100% 再生可能エネルギーへの道：世界の石油依存からの脱却

概要

世界の石油依存は、いずれ終わる環境問題である。科学者たちは、石油やガスが50年ほどで尽き、石炭が約100年で尽きると推定している。化石燃料への依存を排除するためには、安価でアクセス可能で効率的な技術が必要であり、これは再生可能エネルギーの豊富な源を必要とする。課題は非常に大きいが、克服不可能ではない。再生可能エネルギーからすべてのエネルギーを取り出す技術はすでに存在しているが、効率、エネルギー輸送、エネルギー貯蔵、コストの障壁を克服する必要がある。世界中の政府や企業が再生可能エネルギーへの投資を行っている。

はじめに

化石燃料への依存は、深刻な環境破壊につながっている。化石燃料の使用は地球を汚染するだけでなく、気候変動にも寄与しており、いずれ尽きる。再生可能エネルギーは化石燃料への依存を排除する鍵である。しかし、再生可能エネルギーの採用には、エネルギー効率、輸送、貯蔵に関する重要な課題がある。このブログ投稿では、再生可能エネルギーの科学と技術、100% 再生可能エネルギーを実現するために克服しなければならない障壁について掘り下げていく。

再生可能エネルギーの課題

太陽、風、水、地熱エネルギーなどの再生可能エネルギー源は、化石燃料の有望な代替品である。しかし、再生可能エネルギーは現在の世界のエネルギー需要のわずか13%しか提供していない。100% 再生可能エネルギーの実現には、安価でアクセス可能で効率的な技術が必要である。太陽は地球に173京ワットの太陽エネルギーを放射しており、現在の需要のほぼ10,000倍である。しかし、このエネルギーを利用するためには、砂漠などの日照量の多い地域に太陽光発電所を設置する必要がある。これらの地域は、エネルギー需要が高い人口密集地から遠く離れているため、エネルギー輸送が困難である。

水力発電、地熱エネルギー、バイオマスなど、他の再生可能エネルギー源からもエネルギーを取り出すことができるが、その利用可能性や場所には限界がある。地域や国を超えたエネルギー輸送には、膨大なインフラ投資が必要であり、重要な経済的および物流的課題を提起している。

効率と輸送の問題を克服する

100% 再生可能エネルギーを実現するには、エネルギー効率を改善し、輸送中のエネルギー損失を減らす必要がある。現在の電力伝送ネットワークは、電力線を使用しており、抵抗によりエネルギーの約6-8%が失われている。より長い電力線を建設することで、エネルギー損失が増加するため、超伝導体などの代替案が、エネルギーを消費することなく電気を輸送するのに役立つ可能性がある。しかし、超伝導体は極低温でしか機能せず、それを冷却するためにより多くのエネルギーを消費する必要がある。この課題を克服するためには、室温で作動する新しい超伝導材料を見つける必要がある。

再生可能エネルギーを輸送可能な形で貯蔵することも、課題の1つである。現在の技術であるリチウムイオンバッテリーは軽量でエネルギー密度が高いが、1キログラムあたりの貯蔵量はガソリンの20分の1程度の2.5メガジュールである。また、大西洋横断の飛行機を燃料で動かすには、1,000トンのバッテリーが必要である。これに対