燃料が大きな優位性を持っています。 天然ガスや石炭はいつでも必要に応じて燃やして発電できます。 ソーラーパネルは太陽が輝いているときだけ発電します。 夜間や曇りの日など、後で使用するために十分なエネルギーを蓄えることは、長い間大きな障害となってきました。

太陽光発電は過去5年間、毎年20％以上増加しており、パンデミックがなければさらに増加し​​ていたと思われる。

カリフォルニア州再生可能適切エネルギー研究所の創設所長であり、エネルギー・資源グループとゴールドマン公共政策大学院の教授であるダニエル・カメン氏は、「もうだめだ」と語る。 1999 年から気候変動に関する政府間パネルの調整筆頭著者を務め、2007 年のノーベル平和賞を共同受賞しました。

「現時点ではストレージが大きな問題とは考えていません」とカメン氏は言う。 「そのように考えさせられるのは、単一の画期的な進歩ではなく、太陽光発電で見られたのと同じストレージの価格と性能の傾向が見られるということです。さまざまなアプローチが市場に出てきており、それらは非常に拡大しています」以前は開発に数年かかったものが、今では 1 年で済み、今後もそれが続くのはほぼ確実です。」

カメン氏は、未来のストレージは 2 つの異なる分野、つまり輸送 (電気自動車を思い浮かべてください) とその他すべて (住宅、オフィスビル、工場など) に役立つだろうと観察しています。

気候変動の観点から見ると、電動車両はグリーン電力網、つまり持続可能なエネルギー源によって供給される電力網とうまく調和するため、望ましいものです。 現在、ガソリンまたはディーゼルを燃焼する自動車は、毎年約 3 ギガトンの炭素を大気中に排出しています。これは、人間が排出する CO2 総排出量の約 7% です。 中国の車両のおよそ 3 分の 1 を電動化するだけで、2040 年までに二酸化炭素排出量を年間 1 ギガトン削減できる可能性があります。したがって、電気自動車には多くの危険が迫っており、あらゆることを考慮すると、カメン氏は電気自動車の進歩についてかなり楽観的です。

「特にここ 1 年で、特に増加傾向にあります」と彼は言います。 「ガソリンとディーゼルの価格が同時に急騰しているのはおそらく偶然ではないだろう。ウクライナ戦争がその一部であるとは考えたくないが、おそらくそうなのだろう。」 カメン氏は、現在カリフォルニアで最も売れている車はEVである、「ノルウェーでも同じであり、ニューヨークでも間もなく同じようになるだろう。EVの価格は下がってきている。この傾向は強く、加速している」と続けた。

EV は通常、リチウムを使用したバッテリーにエネルギーを蓄えます。リチウムは急速に充放電が可能で軽量な比較的希少な元素であり、過剰な重量が忌避される自動車にとっては不可欠な品質です。 リチウム電池技術はかなり進歩しており、一部の EV は 1 回の充電で 400 マイル走行できるようになり、航続距離の制限に関する以前の不安が軽減されています。

バイデン政権の中心目標は、EV充電ステーションを新たに50万か所建設することだ。 参考までに: 現在、米国全体のガソリン スタンドの数は 150,000 未満です。

克服すべき次の課題は充電ステーションの不足であり、テスラのドライバーは依然として長いロードトリップに出発する前に一時停止している現実があります。 しかし、カメン氏によると、この問題は主に2022年インフレ抑制法（補足記事を参照）のおかげで改善されつつあるという。同法は、新車および中古EVの購入やEVの急速充電ステーションに対して手厚い住宅税および事業税控除を提供するものである。 バイデン政権の中心目標は、2030年までに全50州とコロンビア特別区とプエルトリコに50万か所の新しいEV充電ステーションを建設することである。この数がどれほど野心的であるかを少し理解するには、次のことを考えてみよう。米国全土に 150,000 のガソリン スタンド。

「充電ステーションへのアクセスに関する懸念は現実のものであり、それを否定することはできません」とカメン氏は言う。 「しかし、この法律は、充電時間が非常に早くなったという事実と相まって、大きな変化をもたらすでしょう。しかし、私たちがまだ対処しなければならないことの1つは、社会正義の要素です。」同じリソース。 それ以外のことを保証する政策がなければ、サンタモニカには充電ステーションがたくさんある可能性があります。 ロサンゼルスの南中部はそれほどではありません。

