図3. 世界の一次エネルギー消費量の歴史と将来[5,6].

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　図の右側の太い青線は世界の一次エネルギー消費量が毎年1.0187倍ずつ増え続ける場合の外挿値です。例えば，太い青線上の2050年の世界の一次エネルギー消費量の予測値をとって，これを，増え続ける世界の人口を外挿した2050年の予測値で割ると，2050年の世界平均の一人当たりの一次エネルギー消費量が出ます。こうして得られる2050年の世界平均の一人当たりの一次エネルギー消費量の予測値は，2017年に私たちOECD諸国の人々一人一人が消費した値1,921億1,000万ジュールの58.9％に過ぎません。したがって，図3の太い青線はひどく過小評価した需要予測値です。それにもかかわらず，2017年迄の歴史に従って，この過小評価のエネルギー需要予測に応じて燃料を世界に供給すると，2016年の世界の石油資源量1.652兆バレル［5］は2049年迄に消費し尽されます。そのまま，需要に応じて残る資源を供給すると，天然ガス［5］，ウラン［6］，石炭［5］が次々と無くなります。過小評価の需要見積もりに応えてもこういうことです。

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　これ迄のように，化石燃料とウランを消費し続ければ，今世紀半ば迄にこれらの全資源量が消費尽くされます。化石燃料資源を燃やし尽くすのですから，現在よりもはるかに耐え難い温暖化が起こることは明らかです。しかし，今，私達が再生可能エネルギーだけを使い，二酸化炭素の排出を止めることにすれば，世界が生き延びられます。私達の地球には，私達が使い切れない有り余る再生可能エネルギー源がありますから。

 

　地球の化石燃料やウランの資源量に将来はないことは図3から伺えます。しかし化石燃料は有機材料の貴重な原料ですから，全て燃やして二酸化炭素に変えてしまうわけにはいきません。化石燃料は, 大事に残す必要があります。

 

　　原子力発電はどうでしょう。先進国が国家プロジェクトとして，競って70年近く原子力発電を行って来ました。原子力発電の年間総発電量は，世界31カ国合わせても，世界の年間一次エネルギー消費量のわずかに4％台と，増えることもなく，世界から見れば役立たずな技術です。産業としては，火力発電より性能が劣り，費用が高く，多くの人手を必要とします。同じ量の発電をするなら，費用対効果だけで見ても，原子力発電より火力発電の方がはるかに優れていることがわかりましたから，原子力発電は世界で拡がりません。

 

　しかし，日本では，休止ししている原子力発電を再稼働させる動きがあります。産業技術に絶対安全なものはありません。いくら安全対策をしても，人間が造ったものに絶対安全なものなどないことは誰でも知っています。原子力発電所は，大都市近郊には一つもありません。都会から出来る限り離して設置してあります。火力発電所は大都市に普通にあるのと大きな違いです。

 

　一度事故を起こせば、何十万人の人が何十年も避難しなければなりませんし，子供や作業従事者にガンが発生するのは避けられません。チェルノブイリの事故から20年後の2006年に，WHOは，被曝によってガンを発症した死者は9,000人［7］と信じがたい数を発表しています。チェルノブイリの事故では，危険なセシウム137による汚染が1平方メートルで4万ベクレル以上の面積は20万平方キロメートルを越え，その71％がベラルーシ，ロシア，ウクライナと報告されています［8］。この71％だけでも本州の面積の62％に当ります。いくら都会から離して設置されていても，大きな事故が起これば，沢山人が死ぬだけでなく，島国日本では人の住める場所が無くなってしまう危険がある役立たずな原子力発電を抱えているのは，全く愚かなことです。

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　そんな危険な産業が存在することは許されません。電気を造る方法は他に沢山あります。

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4. 先進国の責任

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　先進国は，大量に二酸化炭素を排出して温暖化を誘起してきましたから，再生可能エネルギーだけで世界が持続的発展をすることができる技術を開発して，世界に普及する責任があります。役立たずで，大勢の人を危険に曝すような原子力発電技術を利己的に使い続けるときではありません。

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5. 使い尽くせない量の再生可能エネルギー源

 

 

　これ以上の地球温暖化の進行を防ぎ，化石燃料を使い尽くすことを避けるためには，全世界が化石燃料燃焼をやめ再生可能エネルギーだけを使い，二酸化炭素の排出を産業革命以前の水準に制限しなければなりません。​

 

　再生可能エネルギー源は私達の惑星には，使い切れない量あります。世界は2017年に一次エネルギーを6.1353 垓ジュール使いました［5］。これだけのエネルギーを砂漠に太陽電池を据えて電力の形で造り出すことを考えてみましょう。太陽電池は，今，市販されているエネルギー変換効率20％のものを用い，1平方mに1,000 Wの太陽光が砂漠では1日8時間注ぐと仮定しましょう。  ​世界中が消費した2017年1年分6.1353 垓ジュールの量のエネルギーを電力の形で造り出すのに必要な砂漠の面積は29万2,300平方kmです。これは，地球上の主な砂漠の面積2,269 万平方kmのわずか1.29％に過ぎません。この限られた砂漠に太陽電池を据えるだけで，2017年に世界が使ったエネルギーを電力の形で得られます。​

