再生不可能な資源

アメリカ合衆国ワイオミング州の炭鉱。数百万年かけて産出される石炭は、人類の時間スケールでは有限かつ再生不可能な資源です。

再生不可能な資源（有限資源とも呼ばれる）とは、消費に追いつくほどの速さで自然の手段によって容易に代替することができない天然資源である。 [ 1 ]一例として、炭素ベースの化石燃料が挙げられる。元の有機物は、熱と圧力の助けを借りて、石油やガスなどの燃料になる。地球の鉱物や金属鉱石、化石燃料（石炭、石油、天然ガス）、特定の帯水層の地下水はすべて再生不可能な資源と見なされるが、個々の要素は常に保存される（核反応、核崩壊、大気圏からの脱出を除く）。

逆に、木材（持続可能な方法で伐採された場合）や風力（エネルギー変換システムの電力として使用される）などの資源は、主にその局所的な補充が私たちの寿命の間に起こる可能性があるため、再生可能資源と見なされます。

地球の鉱物と金属鉱石

最終的に精錬されて金となる原金鉱石

地球の鉱物や金属鉱石は、再生不可能な資源の例です。金属自体は地殻に大量に存在し、人間による採掘は、自然の地質学的プロセス（熱、圧力、有機物活動、風化など）によって、経済的に採算が取れるほど濃縮された場所でのみ行われます。これらのプロセスは、プレートテクトニクス、地殻沈降、そして地殻循環を経て、一般的に数万年から数百万年を要します。

地表近くに局地的に存在し、人間が経済的に採掘できる金属鉱石の鉱床は、人間の時間軸では再生不可能です。希土類鉱物や元素の中には、他の鉱物や元素よりも希少で枯渇しやすいものがあります。これらは製造業、特に電子機器産業において高い需要があります。

化石燃料

石炭、石油（原油）、天然ガスといった天然資源は、自然に形成されるまでに数千年を要し、消費されるペースで補充することはできません。化石燃料由来の資源は、最終的には採掘コストが高騰し、人類は太陽光や風力といった 再生可能エネルギーへの依存を転換する必要があると予測されています。

別の仮説は、海底のメタンハイドレートなどの炭素系エネルギー源を含めると、炭素系燃料は人類にとって実質的に無尽蔵であるというものです。メタンハイドレートは、他のすべての炭素系化石燃料資源を合わせたよりもはるかに大きいからです。[ 2 ]これらの炭素源も再生不可能と考えられていますが、海底での生成・補充速度は不明です。しかし、経済的に実行可能なコストと速度で採掘できるかどうかはまだ確定していません。

現在、人類が利用する主要なエネルギー源は、再生不可能な化石燃料です。19世紀に内燃機関技術が誕生して以来、石油をはじめとする化石燃料の需要は絶え間なく続いています。その結果、世界中では、内燃機関を搭載した 従来のインフラや交通システムが依然として主流となっています。

現代の化石燃料経済は、再生可能性の欠如と気候変動の一因となっていることで広く批判されている。[ 3 ]

核燃料

ロッシングウラン鉱山は世界で最も長く操業している、最大級の露天掘りウラン鉱山の一つです。2005年には世界のウラン酸化物需要の8%（3,711トン）を生産しました。 [ 4 ]最も生産性の高い鉱山は、世界のウランの13%を生産するカナダのマッカーサーリバー地下ウラン鉱山と、主に銅鉱山であるが、ウラン鉱石の埋蔵量で世界最大として知られるオーストラリアのオリンピックダム地下多金属鉱山です。
天然に存在し、石炭灰や大気中のフライアッシュに濃縮されたウランとトリウムの放射性同位元素である「技術的に強化された」/濃縮された天然放射性物質の年間放出量。[ 5 ] ORNLは、1937年から2040年の間に世界中で推定6,370億トンの石炭が燃焼し、累積で290万トンに達すると予測しています。 [ 6 ]この290万トンのアクチニド燃料は石炭灰から得られる資源であり、自然に発生した場合は低品位ウラン鉱石に分類されます。

