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第１６回　ピーク資源および再生可能エネルギー

配付プリント等

• 『ピーク資源および再生可能エネルギー』。講義内容は以下について。
  　『ピーク・オイル（Peak Oil）』とは、米国の石油地質学者のHubbert（ハバート）が1950〜1970年代に米国の石油生産のピーク年を推定した方法を用いて、世界の石油生産のピーク年を求めるとそれが近い将来に訪れる可能性が高いことを示したモデルであるが、重要なのは、それに伴うことが予想される甚大な社会・経済的な被害を生むであろう影響を軽減するための準備を早急に行うように訴えていることである。枯渇ではなく生産のピークと言っていることに注意する必要がある。両者は異なる。同様な手法で、枯渇性資源の年間生産量のピークが推定されているが、ここでは『ピーク資源』と呼んでおく。石油以外の化石燃料である石炭および天然ガス、ならびにウラン、および金属鉱物資源のいくつかについて説明する。
  　地球環境問題ならびに在来型資源の枯渇問題に対応して、環境に対してクリーンであり持続可能でもあるエネルギー資源が求められており、そのような再生可能エネルギー資源の例として、太陽光発電・風力発電・バイオマスエネルギーについて説明する。
• 配布プリント2枚。出席票。
  【1枚目】
  図1、図3、図8、図13、図15…『ピークオイルの資源論的概念とその対応策について』（18,19,23,25,27p）
  Fig.4、Fig.5、Fig.6、Fig.7…『Physical geonomics: Combining the exergy and Hubbert peak analysis for predicting mineral resources depletion』（1080,1081,1082）
  Figure 3…『Peak phosphorus: Quoted reserves vs. production history』（HP）
  （Uranium）…『Uranium resources and nuclear energy』（5/48）
  【2枚目】
  第121-1-1、第121-1-2、第121-2-1、第121-2-2、第213-2-11、第213-2-15、第213-2-18、第222-5-1、第222-5-2、第222-5-3、第223-1-1、第223-1-3、第223-1-4…『エネルギー白書2010』（100,101,182,183,184,217,220,221p）

補足説明

全般	地球資源関連用語は『地球資源関連用語集』のページを参照。 地球科学用語は『地球科学用語集』のページを参照。

• ピーク・資源生産は『ピーク・資源生産』のページを参照。
• ピーク・オイルは『ピーク・オイル』のページを参照。
• ピーク・コールは『石炭とは』のページを参照。
• ピーク・ウランは『ウラニウム』のページを参照。
• 論文リスト（エネルギー資源）のページの『ハバートモデル』や『石油』などを参照。

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• 再生可能エネルギーは『新エネルギーとは』のページを参照。
• 電力は『発電・電力とは』のページを参照。
• 太陽光発電は『太陽光発電』のページを参照。
• 風力発電は『風力発電』のページを参照。
• バイオマスエネルギーは『バイオマスとは』のページを参照。

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• フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』による説明を参照してください。
  ■Category:Peak oil／石油ピーク（Peak oil）／Hubbert peak theory／Hubbert curve／Hirsch report／Peak coal／Peak gas／
  ■Category:Peak resource production／Peak uranium／Peak minerals／Peak gold／Peak copper／Peak phosphorus／Peak water／食料安全保障（Peak food⇒Food security）／Peak wheat／
  ■Category:再生可能エネルギー（Category:Renewable energy）／再生可能エネルギー（Renewable energy）／新エネルギー（Alternative energy）／太陽光発電（Photovoltaics）／風力発電（Wind power）／バイオマス（Biomass）／バイオ燃料（Biofuel）／

【ピーク・オイル】

• 図1 ハバートによる米国の原油生産予測	図2 生産カーブは発見カーブに追随する
  図3 ロジスティック曲線（左）とHubbertLinearization（右）による表示	図4 Hubbert Linearizationの手法による世界の石油生産の減退率のプロット
  本村・本田（2007）による『ピークオイルの資源論的概念とその対応策について』から

• 図13 Witze（2007）で示されたCERAによる長期予測の比較	図15 21世紀を通じての化石燃料と再生可能エネルギー供給の見通し
  本村・本田（2007）による『ピークオイルの資源論的概念とその対応策について』から

【ピーク・ウラン】

• Figure A-9: Future production profile（将来のウラン生産量予想） If all “Reasonably Assured Resources” and “Inferred Resources < 130 $/kg U” are producible, this roughly corresponds to “Possible Reserves”. 〔Energy Watch Group(2006)によるUranium resources and nuclear energyから〕