「私たちはそのようなことが起こらないようにする必要があります」とカメン氏は言う。 「第一に、それは間違っています。第二に、真の変化をもたらすには、エネルギー生産と輸送の両方が広範な規模で進歩する必要があります。全員が利益を得られると主張しやすくなります。」

交通に加えて、都市インフラも持続可能なカーボンフリーのエネルギーに移行する必要があります。 そのためには、クリーン エネルギーと適切な貯蔵を組み合わせて「送電網の信頼性」を提供する必要があります。つまり、太陽がなくても、風が吹かなくなっても、季節を問わず電力を供給し続けるシステムです。 要するに、本当に大きなバッテリーが必要なのです。

しかし、電池の種類は何でしょうか？ すでに十分に確立されているリチウムイオン電池は選択肢の 1 つである、と Kammen 氏は言います。 しかし、軽量で高速充電機能など、自動車にとって理想的な特性は、夜の街を照らす場合にはそれほど重要ではありません。 定常的な電力需要の場合、バッテリーは産業規模になる可能性があり、重く、設置面積も大きくなります。

リチウムのもう一つの問題は、その希少性です。 米国が現在管理している世界の埋蔵量は4パーセント未満です。 それだけの理由で、研究者たちは代替品、つまりより安価でより容易に入手可能な要素を使用したバッテリーを探しています。

いくつかの情報源によると、最も有望なアプローチの 1 つは鉄空気電池です。 そして、このテクノロジーのリーダーの 1 つが、マサチューセッツ州に本社を置き、バークレーに衛星施設を持つ会社、Form Energy です。

Zac Judkins '06 は、同社のエンジニアリング担当副社長です。 彼は、Form が特定のテクノロジーに夢中になっているのではなく、複数日のストレージの問題に対処する方法を見つけることに夢中になっていると強調しました。

ジャドキンス氏らは、サイクルごとに数千個の鉄ペレットを錆びさせたり錆びさせなかったりすることで機能する鉄空気電池に決定する前に、幅広い候補化学物質を評価した。

「2017年に私たちが会社を設立したとき、世界が主に太陽光と風力の再生可能エネルギーに急速に移行し、ますます野心的な送電網の信頼性と脱炭素化の目標を設定しているのを目にしました。」 しかし、効果的な保管がなければ、進歩は壁にぶつかることになるだろうとジャドキンス氏は言います。

Form のエンジニアは市場を分析し、ある目標に到達しました。 彼らは、総コスト 1 キロワット時あたり 20 ドルで 100 時間連続放電でき、往復効率 (後で使用できるバッテリーに蓄えられるエネルギー量) が 50 パーセントのバッテリーを構築する必要がありました。

ジャドキンス氏によれば、これらのパラメータにより、送電網の信頼性を犠牲にすることなく、消費者のコスト増加を最小限に抑えながら、再生可能エネルギーの非常に高い導入が可能になるという。 「それが私たちが達成しなければならない基準でした。」

ジャドキンス氏らは、サイクルごとに数千個の鉄ペレットを錆びさせたり錆びさせなかったりすることで機能する鉄空気電池に決定する前に、幅広い候補化学物質を評価した。 ジャドキンス氏は、「空気鉄電池を発明したのは私たちではありません。空気鉄電池は 60 年代後半から 70 年代にウェスチングハウスと NASA によって開発されました。車には適していません。軽くもないし、車にも適していません」と述べています。 」

ジャドキンス氏によれば、鉄を使用すると、低コストと高いエネルギー密度、つまりバッテリーに注入できるエネルギーの量も得られるという。 トレードオフは、電力密度の低下、つまり体積に対してどれだけ速くエネルギーを引き出せるかです。

「出力密度はリチウムイオンよりも約10倍低いですが、私たちのニーズにとっては問題ありません」とジャドキンス氏は言う。 「これは大規模なグリッド連携プロジェクト用のストレージです。」 カリフォルニアのカリソ平原にあるような大規模な太陽光発電アレイを例に考えてみましょう。 そこにある 1 つのアレイには 250 メガワットの容量があり、約 100,000 世帯を養うのに十分な容量がありますが、これは太陽が輝いている場合に限られます。 夜、嵐の時は電気がありません。 しかし、ジャドキンス氏によると、敷地面積100エーカーほどのフォーム工場を追加すれば、4日間電気を流し続けるのに十分なエネルギーを蓄えることができるという。

