世界のエネルギー資源
Estimated maximum capacity for energy production on Earth

世界のエネルギー資源とは、地球上の利用可能なすべての資源を考慮に入れた上で推定される最大のエネルギー生産能力です。種類によって、化石燃料、核燃料、再生可能資源に分けられます。

化石燃料

化石燃料の残存埋蔵量は次のように推定されている: [1]

燃料 2009年末時点の ゼタジュール（ZJ）単位の実証エネルギー埋蔵量
石炭 19.8
ガス 36.4
油 8.9

これらは実証済みのエネルギー埋蔵量であり、実際の埋蔵量は4倍以上になる可能性があります。これらの数値は非常に不確実です。地球上に残存する化石燃料の量を推定するには、地殻の詳細な理解が不可欠です。現代の掘削技術では、水深3kmまで井戸を掘削し、地質の正確な組成を確認することができます。しかし、海洋の半分は水深3kmよりも深く、地球の約3分の1は詳細な分析が不可能な状態にあります。

埋蔵量の総量だけでなく、そのどれだけが採算的に回収できるかについても不確実性があります。これは、化石鉱床へのアクセス性、石油や石炭に含まれる硫黄やその他の汚染物質の濃度、輸送コスト、生産地域における社会的不安定性といった技術的、経済的、政治的な理由によるものです。一般的に、最もアクセスしやすい鉱床は最初に採掘されるものです。

石炭

石炭は最も豊富に存在し、最も多く燃やされている化石燃料です。石炭は産業革命のきっかけとなり、その後も使用量が増加し続けました。世界で最も大気汚染が深刻な都市を多く抱える中国[2]は、 2007年には毎週約2基の石炭火力発電所を建設していました[3] [4] 。石炭の豊富な埋蔵量は、地球温暖化やその他の汚染物質の排出を除けば、世界社会のエネルギー需要を満たす有力な候補となるでしょう[5] 。

天然ガス

ワールドファクトブックのデータに基づく、天然ガスの証明済み埋蔵量別の国別ランキング（2014 年）。

天然ガスは広く利用可能な化石燃料であり、推定85万km³の回収可能埋蔵量があり、シェールガスの採掘方法を改善すれば、少なくともそれ以上の埋蔵量が期待できます。技術の向上と広範な探査により、シェールフラッキング法が開発され、回収可能な天然ガス埋蔵量が大幅に増加しました。現在の利用率では、天然ガスは消費量の長期的な増加にもよりますが、100年から250年の間、世界のエネルギー需要の大部分を供給できる可能性があります。

油

残存石油：地球上に残る57ゼタジュール（ZJ）の石油の内訳。2005年の年間石油消費量は0.18ZJであった。これらの数値には大きな不確実性がある。回収可能埋蔵量への将来の追加分11ZJは楽観的すぎるかもしれない。[6] [7]

地球上の石油埋蔵量は57ゼタジュール（ZJ）と推定されている （ただし推定値は、現在確認・回収可能な埋蔵量からなる最低8ZJ [8]から最高110ZJ [9]まで変動する）。この埋蔵量には、必ずしも回収可能とは限らない利用可能埋蔵量や、オイルサンドやオイルシェールなどの非在来型資源に関する楽観的な推定値が含まれる。現在認められている18の供給プロファイル推定値の間でのコンセンサスでは、抽出のピークは2020年に1日あたり9,300万バレル（mbd）の割合で起こるとされている。現在の石油消費量は年間0.18ZJ（311億バレル）または8,500万バレル／日である。

近い将来に石油生産のピークに達し、深刻な石油価格の上昇につながるのではないかという懸念が高まっている。[10] 2005年のフランス経済産業財務省の報告書では、最悪のシナリオが早ければ2013年に発生する可能性があると示唆されている。[11] また、世界の石油生産のピークはわずか2～3年で到来する可能性があるという説もある。 ASPOはピークが2010年になると予測している。他の理論では、ピークは2005年にすでに起こったという見解が示されている。米国EIAデータによると、世界の原油生産量（リースコンデンセートを含む）は、ピーク時の2005年73.720mbdから2006年には73.437mbd、2007年には72.981mbd、2008年には73.697mbdに減少した。 [12]ピークオイル理論によると、生産量が増加すると将来的にはより急速に生産量が減少するが、生産量が減少するとベル型曲線がより多くの年数にわたって広がるため、減少は緩やかになる。

