『エネルギー』（2006年）は、人間の思考領域の中でも最も捉えにくい概念の一つであるエネルギーについての洞察を提供する。エネルギーとは何か、エネルギーがどのように私たちを現在の地点へ導いてきたか、そして特定のエネルギー源への依存がどのような危険をもたらすかを理解することで、私たちは現代文明が直面する課題によりうまく対処できるようになるだろう。
この要約から得られること──エネルギーとは実際に何か、そしてそれが身の回りすべてにどう影響するかを知る
「エネルギー」という言葉を聞いて、あなたは何を思い浮かべるだろうか。ぐっすり眠った翌朝に感じる活力だろうか。チョコレートバーを食べたときに得る力だろうか。それとも物理の授業や熱力学の法則を思い出すだろうか。
より効率的な狩猟道具を発明したときも、牛に畑を耕させたときも、化石燃料の燃やし方を学んだときも、エネルギーを利用する新しい方法の発見は、常に人類という種の進化の中心にあった。それによって私たちは物事をこれまで以上に効率的に行い、技術を絶えず向上させることができた。しかし、この物語には負の側面もある。私たちは今、エネルギー需要が環境に深刻な脅威をもたらす段階に達している。幸い、この要約で見ていくように、増え続けるエネルギー需要を持続可能な形で満たすのに役立つ代替エネルギー源が存在する可能性がある。この要約では、次のことを学ぶ。
- エネルギーとは実際には何か
- エネルギーがいかにしてより良い社会の構築に役立ったか
- なぜヒョウはオオカミより速く走れるのか
エネルギーの概念は何世紀もかけて発展してきた
私たちが「エネルギー」という言葉を使う様子を見ると、ほとんどの人がエネルギーとは実際に何なのかを完全にはわかっていないことが明らかだ。たとえば、カリスマ的な講演者が「聴衆を活気づける」と言ったり、ハーフマラソンに向けた厳しいトレーニングの後に「エネルギーが高まった」と感じたりする。しかし、こうした表現はせいぜい比喩にすぎない。実際には、何時間も体を酷使したあとに、以前より多くのエネルギーを持つことは不可能なのだ。
では、科学や物理学ではないとすれば、私たちのエネルギーの概念を形づくっているのは何だろうか。本質的に、「エネルギー」と言うとき、私たちはさまざまな種類のエネルギーを包括する広い用語を使っている。この語はアリストテレスが作ったギリシャ語のエネルゲイアに由来し、運動、作用、仕事を意味する。今日、エネルギーは一般に仕事をする能力、つまり変化を起こす能力と考えられている。
この種の仕事は、部屋に座って宇宙を思索するという単純なことかもしれない。じっとしているように見えても、体は実際に働いている。心臓は血液を送り、胃は食べ物を消化している。それにはエネルギーが必要だ。熱力学の第一法則は、エネルギーは生成も消滅もできないと述べているが、これは「エネルギー」がしばしば、さまざまなエネルギーの変換を表す抽象的な概念にすぎないことを示している。これを確かめるには、両手をすばやくこすり合わせてみてほしい。手が温かくなるのに気づくだろう。
これは手が「エネルギーで満たされた」からではない。手をこすり合わせると、運動エネルギー（動き）が熱エネルギー（熱）へと変換され、そのために温かく感じるのだ。人類は、ジュール、ワット、アインシュタインといった科学者を含め、何世紀にもわたってエネルギーの本質を探究してきた。長年にわたり科学者たちは、国際単位系など、こうした神秘的に見えるエネルギーを測定するシステムを作り、それを使って世界の仕組みをより深く理解してきた。エネルギーは実に複雑な概念である。この要約を通して、私たちはその謎を解き明かし、地球上のすべての生物にとってエネルギーが果たす役割を紹介していく。
地熱エネルギーと太陽放射が地球そのものを形づくっている
