フューチャー・アース ～未来の設計図～ 吹田市

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1 フューチャー・アース ～未来の設計図～ 10.10.2015 吹田市
フューチャー・アース ～未来の設計図～ 　吹田市 安井　至 （一財）持続性推進機構・理事長 （独）製品評価技術基盤機構・名誉顧問 東京大学名誉教授 ・ 国際連合大学元副学長 １９年目になったWebサイト：870万アクセス

2 ２１世紀とは、 人類と地球の関係が変わる世紀である。 まず、歴史を振り返ってみよう。
２１世紀とは、 　人類と地球の関係が変わる世紀である。 　まず、歴史を振り返ってみよう。

3 「１０万年の経済史」 by Gregory Clark, 2007
不思議な量　実は、良い食物という量 Great Divergence per capita Income Industrial Revolution One of several adverse effect of industrial revolution is the great divergence. Before the industrial revolution, almost everybody was equal in per capita income, which was evaluated by the quality of food people ate at that time. Of course there were limited number of persons like king or queen who lived completely different quality of lives. Since the industrial revolution, rich group went much more rich and poor group’s quality of life was less than the average of historical human lives. 『マルサスの罠』 Malthusian Trap 1000BC 500BC

4 人類のターニングポイント ＝人口の増加・減少の大変化
人類のターニングポイント 　　＝人口の増加・減少の大変化 家 畜 の 労 働 力 灌 漑 技 術 の 発 明 鉄 器 の 発 明 定 住 型 農 業 20th C. 19th C. I don’t think there is one answer to this problem, but I will show you one possible answer to this irreversible nature. It is population. This figure shows the trend of world population for 12 thousand years. Human civilization started when human being started to use fire, and it is believed more than 1.8 Million years ago. Second important revolutionary event is to start agriculture, i.e. settled down and grew crops. It is estimated about 10 thousand years ago. Why? 18th C. BC AD

5 人類のターニングポイント ＝人口の増加・減少の大変化
人類のターニングポイント 　　＝人口の増加・減少の大変化 Million 食 糧 革 命 産 業 革 命 Year

6 20世紀の人口爆発の原因は 穀物単収（単位面積当たりの収穫量）の増加にある フランスの小麦 出展 Michel & FAO
川島博之氏提供

7 ハーバー・ボッシュ法 によるアンモニア生産 十分な食料は豊かさ ＝＞　ヒトは１９５０年以降、 飽食を実現したが、 他の野生動物は、常に、 飢えている。 化学肥料 　硫安 　硝安 ハーバー・ボッシュ法は、全エネルギーの１％を消費

8 人類史上のターニングポイントと格差 人類の最初の富＝食糧は、お天気任せ、運任せ。
１７６９年：ジェームズ・ワットの蒸気機関の発明によって、人力のみではできない作業が可能になった。格差が拡大しはじめた。 １９５０年：１９０６年発明のハーバー・ボッシュ法を使用し、莫大なエネルギー消費によって窒素肥料が生産。食糧の生産量が急増した。人口増加が起きると同時に、格差が一気に拡大した。 現時点：被害者意識を持つ人々が増えた。 中東諸国の独裁政権の崩壊によって、西欧の富の独占に対抗してイスラム原理主義が力を持つようになった。

9 エネルギーの 大量利用による人間活動の増大 これが、経済発展の駆動力だった！
エネルギーの 大量利用による人間活動の増大 　これが、経済発展の駆動力だった！ しかし、経済発展には、必ず暗部を伴う その最大のものが格差の増大 それに呼応した形で過激思想がはびこる 強圧的に抑えることができても、いつかは。。。 このプロセスは、あらゆるリスクを増大するようになった 日本の状況 ＊正社員と契約社員の格差の増大 ＊東日本大震災、福島第一原発事故＝大エネルギーの象徴 ＊被害者意識への対応が中心課題になった。