同社は現在、概念実証から本格的な運用に移行中です。 皮肉なことに、最初の市販の錆びない/錆びないバッテリーシステムは、おそらくラストベルトから生まれるでしょう。 「私たちはウェストバージニア州の55エーカーの敷地（元鉄鋼工場）に工場を建設中です。そこには約80万平方フィートの生産スペースがあり、フル稼働時には750人が雇用される予定です。」 グリーンジョブ。 ジャドキンス氏によると、発電所が完全に稼働すれば、毎年50ギガワット時の蓄電容量を生産できるようになるという。

サハラ以南のアフリカだけでも、6億人が電気のない生活を送っています。 カーボンフリー電力を提供するには、マイクログリッドが必要になります。

大規模で集中化された電力網は、当然、先進国の脱炭素化に焦点を当てていますが、電力へのアクセスがまだ稀な世界の地域には実際には当てはまりません。 サハラ以南のアフリカだけでも 6 億人が電気なしで暮らしていますが、だからといって電気を望まないわけではありません。 これらのコミュニティにカーボンフリー電力を供給するには、近隣地域、集落、さらには複数の村にサービスを提供する小規模システムであるマイクログリッドが必要になります。 しかし、マイクログリッドの概念は何年も前から動き出していましたが、その完全な実現は最近まで実現していませんでした。

「私たちが目にしているのは、可能にする技術のかみ合いです」と、バークレー校のエネルギーと資源の准教授であり、ローレンス・バークレー国立研究所の科学者でもあるダンカン・キャラウェイ氏は言う。

まず彼は、安価な太陽光発電を挙げた。 「パネルの価格が大幅に下がっているため、季節性の少ない中緯度諸国に最適な真に手頃な価格の資源です。」 「一般的に、これらの緯度の地域では、太陽光が少ないだけの（両極に近い）国々よりも、太陽光発電で電力需要に応えることができます。」

もう1つの推進要因は、より安価で優れたストレージのオプションであるとキャロウェイ氏は言います。 マイクログリッド規模の場合、リチウムイオン電池がうまく機能します。 そしてこれらもまた、より手頃な価格になりました。 「電気自動車の爆発的な成長が事態を大きく前進させました」とキャロウェイ氏は言う。 「10 年前、1 キロワット時のストレージに 1,000 ドルかかりました。今では 100 ドル未満です。」

最後に、キャロウェイ氏は、かつては不安定で悪名高かったマイクログリッドを高効率にする「スマートグリッド」技術が開発されたと述べた。

「私たちは現在、エネルギーの生産、貯蔵、需要のスムーズな調整を可能にする『ビッグバケット』制御システムを持っています」とキャロウェイ氏は言います。 「そのため、これらの小さなグリッドは低コストであり、非常に信頼性の高いものになります。目標は、真にモジュール式のシステムを作成し、さまざまなコンポーネントを大規模なシステムに接続できるようにすることです。これにより、カスタマイズと拡張が容易になります。」

米国ではすでに 150 以上のマイクログリッドが導入されており、大都市の個々の建物からアラスカの小さな遠隔村に至るまで、あらゆるものに電力を供給しています。

広く採用されるかぎり、キャロウェイは多くの技術的問題を予見していません。 克服する必要があるのは社会的、政治的障害です。 「マイクログリッドの素晴らしい点は、遠隔地でサービスが行き届いていない地域でもうまく機能し、ローカルで管理できることです。しかし、発展途上国では、どのようなプロジェクトからでも自分たちの取り分を求めようとする腐敗した政府がしばしば存在します。そして、もしそうなら、あなたはそうします。」 d は、ベースライン発電所を備えた集中型送電網に対する本質的な偏見を持っています。」

これは解決しなければならない課題だ、とキャロウェイ氏は言う。 「何らかの方法で、小規模なグリッド技術を、古いシステムである大規模な集中型グリッドと同等の競争条件に置く必要があります。そうでないと、明らかに優れた選択肢である場合でも、それを実現できる可能性は低いです。」

