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笠木伸英
東京大学 大学院工学系研究科(機械工学専攻)評議員・教授 工学博士
東京大学21世紀COEプログラム「機械システム・イノベーション」拠点リーダー 

1947年5月8日、北海道出身。1976年東京大学大学院工学系研究科博士課程修了、同年4月東京大学工学部講師、助教授を経て1990年同教授、現在に至る。1980-81年にスタンフォード大学客員研究員。米国機械学会フェロー、スウェーデン王立科学アカデミー会員。著書:「流体実験ハンドブック」(朝倉)、「計算熱流体力学」(岩波)など。


■エネルギー・イノベーション

“21世紀に向けての新しい取り組み”をシリーズでご紹介している「地球の未来を考える Part2」は、この4月からいよいよ独立法人として新しい歴史を刻む東京大学です。訪問先は工学部8号館、同大学工学部で推進されている分散エネルギーシステムの研究、そしてその普及にダイナミックな活動をされている笠木伸英教授の研究室です。
 持続可能な社会と人の生活の豊かさにフォーカスした新世紀のエネルギー研究、社会システム全体の再構築に積極的に取り組んでおられる先生から、“未来の地球”へのメッセージ、そして“工学者の今”をうかがいました。


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■アメリカ人の一日あたりのエネルギー消費量を知っていますか?

Q:新しい世紀における環境問題を論じる時、最初に考えなければならないことがエネルギーの安定供給とその効率のいい消費法だと思うのですが?

笠木: そうですね。限りある化石燃料の長期的利用、そして地球温暖化防止の観点から、20世紀まで人類が享受してきたような大量生産・大量消費の図式は新世紀ではもはや成立しないと考えるべきでしょうね。ところで、現代の先進国の人々、例えばアメリカ人の一日あたりのエネルギー消費量がどれくらいかご存知ですか?

Q: ちょっと想像がつきませんが、なんだか膨大な数字のようですね。

笠木:ご想像のとおりです。ある調査では、一日に230,000 kcalという数字が推定されています。ちなみにこれは、100人以上の人間が単に生き延びるために必要なエネルギー量に匹敵します。
 地球の誕生は今から46億年前、生命の誕生は約30億年前と言われていますが、人類の誕生はさらに下って400万年前と推定されています。当時の猿人たちは食物連鎖の中で動物や木の実を採取して生きていましたから、一人の人間が一日に必要とするエネルギーは2,000 kcal程度だったと思われます。それが火を使うようになったころから5,000 kcalに増加し、農耕や牧畜が始まった1万年前になると、12,000 kcalというエネルギーを消化するライフスタイルを人類は手に入れます。実はこの時代を境に、人間は地球上の単なる生物の一員から自ら積極的に資源を採取し、エネルギーを変換し消費する特別な存在へと変質し始めたのです。

Q: それではこの段階で、つまり1万年前にすでに、我々人類はその後自らが引き起こす環境問題への引き金を引いてしまったというわけですか?

笠木:この時点で人類は生物圏という枠組みから抜け出し、地球上に巨大な人間圏を独自に作り出すことになっていったと言えるでしょう。この動きは時代と共に加速し、中世には風車や水車を回し、さらに石炭を燃やしてエネルギーを生産し、利用し始めます。このころで一日に26,000 kcal。さらに産業革命以降は熱機関を発明し、化石燃料を利用し始め一気に77,000 kcalと膨れ上がり、20世紀末には先ほどお話した通りです。

人類のエネルギー消費の歴史
 (図をクリックすると拡大)



Q: 今のお話を伺って、改めて自分の日常生活のシーンを具体的にイメージしてみたのですが、自分自身がエネルギーを無意識にたくさん消費していることが実感できるような気がします。

笠木:それはよかった!まずは自分の生活のシーンに当てはめて、物事を理解し状況を把握することが第一歩ですからね。もちろんそれを正しい判断、そして具体的な行動へと繋げてゆくことはさらに大切ですが。
 実際に節電などにしても、電力会社から届いた毎月の請求書を受け取るだけの消費者は自分のエネルギー消費量についてあまり強い関心を持っておられません。一方、太陽光発電などの自家発電をしている人にとっては、エネルギー消費量は高い関心事のはずです。電力を売買電できるシステムが家庭内にあることで、エネルギー消費が家庭の経済と同様に大変身近なものになるはずです。エネルギー問題というと国とか、地球とか、とたんに大きな問題に聞こえますが、実は社会の一人一人の理解を促すことが大切です。社会全体を改善する道筋をつけるためには、こうした作業の積み重ねが必要ですね。

Q: でも、ここまで肥大化してしまった人間圏と地球との共存は、今後果たして可能なのでしょうか?

笠木:パンドラの箱がすでに開けられてしまった現在、従来通りのやり方をしていては危機的な状況に至るであろうことは多くの科学者が指摘するところです。ただ、未曾有な脅威を実感できるようになった今だからこそ、人類全体の英知を結集して、将来に向けたエネルギー需給のあるべき姿を構築し、それに向けて着実に技術開発を進める、そういったエネルギー・イノベーションが肝心です。もちろん、問題が複合的ですから単純な解はなく、様々な方策を組み合わせて解決するしかありません。私たちの研究室で進めている小型分散型エネルギーシステムは、こうしたエネルギー問題へのひとつの解であると私は考えています。

Q: 小規模の分散した、我が家の発電システムですね。

笠木: 実は大型発電システムが導入される以前にも、小型分散型のエネルギーシステムの潮流はあったのです。1882年に発明王、トーマス・エジソンがニューヨーク・パール街で6基の石炭炊きボイラーと往復蒸気機関を使って32 kWの直流電力を発電し、始めて電力供給事業、つまりビジネスを開始しました。その後欧米の主要都市に分散電源が導入されるようになり、100 kW程度の小型電源が工場やデパート、ホテル、農園などに設置されていったのです。1907年のデータによれば、全米の59%が分散型発電で賄われていました。ただ、同時期に一挙に普及した蒸気タービンと高圧送電技術の開発で、世の中の趨勢がEconomy of Scaleを追求する方向に大きく舵がきられ、さらに各国政府の地域独占発電事業の推進政策もあいまって、その後は1980年代まで発電プラントの大型集中化が続くことになるのです。
 発電所の最大規模の推移をみると一目瞭然なのですが、1920年は8万kW、1960年には60万kW、1980年には140万kWという具合です。ただ、この時代から原子力発電所事故、環境問題などが顕在化し、小型分散システムが改めて注目を浴びるようになりました。そして1980年以降は、時代の波に呼応するように登場した小型でかつ経済的な発電装置が市場に現れ、電力事業の自由化も加速しました。最近、米国ではエンドユーザーの近隣地でより小規模の分散型発電を行う傾向があり、発電所の平均規模が80年代の20万kWから1998年の2.1万kWと激減しているんです。
 今後は統合化されたネットワークシステムとして、大規模な発電プラントとガスエンジン、マイクロガスタービン、燃料電池、太陽電池、風力タービンなどの多様な分散型エネルギー変換技術が共存する電力ネットワーク、天然ガスから水素へと緩やかに移行する燃料パイプラインネットワーク、そして高度な情報ネットワークを組み合わせることで、効率に優れ、安定した、高付加価値を有するエネルギー利用を実現する必要があるでしょうね。
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統合化分散エネルギーシステムの図
 (図をクリックすると拡大)
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