10 ビジネスもリスクを考える時代

11 ダボス会議の世界リスク２０１５ 国家間 紛争 4.5 5.5 3.5 影 響 大 可能性大

12 ダボス会議の世界リスク２０１４ 影 響 大 可能性大 ：環境関係 財政危機 気候変動 水関連リスク 失業 生態系の崩壊 異常気候
　　　　　ダボス会議の世界リスク２０１４ ：環境関係 影 響 大 財政危機 気候変動 水関連リスク 生態系の崩壊 失業 情報システムインフラの崩壊 異常気候 政治的社会的不安定性 財政機構の崩壊 サイバーアタック 所得格差 ガバナンス喪失 パンデミック 食糧危機 自然崩壊 流動性危機 抗剤性 細菌 デジタル窃盗 環境破壊 テロリスト 国際紛争 資源・経済ナショナリズム 政治的腐敗 不適切な都市化 可能性大

13 ダボス会議の世界リスク２０１４ → ２０１５ 影 響 大 可能性大 ：環境関係 国家間 紛争 財政危機 気候変動 水関連リスク 失業
ダボス会議の世界リスク２０１４　→　２０１５ ：環境関係 影 響 大 財政危機 国家間 紛争 気候変動 水関連リスク 生態系の崩壊 失業 情報システムインフラの崩壊 異常気候 政治的社会的不安定性 財政機構の崩壊 サイバーアタック 所得格差 ガバナンス喪失 パンデミック 食糧危機 自然崩壊 流動性危機 抗剤性 細菌 デジタル窃盗 環境破壊 テロリスト 国際紛争 資源・経済ナショナリズム 政治的腐敗 不適切な都市化 可能性大

14 「地球の破綻」を書きました 気候変動などの八人衆の専門領域 の未来像を議論し、執筆は個人的に遂行 未来の地球が破綻する形はどのようなものか
２０１２年１２月刊 気候変動などの八人衆の専門領域 　の未来像を議論し、執筆は個人的に遂行 未来の地球が破綻する形はどのようなものか 「２１世紀版成長の限界検討会」の八人衆との共著 　江守正多　国立環境研　気候変動リスク評価研究員 　川島博之　東京大学大学院農学生命科学研究科 　薗田綾子　（株）クレアン代表取締役 　原田幸明　物質材料研究機構　元元素戦略グループ長 　馬場未希　日経エコロジー副編集長 　藤野純一　国立環境研　温暖化対策評価研究室 　松田裕之　横浜国立大学　環境情報研究院　教授　 　森口祐一　東京大学大学院　工学系研究科　教授

15 リスクの大きな環境関連事象 気候変動 異常気象 水関連リスク 気候変動 生態系の崩壊 生物多様性の喪失 自然崩壊 金属資源の枯渇
ダボス会議の評価 地球の破綻の記述 気候変動 異常気象 水関連リスク 生態系の崩壊 自然崩壊 環境破壊 食料危機 資源経済ナショナリズム 不適切な都市化 財政危機 化石燃料が最大の原因 気候変動 生物多様性の喪失 金属資源の枯渇 化石燃料の枯渇 人口爆発と食料危機 環境汚染 対策費用の不足

16 COP21のための日本の約束草案 NO! 約束草案はゴールか？　 ２６．０％削減 G7の基準年 CO2排出量 第一次安倍内閣提案

17 「２０５０年８０％削減」を実現するために、 ２６．０％削減を何回やる必要があるのか
１４．０億トン　　スタート 　２．８億トン　　ゴール ２０３０年までに、１５年かけて２６％削減 答： 簡単な計算をすれば、２０３０年から２０５０年の間で、 ２６％削減を４．３回実行すると、２０５０年で８０％削減 の実現が可能になる

18 考慮すべき事項 まずは背景 資源限界 技術限界 発想限界≒国際交渉音痴 化石燃料、金属、鉱物、森林保護、生物多様性
考慮すべき事項　まずは背景 資源限界 化石燃料、金属、鉱物、森林保護、生物多様性 技術限界 自然エネルギーを活用する技術 電力を保存する技術 CCS技術、CCU技術 「輸送による環境負荷」の変化 発想限界≒国際交渉音痴 環境未来予測については、日本の産業界の意識は世界最後尾であり、目覚めるのに、オリンピック前年の２０１９年まで掛かると思われる