マイクログリッドであれマクログリッドであれ、高度な文明を維持しながら地球の寒冷化を同時に実現するには、電線を流れるクリーンで持続可能なエネルギーが大量に必要になります。 カメン氏は、それは主に核融合によるものだと確信している。 しかし、彼がこの言葉で意味するのは、前述したように太陽も含め、あらゆる形態の核融合を意味します。つまり、水素を継続的に融合させてより重い元素を作り、毎秒 3.8 x 10²6 ジュールのエネルギーを放出する空の巨大な原子炉です。

しかし、何十年にもわたって未来学者や物理学者を興味をそそってきた、あの意地悪な存在、それが地球型核融合炉です。 これらは、宇宙で最も一般的な元素である水素を原料として使用し、ギガワット時の安価なエネルギーを生成し、主な副産物として無害で不活性なヘリウムを生成します。 （放射性トリチウムも生成されますが、半減期が短く、閉ループプロセスの原子炉によって消費されます。）核融合技術は、クリーンで地球に優しいエネルギー生産の聖杯であり続けますが、尻でもあります。気まぐれなコメントの。 最も一般的なのは、有望に見えるが、実現には 20 年かかるというものです。 そしてそれから20年、60年が経ちました。

しかし、2022年12月5日にローレンス・リバモア国立研究所の国立点火施設（NIF）でブレークスルーが発生した後、商業核融合炉が実際に、まあ、20年以内に利用可能になる可能性が非常に高いように思われる。 もしかしたらもっと早いかもしれません。

これまでの核融合の取り組みのほとんどは、トカマク炉、つまり磁気コイルを介して水素原子を囲い込み、水素の核融合を可能にする過熱（摂氏 1 億 5000 万度など）ガスであるプラズマになるまで水素原子に熱と圧力を加えるトロイダル真空チャンバーを使用していました。 これにより放出されたエネルギーが熱としてチャンバー壁に伝わり、そこで回収されて蒸気が生成され、発電用のタービンを駆動します。

この惑星で初めて、熱核爆発時を除いて、核融合反応が発生し、そのプロセスを開始するのに必要な以上のエネルギーが生成されました。

トカマクは、短期間ながら水素を誘導して核融合させることができた。確かに、最初の機械が 60 年前に製造されて以来、歩みはゆっくりではあるが着実に進歩してきた。 しかし現在までのところ、「点火」、つまり持続的な核融合が起こり、デバイスが消費するエネルギーよりも多くのエネルギーが生成される点には到達できていない。

NIF は別のアプローチをとりました。 そこでの研究者たちは、凍結した重水素と三重水素（両方とも水素同位体）から微細なペレットを製造した。 次に、そのペレットをホルラウムとして知られる小さな金のカプセルに入れ、192 個のレーザーが立ち並ぶ部屋のアームに設置しました。 次に科学者らは空洞に向けて同時にレーザーを発射し、内部のカプセルを圧縮させた。 その結果、重水素と三重水素の混合物に加えられた温度と圧力は、発火を引き起こすのに十分なほど極端でした。 この惑星で初めて、熱核爆発時を除いて、核融合反応が発生し、そのプロセスを開始するのに必要な以上のエネルギーが生成されました。

確かに、持続的な収量は控えめでした。 反応は 10 億分の 1 秒未満で継続し、3.15 メガジュール、つまり 1 キロワット時よりわずかに少ないエネルギーを放出しました。 言い換えれば、それほど多くはありません。 アメリカの平均的な家庭は毎月その約900倍を使用しています。 それでも、レーザーのバーストによって消費されるエネルギーよりも 50% 多くのエネルギーが消費されました。 進捗！ しかし、ここにもう 1 つの落とし穴があります。実際のレーザー ビームのエネルギーはわずか約 2 メガジュールですが、電源を投入してビームを発射する機構を動作させるには約 300 メガジュールが必要でした。

ということで、フュージョンパワーで冷凍ブリトーを電子レンジでチンする前に、やるべきことがまだたくさんあります。 それにもかかわらず、常に楽観主義者のカメン氏は、私たちが間もなくそうなることをかなり確信しています。

「傾向を考慮すると、2070 年までにエネルギーの約 70% が核融合から得られると予測するのはかなり安全だと思います」とカメン氏は言います。 「その半分は太陽から、もう半分は核融合発電所からのものになります。」

