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Jul 25, 2023

エンジニア

Mentre la crisi climatica si fa sentire, gli ingegneri possono:

気候危機が深刻化する中、エンジニアは流れを変える上で極めて重要な役割を果たすことができます。 アンドリュー・ウェイド氏が報告する。

2022年7月19日、イギリスの気温が初めて40℃を超えました。 科学界からの数十年にわたる警告を受けて、気候変動と地球温暖化に関連する異常気象が、今や誰もが目にするようになりました。 オーストラリアと北米の地獄のような山火事から、パキスタンの壊滅的な洪水、そして地域の最大2,200万人が飢餓の脅威にさらされているソマリアの干ばつによる飢餓に至るまで、進行中の大惨事の影響は明白で恐ろしいものです。

英国の記録的な気温からわずか1か月後、気の利いた次期首相リズ・トラスは、北海の石油とガスの新規掘削許可を最大130件承認すると発表した。 私たちの世界的なエネルギー システムは、数え切れないほどの方法で数百万人を貧困から救い出し、文明を進歩させるなど、大きな進歩を促進するのに役立ちました。 しかし、温室効果ガスの排出が地球の大部分を居住不可能な状態へと確実に押し進めているため、私たちが化石燃料から手を引くことができないことが、今やその文明にとって最大の脅威となっている。

国際持続可能な開発研究所のエネルギー専門家グレッグ・ムティット氏は最近、「政府や企業は一種の認知的不協和に悩まされることが多い」と述べた。 「気候変動の脅威の緊急性と深刻さを認識しながら、彼らは依然として問題を悪化させる新たな石油、ガス、炭田や鉱山の開発を続けている。政策の答えは単純だ。穴に入ったら掘るのをやめるべきだ。」

化石燃料からの移行に必要な技術はよく知られています。再生可能エネルギーと貯蔵、電気自動車、低炭素熱と組み合わせた断熱性の高い住宅などです。技術者や産業界はこれらの技術の進歩で大きな進歩を遂げてきましたが、多くの場合、政府の無策によって妨げられてきました。そして混迷した政策。 いくつかの心強い進歩にもかかわらず、世界的に私たちは、あるべき姿からは程遠い状況にあります。 10月下旬、国連の報告書は、現在「1.5度への信頼できる経路はない」と述べた。 元英国首席科学顧問で気候危機諮問グループ議長のデイビッド・キング卿によれば、私たちが有意義な進歩を遂げ始めるには、あと2、3年しか残されていないという。

サー・デイビッドは、排出削減の明白な緊急課題と並んで、北極の急速な温暖化という最も有害な影響を軽減するために緊急措置を講じることを提唱しています。 この地域は地球​​の他の地域よりも4倍の速さで温暖化しており、この現象が世界中の天候を不安定にしていると多くの人が考えている。

「これほど急速に温度が上昇している理由は、実際には非常に簡単に説明できます。北極海の北極の氷が、10～15年前に気候科学者が予測したよりもはるかに速いスピードで溶けているからです」とデイビッド卿はエンジニアに語った。 「そして私たちは現在、青い北極海のほぼ50パーセントが極地の夏の数ヶ月間太陽光にさらされる地点にいます。」

デビッド卿によれば、この北極の異常加熱が、世界が経験している異常気象の主な原因であるとのことです。 彼は、昨年の夏、カナダの気温が49.6度に達したことを指摘しました。この数字はほんの数年前には考えられなかった数字ですが、今では私たちを目の前に突きつけており、地球が調理するにつれて何度も破られる運命にある不気味な記録です。

もし永久凍土中のメタンがすべて放出されたとしたら、たとえば 20 年間にわたって、地球全体の気温は摂氏 5 ～ 8 度上昇するでしょう。

サー・デイビッド・キング教授

「そしてご存知のとおり、これらの異常気象は極端です」と彼は続けた。 「これまでの記録を0.1度上回るのではなく、摂氏5度か10度高い。

「フィンランド北部やシベリア北部でさえ、永久凍土層で摂氏30度から32度の気温が観測されています。氷点下になるはずの地域としては、これは驚異的なことです。」

これらの北緯の永久凍土には、短期的に地球温暖化をもたらすCO2よりも何倍も強力な温室効果ガスであるメタンが大量に存在する。 デビッド卿によると、2014年以来シベリア北部で約1,000件の事件でメタンハイドレートが爆発的に放出されたという。

