エネルギーの話。書きかけだけど、公開しておく。
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事故が起きたら周囲数十kmにわたり人が住めなくなるような発電所を作ったり、 地球の資源を掘り出して消費して、スカスカの惑星にしてしまうことには明らかな問題がある。 自転や公転をする惑星に必然的に生じる力や、天然の超巨大核融合炉である太陽のエネルギーは、太陽と地球がある限り利用できるので、それを有効に活用することを考えていくことは重要である。今回は太陽光エネルギーの効率的な利用方法について考察する。
太陽光エネルギーは、光電効果を利用した太陽光発電や、太陽熱を利用してお湯を沸かす太陽熱温水器、太陽熱で部屋を温めるトロンプ壁など、様々に利用されているが、惑星規模で最大のエネルギーを吸収しているのは海水、そして藻類や陸上の植物などである。
岩石や砂、金属、コンクリートやガラスなどは蓄熱効率が低く、夜の内に冷えるので、エネルギーの貯蔵は大して起こらないし、仮に熱として蓄えられれば、温暖化に拍車をかけるので問題である。
太陽光パネルの太陽光の電力への変換効率は30~50%程度であり、残りは反射して大気へ熱として放射される。また、電力は運動エネルギーや光エネルギーとして利用されるが、熱として捨てられる分も多くある。
海
海水の場合、単に大量の水として蓄熱したり放熱したりするだけでなく、温かい海水が生命を育むことで、生態系としてエネルギーが循環し、全体として見るとエネルギーが貯蔵されていると言える。ここで、貯蔵可能なエネルギー量は、海が生存を支えられる生命の量により制限される。
海に生態系として蓄えられたエネルギーは、漁獲によって得られた海産物として人間の活動に利用される。私達の生存を支える非常に重要なシステムであるが、プラスチックの発明以来、製造され廃棄され海に流れ込むスピードに分解のスピードが全く追いつかず、海の中に浸透する光を遮ったり、誤食により死亡する生き物があったり、紫外線に晒されて毒性のある成分に変化したりして生態系の破壊を引き起こし問題となっている。
植物と虫と菌と土
陸上の植物は、葉や茎などの葉緑素を持つ器官で太陽光を吸収し、光合成により、酸素と炭水化物を作る。光合成の効率は100%と言われている。もちろんこれは嘘で、緑色の光は反射される。しかしほぼ100%であることは、真夏の太陽に照らされた葉に触れてみればわかる。コンクリートなどがやけどするほど熱くなるときでも、葉はひんやりしている。
光合成で作られた炭水化物のうち、植物の体を作るのに使われるのは1%程度と言われている。では残りの99%はどうなるのか？植物は土壌中の菌類と共生関係を結ぶことが知られている。根に入り込んで根の延長として働く菌根菌や、難溶性のリンを可溶化したり、必須ミネラルを獲得してきて根や菌根菌が利用できる形にする微生物など、多様な微生物への報酬として炭水化物を与えていると考えられる。このとき、海の項で説明したのと同様に、土中の生態系としてエネルギーが貯蔵される。
植物は多様な虫や小動物の生命を支えることで、陸上の生態系の基盤となる。更に、植物が枯れると、ダンゴムシやミミズなどの分解者の働きにより、体を構成していた成分は土に返り、またこれらの生物に代謝されることで土が肥えていく。土中の根や菌糸は朽ちて空隙となり、土の物理性を改善し、野菜などの作物が栽培しやすい条件ができていく。これを畑では地力の向上といい、これもエネルギーが貯蔵されていると言える。
自然栽培などの、土中生態系と共生する仕組みの畑や果樹園は太陽光エネルギーの吸収、貯蔵、抽出システムとして理論上最高効率となれる可能性がある。
これは土中の微生物が生きている条件で起こることであり、農薬や除草剤で微生物が住めない環境ではこの土中へのエネルギーの貯蔵が起こらない。慣行農法や大規模農業では、化学肥料を投与して、菌類との共生の必要なく作物が栽培される。一見同じように緑色の景色が広がっていても、起こっている現象には大きな隔たりがある。
むすび
上記の理由から、農地や山林にソーラーパネルを設置すべきではないし、大規模農業は土中の微生物を生かす方式に変わってく必要がある。プラスチックは製造された全量が正しく処理/分解されるようにする、もしくは製造をやめるべきだ。
雑草や虫をなんの役にも立たないもの見るのは、自然の精妙な働きを無視した、単純化した思考の結果である。新しい技術に飛びつく前に、自然を深く観察する必要がある。