NIF のレーザー噴射ペレットアプローチは将来の成功を示唆していますが、トカマクの可能性を排除するわけではありません。 カメン氏は「近いうちにトカマク型原子炉に関するいくつかのエキサイティングな発表を期待している」と述べた。 ここで最初に聞きましたね。

太陽核融合も、より完全な実現に向けて複数の道をたどるでしょう。

「それは都市の屋根パネルや風景の中にある太陽光発電所だけではありません」と彼は言います。 「海洋に設置された大規模な太陽光発電システムも登場する予定です。」

また、オービタルソーラー。 カメン氏によると、カリフォルニア工科大学とジェット推進研究所では、自律的に組み立てられる（つまり生きた宇宙飛行士を必要としない）大規模な太陽電池アレイを宇宙に確立するための実験が現在進行中であるという。 エネルギーはマイクロ波として地上のコレクターに放射され、そこで電気に変換されます。 そのため、何か問題が発生した場合、放たれた大砲の殺人光線が軌道上から都市を焼き尽くすかもしれないという不安が高まるかもしれないが、心配する必要はないとカメン氏は言う。 「1平方メートルあたりの線量はかなり低いので、これに当たった場合でも、誰かが揚げられる危険はありません。」

同氏はまた、現在地上炉向けに開発中の核融合技術は宇宙旅行にも応用できると考えている。 「核融合には二重の視点があり、それが技術を飛躍的に発展させています」とカメン氏は言う。 「良くも悪くも、種としての運命が 1 つの惑星に完全に結びつかないように、私たちが太陽系に植民地化することが不可欠です。核融合推進は、私たちを月や火星、さらにはその先へ到達させるための優れた手段となるでしょう。私たちがそこに到達すれば、太陽光発電、原子炉、またはその両方がベースロード電源としても機能するでしょう。」

核分裂は小さな設置面積から大量のエネルギーを生成します。 カリフォルニア州唯一の原子力発電所であるディアブロ キャニオンは、州内で消費される総電力のほぼ 10% を生産しており、それを 600 エーカーの敷地内で行っています。

核融合に関するこれだけの大騒ぎにより、もう一つの「原子力」動力源である核分裂は背景に消えてしまったようだ。 それは幻想です。 核分裂は、いわば依然として非常に熱いものであり、環境コミュニティの中でかつては敵対していた人々が今では核分裂を受け入れる、あるいは少なくとも暗黙のうちにそれを支持する人が増えている。 理由は明らかです。 まず、核分裂は小さな設置面積で大量のエネルギーを生成できます。 ディアブロ キャニオンは、カリフォルニア州で唯一稼働している商業用核分裂発電所で、州内で消費される電力のほぼ 10% を生産しており、それを 600 エーカーの敷地内で行っています。 そして、気候変動の観点から見ると、核兵器は比類のないものです。二酸化炭素を排出しません。

もちろん、長寿命の廃棄同位体からの強力な放射能など、他の種類の放出について人々は依然として懸念している。 そして、古い世代のプラント、つまり現在稼働しているプラ​​ントのほとんどは、さまざまな程度で炉心損傷を受けやすく、チェルノブイリや福島のような壊滅的な結果をもたらします。

こうした懸念は特に米国で根強く、環境問題、規制上の煩雑な手続き、単純なコストなどが絡み合って提案段階で大規模なインフラプロジェクトを妨害することがよくある。

「私たちはこの国のメガプロジェクトがかなり苦手です」と、元バークレー校の原子力工学准教授で現在はベンチャーキャピタル会社DCVCのパートナーであるレイチェル・スレイボーは言う。 「まず、予算を超過するのは信じられないほど簡単です。当初の見積もりの​​ 3 倍の費用がかかった新しいベイブリッジを見てください。」

安全性への懸念が高まり、規制や訴訟が引き起こされることを考慮すると、原子力発電所ではその問題はさらに悪化する。 しかし、従来の原子力に課せられた障害には良い面もあったとスレイボー氏は言う。必然的に、より効率的な、そしておそらくより社会的に受け入れられる技術が開発された。

