石油価格が急落する一方、シェールガスによって米国はますますエネルギー自給を高めています。これは、世界の再生可能エネルギーへの移行、そしてエネルギーミックスにおいて化石燃料が果たす役割に何を意味するのでしょうか。核廃棄物の安全な保管への懸念から、原子力エネルギーは姿を消すのでしょうか。
米国エネルギー長官を4年以上務めたノーベル賞受賞者で、スタンフォード大学の物理学および分子・細胞生理学教授であるスティーブン・チュー氏が、現在のエネルギー情勢と将来の見通しについて語ります。
エネルギー省に在任中、米国では再生可能エネルギーの導入が倍増しました。化石燃料価格が下落するなか、再生可能エネルギーの事業性は損なわれているのでしょうか。そうだとすれば、再生可能エネルギーソリューションへの投資にとって何を意味するのでしょうか。
化石燃料価格の下落は確かに多少の影響を及ぼしますが、米国経済の78%では州が再生可能エネルギーのポートフォリオ基準を義務付けていることを忘れてはなりません。これは、電力の一定割合を再生可能エネルギー由来とすることを求めるものです。たとえばカリフォルニア州の目標は、2020年までに再生可能エネルギーを33%とすることです。現在、米国で発電される電力全体のうち、再生可能電力はおよそ13%です。その半分は水力で、残りの半分は主に風力であり、太陽光、バイオマス、地熱も一部含まれます。再生可能エネルギーのコストは大幅に低下しました。今日最も安価な発電方式である天然ガスが100万BTU（英国熱量単位）当たり4ドルのままであっても、補助金なしの風力発電はほぼ同じくらい安価です。米国の日照の多い地域では、発電コストも新設の天然ガス発電所と同等に近づいています。風力と太陽光のコストは、少なくとも今後10年から20年は低下すると予想されます。おそらく10年後には、米国の多くの地域で再生可能エネルギーはあらゆる新たなエネルギー形態と競争できるようになるでしょう。
今日、エネルギーに関する最大の課題は何だと思いますか。
いくつかの要素が組み合わさっています。再生可能エネルギーと電力貯蔵が安価になるにつれ、低コストのエネルギーを最大限に活用できるよう、送電網システムを設計しなければなりません。再生可能エネルギーが総エネルギーに占める割合をますます高めるにつれて、待機電力と貯蔵のコストも再生可能エネルギーのコストの一部になります。風が吹かない時もあれば、太陽が照らない時もあります。年間を通じて、間欠性エネルギーを約25%組み込んでいる国々があります。課題の一つは、25%から50%以上へどう移行するかです。そのためには、より広い地域にわたって負荷を調整する必要があります。エネルギーを集める地域が広いほど、変動を平準化できるからです。しかし50%の水準では、エネルギー貯蔵も必要になります。
ドイツでは、化石燃料と原子力から再生可能エネルギーへの転換を「エネルギーヴェンデ」と呼びます。世界は本当にこの道を歩んでいるのでしょうか。
国によって異なる道を進むことになります。ドイツには、より秩序ある移行を可能にするため、原子炉を使用可能な耐用期間いっぱいまで運転し続けてほしいと思います。ドイツでは電力のおよそ30%が再生可能エネルギー由来で、そのうち10%はバイオ燃料、残りは風力と太陽光です。風力発電のほぼすべてがドイツ北部にあり、電力は南部の重工業地域まで送らなければなりませんが、送電線を視界に入れたくない人もいます。ドイツはこの問題への対処法を見つける必要があります。中国も動いています。現在、炭素排出と石炭使用に上限を設け、2030年まで、またはそれ以前に再生可能エネルギーを20%にする目標を掲げています。中国のような発展途上国が、国連の合意があるかどうかにかかわらず、クリーンエネルギーは重要な目標だと言うのは、とても良い兆候です。「私たちはこれを実行する」と言うことは、非常に大きな意味があります。
クリーンエネルギーを変革する可能性を持つ、現在最も興味深い科学的進歩は何でしょうか。
