アーカイブ: 2006/08/02

ガソリン価格がまた上がりましたね。筆者も車通勤ですので，このところの持続的値上げは非常にイタイです。
さて，ガソリンと云えば石油ですが，その昔，つい30年ほど前（1970年代）には原油の埋蔵量（可採年数）はあと30年なんて云われてました。計算すると，もう枯渇してもおかしくない頃なんですが，無くなるなんて話は聞きませんね。以前に，てっくさんは”原油はなくならないよ”というエントリーをアップしておられました。それに依ると，現時点での可採年数は49年なんだそうです。しかも，年々それは増えていると・・・（ホント？）。まぁ実際は経済的，技術的側面を加えた数字のマジックらしいのですが，どちらにしてもあと半世紀くらいは大丈夫のようです。
その間に何とか別の高い効率をもった代替エネルギーを開拓しないことには，人類は今のような高エントロピー生活を維持できなくなることは確実です。この種の問題は本来，政治的話題よりも優位にくるべき課題なんです。エネルギーが無ければ人類はなんの生産活動もできないわけですからね。
しかし，このエネルギー問題には現時点の科学では，どうしようもなく越えられない壁があります。この壁がエネルギーというものの本質なんですが，この辺りについては”晴耕雨読”さんが精力的に取り組んでおられますので，このエントリーを参照していただきたいと思います。

エネルギーというものはご存じのように質量（物質そのもの）と等価なのですが，熱力学の法則という巨大な障壁があって100%の効率でそれを取り出すことはできません。この効率のことを，エネルギー変換効率と呼びます。これがエネルギー問題第一の障害です。理系の方ならご存じのことと思いますが，熱力学の法則は実存する全ての事象に否が応でも関わってくる原則で第一法則から第三法則まであります。晴耕雨読さんでも解説されていますが，それとはちょっと違った説明をしてみたいと思います。
シンプルに纏めると，

第一法則では”エネルギーの変換効率は絶対に100%を越えることはなく，よくてトントンである”ことを規定しています。
第二法則では”そのトントンが達成されるのは絶対零度（約－273.15℃）においてのみ可能である”ことを規定しています。
第三法則では”絶対零度には絶対に到達できない”ことを規定しています。

要するに，エネルギー変換効率が100%のものはこの世に存在しないと云うことです。エネルギーの発生には例外なくロス（熱散逸）が生ずることになり，それは再利用する毎に増え，ついにはその資源から何のエネルギーも得られなくなります（エントロピーが増大すると云います）。
唯一，エネルギー変換効率がほぼ100%のものに”物質（マター）－反物質（アンチマター）の対消滅”という現象がありますが，これはもうスタートレックの世界なので止めておきます（笑）。

じつは，この反物質を作り出すのに必要なエネルギーはその反物質によって得られるエネルギーよりも遙かに大きいことがエネルギー問題第二の障害になります。この効率のことを，エネルギー利益率（EPR= 得られるエネルギー/必要なエネルギー）と呼びます。実質的には，これからの代替エネルギー問題にとってはこのEPRの方が重要です。
この値が１以上ないと，エネルギー開発は徒労に終わり無意味になります。図に各種エネルギー資源のEPRを示しますが横軸の輸送効率も考慮すると，如何に現在の石油資源のEPRが高いかよく分かります（エネルギー基本戦略に関する調査報告書より）。
つまり，そんなに簡単に効率の良い代替エネルギーなど見つからないことを示しています。この図にはありませんが，よく話題になるメタンハイドレードは１を切る値（約0.98）だと云われておりますので，今のところは無意味なエネルギーと云うことになりますね（なんか勿体ない気がします）。ただし，このEPRは上述の変換効率よりも技術的進歩に依存しますので，それによってある程度，値を増加させることは可能です。



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