新しい原子炉は、かつての巨大原子炉よりも小型であり、はるかに小さいものもあり、パイロットプロジェクトが進行中です。

「これらの設計のかなりの部分は、1950 年代または 1960 年代に開発された基本コンセプトに由来していますが、その改良と商業展開は、大規模なプロジェクトを構築できないことが主な原因です」とスレイボー氏は言います。

さまざまな原子炉はさまざまな状況に合わせて設計されており、さまざまな燃料、冷却材、構成が使用されている、とスレイボー氏は観察しています。 一部の「増殖型」原子炉は、それ自身の副産物を燃焼させて、放射性廃棄物を大幅に削減することもできます。

「優先順位は何ですか？」 スレイボーは修辞的に尋ねる。 「経済性? 高温熱の提供、送電網上の再生可能エネルギーのバランス? 核廃棄物の最小化? さまざまな目標の組み合わせ? これらの新しい設計は、標準化またはカスタマイズでき、現場や要件に合わせて拡張でき、すべてに安全性を確保するためのかなりのエンジニアリングが必要です」 。」

原子炉の中には、1 都市または複数の都市に電力を供給できるほど大きなものもあります。 「そして、他の人はまだ小さいでしょう」とスレイボーは言います。 「これらは、遠隔地の軍事基地や研究施設、たとえば南極や北極に最適です。これらの非常に小さな原子炉の 1 つがあれば、いくつかの大きな問題は解消されるでしょう。ディーゼル燃料を北極基地に運ぶのに伴う物流上の困難を考えてください。それが生み出す重度の汚染、そしてもちろん排出される二酸化炭素についても言及する必要があります。」

核分裂技術には、再生可能エネルギーに比べていくつかの大きな利点もあると彼女は言います。 「私たちが建設すべき太陽光発電所や風力タービンの数、あるいは建設できる数には実際の限界があります」と彼女は観察します。 「その生産には大量の材料が必要で、必要な要素を入手するには多くの採掘が必要です。そして、これらの施設は設置面積が非常に大きくなる傾向があります。私は実際、強力な太陽光発電と発電が見られるようになるのではないかと心配しています。」人々がすべての影響を本当に理解し始めるにつれて、風の反動が起こります。」

すべてのエネルギー源には長所と短所がある、とスレイボー氏は続けます。「そして、それらが何なのか、そしてそれぞれがどこに最も適しているのかについて、洗練された会話をする必要があります。最終的に、核分裂に対する私の見解は、それは他のエネルギー源と組み合わせて使用​​する必要があるツールであるということです」可能な限り迅速に仕事を遂行するために利用可能なツールが必要です。すべてのシナリオに適用できる単一のソリューションはありません。」

この時点で、私たちは状況を好転させるために何をしなければならないかを知っています。 さらに良いことに、私たちはそれを実現するためのテクノロジーとテクニックを持っています。 しかし、それらを展開する必要があります。

科学者らによると、炭素排出量の削減は地球温暖化に対する完全な解決策ではないという。 この問題を実際に解決するには、既存の CO2 を大気中から除去し、地中に永久に隔離する必要もあります。 オプションの 1 つである直接大気回収 (DAC) は、小規模ながら成長を続ける業界の基礎です。現在、約 20 の DAC パイロット プラントが稼働しており、合計で年間約 0.01 メガトンの大気中の CO2 を回収および隔離しています。 国際エネルギー機関によると、大規模実証プラントが急速に進み、現在の技術が洗練され、技術の規模が拡大するにつれてコストが低下すると仮定すると、貯蔵量は2030年までに年間60メガトンに増加する可能性があるという。

しかし、これらは最小限の利益をもたらすための多くの仮定です。 確かに、60 メガトンの質量は、どんなものでも印象的です。 しかし、気候変動の観点から見ると、エネルギー関連の二酸化炭素排出量が 2022 年に 368 億トンを超えて過去最高を記録したことを考えると、6,000 万トンはごくわずかです。多くの研究者は、もっと良い選択肢があるので、私たちは何もする必要はないと考えています。それらはすでに存在するため、それらを開発する必要があります。 彼らは、森林、湿地、草原、そして最も重要なことに海洋といった自然の炭素吸収源を指摘しています。 これらの自然システムは地球の炭素循環の一部であり、年間約 100 ギガトンの炭素を吸収および放出します。 この規模の惑星のメカニズムは炭素排出を処理するには十分すぎるように思えるかもしれませんし、大気中の CO2 が火山や熱水噴出孔などの自然排出点のみから発生するのであれば、十分に対応できるでしょう。 マサチューセッツ工科大学の地球物理学教授ダニエル・ロスマンが最近指摘したように、天然資源は人間の活動よりも 10 倍多くの炭素を大気中にもたらしていますが、このサイクルを限界に押し上げているのは人為起源の炭素です。 地球は、大気中の余分な炭素を処理して安定した地球結合状態に十分な速さで戻すことができません。