19 ２０１５ エルマウ・サミット首脳宣言 世界全体の温室効果ガス排出の大幅な削減が必要であることを強調する。
２０１５　エルマウ・サミット首脳宣言 世界全体の温室効果ガス排出の大幅な削減が必要であることを強調する。 2050年までに2010年比で最新のIPCC提案の40％から70％の幅の上方の削減とすることを共有することを支持する。＝先進国は、２０００年比で８０％削減ぐらい。 2050年までにエネルギー部門の変革を図ることにより，革新的な技術の開発と導入を含め，長期的にグローバルな低炭素経済を実現するため。

20 CO2排出量/年 MtonｰC/Year 世界全体 工業国とその他
３５０GtC 700GtC 2080年

21 Allowance of 濃度 Integrated Assessment Model 排 出 量 IPCC　AR5　WGⅠ

22 ２０８０年 どちら？ どちらでもその後の 排出許容量はゼロ 現在 IPCC　AR5　WGⅠ 未来永劫成立する関係

23 余剰になることでの国際情勢の不安定化リスクへ
２１世紀前半の限界が２℃＝１５００GtCO2なら化石燃料は？ 石炭の８１％ 石油の４２％ 天然ガスの４６％が余剰 CCS処理で水素源？ 8. August 2013 化石燃料枯渇のリスクを問題した過去から 余剰になることでの国際情勢の不安定化リスクへ

24 CCS=Carbon Capture and Storage CCU=Carbon Capture and Utilization
EOR用途 がベスト？ CCSは処理量が半端ではない 実用化には、日本でも１億トン／年 これが最大の問題 Cost of CCS = $30/ton-CO2 = $12.5/Barrel（for Petro） Cost for separation, liquefy and storage

25 化石燃料 枯渇領域 1500GtCO2 300GtCO2 最初が石油 現在 次が天然ガス IPCC AR5 WGⅠ 未来永劫成立する関係
次が天然ガス　 21世紀前半 後半 現在 IPCC　AR5　WGⅠ 未来永劫成立する関係

26 海面上昇と異常気象による環境難民問題 ２．５℃上昇で始まる１０ｍもの海面上昇
国際交渉リスクのために、２℃は必須の条件　なぜ？ バングラデシュの海面上昇による国土の喪失 2008 海面上昇と異常気象による環境難民問題 　２．５℃上昇で始まる１０ｍもの海面上昇

27 ３種類の一次エネルギー ヒトが使える一次エネルギーは、たった３種。 化石燃料＝石油、石炭、天然ガス 核燃料＝もともと宇宙起源 自然エネルギー
樹林、植物、藻類などが起源 数１０００万年から数億年前か 元は、かつて地球に降り注いでいた太陽エネルギー 核燃料＝もともと宇宙起源 質量とエネルギーの変換によって作られた E=mc2　（アインシュタインの式） 自然エネルギー 基本的に現時点の太陽エネルギーの利用 他の二種がストック型に対し、フロー型 　核融合 超新星爆発 　核融合

28 地球のエネルギーフローとバランス 赤外線 CO2が 吸収 一部が 地球へ ２０１２年 12000倍 エネルギー消費 15TW
崩壊熱、摩擦熱、 ジュール熱、残留熱 崩壊：長寿命核種、ウラン、トリウム、カリウム４０

29 天然ガスなら良いのか シェール革命？？？ 1.77倍 1.35倍 ◆石炭の変わりに天然ガスで発電しても効率が同じ
エネルギー源 単位 発熱量kcal kg-CO2 g-CO2/kcal 一般炭（輸入炭） kg 6,354 2.39 0.376 液化天然ガス（LNG) 13,019 2.77 0.213 ガソリン L 8,266 2.38 0.288 1.77倍 1.35倍 ◆石炭の変わりに天然ガスで発電しても効率が同じ ならば、CO2量は４４％削減にしかならない。 ◆自動車の燃料として、ガソリンの代わりに天然ガス という選択肢もなさそう。レンジエクステンダー用なら可？？ ◆日本に「シェール革命」は無関係　パイプラインが無いから ◆しかし、いずれ、天然ガスもＣＣＳが必要に！