【ピーク・資源】

• Fig. 5. The Hubbert peak model applied to the world exergy consumption of coal, oil and natural gas.（石炭・天然ガス・石油のハバート・モデルによるピークの予想）	Fig. 6. The Hubbert peak model applied to the world conventional fossil fuel exergy consumption.（在来型化石燃料のハバート・モデルによるピークの予想）
  Fig. 7. The exergy countdown of the most extracted minerals in the 20th century.〔化石燃料およびいくつかの鉱物資源（鉄・アルミニウム・銅）のハバート・モデルによるピークの予想〕
  Valero & Valero(2010)による『Physical geonomics: Combining the exergy and Hubbert peak analysis for predicting mineral resources depletion』から

【新エネルギー】

• 【第132-3-1】新エネルギーの分類 〔資源エネルギー庁による『エネルギー白書 2004年版』から〕

【再生可能エネルギー】

• 表1. 自然エネルギー状況：特徴とコスト 自然エネルギー技術 主な特徴 標準的なコスト （他に記述がなければ 米セント／キロワット時） 発 電 大型水力 発電所の規模：10MW-1 万8000MW 3-5 小水力 発電所の規模：1-10MW 5-12 陸上風力 タービンの規模：1.5-3.5MW ブレード直径：60-100m 5-9 洋上風力 タービンの規模：1.5-5MW ブレード直径：70-125m 10-14 バイオマス発電 発電所の規模：1-20MW 5-12 地熱発電 発電所の規模：1-100MW 型式：バイナリー、シングル／ダブルフラッシュ、ナチュラルスチーム 4-7 太陽光発電（モジュール） セルの形式と効率：結晶系12-18%；薄型7-10% --- 屋上式太陽光発電 ピーク時効率：2.5kW- ピーク 20-50 大規模太陽光発電 ピーク時効率：200kW-100MW 15-30 集光型太陽熱発電（CSP） 発電所の規模：50-500MW（トラフ型）、 10-20MW（タワー型）； 型式：トラフ、タワー、ディッシュ 14-18（トラフ型） 給 湯 ／ 冷 暖 房 バイオマス熱 規模：1-20MW 1-6 太陽熱温水器／暖房 規模：2-5 m2（家庭用）； 20-200 m2（中規模・集合住宅）； 0.5-2MWth（大規模・地域暖房）； 型式：真空チューブ、平板型 2-20（家庭用） 1-15（中規模） 1-8（大規模） 地熱暖房／冷房 規模：1-10MW； 型式：ヒートポンプ、直接利用、チラー 0.5-2 バ イ オ 燃 料 エタノール 原料：サトウキビ、砂糖大根、トウモロコシ、キャッサバ、サトウモロコシ、麦、（将来的にはセルロース） 30-50 セント／リットル（砂糖） 60-80 セント／リットル（トウモロコシ） （原油換算） バイオディーゼル 原料：大豆、菜種、からし種子、ヤシ、ナニョウアブラギリ、廃植物油 40-80 セント／リットル （ディーゼル換算） 農 村 地 域 ミニ水力 規模：100-1000kW 5-12 マイクロ水力 規模：1-100kW 7-30 ピコ水力 規模：0.1-1kW 20-40 バイオガス醗酵槽 ガス発生装置の規模：6-8 m3 データなし バイオマスガス化 規模：20-5000kW 8-12 小型風力発電 タービンの規模：3-100kW 15-25 家庭用風力発電 タービンの規模：0.1-3kW 15-35 村落規模小型系統 システムの規模：10-1000kW 25-100 ソーラーホームシステム システムの規模：20-100W 40-60 注：コストは補助金や政策による奨励金を除いた経済的コストを示す。標準的なコストは最適条件下でのシステム設計、立地、原材料の入手を前提としている。最適条件下ではコストが低下し、条件が最良でない場合は相当のコスト増加が起こる。自然エネルギーを利用した系統独立型のハイブリッド発電におけるコストは、システムの規模、立地、ディーゼル・バックアップ装置や蓄電設備等の有無によって大きく変動する。太陽光発電のコストは緯度、太陽ふく斜率によって変動する。出典は複数の資料を利用した。米国国立再生可能エネルギー研究所、世界銀行、国際エネルギー機関（IEA）、IEA の委員会等の資料を含む。現状の予想値には、出版されていないものも含む。出版された資料は、正式な見解を示すものでは一切ない。本表に対応する2007 年版世界白書の表1からのコストの変化は予想値の修正、技術や市場の変化を総合したものによる。詳細データ：世界銀行／ESMAP のTechnical and Economic Assessment: Off-grid, Mini-Grid and Grid Electrificiation Technologies, ESMAP Technical Paper 121/07（ワシントンD.C. 2007）；IEA のDeploying Renewables: Principles for Effective Policies（パリ：OECD、2008） 表 R1. 自然エネルギーの新規および既存の設備容量 　 2009年新規 2009年末累積 発 電 風力発電 （GW） 38 159 小水力発電（10MW 未満） 2−4 60 バイオマス発電 2−4 54 太陽光発電、系統連系型 7 21 地熱発電 0.4 11 集光型太陽熱発電（CSP） 0.2 0.6 海洋（潮力）発電 〜0 0.3 水力発電（全ての規模を含む） 31 980 温 水 ／ 暖 房 バイオマス熱利用 （GWth） n/a 〜 270 太陽熱温水／暖房 35 180 地熱暖房 n/a 〜 60 輸 送 燃 料 エタノール生産 （10 億リットル／年） 9 76 バイオディーゼル生産 5 17 出典：巻末と表R2〜R6 の出典参照 REN21〔ISEP訳〕（HP/2011/6）による『自然エネルギー世界白書2010』から