この赤字は、私たちが空にさらに多くの二酸化炭素を排出しているにもかかわらず、二酸化炭素吸収源を劣化させているという事実によってさらに悪化しています。

「炭素吸収源が提供する生態学的サービスは本当に貴重です」とバークレーのエネルギー・資源グループ大学院のジョン・ハート教授は言う。 温暖化気候が高地の牧草地における自然の炭素循環に及ぼす「フィードバック」効果に関する先駆的な研究を行ったハート氏は、35 年前には炭素吸収源につい​​てほとんど理解されていなかったと観察しています。

「しかし、彼らが年間 180 億トンの CO2 を吸収していることがわかっています。現実的には、炭素隔離技術の開発に費やしている資金の多くを、自然の炭素吸収源の強化につぎ込むべきです。少なくとも、私たちは次のことを行う必要があります。」彼らの劣化を止めてください。」

コロラド・ロッキー山脈でのハートの研究では、土地の区画を人工的に加熱し、植生の種類と炭素隔離率の変化を追跡する必要がありました。 暖房が施されておらず、リアルタイムで気候変動を経験した区画では、野生の花が優勢で、高山の短い成長期に大量の炭素を土壌に循環させていることを彼は発見した。 毎年秋に植物が枯れると、炭素貯蔵率は劇的に低下しました。 しかし、ハルテでは何年にもわたって特定の区画が温暖化したため、非温暖な土地よりも早く、開花する一年生植物が木本低木に取って代わられた。 これらの成長の遅い植物は、野生の花よりもはるかに遅い速度で炭素を隔離します。

「銀行口座内の『お金』、つまり炭素は減少します」とハート氏は言う。 しかし、約 100 年後、利益が得られるようになります。 「木本植物から土壌に入る炭素はより長く貯蔵されるため、最終的には土壌中に炭素が残ります。」

良いニュース: これは、自然のシンクを管理して最適な保管場所を実現できることを示唆しています。 しかし、排出量が多いままだと、シンクの隔離能力に負担がかかり、最終的にはそれを圧倒し、その価値が損なわれてしまいます。

「もし気候変動が続けば、排出量を削減しなければ、影響を緩和する方法はなくなるだろう」とハート氏は言う。

そして実際、それが問題全体の核心なのです。 気候変動危機の現時点において、私たちは事態を好転させるために何をしなければならないかを知っています。 さらに良いことに、私たちはそれを実現するためのテクノロジーとテクニックを持っています。 しかし、それらを展開する必要があります。 それは、屋根上のパネルから軌道上のマイクロ波アレイに至るまで、あらゆる形態の太陽光発電を意味します。 陸上と海上の両方の風力タービン発電所。 核融合炉。 核分裂炉。 マイクログリッド。 大規模分散ストレージ システム。 そして私たちは炭素を隔離する自然システムを弱体化させるのではなく、強化しなければなりません。 私たちは、より多くの木を植え、森林をより持続可能な方法で管理し、木材の板フィートと同等かそれを超える炭素貯蔵量を計算する必要があります。 そして私たちはそれらすべての中で最大の二酸化炭素吸収源である海洋を保護する必要があります。

「海底採掘への傾向を非常に心配しています」とカメン氏は言う。 「これはすべての新しいフロンティアの中で最も規制が緩いもので、一部の非常に大企業がそれを推進しており、それは絶対に壊滅的なことになるでしょう。もし私たちがそのような活動を止めなければ、そして私たちが現在ある持続可能なエネルギーの選択肢をすべて使用しなければ、利用可能であれば、私たちは絶滅の危機に瀕しています。」

これで終わるのはあまり楽観的な話ではないかもしれませんが、楽観的になってもうまくいくのは限界ですよね。 今私たちに必要なのは、気概と決意です。