30 なぜ我々はエネルギーを使いたがるか その１ 豊かな生活とは食料だった ⇒ 人口増加 答：その２ 楽な生活をするため
なぜ我々はエネルギーを使いたがるか　 その１　豊かな生活とは食料だった　⇒　人口増加 答：その２　楽な生活をするため　 多分、輸送。以前は歩くか馬。 ガソリン自動車： ガソリンエンジン（内燃機関）は一つのエポックを作った。1885年にダイムラーによる特許。それまでの蒸気エンジン、電気モーターを性能で凌駕。 1901年にはアメリカのテキサスで油田が発見されてガソリンの安定供給開始。 1908年には、フォードがT型を発売した。大量生産方式を採用し自動車の価格を引き下げ。

31 それには、電気に関する発明が大きい ＝電力のみが可能にした快適性と利便性。 ＝主として、モーター。そして、ヒートポンプ。
なぜ我々はエネルギーを使いたがるか　その３ 答：快適で便利な生活をするため それには、電気に関する発明が大きい ＝電力のみが可能にした快適性と利便性。 ＝主として、モーター。そして、ヒートポンプ。 洗濯機、掃除機、エレベータ、エスカレータ、冷蔵庫、エアコン、、、、、、、 ＝主として、半導体デバイス・ディスプレイ。 テレビ、スマホ、通信機器、BD、、、、 低電力照明（LED） 本質的かどうか不明ながら、娯楽性も

32 最低、どのぐらいエネルギーが必要か 基礎値＝ヒトの生存のためのエネルギー
ヒトは、エネルギーを補給するために、毎日 食物を摂取　 kcal/日 体内で酸化して、 ｇCO2/日を排出

33 日本人の一人あたりCO2排出量 年間約１０トン／人（産業を含む） 家庭用だけなら、６．１ｋｇ／人日 ＝召使を６～８人ぐらい 使っている勘定に
なる。 エネルギーで、豊かで楽で 便利な生活ができる訳だが、 そう思っているだろうか？ 『ライフスタイルを変える ことができるだろうか』

34 第四のエネ源：省エネ技術を極限まで活用 日本の家庭でさらなる省エネはかなり難しい 北海道の冬でも、エアコン暖房を可能に
地中熱をヒートポンプの熱源に活用 河川水も同様に 都市部での冬に、下水の熱をヒートポンプでくみ上げて使用 家庭での「拾エネ」（太陽電池パネル１枚＋蓄電池）を災害対応を含めてお薦め→プリウスの電池へ？ 素材産業では省エネが経済的に見合わない 二国間クレジットによる途上国の低炭素化 日本の７～８年前の技術を移転することで、アジア、アフリカの国々の省エネ・低炭素化を支援

35 第五のエネ源：ライフスタイル CO2排出の要素分解式
満足サービス Service Satisfaction 省エネ Energy Saving 低炭素エネルギー源 LowｰC E. Resources

36 ＥＵ

37 ＥＵ

38 ドイツ Motor Fuel

39 ドイツ

40 ドイツ ？？？ このシナリオは マスバランスが 取れていない。 自動車産業から の要請を無視で きなかった？ メタンディーゼル を開発する気か？

41 英国 オーソドックスな対応

42 英国

43 ２０１５年現在の技術限界 自然エネルギーを活用する技術 電力を保存する技術 CCS技術、CCU技術 輸送によるCO2排出 リサイクル技術
電力と水素をゼロカーボン化する 電力を保存する技術 電池の進歩は確実であるが、コストは高い CCS技術、CCU技術 CCSは、貯留場所の確保と輸送が大問題 CCUは、何を作るか。ドイツは車の燃料！ 輸送によるCO2排出 水素、電力、（バイオ燃料は航空機用？）によってゼロカーボン化 リサイクル技術 エネルギー（電力）の量そのものは充分あるので進む 不安定な電力の有効活用法

44 今世紀末までの大局観 大目標は、 持続可能性よりは定常状態の達成
今世紀末までの大局観 大目標は、 持続可能性よりは定常状態の達成 １．世界人口を微減状態に ２．「一人あたりの地球への負荷 　　＝地球の回復力／人口」を達成

