読者です 読者をやめる 読者になる 読者になる

爽風上々のブログ

熊本の片田舎に住むリタイア読書人がその時々の心に触れたものを書き散らしています。読んだ本の感想がメインですが(読書記録)、エネルギー問題、食品問題など、また政治経済・環境問題など興味のあるものには触れていきます。

エネルギー文明論「再生可能エネルギーとは」

エネルギー文明論

再生可能エネルギーという言葉ばかりが独り歩きし、なにやら怪しい雰囲気すら漂わせる今日この頃です。

まず、「エネルギーが再生する」ということはありません。現在利用可能なエネルギーというものは、太陽の核融合反応によって発生するもの、地球の内部に保持されているおそらく地球誕生のころから持ち越されている熱エネルギー、主に月の公転により発生する潮汐エネルギーでしょう。いずれも徐々に減少していくものですが、人類が存在するわずかな時間の間に無くなるということはないものです。
これらを言葉の厳密な意味の考証は棚上げして「再生可能エネルギー」と称しているわけです。

これに対する概念は「枯渇性エネルギー」です。化石燃料などをこのように称しているようです。これも元は太陽エネルギーであったものですが、地上の藻類や植物による光合成反応の産物である有機化合物に形を変え、それが地中深くに埋もれてエネルギーの塊のようなものとなってしまいました。言ってみれば太陽エネルギーの貯金箱のようなものであり、使い続ければいずれ無くなるというものです。
まあ石油無機生成説というのもあることはありますが、大勢としては生物由来説ということで良いでしょう。

さて、再生可能エネルギーというもので問題になるのは、太陽エネルギーフローや地中熱源などを使うとしてもそれだけでエネルギー源として使えるわけではないということです。それは言うまでも無く「装置」の部分であり、これが大きな問題点となるところです。
太陽エネルギーそのものは何もせずにいても降り注いできて「暖かい」と感じます。それそのものがエネルギーなのですが、それを何らかのエネルギー源として使うためには「変換」ということをしてやらなければなりません。
典型的なのは太陽光発電です。太陽光エネルギーを電力に変換して使うものですが、これには発電パネルと称する装置が必要になります。このパネル自体を作成するのにエネルギーが必要となります。
その装置作成のエネルギーがあまり大きければ割に合わないというのは直観的にも判るところです。

ここで必要となるのが、EPR(Energy Profit Ratio)という数値です。これは(エネルギー総出力)/(投入エネルギー)で示される数値でエネルギー源やエネルギー発生装置の総コストの収支を表します。これが大きいほど優れたエネルギー源であると言えます。
初期の油田ではこの値が100以上であったということですが、徐々に低下していき老朽化した油田は10以下にも下がると言うことです。また、太陽光発電装置では5程度といった数字があったり、10以上というものもあると言った状況です。

実は、EPRというものの考え方や計算方法も完全に定義されているとは言えないもののようです。定義自体は上記の通りですが、話はそう簡単ではありません。
まず、石油や天然ガスシェールオイルといった「エネルギー物質」と火力発電所原発太陽光発電といった「エネルギー発生装置」とでは一律に語られるものではないと思います。
さらに例えば「石油のEPR」と言っても油田から採掘した原油に投入されたエネルギーというものは数え上げていけば計算は可能でしょうが(かなり難しい計算になるでしょうが)、総出力というものが何を表すのか、考えてみると難しいものです。原油もそのままでは使いようがありません。精製して重油やガソリンなどといった石油製品に分離しなければなりませんが、産油国から消費国まで運びそこで精製するまでのエネルギーとは一律に計算できるものではないでしょう。さらに石油製品それぞれの保有する熱量というものも計算はできるでしょうが、それが完全にエネルギー発生のためにのみ使われているとは言えません。石油化学原料になるものもあり、内燃機関燃料になるものもありますが、それらは厳密に言えばエネルギー源として使われているとは言いがたく、別の価値を付加していることになります。

発電所などのEPRも試算は可能であり、それぞれの立場で行われているのでしょうが、厳密な計算方法をしているか怪しいものがあります。例えば原子力発電所EPRを考えた場合、その寿命(40年でしょうか)の間の総発電量がエネルギー総出力に当たるのでしょうが、これも理想的な発電状況と現実とは相当な差がありそうです。さらに、投入エネルギーはその建設から廃炉までのすべての消費エネルギーを考えなければいけませんが、これがまったくいい加減な計算をされてきたのは間違いありません。そもそも核廃棄物の処分方法も決まっていないのに投入エネルギーが計算できるはずもありません。
また、太陽光発電も形式的にEPRを計算した例もありますが、これもすべての投入エネルギーを算入しているのか、極めて怪しいものです。太陽光発電パネルの製造投入エネルギーという数値は出しているらしいものもありますが、パネルだけで設備が出来ているわけではありません。ケースも必要でしょうし配線も必要です。設置工事にもエネルギーを費やし、さらに点検補修にも必要になります。最後には廃棄処分をするためのエネルギーというものも必要になってきます。

これらの状況を考えると、今ようやく人々の思考の片隅に入りだしたEPRという数値も、ほとんどがかなり高めに粉飾された数字になっていることは間違いなさそうです。しかし、それでもEPRで考えていくしか上手い方法はなさそうですので、できるだけ納得できる数字を出させる方策を考えていくことになるのでしょう。

まあそのような不完全な評価方法であるEPRではありますが、現状ではそれで考えていくとした場合、いわゆる再生可能エネルギーの装置(太陽光発電風力発電地熱発電等)のEPRは非常に低いということは間違いありません。これはエネルギー源としての太陽光や地熱というものが非常に希薄な状態で流れているということによります。
確かに太陽光は満遍なく地上に降り注いでいますが、まあ熱帯の真夏でもすぐに火がつくということもない程度のものです。これらを電力に変換しようが、やはり微小なエネルギーであることは仕方のないことです。それを受け止める装置というものはどうしても巨大なものになります。そのような巨大な装置を作るためにはどうしても投入エネルギーも大きくなってしまいます。それを微小なエネルギー出力で取り戻していくのですから、効率は良くはなりません。
石油や石炭など、化石燃料EPRが非常に高いと言うのは、元々は太陽光エネルギーを光合成によって有機物に変換したもので微小なエネルギーだったものが数億年にもなろうと言う長期間の時間をかけて濃縮されたためです。それを湯水のように使って維持されているのが現代の化石燃料依存社会なのですが、その点については他でも書いているのでここでは触れません。

このように、「再生可能エネルギー」と言われているものは確かに数億年は続きそうな太陽光や地熱といったエネルギー源を取り入れて使おうと言うものですが、そのための装置というものはどうしても大きなものとならざるを得ず、それを作成するための投入エネルギーも大きいものです。一度作ってしまえば後は投入エネルギーは不要と言われますが、長くても20年といった寿命ではそれも程度問題です。

とにかく、エネルギー発生のシステムはその全寿命に関わる投入エネルギーと総出力をすべて尽くした計算を実施し、そのEPRで比較すると言う原則をきちんと守って議論していきたいものです。