 

　砂漠に太陽電池を置くまでもなく，建物の屋根でどこでも太陽光発電は出来ますし，この地球には，風力を始め有り余る再生可能エネルギー源が使い切れない多量にあります。私たちは再生可能エネルギーを電力に変えるいろいろな技術も持っています。​

 

6. 燃料としての水素の夢

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　私達の惑星には使い切れない有り余る再生可能エネルギー源があります。全世界が再生可能エネルギーだけを用いて，持続的発展を維持できるような技術を確立し普及する必要があります。

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　1970年代には，私達は，洋上に筏を浮かべ，その上に太陽電池を据えて，発電される電力を用いて，その場で海水を電気分解して水素を造り，世界に供給することを考えていました。しかし，水素の貯蔵，輸送，燃焼のために世界に普及している技術はありません。

　

　化石燃料の代わりに世界に供給する燃料は，貧しい国も富める国もすぐに使える燃料でなければなりません。再生可能エネルギーから造られる電力の余剰分を，貯蔵，輸送，燃焼のインフラと技術が世界に広く普及している今使われている燃料に変える必要があることを私達は理解しました。

 

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7. 再生可能エネルギーから得られる余剰電力を

メタンの形で蓄える

 

 

　余剰電力を今使われている燃料に変えると言うことは，有機燃料を合成することです。余剰電力を使う水の電気分解で水素を造ることが出来ます。私達は，この水素と排気ガスの二酸化炭素とを使って，有機燃料を合成することを1980年代から始めました。

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　再生可能エネルギーから現在使われている燃料を製造することに，私たちは幸運でした。水素と二酸化炭素を反応させると，他の物質を造らずに100％メタンだけを高速に造る極めて有効な触媒を私たちは見つけることができました［9］。メタンは天然ガスの主成分で，天然ガスには有効な燃焼施設と貯蔵や輸送のインフラが世界中にあります。

 

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8. 再生可能エネルギー源だけで二酸化炭素を

リサイクルして安定な電力供給

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　主な再生可能エネルギー源は，断続変動する風力と太陽光です。変動する電力需要に応えて，100％再生可能エネルギーで世界が暮らすためには，再生可能エネルギーから発電した電力の余剰分を蓄えて，直接発電の電力を補って，断続変動のない高品質の安定な電力を供給する必要があります。

 

　数時間や1日なら蓄電にバッテリーなど既存の技術を使えますが，季節変動を考えると，数ヶ月は余剰電力を蓄える必要があります［10］。現在は，変動する需要に応えるための日々の出力の調整には，稼働と停止が容易な天然ガス発電が使われています。私達の合成メタンは，そのまま天然ガス発電に使えます。

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　余剰電力をメタンに変えて蓄え，再生可能エネルギーから直接造られる断続変動する電力に，合成メタンによる天然ガス発電で造る電力を補って，断続変動のない安定な電力を十分に供給すれば，世界は今のまま問題なく暮らせます。天然ガス発電で生じる排気ガスの二酸化炭素はそのままメタン製造に使えますので，二酸化炭素を原料として，外から集めて来る必要もありません。

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9. 再生可能エネルギーからメタン製造のキーマテリアル

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　キーマテリアルは，水を電気分解して陰極で水素を作り陽極で酸素を造る電気分解用高活性陰極と陽極，二酸化炭素を水素と反応させてメタンを造る高性能触媒です。私達はグリーンマテリアルと名付けて，これらの研究を1980年代から始めました。

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9-1. 水の電気分解用陰極と陽極

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　水の電気分解は(1)式です。

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　　　　　　　　4H2 O → 4H2  + 2O2                                   (1)

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　水素と酸素を造る速度は電気分解の電流の大きさで決まります。産業規模の速度で水素や酸素を造るには，1平方mの電極で6000Aの電流を流したい所です。これで, 1平方mの電極上で，1時間に水素が2.5立方m出来ます。電気分解の電力消費を抑えるには，1平方mあたり6000 Aの電流を流すための電気分解の電圧を低く抑えなければなりません。そのために，高活性な電極を創り出す必要があります。

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　図4［11］は，いろいろな電極を使った水の電気分解による水素製造の電流と電圧の関係です。普通の金属であるNiやFeなどを陰極に使うと，水素生成の活性が低いために，高い電圧が必要です。

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　これに対し，私達が簡単なメッキで創り出したNi-Fe-C合金は，この電極の上で起こる水素生成反応の機構からみて，これ以上の活性は得られない高活性電極です。一方，NiやFeなどは水素生成反応の機構からみると，最も活性が低い材料です。