45 人口と食糧 人口のピークがいつ来るか 食糧が不足し、餓死によって人口が減少するような状況は来るのか 人口爆発（増加）の状況は？
人口と食糧 　　　　人口のピークがいつ来るか 食糧が不足し、餓死によって人口が減少するような状況は来るのか 人口爆発（増加）の状況は？ すでに起きているが、今後、どのような状況になるのか 特に、アフリカの人口の増加をどうするか 教育環境の改善が有効だと思われる

46 World Population Prospects, the 2010 Revision
　　　　国連による世界人口の推計　２１００年まで World Population Prospects, the 2010 Revision Figure 1: Estimated and projected world population according to different variants, (billions) 「地球の破綻」の予測は赤線 高位予測 「２０５０年の世界」の予測 中位予測 これ 低位予測 ＝「２０５２」の予測

47 World Population Prospects, the 2010 Revision
主要地域別の人口推計　中位予測　　　　　　　　　　　　 World Population Prospects, the 2010 Revision Figure 2: Estimated and projected population by major area, medium variant , (billions) アジア ここを水平に、がポイント アフリカ アジアの２０００年を ５０年遅れで実現 北米

48 出生率の推移が最重要な予測 アジア アフリカ ラテン アメリカ オセアニア 北米 ヨーロッパ

49 20世紀の人口爆発の原因は穀物単収（単位面積当たりの収穫量）の増加にある フランスの小麦 出展 Michel & FAO
川島博之氏提供

50 ハーバー・ボッシュ法 によるアンモニア生産 十分な食料は豊かさ ＝＞　ヒトは１９５０年以降、 飽食を実現したが、 他の野生動物は、常に、 飢えている。 化学肥料 　硫安 　硝安

51 淡水の利用可能量の変化　IPCC　AR5　WG2　

52 カンザス州西部の農地

53 オガララ帯水層の化石水 　＋ 　＋ 　＋ ＋

54 他の地球資源限界 金属：Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Snが不足 鉱物：セメント用：いくらでもある。作るときにCO2を大量放出することが問題
他の地球資源限界　 金属：Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Snが不足 鉱物：セメント用：いくらでもある。作るときにCO2を大量放出することが問題 鉱物：ガラス用：高純度のシリカ（ケイ石）は限界があり、不純物の多いシリカの精製はコスト面で困難 森林資源：世界的に森林保護の主張が高まるものと思われる。紙は従って、厳しくなる。 生物多様性：バイオ燃料などに厳しい目 最終処分地の地面：日本でも人口減少が激しくなれば、余裕ができるか？ 淡水：日本の場合には余り問題はない。海外からの淡水の輸入と同等の穀物輸入が問題

55 鉱石の品位低下 Cu Ni ニッケルおよび銅の鉱石品位（1885-2010年） 森口祐一氏提供
オーストラリア（％銅） オーストラリア（％ニッケル） カナダ（％銅） カナダ（％ニッケル） アメリカ（％銅） ニッケルおよび銅の鉱石品位（ 年） Cu Ni An indirect indicator of environmental impacts of minerals at the extraction phase is the grade of the ore extracted over time. As the grade declines, more land is disrupted, more water is used or polluted, and more energy is required. The ore grades of nickel and copper mines from 5 countries show this trend clearly over the past 125 years. The trends are clear: Mineral ores will become increasingly expensive to mine, unless new sources are found; but the places that are the most promising have already been explored.. 森口祐一氏提供 55

56 材料には資源というリスク 原田幸明氏提供

57 図２－４２ 資源は、少数の国によって独占されている
図２－４２　資源は、少数の国によって独占されている 原田幸明氏提供

58 非鉄金属　1.5兆円 スマホ　2.7兆円 鉱物性燃料の輸入 27.4兆円 17.4兆円

59 未来の設計図 「地球と人間活動＝フロー経済への転換」
自然エネルギーへ　化石燃料はＣＣＳが必須 核燃料　長期的には枯渇する（汚染は論外） 廃棄物（CO2、核燃料）　地球の処理能力内 物質資源　　すべて有限　「再生をする」 金属・鉱物資源　→自然エネで丁寧リサイクル 再生可能資源　　　 生物資源　　再生速度の範囲内で使用 淡水資源　　再生速度の範囲内で使用 環境資源（生態系）　　 各種環境維持機能　かなり脆弱、保全が必要