原油価格を1バレルあたり147ドルから40ドルまで下落させ、75ドルまで引き上げるという目標を掲げ、OPECは2009年1月1日から220万バレルの生産量を削減すると発表した。[13]

持続可能性

供給の安全性に関する政治的配慮、地球温暖化や持続可能性に関する環境への懸念から、世界のエネルギー消費は化石燃料から移行すると予想されています。ピークオイルの概念は、利用可能な石油資源の約半分が生産済みであることを示しており、生産量の減少を予測しています。

政府が化石燃料からの脱却を進めれば、炭素排出や環境税を通じて経済的な圧力が生じる可能性が高くなります。京都議定書を受けて対策を講じている国もあり、この方向への更なる措置が提案されています。例えば、欧州委員会は、 EU全体のエネルギーミックスにおける再生可能エネルギーの割合を、2007年の7%未満から2020年までに20%に引き上げるという拘束力のある目標をEUのエネルギー政策に設定すべきだと提案しています。[14]

持続可能性の対極にあるのは、限界を無視することであり、これは一般的にイースター島効果と呼ばれ、持続可能な開発が不可能なため、天然資源が枯渇するという概念である。[15]現在の消費率を前提とすると、現在の石油埋蔵量は2050年までに完全に枯渇する可能性があると推定する人もいる。 [16]

原子力エネルギー

原子力エネルギー

国際原子力機関（IAEA）は、残存ウラン資源量を2500 ゼタジュール（ZJ）と推定している。[17]これは、消費量よりも多くの核分裂性物質を生成できる増殖炉の使用を前提としている。IPCCは、現在経済的に回収可能なウラン埋蔵量を、貫流型燃料サイクル炉でわずか2ZJと推定している。最終的に回収可能なウランは、貫流型原子炉で17ZJ、再処理炉と高速増殖炉で1000ZJと推定されている。[18]

資源と技術は、21世紀のエネルギー需要を満たす上で原子力発電の能力を制約するものではない。しかしながら、原子力の安全性と放射性廃棄物に関する政治的・環境的懸念は、特に数々の原子力事故を契機として、20世紀末からこのエネルギー供給の成長を制限し始めた。核拡散（特に増殖炉で生成されるプルトニウム）への懸念から、イランやシリアなどの国々による原子力発電の開発は、国際社会によって積極的に阻止されている。[19]

21 世紀初頭にはウランが世界中で主要な核燃料となっていますが、トリウムや水素などの他の燃料も 20 世紀半ばから研究されてきました。

トリウムの埋蔵量はウランをはるかに上回り、水素も豊富です。また、トリウムはウランよりも入手しやすいと多くの人が考えています。ウラン鉱山は地下に閉じ込められているため、採掘者にとって非常に危険ですが、トリウムは露天掘りで採掘され、地殻中にウランの約3倍の量があると推定されています。[20]

1960年代以降、世界中の多くの施設でトリウムが燃焼されてきた。[要出典]

核融合

水素の核融合によるエネルギー生産の代替手段は、1950年代から研究されてきました。燃料の点火に必要な温度に耐えられる物質は存在しないため、物質を用いない方法で燃料を閉じ込める必要があります。磁気閉じ込めと慣性閉じ込めが主な代替手段（カダラッシュ、慣性閉じ込め核融合）であり、どちらも21世紀初頭の注目の研究テーマです。

核融合は、太陽などの恒星のエネルギー源である。水素またはヘリウム同位体の原子核を融合させることで、大量の熱を発生させる。これらの原子核は海水由来のものも含まれる。この熱は理論的には発電に利用できる。しかし、核融合を維持するために必要な温度と圧力は、制御を非常に困難にする。核融合は理論的には、比較的汚染の少ない状態で膨大な量のエネルギーを供給することが可能である。[21]米国と欧州連合（EU）は、他の国々と共に核融合研究（ITER施設への投資など）を支援しているものの、ある報告書によると、研究の不足により、過去20年間、核融合研究の進歩は停滞している。[22]

