核融合エネルギーが世界をより良く変える5つの方法

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  • 核融合エネルギーは太陽にエネルギーを供給している過程であり、現在では地球上でも生み出すことができるようになりました。

  • 核融合エネルギーは、食料と飲料水の生産方法や家庭の暖房のあり方を一変させる可能性があります。

  • 核融合エネルギーは、炭素隔離を促進し、炭素排出量を削減することにもつながる可能性があります。

カリフォルニア州のローレンス・リバモア国立研究所の科学者たちが、多くの人が不可能だと考えていた成果、すなわち正味のエネルギー利得を生み出す核融合実験を達成して以来、商業用核融合エネルギーは注目を集めています。

この連邦研究所での成功は、核融合の先駆者たちが長年信じてきたことが実現可能であることを証明しています。太陽にエネルギーを供給しているのと同じ過程を地球上で再現できるのです。これは、数十年にわたる核融合科学者の世界的な取り組みにとって大きな前進であり、安価で無限に利用でき、炭素を排出しない電力源を人類にもたらすものです。

この実験的な節目は、TAEテクノロジーズが追求してきたビジョンを後押しするものです。私たちは、核融合エネルギーを実験室から、2030年代に送電網に接続可能な発電所へと飛躍させるべく取り組んでいます。

商業用核融合エネルギーだけでも大きな可能性を秘めていますが、エネルギー供給の変化が産業と環境にどのような波及効果をもたらすかを考えてみてください。多くのクリーンで重要な発明は、高いエネルギーコストのために進展が遅れてきました。そこに到達するには数年かかりますが、核融合が最大限の能力を発揮すれば、誰もが必要なだけの電力を、環境コストをほとんどかけず、ごくわずかな費用で利用できるようになるでしょう。核融合エネルギーは、火の発見以来、人類にとって最もエキサイティングな発見と言っても過言ではありません。家庭の暖房の方法から、干ばつ時のより多くの水の確保まで、核融合発電が世界を変える手助けとなりうる一端をご紹介します。

世界経済フォーラムは、クリーンエネルギーへの移行に向けてどのような取り組みを行っているのでしょうか。

飲む一滴もない:水

淡水へのアクセスは枯渇しつつあり、世界各地で、海水から豊富な飲料水を生み出せる淡水化(デサル)技術への注目が高まっています。しかし、淡水化の普及を長年妨げてきた問題の一つは、膨大な量のエネルギーを必要とすることです。2019年には、米国エネルギー省の報告書で次のように述べられました。米国エネルギー省の報告書「これらのエネルギーコストを回避できる能力は、開発にとって極めて重要となる可能性がある」。

そうした能力は商業用核融合エネルギーによってもたらされる可能性があり、淡水化に伴うエネルギーの過剰コストを削減し、ほぼゼロに近づけることで、淡水化における画期的な変化をもたらすでしょう。

淡水化のエネルギーコストは非常に高いため、プラントは稼働せずに停止していることの方が多くなっています。例えば、1990年代初頭の干ばつ時にカリフォルニア州サンタバーバラに建設された淡水化施設は、わずか数か月しか稼働せず、その後20年以上にわたって休止状態となりました。問題の一つは、海水を複数回蒸留して塩分を完全に除去するこの工程に、途方もない量のエネルギーが必要だったことです。

干ばつで淡水の供給が不足しているときでさえ、エネルギーコストのためにほとんどの淡水化プラントを稼働させることは費用対効果が高くありません。2022年に承認を得た、カリフォルニア州デーナポイントの1億4,000万ドルの淡水化プラントを例に挙げると、このプラントは最終的に同地域の水需要の半分を賄える可能性があり(余剰分は近隣の自治体に販売されます)、一方で淡水化された水は輸入水に比べてエーカーフィート当たり20%高価であるため、住民の水道料金は最大で月額15ドル上昇する可能性があります。

さらに、水へのアクセスが改善された場合にも、波及効果を考慮する必要があります。エネルギーが豊富に供給されれば、淡水化はカリフォルニア州の砂漠の都市に水を供給し続けるだけでなく、そのプラントは乾燥した世界各地の広大な炭素隔離プロジェクトに灌漑用水を供給することもできるでしょう。現在は低木しかない場所に広大な森林を植え、淡水化された水を使って、炭素を回収するこれらの「生きた工場」を稼働させることができます。必要なのは、その近くに核融合発電所があり、電力を供給することだけです。

