人類は石炭を221トン、石油を1,066バレル、天然ガスを93,000立方メートル消費しています。1秒あたり。
これらの資源は、産業革命にとって素晴らしいものでした。18世紀に英国で始まったこの革命では、石炭や石油などの「新しいエネルギー」源が利用されました。しかし21世紀初頭の今、「新しいエネルギー」という概念を見直す時です。化石燃料は、地球の長期的な持続可能エネルギーの解決策に一切ふさわしくありません。再生可能エネルギー源に置き換える必要があります。では、どのエネルギー源でしょうか。
遅かれ早かれ、人類は、長期的に持続可能なエネルギーの解決策は太陽エネルギーしかないという事実を受け入れる必要があります。これは、太陽が風力、原子力、バイオマス、地熱など他のどの再生可能資源よりも膨大なエネルギーを供給できることから明らかです。その規模を示すと、太陽光発電の理論上の可能性は89テラワット（TW）です。地球表面に90分間に降り注ぐエネルギー（480エクサジュール、EJ）は、他のすべての資源を合わせた2001年の世界全体の年間エネルギー消費量（430 EJ）を上回ります。
オフグリッド型太陽光発電こそ、アフリカのエネルギーの未来であるべきです。オフグリッドとは、中央の送電線への接続など、遠隔のインフラに頼らず、独立した電力供給を利用するシステムを指します。こうしたシステムは農村部に暮らす人々に最適です。アフリカ全土でエネルギーを利用できない6億2,000万人にとって、エネルギーへのアクセスは基本的人権であるべきです。これを実現するには、将来の電力ソリューションとして送電網の外にも目を向ける必要があります。
上級レベルの持続可能エネルギー講座を長年教えてきた経験から、「持続可能エネルギー」の解決策には学際的なアプローチが必要であり、化学、生物物理学、生物学、材料工学の専門知識が求められることは明らかです。
例えば、光合成は生命を維持する自然の仕組みであり、その全容を理解するには多くの学問分野が関わります。持続可能エネルギーの解決策を生み出すために、科学は光合成から学べるでしょうか。答えはイエスです。人工光合成というプロセスを通じて実現できます。大規模な太陽光発電所では、太陽光発電（PV）パネルが広い土地に並んでいます。ガラスのように透明な太陽電池を都市に導入できると想像できるでしょうか。答えはイエスです。
太陽に賛成しよう
エネルギーは人類にとって最も重要な資源であり、太陽エネルギーは究極のエネルギー源です。太陽をエネルギー源とすることには、数多くの利点があります。豊富で、事実上枯渇することがなく、利用者を差別せず、すべての人が平等に利用できます。
現在、地球のエネルギー消費率は約17.7兆ワット（17テラワット、TW）で、同様の人口増加率が続くと2050年までに30 TWに達すると見込まれます。地球表面に降り注ぐ太陽エネルギーは、文明が消費できるエネルギー率のほぼ1万倍です。適切に利用すれば、明らかに十分な量です。
太陽のエネルギーポテンシャルは地表で120,000 TWです。より現実的な条件として、効率をわずか10％とし、地表の2％未満を利用するだけでも、50 TWを得られます。
風力は高度10メートルで2～4 TWです。
原子力は8 TWで、廃炉を考慮すると、永続的に1.5日ごとに発電所を1基建設する必要があります。
バイオマスは5～7 TWで、食料生産に使われていない耕作可能地をすべて利用した場合です。
地熱は12 TWです。
したがって、解決策は明らかです。太陽に注力することです。必要な数値を満たすものは他にありません。太陽光と風力の組み合わせは、少なくともアフリカの未来にとって実行可能な選択肢と見なされてきました。課題は、太陽エネルギーを熱、電気、燃料などの利用可能な形に変換して初めて役立つことです。
以下に、太陽エネルギーを電気または燃料に変換する最先端の新技術を2つ紹介します。
新技術
発電に使うものとして最もよく知られているのは、黒い太陽光発電（PV）パネルです。画期的な技術となるのは、こうしたPVパネルを透明にする新技術です。これにより、ガラスのある場所ならどこでも、通常のガラスを置き換えられる可能性があります。例えば、大型建築物の垂直面にある「ガラスパネル」が、文字どおり建物に電力を供給する電源になるかもしれません。
太陽光発電企業のOnyx Solarはすでに、70件のプロジェクトと25か国で建物にPVガラスを採用し、概念実証を行っています。現在唯一の競合企業であるUbiquitous Energyは、モバイル機器により重点を置いています。携帯電話では、ガラス画面が電源となり、バッテリーが不要になる可能性があります。
簡単に言えば、光合成とは、緑色植物が太陽光のエネルギーを使って化学反応を起こすプロセスです。その反応の一つに、水分子を酸素と水素という構成要素に分解するものがあります。
人工光合成とは、自然の光合成の一部を模倣し、水素の生成など私たちの必要に合わせるプロセスです。水素は未来の燃料と考えられているため、太陽光を取り込み、水素を貯蔵しながらエネルギーに変換する研究に大きな注目が集まっています。
原子力には反対しよう
南アフリカでは、原子力をめぐる状況が科学的な判断ではなく、政治的な強欲によって損なわれてきました。幸い、2017年4月、高等裁判所によって原子力の将来に向けたその後のすべての開発が停止されました。
原子力を選択肢として検討するという致命的な過ちを繰り返さず、二つの結果を思い起こしましょう。
原子力発電所を1基稼働させるまでに10年と数十億ランドがかかります。まして8基ならなおさらです。稼働を始めても、発電所は永久に使えるわけではありません。50年後には再び廃炉にする必要があり、同じだけの時間と費用がかかります。
南アフリカに濃縮ウランの備蓄と原子力発電所があれば、こうした施設はテロリストの主要な標的となり、警備にも多額の費用がかかるでしょう。なぜそのリスクを負うのでしょうか。
チェルノブイリ原子力事故から、すでに31年が経ちました。ウクライナは甚大な被害を受け、周辺の2,600平方キロメートルの土地は、今なお人が住むのに適さないとされています。
巨大な放射線遮蔽シールドが今、その土地に残る汚染の痕跡を覆い隠しています。太陽にこれほど大きな可能性があるのに、南アフリカにとってそのようなリスクを負う価値があるでしょうか。