再生可能資源

再生可能資源は毎年利用可能であるのに対し、再生不可能な資源は最終的には枯渇します。炭鉱と森林を例に挙げると、森林は枯渇する可能性がありますが、適切に管理すれば継続的なエネルギー供給が可能です。一方、炭鉱は一度枯渇すると、二度と利用できなくなります。地球上の利用可能なエネルギー資源の大部分は再生可能資源です。再生可能資源は、米国のエネルギー埋蔵量の93%以上を占めています。再生可能資源の年間使用量を30年倍にして、再生不可能な資源と比較しました。つまり、もしすべての再生可能資源が30年で均等に枯渇した場合、再生不可能な資源は毎年利用可能な資源のわずか7%を占めるに過ぎません。これは、利用可能なすべての再生可能資源が開発されたとしても当てはまります。[23]

バイオマス

持続可能な燃料源への関心が高まるにつれ、バイオマスとバイオ燃料の生産は成長産業となっている。廃棄物を利用することで食料と燃料のトレードオフを回避でき、またメタンガスの燃焼は温室効果ガスの排出を削減する。二酸化炭素を排出するものの、二酸化炭素の温室効果ガス量はメタンの23分の1である。バイオ燃料は化石燃料の持続可能な部分的な代替となるが、温室効果ガス排出量への正味の影響は、燃料製造の原料となる植物の栽培に用いられる農業慣行に左右される。バイオ燃料はカーボンニュートラルになり得ると広く信じられているが、現在の農法で生産されたバイオ燃料は、かなりの正味炭素排出源であるという証拠がある。[24] [25] [26]地熱とバイオマスは、地域的な枯渇を避けるために慎重な管理を必要とする唯一の再生可能エネルギー源である。[27]

地熱

世界中で利用可能な地熱エネルギー資源の推定値は、技術・探査への投資額や地質構造に関する推測によって大きく異なります。1998年の調査によると、「高度な技術を用いた」発電容量は65～138GWに達する可能性があります。[28]他の推定値では、発電容量は35～2000GWで、さらに年間140EJの直接利用が見込まれています。[ 29 ]

MITが2006年に発表した強化地熱システム（EGS）の活用を考慮した報告書では、 15年間で最大10億ドルの研究開発投資を行えば、2050年までに米国だけで100GWe（ギガワット）以上の発電が可能になると結論付けている。 [30] MITの報告書では、世界のEGS資源の総量は13 YJ以上と算出されており、そのうち0.2 YJ以上が抽出可能で、技術向上により2 YJ以上に増やすことが可能であり、これは世界のエネルギー需要を数千年分賄うのに十分な量である。[30]地球の総熱量は13,000,000 YJである。[29]

水力発電

2005年には水力発電が世界の電力の16.4%を供給したが、これは1973年の21.0%から減少しており、世界のエネルギーのわずか2.2%に過ぎない。[31]

太陽エネルギー

再生可能エネルギー源は、従来の化石燃料よりもさらに大きく、理論上は世界のエネルギー需要を容易に供給することができます。 89 PW [32]の太陽光発電が地球の表面に降り注いでいます。このエネルギーのすべて、あるいは大部分を捕捉することは不可能ですが、0.02％未満を捕捉すれば、現在のエネルギー需要を満たすのに十分でしょう。 太陽光発電をさらに推進するための障壁としては、太陽電池の製造価格が高いことと、発電を気象パターンに依存していることが挙げられます。 また、現在の太陽光発電は夜間に発電しません。これは、北半球および南半球の高緯度諸国では特に問題です。エネルギー需要は冬に最も高く、太陽エネルギーの利用可能性は最も低くなります。 これは、冬季に赤道に近い国から電力を購入することで克服できますが、安価なエネルギー貯蔵の開発などの技術開発によっても対処できる可能性があります。 世界的に、太陽光発電は最も急速に成長しているエネルギー源であり、過去数年間の年間平均成長率は35％です。中国、ヨーロッパ、インド、日本、そして米国は、太陽光発電への投資額が増加傾向にある主要な国です。2014年末時点で、世界の電力消費量に占める太陽光発電の割合は1%でした。[33]

波力と潮力

2005年末時点で、潮力発電による電力生産量は0.3GWでした。[34]月（68%）と太陽（32%）による潮汐力、そして月と太陽に対する地球の相対的な自転により、潮汐力は変動します。この潮汐力の変動により、平均約3.7TWの電力が消費されます。 [35]

