２０３０年の科学技術（資源／エネルギー分野）

　　　　　　　　　　第７回文部科学省技術予測調査
　　　　　　　　　　　　２０３０年の科学技術　編集　財団法人　未来工学研究所

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　重要度指数上位２０課題

No.	課題番号	課題	重要度指数	実現予測時期（年）
１	４９	高レベル放射性廃棄物の固体化の処分技術が実用化される	９４	２０２１
２	５３	環境性の良い高効率可搬型電源（電気自動車電源等）として燃料電池が普及する	８８	２０１５
３	７５	廃棄物選別回収システムが構築され、新たな経済尺度・基準に基づき再生した原料や再生品を生産・流通・消費する循環システムが普及する	８６	２０１６
４	２８	メタンハイドレートの採掘技術が実用化される	８３	２０２２
５	３５	変換効率２０％以上の大面積薄膜太陽電池が実用化される	８０	２０１５
６	６６	ガソリン自動車なみの走行性能を有する電気自動車が普及する	７７	２０１８
７	５８	自動車用高エネルギー密度（２００Wｈ/ｋｇ：鉛電池の５倍程度）の二次電池（Ni/MH電池、Li電池等）が普及する	７５	２０１５
８	７１	家庭用固体高分子型燃料電池のコジェネレーション利用が普及する	７３	２０１７
９	７４	現在の平均的な住宅に比べて冷暖房エネルギー消費が半分以下の省エネルギー住宅が普及する	７２	２０１６
１０	６４	分散型電源を需要側で有効に使うために、電力貯蔵技術を有効に使ったエネルギー管理技術が実用化される	６９	２０１４
１１	５６	高効率ガスタービン〔入り口温度１７０度以上）による大型複合サイクル発電が実用化される	６９	２０１５
１２	６０	二次電池を用いた電力の負荷平準化のための電力貯蔵設備が実用化される	６８	２０１５
１３	４５	核燃料サイクルを含めたFBR（高速増殖炉）システムが実用化される	６７	２０３１
１４	４１	住宅電力供給用に太陽電池が普及する	６６	２０１４
１５	４０	クリーンエネルギーを水素等のエネルギー媒体に転換して輸送する国際的エネルギー供給システムが実用化される	６５	２０２７
１６	７０	地域コジェネレーション用および分散型電気事業用として数十MW級固体電解質型燃料電池が実用化される	６５	２０１８
１７	４６	核融合発電炉が開発される	６４	２０３１
１８	７６	企業における環境会計の概念およびシステムが普及する	６４	２０１０
１９	５１	非化石性の水素を用いて、石炭やバイオマスからメタン、メタノールあるいはDME（ジメチルエーテル）などの合成燃料を製造する技術が実用化される	６４	２０１８
２０	５０	熱化学分解法によるエネルギー用水素製造プロセスが実用化される	６４	２０２２

UNFCCC　Annex　Ⅰ　countries
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２００３年１２月

NO	countries
１	Australia
２	Austria
３	Belarus
４	Belgium
５	Bulgaria
６	Canada
７	Czechoslovakia
８	Denmark
９	EEC
１０	Estonia
１１	Finland
１２	France
１３	Germany
１４	Greece
１５	Hungary
１６	Iceland
１７	Ireland
１８	Italy
１９	Japan
２０	Latvia
２１	Lithuania
２２	Luxembourg
２３	Netherland
２４	NewZealand
２５	Norway
２６	Poland
２７	Portugal
２８	Romania
２９	Russian　Fed.
３０	Spain
３１	Sweeden
３２	Switzerland
３３	Turkey
３４	Ukraina
３５	UK＆　N.Ire.
３６	USA

自国の政策を改善することによって温室効果ガスの排出を抑制し、その対策に関する詳細な報告を行う義務を負う。

省資源・省エネルギー運動富山県推進会議構成団体

地球温暖化防止対策の取り組み

国際エネルギー機関(IEA）

・石油供給途絶に対処するためのシステムを維持、改善する。

・非加盟国、産業界、国際機関との協力を通じて、合理的なエネルギー政策を世界的に推進する。

・国際石油市場に関する恒久的な情報システムを確立する。

・代替エネルギー源を開発し、エネルギー利用効率を高める事によってruby>世界エネルギー需給構造を改善する。

・環境とエネルギー政策の統合に向け協力キョウリョクする。

経済協力開発機構(OECD）

・加盟国カメイコクにおいて、財政金融上の安定を維持しつつ、出来る限カギり高度の経済成長及び雇用並ナラびに生活水準の向上を達成し、もって世界の経済の発展に貢献する事。