あなたの郵便番号地域で製造される:製造業

何世紀にもわたり、米国において製粉所やその他の工場の立地はあらかじめ決められていました。川沿いに建設しなければならなかったのです。水車を回す水流を利用する必要があったからです。1800年代初頭に技術が発展すると、タービンシステムがあらゆる種類の製粉所に動力を供給できるようになりました。近年でも、工場は依然として、大量の電力を供給できる高出力の送電線の近くに立地する必要があります。しかし、核融合発電によって、産業計画は一変するでしょう。ほぼ誰もが、ほぼどこにいても、必要なだけのエネルギーを得られるようになるのです。

例えば、工場は、依存する原材料の近く、あるいは製品の販売先となる小売市場の近くに立地できるようになり、輸送コストと炭素排出量を削減できます。アジアや海外からの製造業の国内回帰は、すでに輸送と生産の両面で排出量の削減につながっています(例えば、中国の工場は石炭火力発電所に依存することが多いです)。核融合で工場(および物流インフラ)に電力を供給すれば、これらの削減効果はさらに大きくなるでしょう。

新たな豊かさ:食料と農業

農業分野におけるイノベーションには、主に二つの大きな障壁があります。一つは水へのアクセスであり(立地によっては淡水化が役立つ可能性があります)、もう一つは電力コストです。環境により持続可能な食料生産の新たな方法として、水耕式垂直農場が考えられますが、生育ライトやその他の必要な設備に電力を供給するための電力需要が高すぎなければの話です。

ここでも、核融合が解決策を提供できる可能性があります。都市部の中心部に近い屋内農場、場合によっては市街地内で作物を栽培することで、農業の土地利用面積を大幅に削減し、果物や野菜のサプライチェーンを短縮できる可能性があります。

現在、カリフォルニア州の温暖な気候と広大な農地は、米国の果物および堅果類の生産量のほぼ半分を占めており、多くの作物は西部で未熟な状態で収穫され、東部の食卓に届くまでに熟されています。核融合で稼働する生育ライトの下では、水耕栽培されたイチゴやレタスなどの作物を、農薬やその他の強い化学物質を使用せずに成熟するまで育てることができます。

畑で栽培される作物に伴う問題、例えば流出や表土の喪失も解消されるでしょう。核融合エネルギーで生産され、熟した状態で収穫され、手頃な価格で販売される有機で持続可能な食品は、より美味しい生鮮食品を食べることへの関心の高まりや健康増進という、さらなる波及効果をもたらす可能性があります。

また、農場と皆さんの冷蔵庫の間には、エネルギーに依存した目に見えないインフラ全体が存在します。冷蔵倉庫、トラック、その他の輸送手段を含むこの広大なネットワークは、総称して「コールドスケープ」として知られています。コールドスケープ。この知られざるインフラのおかげで、私たちは一年を通じて新鮮なバナナやトマス、その他の果物や野菜を手に入れることができ、店で購入する際にはなぜかいつも食べごろの直前の状態であるものばかりです。

しかし、こうした冷気を生み出すには多くの電力が必要であり、コールドスケープは食品分野の炭素排出量の大きな要因となっています。核融合エネルギーがあれば、これらの排出量は消滅する可能性があります。さらに、冷却コストが劇的に下がることで、熱帯果物や旬外の農産物も、消費者の財布にとってより手頃になるでしょう。

移動の方法:交通

すでに急成長している電気自動車市場は、米国のインフレ抑制法に盛り込まれた大胆な気候対策の一環として導入された、7,500ドルの電気自動車税額控除によって、さらに拡大する見込みです。また、バイデン政権は2030年までに全米で50万か所の「急速」充電ステーション(電池をおよそ30分で満充電できる能力を持つもの)の建設を計画しており、電気自動車革命はついに到来しました。核融合は、こうした新しいガソリン不要の車すべての充電に伴うエネルギーとコストを削減することで、その状況をさらに改善するでしょう。

電気自動車の内部にも、誰もが電気自動車をより現実的な選択肢とできるよう改善が必要なエネルギー・エコシステムがあります。この課題に対処するため、TAEは最近、新会社「TAEパワーソリューションズ」を分社化しました。同社は、電動モビリティおよび定置型用途において、より速い充電、より高い性能、より長い航続距離、より長い電池寿命を実現するための先進技術の開発に取り組んでいます。

冬の暖かさ:家庭の暖房

欧州(および米国の一部)におけるエネルギー危機により、家庭の暖房に使用するガスや石油の高騰に苦しむ多くの人々にとって、今年の冬は特に寒いものとなっています。しかし、核融合発電は、ヒートポンプによる電気暖房の実現を、ゼロエミッションの未来へと近づけることができます。

これらは、手頃な価格の商業用核融合エネルギーが、私たちの知る地球上の生活をどのように再構築しうるかを示すほんの一例であり、だからこそ追求する価値があるのです。

ダボスAM23 - デザインによる未来 - 英語
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