太陽光発電の分野では、ペロブスカイトと呼ばれる新しい複合材料が登場しており、実験室での試験では効率が2009年の3.8%から2014年までに20%超へと向上しました。これらの材料をシリコンと組み合わせて使えれば、太陽光発電の発電量を50%増やせる可能性があります。また、新しい電池や「スーパーキャパシター」の化学組成と構造もあります。スーパーキャパシターは、単位体積当たりで電池よりはるかに大きな電力を受け入れ、供給できます。中型のスーパーキャパシターがあれば、車両の制動時にエネルギーを完全に回収できます。私は特に、ナノ構造電池とグラフェン系スーパーキャパシターに期待しています。エネルギー効率化技術も進歩しています。同等の性能を持つ自動車は、40年前の車の2倍の距離を1ガロンのガソリンで走れるようになり、ボーイング787は乗客1マイル当たりボーイング707の燃料のわずか30%しか使いません。効率の向上も変革の一部です。
電気自動車は、エネルギー問題への重要な貢献だと評価する人もいます。あなたもそう思いますか。
はい。電気自動車用バッテリーのコストは、2008年当時の約40%まで下がりました。リチウムイオン電池工場であるテスラ・ギガファクトリーの予測によれば、電気自動車のバッテリーコストは現在からさらに半減します。5年以内に、200マイル走行できる車を25,000ドルで購入できるかもしれません。電池のエネルギー密度も向上しています。現在は、15～20年前の電池よりエネルギー密度が約60%高い電池があります。つまり、同じ重量と体積でより多くのエネルギーを蓄えられます。この10年以内に、エネルギー密度は倍増する可能性があります。
クリーンテック界は意見が分かれています。原子力はエネルギーミックスの重要な一部でなければならないと考える人もいれば、核廃棄物の保管がまだ実証されていない以上、化石燃料よりさらに悪いと考える人もいます。これについてどうお考えですか。
今後半世紀は、電力供給を多様化するため、原子力を電力構成の一部にしたいと思います。廃棄物の処分は問題です。多くの人が自分の裏庭に置きたくないからです。しかし、それは主として科学的な問題ではなく、政治的な問題です。非常に安定した地質学的な場所があり、そこなら核廃棄物を安全に保管できます。たとえば米国には、何百万年もの間安定していて（浸水がなく）、使用済み燃料を安全に地層処分できる大規模な岩塩層があります。また、今世紀前半のうちは、バックアップ電源として必要なため、化石燃料を完全に放棄することはできません。非常に安価な電力を、タンカーで輸送でき、世界各地で貯蔵できる、価格競争力のある液体炭化水素燃料に変換する方法を発明する必要があります。その後、化石燃料と核分裂原子力エネルギーから徐々に離れ始めることができます。
あなたは政治と科学の両方にまたがって活動してきました……時にはそれがうまくいかないように見えます。何が問題なのでしょうか。
十分な情報を持つ人々の集団でも、X、Y、Zへの対処法について異なる意見を持つことがあります。そこで政治の出番となるべきです。たとえば気候変動を考えてみましょう。気候は変化しており、その変化の多くが人間によるものだという非常に強い証拠があります。将来何が起きるかには大きな不確実性がありますが、炭素排出を大幅に減らさなければ甚大なリスクがあります。適切な政治的議論とは、こうしたリスクにどう対処するかを論じることです。しかし、「科学が非常に悪い事態の発生を疑いなく証明できない限り、現在の路線を続けてよい」と言うのは理にかないません。科学は、喫煙者のうち誰が肺がんになるかを予測できません。半世紀を経て振り返ると、そのリスクは非喫煙者の25倍だと今では分かっています。慎重なリスク管理では、不確実性を何もしない言い訳にしません。火災保険や医療保険が理にかなうのも同じです。科学について十分な知識を持ち、自国の長期的な最善の利益のために行動する意志のある指導者が必要です。
世界経済フォーラムのため、カティア・モスクヴィッチがインタビューを実施
スティーブン・チュー教授は、ダボス2015の科学プログラムに参加しています。
画像：2013年2月21日、ドイツの村フェルトハイムで、複数回露光で撮影された風力タービン。ロイター／トビアス・シュヴァルツ。