「仮に永久凍土中のメタンがすべて放出されたとしたら、仮に20年間にわたって、世界の気温は摂氏5度から8度上昇するだろう」と同氏は述べた。 「つまり、私たちは今後の人類の制御不能な気候について話しているのです。」

デビッド卿とケンブリッジに本拠を置く気候変動修復センターが提案した計画は 3 つあり、非常に恐ろしい「R」の 3 つが関係しています。 温室効果ガス排出量を迅速かつ大幅に、しかし秩序正しく削減する。 大気からの大量の CO2 の除去。 そして、おそらく最も緊急なことは、北極を修復/再凍結して気象システムを安定させ、大気中の温室効果ガスレベルを再調整する時間を稼ぐことです。 メタンガスとNOxガスを含めますと、現在500ppm程度となっております。 David 卿は、350ppm という目標が我々が目指すべきものであると信じています。

「私と多くの同僚は、それを実現できれば、人類にとって持続可能な地球を実現できると信じています」と彼は語った。 「たとえ年間 300 億トンを除去したとしても、おそらく世紀末にはかかるでしょう。ここでエンジニアリング上の大きな課題が生じます。私たちはその量の温室効果ガスを除去できるでしょうか? そして、世界中で私たちは約 400 億トンを排出しています」つまりバランスは間違った方向にあるので、排出量を削減する必要があります。

「しかし、3つ目は、北極を再凍結して時間を稼ぎ、最初の2つの「R」を届けることができる一方で、北極は人工的に凍結状態に維持され、光を宇宙に反射できるようにすることです...私が設立したケンブリッジの気候修復センターは、これら 3 つの R を実現することに全力を注いでいます。」

北極を再凍結するためにデービッド卿が提案した方法は、海洋雲を明るくし、その地域の上に白い雲の覆いを生成して、夏の間により多くの太陽光を北極から反射し、冬の間に蓄積する氷を保護することです。 これを達成するために、ケンブリッジのエンジニアは自然の力を模倣したいと考えています。 波が打ち寄せる海上の嵐は水滴を生成し、その最小の水滴は暖かい海洋気流によって上層大気へと空に向かって吹き飛ばされます。 登るにつれて水分が蒸発し、小さな塩の結晶が残ります。

「塩化ナトリウムの雲が形成され、それがゆっくりと降りてくると、再び水蒸気を拾い、小さな水滴が生成されます」とデイビッド卿は説明した。 「そして、小さな水滴の雲は白いです…それで、小さな水滴の雲を作成する必要があります。

「このプロセスを模倣するために、私たちは海水からサブミクロンサイズの小さな水滴をどのように作成できるかを研究しており、白い雲を確実に作成できるようにすることに取り組んでいます。カバーするとか、塩の粒子が黒い雲に落ちると雲が白くなるとか。」

これは科学的および工学的な大きな課題であり、北極地域で遠隔操作される船舶が小さな水滴を大気中に送り出す必要があります。 また、気象機関や国際機関と並んで、複数国家の緊密な連携も求められるだろう。

この規模の地球工学には重大なリスクも伴い、地球の他の地域に悪天候の影響が及ぶ可能性は明らかです。 しかし、キング氏によれば、私たちが直面している危機の巨大さには抜本的な行動が必要であり、そのプロセスは北極への展開の前にはるかに小規模な試行が行われる予定だという。