60 地球をもっと理解しよう

61 地球のエネルギーと温暖化の理解 赤外線 CO2が 吸収 一部が 地球へ ２０１２年 12000倍 エネルギー消費 15TW 崩壊熱、摩擦熱、
ジュール熱、残留熱 崩壊：長寿命核種、ウラン、トリウム、カリウム４０

62 ハイエイタス Hiatus ２０００年ぐらいから、気温は余り上昇していない。

63 地球が溜め込んでいるエネルギーは増え続けていると考えられる。 大気よりも海洋にエネルギーが吸収されていると考えられる。
計算値　　　　　　　　　　　　　観測値 地球が溜め込んでいるエネルギーは増え続けていると考えられる。 大気よりも海洋にエネルギーが吸収されていると考えられる。 水温の上昇に異常が見られる。

64 海水温度の年比較 ２０１３年９月２７日 与那国島 風速81.1m 「秋」が消えた 台風大型化 ２０１２年９月１日 ２０１４年９月１日

65 ２０１４年９月１日の海面水温ｂｙ気象庁

66 　未来予測は正確なのか　 降水量＝淡水の利用可能量の変化 減少 増加

67 地球の気候は「太陽が温める赤道」が決める
上昇気流 太陽の熱で温められる

68 中緯度の気候はどう決まる　「大気の循環」 通常位置 気温上昇

69 中緯度の気候はどう決まる　「大気の循環」 偏西風が 蛇行する ＝ これが 中緯度に おける 気候変動 の一つ 北へ移動 気温上昇

70 海面の比熱>>陸地の比熱 海の温度は上がりにくい 結局、コンピュータ・シミュレーションといっても、
Tropic of Cancer Tropic of Capricorn 結局、コンピュータ・シミュレーションといっても、 人間が直感的に理解できるようなデータを出す。

71 　未来予測は正確なのか　 降水量＝淡水の利用可能量の変化 減少 増加

72 ２０１０年の夏 モスクワの猛暑＝6月26日に３２．４℃ ２０１２年のNY ハリケーン・サンディ
偏西風の蛇行 ブロッキング高気圧という現象 Hurricane Sandy 高気圧 被害総額６兆円 地下鉄１週間後にも２割不通、停電復活に１ヶ月

73 2014年１月～３月の気温の変化　 北風 南風 三寒四温 とは違う事象

74 ２０１５年９月２７日 海水温度の 平年との比較 与那国島で 風速８１．１ｍ 「秋」が消える 台風大型化 ２０１２年９月１日 ２０１４年９月１日

75 結論 対応すべき地球環境問題はほぼ２種類 鉱物資源は、気候変動＆生物多様性との関係で配慮＝具体的には３Ｒ できるだけ水平リサイクル
結論　 対応すべき地球環境問題はほぼ２種類 気候変動　含む　淡水供給問題　土地の冠水 生物多様性　最悪のシナリオを早く見つける 鉱物資源は、気候変動＆生物多様性との関係で配慮＝具体的には３Ｒ　できるだけ水平リサイクル ただし、鉄に限り、今世紀中は土木・建設用ニーズがあるのでカスケードリサイクルで良い とりあえず持続可能社会へは３種の対応で　 １．イノベーション　消費者の感性への対応が重要　 ２．社会システム変更 ソフトロー＝ISO26000など　for Global Company ハードロー＝？？　個人的には国際環境連帯税 ３．ライフスタイル変更　　１．と深く関係する

76 自己紹介 工学部系化学出身で、無機材料（セラミックス・ガラス）・電池など
３０代後半から、環境科学も専門にし、すべての環境分野のカバーを試みる 東大教授を５８歳で辞職→国際連合大学：途上国開発分野 （独）科学技術振興機構で１年３ヶ月、その後、（独）製品評価技術基盤機構、現在、（一財）持続性推進機構・理事長 各種審議会委員。最近は、中央環境審議会委員、原子力小委員会委員長。 個人Webサイト「市民のための環境学ガイド」 地球の限界と人間活動、最近の環境リスク 趣味の世界ドライブ旅行記など