1987年、世界環境開発委員会（WCED）は、消費するよりも多くの核分裂性核燃料を生成する核分裂炉（増殖炉）を、太陽光や流下水などの従来の再生可能エネルギー源に分類しました。[ 7 ]アメリカ石油協会も同様に、従来の核分裂を再生可能とは考えていませんが、増殖炉の原子力燃料は再生可能かつ持続可能であり、使用済み燃料棒からの放射性廃棄物は放射性のままであるため、数百年間は非常に注意深く保管する必要があることを指摘しています。[ 8 ]地熱エネルギーなどの他の再生可能エネルギー源を使用する場合にも、放射性廃棄物の注意深い監視が必要です。[ 9 ]

核分裂を利用する原子力技術の利用には、天然に存在する放射性物質を燃料として必要とします。最も一般的な核分裂燃料であるウランは、地中に比較的低濃度で存在し、19カ国で採掘されています。 [ 10 ]採掘されたウランは、核分裂性ウラン235を燃料としてエネルギーを生成する原子炉に供給され、その熱で最終的にタービンを駆動し発電を行います。[ 11 ]

2013年現在、パイロットプログラムで海から抽出されたウランはわずか数キログラム（写真あり）であり、工業規模で海水から抽出されたウランは、海底から浸出するウランから絶えず補充され、海水の濃度を安定したレベルに維持できると考えられています。[ 12 ] 2014年、海水ウラン抽出の効率が向上したことから、海洋科学工学誌に掲載された論文では、軽水炉をターゲットにした場合、大規模に導入すれば経済的に競争力がつくだろうと示唆されています。[ 13 ]

原子力発電は世界のエネルギーの約6%、世界の電力の13～14%を供給しています。[ 14 ]原子力発電は不安定な元素に依存するため、潜在的に危険な放射能汚染を伴います。特に、原子力施設は世界中で毎年約20万トンの低・中レベル廃棄物（LILW）と約1万トンの高レベル廃棄物（HLW）（廃棄物として指定された使用済み燃料を含む）を排出しています。[ 15 ]

核燃料使用の持続可能性の問題とは別に、原子力産業が生み出す高レベル放射性廃棄物に関する懸念がある。高レベル放射性廃棄物は、適切に封じ込められなければ、人間や野生生物に極めて有害である。国連（UNSCEAR）は2008年に、人間の年間平均放射線被曝量には、過去の大気圏内核実験、チェルノブイリ原発事故、核燃料サイクルによる影響で0.01ミリシーベルト（mSv） 、天然放射性同位元素で2.0 mSv、宇宙線で0.4 mSvが含まれると推定した。被曝量は場所によって異なる。[ 16 ]一部の非効率な原子炉核燃料サイクルでは、天然ウランが核廃棄物の「ワンススルー」ストリームの一部となり、このウランが地中に自然に残留した場合と同様に、このウランは約45億年の半減期を持つ崩壊系列で様々な形態の放射線を放出する。 [ 17 ]この未使用のウランとそれに伴う核分裂反応生成物の保管は、漏洩や封じ込めの危険性について国民の懸念を引き起こしたが、ガボンのオクロにある天然の原子核分裂炉に関する研究により、地質学者は20億年前の天然の原子核分裂炉からの廃棄物を保管してきた実証済みのプロセスを知ることができた。[ 18 ]

地表

土地面積は、比較の範囲に応じて再生可能資源と非再生可能資源の両方とみなすことができます。土地は再利用できます。しかし、需要に応じて新たな土地を創出することはできないため、経済的観点からは、 供給が完全に非弾力的な固定資源となります[ 19 ] [ 20 ] 。

再生可能資源

世界最大の再生可能エネルギー発電所、三峡ダム。

再生可能資源として知られる天然資源は、自然環境において持続的に存在する自然のプロセスや力によって代替されます。再生可能資源には、断続的かつ反復的に発生するものや、一定期間のサイクルで利用され、何サイクルでも利用できる リサイクル可能な素材があります。