宇宙は広大だが、私たちはまだ地球外生命を発見していない。その理由の一つは、他の惑星が地球とほとんど似ていないからだ。実際、地球は生命が住める惑星にする独自の性質をいくつも備えており、そのすべてがエネルギーのおかげで存在している。そのエネルギーの第一は太陽放射である。
地球は太陽の周りを完璧な距離で公転しており、大気が強烈な太陽放射から私たちを守ると同時に、生命を可能にする極めて稀な条件の組み合わせを育むのに十分な放射を通している。例えば、液体の水と固体の水の両方が存在できる温度範囲がそれだ。太陽放射の影響は気候に最も見やすい。太陽放射が地球に届くと、その多くは大気の温室効果によって吸収される。この放射をオゾンに閉じ込めることで、地球の気候は何百万年も比較的安定してきた。しかし、人間活動の増加により、この環境上の恵みははるかに危険なものへと変わりつつある。今日ではCO2排出量の増加の結果、より多くの太陽放射が大気内に閉じ込められ、地球の温度を徐々に上昇させている。
地球の温暖化が進むと、干ばつ、砂漠化、氷床の融解、沿岸部の洪水といった深刻な結果に直面するかもしれない。地熱エネルギーも地球の形成に一役買ってきた。地球の深部には、ゆっくりと冷えていく溶融鉄の核がある。核から放出されるエネルギーは、海底を変形させ、私たちが住む大陸を移動させることで地球を形づくっている。地熱エネルギーは計り知れないほど強力で、私たちが経験できる自然の力の中でも最も激しい現象を引き起こす。火山噴火、津波、地震はすべて地球の地熱エネルギーが原因だ。
エネルギーはあらゆる生物の生存に大きな役割を果たしている
アマゾンの木であれ、アフリカのライオンであれ、胃の中の細菌であれ、そのシステムを機能させ続けるために必要なものが一つある。エネルギーだ。生物は生物圏の中でさまざまな方法でエネルギーを変換でき、それぞれの方法が生態系のあり方に影響を与えている。生物がエネルギーを変換する方法の一つが光合成であり、植物が太陽放射を成長に使えるエネルギーへと変換する、かなり非効率なプロセスである。もちろん、エネルギーを変換する必要があるのは植物だけではない。
例えば、糖を乳酸に変える細菌の助けを借りて、動物や人間は複雑な有機化合物──光合成によって作られた植物の葉など──を代謝し、そこからエネルギーを得ることができる。しかし、生物が地球の主要なエネルギー源である太陽放射から遠ざかるほど、得られるエネルギーは少なくなる。複雑な生態系では肉食動物や雑食動物よりも草食動物のほうが多くなるのはそのためだ。草食動物は光合成のエネルギーに近く、植物を食べるだけでよく、先に植物を食べた他の動物を食べる必要がないからだ！ しかし、生物がエネルギーを均等に使うわけではない。実際、エネルギーの使い方はライフステージによって異なる。子猫や子犬を飼ったことがある人なら、成長にどれほど多くのエネルギーが必要か知っているだろう。
成体の動物も食物や水という形でエネルギーを必要とするが、子どもに比べるとはるかに少ないエネルギーで生き、機能することができる。狩りをして動き回る必要はあるが、成長し続けるために体が絶えずエネルギーを供給される必要はもはやない。成長が終わると、生物は食物や水から得たエネルギーを体の機能維持、例えば心臓の拍動や肺の呼吸を保つために使う。また、生物はその「設計」に応じてさまざまな方法でエネルギーを使う。
例えばチーターは、エネルギーを素早く使える特殊な筋肉構造を持っており、それゆえに高速で走ることができる。一方、オオカミはそれほど速くはないが、より少ないエネルギーではるかに長い距離を走ることができる。では人間はどうだろうか。エネルギーは何千年にもわたる私たちの発展の仕方にどのように影響してきたのだろうか。
エネルギーは人間社会の発展に不可欠な役割を果たしてきた