・経済的発展の途上にある加盟国および非加盟国カメイコクの経済の健全な拡大に貢献する事

・国際的義務に従シタガって、世界の貿易の多角的かつ無差別的な拡大に貢献する事

IEA加盟国

OECD加盟国カメイコク

オーストラリア

オーストリア

ベルギー

カナダ

チェコ

デンマーク

フィンランド

フランス

ドイツ

ギリシャ

ハンガリー

アイスランド

アイルランド

イタリア

日本

韓国

ルクセンブルグ

オランダ

ニュージーランド

ノルウェー

メキシコ

ポーランド

ポルトガル

スペイン

スウェーデン

スイス

スロバキア

トルコ

英国

米国

２６ケ国

３０ケ国

更新日

２１世紀の環境保全
丁子哲治（富山工業高等専門学校）
２．環境保全を考える際の基本則
環境問題を考える前に、次の科学的法則について是非理解する必要がある
（１）物質保存の法則：無から有はうまれないし、あるものがこの世から消滅してしまうことはないということ。
（２）エントロピー増大の法則：エントロピーとは、乱雑さを意味し、自然界ではすべてが乱雑な方向（エントロピー増大）に向かい、乱雑なものから整然にする方向（エントロピー減少）のときには、外部からのエネルギーが不可欠であるという法則
ただし、このような法則が成立するのは、閉じられた系においてである。これらの法則がなかなか実感できないのは、われわれが生活している空間を「閉じた系」として考えないことによる。環境問題の相言葉である、「Ｔｈｉｎｋ　Ｇｌｏｂａｌｌｙ」とは、閉じた空間を意識しましょう、ということなのである。
３．集中型対応から分散型対応への転換
人間活動から排出される廃棄物は、それぞれの組成に基づいた適正な方法によって対処される必要がある。廃棄物処理の規制がそれほど厳しくない時代では、廃棄物が排出されるごとに適度に処理されることで十分であった。しかしながら、一般的に複雑な組成を持つ場合には高度な処理技術が必要となり、設備を大型化するなどして、種々の廃棄物を一括して処理する方法がとられる。これは、集中型処理法である。一方で、排出される場所ごとに小型の処理装置を置く場合は分散型処理法である。この場合には、廃棄物の輸送に関する問題がない半面、二次的に発生するエミッションが少量でも処理の対象となる場合には、処理設備の手当てが予算的に難しいことと、発生源毎のエミッション量が少なくてもはっ清涼が集中して多くなると、総合的にエミッション量が多くなり問題となることが考えられる。集中型と分散型のどちらが適当であるかは、対象物とその対応技術によって判断されなければならないが、現在は分散型の方向に移行しているように思われる。すなわち、地球環境問題の解決には、私たち一人ひとりが取り組まなければならないのである。
４．ハードウェアからソフトウェアへの転換
環境問題で定義される「環境」とは、単に我々のまわりのものということではなく、人類の活動によって影響を受け、さらにそのことによって人類の活動にも影響が及ぶものと定義される。人類の社会活動範囲が広がるに連れて、環境として捉えなければならない範囲も広がっている。小さな社会での環境問題は地球環境問題であり、現在のような地球規模での社会ではその影響も地球規模となってきており、これが地球環境問題である。ヒトがサルと違うのは、道具を作り、それを使うということであり、人類の歴史はその発達の歴史とも言えよう。また、産業革命以後は、道具というよりむしろ規模の大きな機会になってきたが、これは手で行っていた作業を道具や機会を用いた作業へ転換してきたことに他ならない。すなわち、ソフトウェアからハードウェアへの転換と言えよう。ハードウェアの宿命は、その製造・使用・廃棄の段階でエミッションが放出されることである。ヒトとサルとのもうひとつの違いは何か。それは創造力ではないか。この創造力をもって、これまで機械に置き換えてきたことを如何にしてソフトウェアに置き換えられるかが、今後エミッションを低減化するための鍵と考えている。ソフトウェアは、創造するにも、使用するにも、廃棄するにも、資源も化石エネルギーもほとんど必要としないと考えられるからである。
５．ネットワーク
循環型社会を実現するには、種々のネットワークが必要であろうと考えている。すなわち、学際ネットワーク、異業種ネットワーク、産官学ネットワーク、国際ネットワーク、世代間ネットワーク、社会ネットワーク、などである。さらに、これらの種々のネットワークがさらに有機的に連携した多次元的ネットワークとすることが必要であろう。このネットワークを通じて、循環型社会に市民が参加し、かつ市民によるコンセンサスを得ることが必要である。
６．おわりに
以上述べた、集中型から分散型への転換も、ハードウェアからソフトウェアへの転換も、我々一人ひとりの意識変革を意味する。これに若いうちからの価値観を育成することであり、環境教育の推進が必要であろう。さらに、一部の地域だけを対象にしていては地球規模の環境問題の解決には繋がらないと思われる。このような価値観をグローバルに広げていかなければならない。このような観点から、新しいエコテクノロジーの創出と其の普及を行っているが、そのことについても講演では触れるつもりである。