経済システムにおける製品の製造 による財やサービスの生産は、生産過程および消費者による使用後に、様々な種類の廃棄物を生み出します。これらの廃棄物は、焼却、埋立地への埋立、あるいは再利用のためにリサイクルされます。リサイクルは、本来であれば廃棄物となるはずだった価値ある物質を、再び貴重な資源へと変えるのです。

三峡ダムの浸水地域を示す衛星地図。2006年11月7日（上）と1987年4月17日（下）を比較。この発電所は、考古学遺跡や文化遺産を浸水させ、約130万人の住民を避難させ、地滑りの危険性の増大など、重大な生態系の変化を引き起こしている。[ 21 ]このダムは国内外で物議を醸している。[ 22 ]

自然環境において、水、森林、植物、動物はすべて、適切に監視、保護、保全されている限り、再生可能な資源です。持続可能な農業とは、動植物の生態系を保全し、土壌の健全性と肥沃度を長期的に向上させる方法で動植物を栽培することです。海洋における乱獲は、漁業慣行や方法が生態系を脅かし、種を絶滅に追い込み、さらには漁業が人間にとって持続可能な利用の可能かどうかを決定づける可能性がある一例です。規制されていない漁業慣行や方法は、資源の完全な枯渇につながる可能性があります。[ 23 ]

太陽、風力、波力、バイオマス、地熱などの再生可能エネルギーは、再生可能な資源に基づいています。水力（水力、潮力、波力）、風力、地熱放射（地熱発電に利用）、太陽エネルギー（太陽光発電に利用）などの再生可能な資源は、実質的に無限であり、枯渇することはありません。一方、再生不可能な資源は、慎重に使用しないと枯渇する可能性があります。

海岸線の潜在的波力エネルギーは、世界の需要の5分の1を賄うことができます。水力発電は世界の総エネルギー需要の3分の1を供給できます。地熱エネルギーはさらに1.5倍のエネルギーを供給できます。風力発電は人類の全需要の30倍以上を賄うのに十分な量です。太陽光発電は現在、世界のエネルギー需要のわずか0.1%しか供給していませんが、2050年までに予測される世界のエネルギー需要の4,000倍を賄うことができます。[ 24 ] [ 25 ]

再生可能エネルギーとエネルギー効率は、もはや政府や環境保護主義者だけが推進するニッチな分野ではありません。従来の金融機関からの投資と資本の増加は、再生不可能な資源が減少する中で、持続可能なエネルギーが主流となり、エネルギー生産の未来を担うようになっていることを示唆しています。気候変動への懸念、核の危険性と放射性廃棄物の蓄積、原油価格の高騰、ピークオイル、そして再生可能エネルギーに対する政府の支援の拡大によって、この傾向は強まっています。これらの要因は、再生可能エネルギーの商業化、市場の拡大、旧式技術に代わる新製品の導入の増加、そして既存インフラの再生可能エネルギー基準への転換を促進しています。[ 26 ]

経済モデル

経済学では、再生不可能な資源は、今日の消費量が多いほど明日の消費量が減る財として定義される。 [ 27 ]デヴィッド・リカードは初期の著作で枯渇性資源の価格設定を分析し、鉱物資源の価格は時間とともに上昇するはずだと主張した。彼は、スポット価格は常に採掘コストが最も高い鉱山によって決まり、採掘コストの低い鉱山所有者は差別的地代から利益を得ると主張した。最初のモデルはホテリングの法則によって定義される。これは、ハロルド・ホテリングによる1931年の再生不可能な資源管理の経済モデルである。これは、再生不可能で増加不可能な資源を効率的に利用することは、そうでなければ安定した状況下であっても、資源の枯渇につながることを示している。この法則によれば、これにより、資源の希少性が高まっていることを反映して、毎年利子率に等しい割合で上昇する純価格、すなわち「ホテリング地代」が生じる。 [ 28 ]ハートウィックの法則は、再生不可能な資源を利用する経済における福祉の持続可能性について重要な結果をもたらす。 [ 29 ]

参照

参考文献

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