  
  

  REN21〔ISEP訳〕（HP/2011/6）による『自然エネルギー世界白書2010』から

• 【第121-2-2】世界の再生可能エネルギー消費構成（2007） （出所） IEA「Energy Balances of Non-OECD Countries（2009 年版）」をもとに作成	【第121-2-1】世界の一次エネルギー供給の推移 （出所） IEA「Energy Balances of Non-OECD Countries（2009 年版）」をもとに作成
  資源エネルギー庁（2010）による『平成21年度エネルギーに関する年次報告（エネルギー白書）』から

• Structure of global final energy consumption, 2006〔最終エネルギー消費の内訳：RESは再生可能エネルギー、伝統的バイオマス（薪など）・水力・現代のバイオマス（廃棄物など）・バイオ燃料・新再生可能エネルギー（風力・太陽光・海洋エネルギーなど）・地熱の順〕 The global final energy share is higher than the global primary energy share. This is partly due to traditional biomass, all of which represents final energy consumption. Furthermore, the level of primary energy share also depends on the method used to calculate the primary energy equivalent of renewable energy sources, cf. Appendix, para 5, 11 and 12. New RES = Wind, solar and ocean energy：Source: according to REN21 [33] Electricity generation from renewable energy sources in various regions, 2006（再生可能エネルギーによる発電量） Share of renewable energy sources in global electricity generation, 2006〔発電における再生可能エネルギーのシェア：水力・バイオナス/廃棄物・その他の順。ここでは、薪のような伝統的なバイオマスは含まれていない。〕 At 16 %, global electricity generation from hydropower is higher than that from nuclear energy (14.8 %). Looking at the PEC shares, this ratio is inverted, with nuclear energy providing a considerably higher share of PEC at 6.2 % than hydropower at 2.2 %. The reason for this distortion is that according to international agreements, electricity from uclear power is rated at an average conversion effi ciency of 33 % in relation to primary energy, while electricity from hydropower is rated at a conversion effi ciency of 100 % according to the so-called physical energy content method; cf. Appendix, para. 5. 1) Includes non-renewable portion of waste (0.2 %)／2) Geothermal energy, solar energy, wind energy, ocean energy：Sources: IEA [31], [54] Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation and Nuclear Safety (BMU)（2009）による『Renewable Energy Sources in Figures　National and International Development』から

• Figure 3: Development of “new” renewable electricity generating capacities in the world regions in the ”High Variant” (upper figure) and ”Low Variant Scenario” (lower figure) [EWG; 2008].〔２つのシナリオに基づく再生可能エネルギーによる発電量の予想：風力（陸上）・風力（海上）・バイオマスと廃棄物・地熱・太陽光・太陽熱・潮力：WEOはIEA（国際エネルギー機関）によるWorld Energy Outlook（世界エネルギー展望）〕Data on renewable capacity 2007: [REN 21; 2007]. 〔Peter and Lehmann(2008)によるRenewable Energy Outlook 2030 Energy Watch Group Global Renewable Energy Scenariosから〕