「風の方向にある船舶のみを作動させます。そのため、北極に向かって私たちを連れて行ってくれるような風についての気象庁の情報が必要です」とデービッド卿は語った。

「これはかなり大きなコンソーシアムです。コンソーシアムのメンバーの1つがオーストラリア東部にあるという点で、私たちは非常に幸運です。グレートバリアリーフはオーストラリア人にとって大きな問題であり、オーストラリア政府は私たちが開発に取り組む許可を与えてくれました。」拡張された経済水域内のグレートバリアリーフの上に​​は白い雲が広がっています。」

計画では、オーストラリアでこのプロセスをテストおよび開発し、できればグレートバリアリーフ周辺の水を冷却し、その後北極に関する国際協定の構築を目指すことになっている。 これは、政治家が積極的に取り組みたいと考えている注目度の高いハイテクソリューションの一種であり、世界的な脱炭素化というシステムの複雑さの外側に存在する、大きな利益の可能性を秘めたムーンショットプロジェクトです。 それは、デイビッド卿の気候変動三部作の残りの 2 つの「R」である、危機の全容に対処するために必要な包括的な協力の結集点として機能する可能性さえあります。 ただし、北極の再凍結は決して安くはありません。

「船舶の建造費に加え、このプログラムの運営にかかる総コストは毎年数十億ドルに達する可能性がある」と同氏は述べた。 「これらの船は年間を通じて海に留まるが、3か月の期間中は一定数のみ運航される。

「北極圏地域で何が起こっているのかが理解されれば…各国政府はこれが重要なリスク管理プログラムであることを理解すると信じています。私たちは保険および再保険業界と話し合っており、当然のことながら、彼らは非常に熱心に取り組んでいます」これらの異常気象の結果として支払額が増加していることをよく知っています。」

海洋雲の増光がうまく展開できれば、地球規模の排出削減に必要な国際協力の余地が生まれるかもしれない。 パリ協定以来現在実施されている公約は決して十分とは言えず、各国政府はパリ目標が求める脱炭素化のスピードに関して頭を抱え続けている。

「私たちの政治制度は、急速な脱炭素化という課題に適していないことが証明されています。なぜなら、化石燃料利権による政治制度の非常に強力な支配が存在するからです」と、リーズ大学地理学博士課程候補者であり、所長であるケル・キューネ氏は述べた。 Leave it in the Ground Initiative (LINGO) のメンバーが The Engineer に語った。 「つまり、化石燃料の既得権益がどのようにして野心的な気候政策を阻止しているのかを何度も見てきました。

「私たちは、化石燃料モデルによって家を焼き払い、共通の未来を損なっているという現実に適応するために、制度や経済の仕組みを作り直していない。」

キューネ氏は、気候変動を史上最大の市場の失敗と呼んだ、グランサム気候変動・環境研究所所長のニコラス・スターンLSE教授の言葉を引用した。

「なぜなら、今日の時点で、石油1バレルごと、石炭1トンごとに、私たちは多くの価値を破壊しているからです。そして、それを数字で表すことができます。」と彼は言いました。 「残りの世紀では、CO2 排出量 4,400 トンごとに約 1 人の人間が死亡し、CO2 排出量 1 トンあたり約 417 ドルの損害が発生します。

「私たちの制度、法律、インセンティブをそれに合わせない限り、政府などの主体がその流れに逆らうことは非常に難しいでしょう。そしてそれが、政府が化石燃料の利用を進め続ける主な理由の一つです」モデル。"

キューネ氏が主導し、エネルギー政策誌に掲載された最近の研究では、世界中の425個の「炭素爆弾」がマッピングされている。 これらの化石燃料プロジェクトは個別に、それぞれ 1 ギガトンを超える CO2 排出を生み出す可能性があります。 合計すると、1.5℃パリ目標の炭素収支が2倍を超えることになる。 これらのプロジェクトを中止することは、政府が主導し、技術者らの支援を受けて、人類にとって重要な優先事項であるべきです。

「正直に言うと、今日の世界ではエンジニアは化石燃料会社で働くべきではないと思います」とキューネ氏は語った。

「世界には炭素爆弾が 400 個あり、住みやすい地球を維持するには本当にそれらを解除する必要があります。化石燃料産業で働いてきたエンジニアやその他の人々の技術的知識は非常に役に立つと思います」これらのプロジェクトを阻止するためにどこに注力すべきかを正確に特定するのに役立ちます。」