地球温暖化の最新の科学的知見
　　国立環境科学研究所　　原沢英夫
１．人間が引き起こした地球温暖化
　　ここ数年、地球温暖化の影響と思われる異常気象が世界各地で発生している。ヨーロッパやアジアの洪水、難局の棚氷やアラスカの表がの融解、雪氷や自然生態系にいろいろな影響が現れてきた。温暖化が予想より速いスピードで進行しているようである。
　温暖化の主な原因は、人間が石油・石炭などの化石燃料を大量に消費し、ゴミとして大気中に二酸化炭素を排出してきたからである。大気中の二酸化炭素が増加したため、地球のエネルギーバランスが崩れ、気候が変化している。気温の上昇や降水の量や地域的なパターンが変化するだけでなく、海面も上昇し、異常気象も変化する。さらに速く温暖化が進む場合には、超異常気象とも呼ぶべき減少も起きる可能性もある。例えば、難局の氷床の融解による海面上昇や海洋大循環が止まったりするなどの減少が現れるとされる。
　大気中の二酸化炭素濃度は、人間が化石燃料を使い始めた１８世紀半ばの産業革命前までは、ほぼ２８０ｐｐｍほどで安定していた。産業革命以降、緩やかに上昇していたが、第二次世界大戦後の先進国の高度成長と相まって急速に増加した。現在、３７０ｐｐｍほどであり、産業革命前に比べると３０％程度増大している。
　図１は、地球の年平均気温の水位を１８６０年いぉう２０００年まで示したものである。１９８０年代半ば以降高温が続いており、１９９８年には観測史上最高気温を記録した。また１９９０年代の１０年間は、もっとも温暖な１０年となった。この１００年間に地球で平均して０，６度気温が上昇し、日本では約１度上昇している。
２．地球温暖化について何がわかっているか。
　　地球温暖化について科学的知見を検討しているのが、気候変動に関する政府間パネル（ＩＰＣＣ）である。
ＩＰＣＣのレポートは気候変動枠組み条約や京都議定書など温暖化問題を議論する際に、もっとも科学的に権威のあるものと評価されている。最新の第三次レポート（２００１年４月）の科学的知見は以下のように要約される。
　①過去５０年間に観測された温暖化のほとんどが人間活動によるものであるという、新たな、かつより強力な証拠がある。
　　②新たに作成されたＩＰＣＣの排出シナリオに基づく予測では２１００年には１９９０年に比べて地球の平均気温は１．４～５．８度上昇し、課愛面が９～８８センチメートル上昇する。
　③過去９０年間に観測された数々の証拠から、地域的な気温の変化が氷河や海氷などの雪氷圏や自然生態系にすでに影響が現れている。
　④温暖化により各分野、各地域、特に途上国で深刻な悪影響が予測される。
　⑤温暖化防止対策として、大きな技術的なポテンシャルがある。ただし、防止策の実施には、技術や社会経済等の障害を克服する必要があり、わが国を初め先進国は、早急に省エネ、省資源を徹底した循環型社会への変革が必要である。
　１００年後の世界を確実に予測する方法はないので、世界の人口、経済、エネルギー利用、技術開発等を想定して、将来の二酸化炭素の排出量を推定し、気候モデルによって将来の気温上昇や降水量の変化を推定
している。もとになる将来の世界の発展の道筋を「排出シナリオ」と呼んでいる。発展の道筋として「グローバル化か地域ブロック化」か、「経済中心か環境中心か」の２つの視点で分けて、大きく４つの世界を描き、これらをＡ１，Ｂ１、Ｂ２と呼んでいる。Ａ１は高成長型社会であり、依然として化石燃料を利用する社会（Ａ１Ｆ１）、新エネルギー技術を利用する社会（Ａ１Ｔ）、化石燃料と新エネルギーをバランスよく使う社会（Ａ１Ｂ）の３つに分かれる。Ａ２、Ｂ１、Ｂ２はそれぞれ多元化社会、持続的発展型社会、地域共存型社会と呼ばれている。このシナリオに基づき、将来の気温上昇を予測した結果が図２である。循環型社会が達成できれば、気温上昇は約２度程度でおさえられるこｔができるが、石油石炭をつかいつづける場合は最大５．８度まで気温が上昇していまう。
３．温暖化の影響がすでに現れている
　　温暖化がすでに始まっているならば、温暖化の影響がすでに現れているはずである。ＩＰＣＣの第三次レポートは、以下のような影響が現れていると結論づけた。