もう一つの物理的な制約は、海洋の潮汐変動に利用可能なエネルギーで、これは約0.6 EJ（エクサジュール）である。[ 36 ]これは地球の全自転エネルギーのごく一部に過ぎない。もし強制力がなければ、このエネルギーは約4回の半日潮汐周期で散逸してしまうだろう（散逸率は3.7 TW）。つまり、散逸は海洋の潮汐力学において重要な役割を果たしている。したがって、潮汐力学を過度に乱さないよう、利用可能な潮汐エネルギーは約0.8 TW（散逸率の20%）に制限される。[要出典]

波は風から発生し、風は太陽エネルギーから発生しています。そして、波が変換されるたびに、利用可能なエネルギーは約2桁減少します。地球の海岸に打ち寄せる波の総エネルギーは3TWに達します。[37]

風力

利用可能な風力エネルギーの推定値は300TWから870TWの範囲です。[32] [38]低い方の推定値を用いると、利用可能な風力エネルギーのわずか5%で、現在の世界のエネルギー需要を賄うことができます。この風力エネルギーの大部分は外洋で利用可能です。地球の71%は海洋で覆われており、外洋では障害物が少ないため、風がより強く吹く傾向があります。

参考文献

  1. ^ 「実証済みエネルギー埋蔵量、BP世界エネルギー統計2010年版」（PDF） 。 2013年8月25日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF） 。 2011年3月28日閲覧。
  2. ^ ミドル・ランドフィル[リンク切れ]
  3. ^ “中国、発電所を増設”. 2007年6月19日. 2019年6月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年3月28日閲覧。
  4. ^ “COAL: Scrubbing its future”. 2011年4月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年3月28日閲覧。
  5. ^ 中国産石炭による汚染が世界に影を落とす 2019年6月29日アーカイブ、Wayback Machine、 2007年10月14日アクセス
  6. ^ Smil, p. 204
    * Tester他, p. 303
    * 「OPEC 2005 Annual Statistical Bulletin」（PDF）石油輸出国機構（OPEC）2005年。 2007年1月31日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2007年1月25日閲覧。
  7. ^ “USGS World Energy Assessment Team”. 2019年7月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。2007年1月18日閲覧。
  8. ^ 「燃料別消費量、1965年～2008年」。『世界エネルギー統計2009』BP 。2006年7月31日。 2009年7月8日時点のオリジナル（XLS）からアーカイブ。 2009年10月24日閲覧。
  9. ^ 「石油・ガス産業統計」oiljobsource.com. 2018年4月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年2月7日閲覧。
  10. ^ Gold Russell, Davis Ann (2007年11月10日). 「石油当局、生産量の限界が迫っていると見る」ウォール・ストリート・ジャーナル. 2013年7月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年3月28日閲覧。
  11. ^ ポーター、アダム（2005年6月10日）「『ピークオイル』が主流の議論に」BBC。2009年5月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年2月2日閲覧。
  12. ^ International Petroleum Monthly Archived 2010-11-16 at the Wayback Machine 2009年11月10日閲覧
  13. ^ OPEC、記録的な原油生産削減に合意 2019年6月29日アーカイブ、Wayback Machineにて2008年12月21日閲覧
  14. ^ 「欧州委員会から欧州議会及び理事会への通知：再生可能エネルギーロードマップ：21世紀の再生可能エネルギー；持続可能な未来の構築 - COM(2006) 848」（PDF）。欧州共同体委員会。2007年1月10日。 2007年1月28日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2007年1月27日閲覧。
  15. ^ 「経営学を学ぶ学生のための持続可能な開発の基本概念」（PDF） 。 2011年7月6日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2011年3月28日閲覧。
  16. ^ 「世界の石油・天然ガスの確認埋蔵量、最新推定値」エネルギー情報局。2012年2月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年11月14日閲覧。{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
  17. ^ 「世界の原油資源は予測需要を満たす：『レッドブック』最新版は2025年まで安定した供給を予測」国際原子力機関（IAEA）2006年6月2日。2014年8月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年2月1日閲覧。
  18. ^ Nakicenovic, Nebojsa; et al. 「IPCC特別報告書 排出シナリオ」. 気候変動に関する政府間パネル. 2018年3月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年2月20日閲覧。 排出シナリオに関する特別報告書
  19. ^ 「シリアには秘密の核計画があった」BBCニュース、2008年4月25日。2008年4月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年12月6日閲覧。