エンジニアは、大多数と同様に、変化するには遅すぎる複雑なシステムの単なる歯車であり、その慣性は貪欲と無関心の致命的な組み合わせによって加速されます。 しかし、私たちのエネルギーインフラの体系的な複雑さは大きな課題を提示していますが、英国と同様に、現在無視されている簡単に実現できる成果も豊富にあります。

2021 年 11 月、英国王立工学アカデミーが主導する 43 のエンジニアリング組織のパートナーシップである国家エンジニアリング政策センターは、低後悔フレームワークを発表しました。 報告書では、的を絞った政策がマイナス面を最小限に抑えながらネットゼロへのスムーズな移行に役立つ可能性があるいくつかの分野を強調している。

これらの分野の中で最も重要なのは、建設の改修、つまり建設されたインフラをよりエネルギー効率の高いものにし、特に住宅ストックを脱炭素化に向けて準備することでした。 エネルギー価格の高騰で何百万人もの人々が燃料貧困に陥っている中、補助金付きの断熱改修プログラムやヒートポンプの導入は、排出量を削減するだけでなく、請求額を削減し、最大50万人の雇用創出にも貢献すると、Low Regretsの報告書は述べている。

「我々は絶対にそうすべきだ」とストラスクライド大学の地盤工学・エネルギー地球科学センター所長で報告書の著者の一人でもあるレベッカ・ラン教授（MBE FREng FRSE）はThe Engineerに語った。

」それを行うには価格インセンティブが必要です。 私たちはそれを中心に産業を成長させるべきです。 私たちが本当に上手になって、私たちのやり方に新しい技術を導入できれば、その産業を輸出することもできるかもしれません。」

業界に意志の欠如はない。 私が話をする人のほとんどは、解決策に参加したいと考えています

レベッカ・ラン教授

今冬の計画停電の可能性を背景に、英国が本格的なエネルギー効率化政策を欠如していることは、ほとんど信じられないほどで、犯罪的過失に近い。 さらに悪いことに、10年以上前に半機能的なプログラムが実施され、陸上風力発電や太陽光発電の補助金などの他の「グリーン・ガラクタ」とともにデービッド・キャメロン首相によって廃止された。 翌年、ロフトまたは空洞の壁を断熱した住宅の数は、それぞれ92パーセントと74パーセント減少しました。 目的に合った改修計画が現在存在していないことをさらに悪化させるのは、政府が今冬の需要削減に関する正式なアドバイスを一切出しておらず、目を見張るような光熱費という価格シグナルだけで行動を変えるのに十分だと主張していることだ。

「価格設定はインセンティブではあるが、多くの人は何ができるのか理解していないと思う」とラン教授は言う。 「また、需要を減らすだけでなく分散することも重要です...人々は柔軟性がある場合、ピークではないときにエネルギーを使用します。

「そして、何らかの規制政策や金銭的インセンティブも必要だと思います。ですから、単にスイッチを切るだけではなく、断熱や暖房の電化、その他、家や会社の熱漏れを少なくする方法や、その他の方法も重要です」使用時間が減り、エネルギー効率が向上します。」

しかしラン教授によると、政府が不足している場合でも、産業界は脱炭素化の課題に取り組む用意ができているという。

「業界には意欲が欠けているわけではない」と彼女は言う。 「私が業界の上級責任者と話をする人のほとんどは、解決策の一部になりたいと考えています。

「産業界は、何に投資するのが最適なのか、また、何に投資した場合に座礁資産として残されないのかについてのアドバイスを求めています…そのため、石油とガスの生産量の増加をめぐる現在の議論は非常に混乱しています。」

デビッド・キング卿が苦心して指摘してきたように、今こそ行動を起こす時です。

「理解することが極めて重要だ。もう時間がない」と同氏は語った。 「私たちは本当に早く動かなければなりません。」