　　　　　・氷河の縮小や永久凍土の融解
　　　　　・河川、湖沼の氷結期間の短縮
　　　　　・中・高緯度地域の成長期間の延長
　　　　　・植物、動物の生息域の極方向や高々度方向への移動
　　　　　・植物、動物の生息数の減少
　　　　　・植物の開花時期、昆虫の出現、鳥類の散乱の早期化

　日本においても、高山書区部ｔの生息範囲の縮小、南方系の昆虫（蝶や蜘蛛）の北方への移動などが観察されている。また、気象庁の生物季節の解析から、サクラの開花や満開時期が全国的に早まっていること、紅葉などが遅くなっていることが確認されている。

　　・農業への影響
　　　　２～３度以下の気温上昇では、中緯度地域では農作物の終了は増加し、それ以上の気温上昇では減少する。熱帯地域では、高温障害や水付則により、生産量が減少するおそれが大きい。食料供給が滞り、市場価格が上昇すると、食料を替えない途上国は、食料不足や飢饉など危険に曝される人々が増加する。
　日本では、米の生産地が北にシフトするが、米の種類を変えたり、耕作時期をずらしたりすることで、現在よりわずかに減収にとどまる。したし、日本の食料自給率はカロリーベースで４０％程度と低いため、食料輸出国が影響をうけると国際市場を通して、食料不足が発生する可能性もある。

・水資源への影響
　　中央アジア、地中海沿岸、南アフリカ、オーストラリアで降水量が減少し乾燥化が進み、一方、中緯度地域や東南アジアでは降水量が増加すると予測される。現在でも水不足に悩む人間が１７億人おり、２０２５年に５０億人に達することから、降水量や降水パターンの変化は、発展途上国の経済発展を阻害する可能性が大きい。
　温暖化すると冬の雪が雨となり、従来春に流出していた河川の流量のピークが冬にシフトする。米国では、こうした流量ピークのシフトが観測されている。日本では、積雪の減少が予測されており、北陸、東北、北海道などの豪雪地帯が減少し、水資源や自然生態系に影響が現れる。

・海面上昇の影響
　温暖化が進むと、海水温が上昇し、海水が膨張する。また山岳氷河が解け、海に流入するため海面が上昇する。この１００年間に平均して１０～２０センチメートル海面が上昇した。とくに島国や沿岸の定置は、とちが減少するなどの影響が現れる。サンゴ礁や環礁の島国は標高が低く（例えば、モルジアのマレでは、１～２ｍ）、このわずかなの海面上昇でも被害が発生する。また、バングラデシュや東南アジアの庭園眼地域では、海面上昇にサイクリンや台風による高波が重なると深刻な被害が発生する。
　　海面上昇の日本への影響としては、自然の砂浜が１ｍの海面上昇では９０％が消失したり、海面上昇＋高潮により浸水被害が発生し、それを防ぐためには多額の費用がかかると見積もられている。（図３）