人間は、何千年にもわたってエネルギーを獲得してきた方法において極めて独特である。新しいエネルギーを利用するための最も原始的な発展は、最古の人類共同体で起こった。採集を行う狩猟採集社会は、主に菜食で命をつないでいた。木の実や種から得られるエネルギーは、小動物を狩るよりはるかに簡単に手に入った。
狩りが必要なときは、ガゼルやシカのような大きな獲物を選んだ。それらを仕留めれば、こうした社会が必要とする数週間分のエネルギーが得られた。だからこそ、最初の人類の定住地が通常海の近くにあったのは理にかなっている。人々は魚を獲ることで、家族や共同体の必要を満たす、安定した手に入りやすいエネルギー源を得ることができた。その後、人類は道具と動物の力を利用し始め、最初の原始的な文明を発展させることができた。最初に家畜化された動物の力を得て、人間は現在われわれが伝統的農業と呼ぶものを発展させた。この動物の力により、人々は自分の筋肉だけの場合よりも広い土地を耕すことができた。それによってより大きな集落を築くことが可能になり、人間の発明の才はすぐに水車、製錬、小都市の発展につながった。
しかし、人々は定住するだけでなく、旅をし、交易も行っていた。最初の船によって、地方の農民は絶えず食料を必要としている都市へ作物を輸出できるようになった。人々はやがて、水車や風車といった機械の発明により、自然の力のエネルギーを利用し始めた。これらの発明によって社会は風力と水力を利用できるようになり、同様に生産が向上した。たとえば、粉屋は穀物をはるかに速く、自分のエネルギーをはるかに使わずに挽けるようになった。最終的に、動物の力と最初の機械の利用によって、人類は共同体を集中させることができ、最初の本格的な文明が生まれた。
私たちが最も依存しているエネルギー源は持続可能ではない
すべての文明は、食物の光合成生産であれ化石燃料の燃焼であれ、太陽放射とそれがもたらすエネルギーに依存している。このことは現代世界と同様、古代ギリシャにも当てはまっていた。今日、私たちは石炭、原油、ガスといった、太陽エネルギーの化石燃料化した蓄えに依存している。そして電気のために、このエネルギーへの依存を強めている。
原油や天然ガスは、何百万年もかけて動植物の死骸から形成されたエネルギーの一種だが、今日の私たちは、それらが自ら補充されるには速すぎるペースで燃やしている。私たちは日々より多くの電気を使い、それを化石燃料の燃焼、ソーラーパネルや風力タービンの設置、原子力や地熱エネルギーの利用によって得ている。この種のエネルギー消費は、多くの重要な面で私たちの発展に貢献してきた。たとえば化石燃料のおかげで、私たちは世界中を旅し、物資を輸送できるようになり、まったく新しい通信手段も生まれた。さらに化石燃料によって都市化が進み、平均寿命が長く、多くの素晴らしい機会がある文明を築くことができた。こうした技術の進歩は確かに多くの人を助けてきたが、同時に多くの不利益ももたらしている。
技術やエネルギー資源へのアクセスはしばしば限られており、苦境にある国々が富める国々の享受する生活水準に追いつくのは難しくなっている。さらに、核兵器のような一部の技術は、無差別に使用されたり、悪意ある者の手に渡ったりすれば、人類全体の存在を脅かすことになる。最後に、持続不可能なエネルギー消費のやり方は、私たちの繊細な気候を変えつつある。これまで以上に、私たちはエネルギーの獲得・消費の新しい方法に焦点を当てる必要がある。そうしなければ、私たちの存在の源そのものを破壊しかねないのだ。
エネルギーの使用は日常生活のあらゆる要素に影響を与える
人間のエネルギー消費が気候に与える影響を多くの人が当然のことながら心配しているが、それでも私たちはエネルギーに大きく依存した日常生活を送らなければならない。実際、エネルギーは現代生活に欠かせない。家庭のエネルギーは世界の電力消費に占める割合を高めており、テレビ、携帯電話、iPod、電気コンロといった機器は世界中の現代の家庭に不可欠なものとなっている。これらの機器を動かすには明らかにエネルギーが必要だ。