  20. ^ 「トリウム発電は原子力エネルギーのより安全な未来」。2015年1月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年3月26日閲覧。
  21. ^ 核融合エネルギー：安全性 2011年7月20日アーカイブ、Wayback Machineより欧州核融合開発協定（EFDA） 2006年。2007年4月3日閲覧。
  22. ^ 「米国の核融合研究50年 - プログラム概要」(PDF) 。 2019年7月11日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。 2011年3月28日閲覧。
  23. ^ 「米国の電力供給における再生可能資源」。2010年5月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年3月28日閲覧。
  24. ^ Rosenthal, Elisabeth (2008年2月8日). 「バイオ燃料は温室効果ガスの脅威とみなされる」ニューヨーク・タイムズ. 2019年8月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年2月23日閲覧。登録が必要です。「今日使用されているほぼすべてのバイオ燃料は、これらの「グリーン」燃料の生産にかかる排出コスト全体を考慮すると、従来の燃料よりも多くの温室効果ガスを排出すると、木曜日に発表された2つの研究で結論づけられています。」
  25. ^ ファリゴネ, ジョセフ; ヒル, ジェイソン; ティルマン, デイビッド; ポラスキー, スティーブン; ホーソーン, ピーター (2008-02-29). 「土地開墾とバイオ燃料の炭素負債」. Science . 319 (5867): 1235– 1238. Bibcode :2008Sci...319.1235F. doi :10.1126/science.11​​52747. PMID  18258862. S2CID  206510225.
  26. ^ Searchinger, Timothy; Heimlich, Ralph; Houghton, RA; Dong, Fengxia; Elobeid, Amani; Fabiosa, Jacinto; Tokgaz, Simla; Hayes, Dermot; Yu, Tun-Hsiang (2008-02-29). 「米国の農地をバイオ燃料に利用すると、土地利用変化による温室効果ガス排出量が増加する」. Science . 319 (5867): 1238– 1240. Bibcode :2008Sci...319.1238S. doi : 10.1126/science.11 ​​51861. PMID  18258860. S2CID  52810681.
  27. ^ 「代替エネルギーの新しい数学」。2009年10月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年3月28日閲覧。
  28. ^ 「地熱エネルギーについて」地熱エネルギー協会 - ワシントンD.C. 2006年9月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年2月7日閲覧。
  29. ^ ab Fridleifsson, Ingvar B.; Bertani, Ruggero; Huenges, Ernst; Lund, John W.; Ragnarsson, Arni; Rybach, Ladislaus (2008-02-11). O. Hohmeyer and T. Trittin (ed.). 気候変動緩和における地熱エネルギーの役割と貢献の可能性(PDF) . IPCC再生可能エネルギー源に関するスコープ会議. リューベック, ドイツ. pp.  59– 80. 2011-07-22にオリジナル(PDF)からアーカイブ。2009-04-06に閲覧。
  30. ^ ab 「地熱エネルギーの未来」（PDF） . MIT . 2011年3月10日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2007年2月7日閲覧。
  31. ^ 「2007年主要世界エネルギー統計」(PDF) 。 2018年10月3日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。 2011年3月28日閲覧。
  32. ^ ab テスター, ジェファーソン W.;ドレイク, エリザベス M.;ドリスコル, マイケル J.; ゴレイ, マイケル W.; ピーターズ, ウィリアム A. (2005).持続可能なエネルギー：選択肢の中から選ぶ. MIT プレス. ISBN 0-262-20153-4。
  33. ^ http://www.ren21.net/wp-content/uploads/2015/07/REN12-GSR2015_Onlinebook_low1.pdf 2019年4月12日アーカイブ、Wayback Machine 31ページ
  34. ^ 「再生可能エネルギー：世界情勢報告書2006」（PDF） 。21世紀のための再生可能エネルギー政策ネットワーク。2006年。 2011年7月18日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2007年4月3日閲覧。
  35. ^ ムンク、ウォルター (1998). 「深海レシピ II：潮汐と風の混合エネルギー」.深海研究第1部：海洋学研究論文. 45 (12): 1977– 2010. Bibcode :1998DSRI...45.1977M. doi :10.1016/S0967-0637(98)00070-3.
  36. ^ Marchuk, GI および Kagan, BA (1989) 「海洋潮汐力学」、Kluwer Academic Publishers、ISBN 978-90-277-2552-3225ページをご覧ください。
  37. ^ テスター他、593ページ
  38. ^ 「エクセルギーフローチャート」。2017年9月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年3月28日閲覧。
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