・人間の健康への影響
　温暖化の人間の健康への影響は直接的なものと間接的なものがある。直接的な影響としては、暑い日が連続する熱波の発生による熱中症患者の増加がある。大都市で松に暑い日が続くと、東京の場合、日最高気温で３０度を越すと熱中症患者が発生して、救急車の搬送数が増加する。間接的な影響としては、マラリアやデング熱などの熱帯性感染症が北上する可能性があり、西南日本も潜在的な感染地域に入る。１９９９年に米国ニューヨークで発生した西ナイルウイルスは、２００２年には米国全土に拡大し、使者も多くでた。こうした感染症の拡大は温暖化だけの原因ではないが、突然発生する可能性があることを示していよう。

４。温暖化は防げるか
　　温暖化を防止するための国際的な約束が気候変動枠組み条約である。条約の究極的な目的は「気候系に対して危険な人為的環礁を及ぼすことにならないレベルに大気中の温室効果ガス濃度を安定化することであり、この安定化レベルは生態系が自然に適応し、食料生産が脅かされず、かつ経済開発が持続可能に進めることができうな期間無いに達成できること」である。

・　温暖化防止の鍵、京都議定書
　　１９９７年京都で開催された第３回締約国会議（温暖化防止京都会議）で京都議定書が採択された。先進校は２００８年から２０１２年の第一約束期間までに、１９９０年比で温室効果がす（二酸化炭素、メタン、一酸化炭素、ＨＦＣ、ＰＦＣ、ＳＦ６）を５．２％逆右舷することを約束した。日本、米国，ＥＵの削減量は６％、７％、８％と決定された。
　　国内対策によって削減することが原則だが、削減の困難さを考慮して、京都メカニズムと呼ばれる仕組みが導入された。すなわち、排出量取引、共同実施、クリーン開発メカニズムである。さらに、森林の吸収源も削減量達成のために利用できることととなった。
京都議定書が発効するには、５５カ国以上が批准し、排出量の合計が５５％を越えることが必要である。当初、２００２年のヨハネスブルグサミットにおいて議定書発効を予定していたが、２００１年３月に米国が京都議定書からの離脱を表明したこともあり、批准が遅れている。２００２年１１月現在で３７．４％であり、今後ロシアが批准すると２００３年中には発効が期待されている。

・二酸化炭素の国別排出量
　図４は各国の二酸化炭素排出量を示したものである。米国、中国、ロシア、日本、インドが５大排出国である。日本の排出量はアフリカ５０余国の総量よりも多く、一人当たりでみると、米国、オーストラリア、カナダ、ドイツ、ロシア、韓国に次ぎ７位である。日本の排出量は、１９９０年に１２億２９００万トン（ＣＯ２換算）が１９９９年には１３億１４００万トンと７％増加している。第一約束期間までに１３％を削減する必要がある。

・地球温暖化対策推進大綱
　日本は、地球温暖化対策推進法を整備士、その実行計画として地球温暖化対策推進大綱（新大綱）を２００２年３月に閣議決定した後、昨年６月に京都議定書を批准した。新大綱では、環境と経済の両立、段階的な実施（ステップバイステップ）、各界各層が一体となった取組、国際的な連携の確保（特に米国と途上国）を重視している。２００４年までは従来と同様に自主的な取組を中心とし、評価の結果不十分な場合は、追加的な措置（例えば環境税など）を導入することとしている。また、国民ひとりひとりもライフスタイルの変革を通じて、排出量を削減するなど、きめ細かいな対策とその効果が示されている。

・人類は地球温暖化問題を本当に解決できるのか？
　人類が生存でき、生活や活動できるのは地球環境のお陰である。その地球環境を人類は自らの手で壊そうとしている。子孫に良い地球環境を残し、また途上国も持続可能な発展ができるよう配慮するのが先進国の責任である。米国の京都議定書からの離脱など、足並みが乱れがちな先進諸国にあって濡本の役割は一段と増してきた。日本の古都の名を冠した京都議定書を本当の意味で地球温暖化問題の解決に向けた第一歩とするためには、日本が率先して削減目標を達成し、模範を示すことが必要であろう。しんためには、一人一人が地球環境を考え、行動することである。温暖化防止へ向けて、是非富山が模範となって積極的に取組を進めていただきたい。