しかし、それだけではない。これらの機器は世界中で生産・輸送される必要もあり、それにもエネルギーがかかる。さらに、私たちの移動性を高めた技術は、エネルギー消費も同様に増大させている。今では空港さえあれば、世界のどこへでも一日で移動できる。これは地球規模でつながる能力を広げたが、膨大なエネルギーを必要とする。エネルギー需要が伸び続ける中、私たちが使うエネルギーが実際にどこから来るのかを考慮する必要がある。
国際的な流通システムのため、電気や熱のために燃やす石油やガスが自国から来ることはめったにない。たとえば、ヨーロッパに住んでいるなら、使っているガスはEU加盟国ではなく、近隣のロシアから来ている可能性が高い。さらに、原油のほぼ80パーセントは中東、アフリカ、ロシア、ラテンアメリカから西ヨーロッパ、米国、日本へ輸送されている。これらの国々の間の紛争は、人口の大部分にとって深刻なエネルギー不足などの重大な結果を招きかねない。増え続けるエネルギー需要は問題であり、将来の生存の可能性を高めるために今立ち向かう必要がある問題なのだ。
エネルギー需要の結果に対処する持続可能な方法を見つける必要がある
残念ながら、エネルギーの未来を正確に予測することは不可能だ。過去に多くの人が試みたが、イラク戦争や中国の急速な経済発展のような出来事を予測できた者はいなかった。これらの出来事はエネルギー消費の軌道を大きく変えた。ただし一つ確かなのは、需要は今後も増え続けるということであり、特に中国のような急速に発展する経済では顕著だ。では、この消費の増加にどう対処すればよいのだろうか。
当面、私たちは化石燃料に依存し続けるだろう。風力、水力、太陽光といった再生可能エネルギー源の問題は、少なくとも今のところ、エネルギー市場の増大するニーズを支えられないことだ。だから、新しい解決策に向けて取り組むことはできるが、すべての人のエネルギー需要を満たすには、化石燃料消費のような古い方法にもうしばらく頼らざるを得ない。原子力もまた、長い間エネルギー計画の一部であり続けるだろう。議論はあるが、原子力は私たちがエネルギーを得る方法の中で最もクリーンな方法である。もちろん危険は依然として存在する。
原子炉へのテロ攻撃の可能性や放射性物質の安全な処分は、依然として私たちが直面する問題だが、科学者たちは近年、安全性を大幅に向上させてきた。本当に改善が必要なのは、原子力発電に対する一般の人々の受け入れだ。さらに、バイオマスや水からエネルギーを変換する新しい方法が将来明らかになる可能性もある。過去の文明は、暖房や調理のために薪を燃やすなどしてバイオマスを利用していた。しかし、これらのエネルギー変換は非常に非効率であり、バイオマスから効率的にエネルギーを得る方法を見つけない限り、長期的に役立つ可能性はない。もう一つの選択肢は水力エネルギー、つまり
水の流れによって生み出されるエネルギーである。この非常に自然で、ほとんど未開発のエネルギー獲得方法は、地球規模の文明にとって恩恵となりうる。歴史が示しているように、人類はほとんどの変化に適応できる。今はただ、増大し続けるエネルギーへの渇望に適応する必要がある！
最終的なまとめ
本書の重要なメッセージ：エネルギーは、地球上の生命の存在から社会の組織化のあり方に至るまで、あらゆることに不可欠な役割を果たしている。人口増加によって加速するエネルギー需要の増大は、今日最も喫緊の課題の一つである。幸い、前進する道はある。関連するおすすめ図書：『Energy Myths and Realities（エネルギーの神話と現実）』バーツラフ・シュミル著 本要約は、政治家や業界リーダー、活動家によるミスリーディングなレトリックに支配されがちな世界のエネルギー論争に対する、客観的で科学に基づく見方を提供する。
