受けて、脱原子力と同時に自然エネルギー発電が注目されています。中でも、ポスト原子力として自然エネルギー発電に注目が集まっているわけですが、どうも太陽光崇拝とでも呼べそうな非科学的、あるいは近視眼的な議論に終始していることが気にかかります。この機会に、自然エネルギーとは何か、その利用方法の自然科学的な合理性についての大きな枠組みを提示したいと思います。地球は、ほぼ真空の空間に浮かんでいるいわゆる「地球型惑星」です。地球型惑星とは、中心から約1/2半径までが金属、その外側が岩石で構成された惑星です。金属核の中心には固体の金属核(内核)があり、その周りを液体金属核(外核)があって、液体金属核における対流運動が地球磁場の成因だと考えられています。地球の大部分の生物は地球表面付近に生息しています。この地表面の環境を決定する主要な因子の一つが地表面環境へのエネルギーの供給と廃棄の構造です。地表面に供給されるエネルギーは主に二つあります。一つは地球型惑星である地球の内部の熱エネルギーの宇宙空間への放出に伴う熱エネルギーの供給です。これには火山の爆発的な現象による放出もありますが、主に地熱と考えてよいでしょう。地球内部から放出される熱エネルギーは45TW(テラ・ワット=1012W)程度だといわれています。地球の表面積は5.1×1014�uなので、単位面積当たりの熱エネルギーの供給量は次の通りです。45×1012W÷5.1×1014�u=8.824×10-2W/�u=0.088W/�uもう一つは太陽系の主星である太陽からの放射エネルギーです。地球の位置における太陽光に垂直な単位面積当たりに受ける太陽放射強度は太陽定数と呼ばれ、1366W/�u程度です。地球表面が受け取る平均的な太陽放射強度は次式の通りです。1366W/�u×πr2÷4πr2=341.5W/�u現状では地球の表面環境に与える影響は圧倒的に太陽放射の方が大きいのです。)が受け取り、これが地球の惑星運動との相互作用によって大気や海洋を適度に暖め、風が起こり、海流が起こり、雨が降り、豊かな生態系が営まれているのです。分布を1119W/�uをピークとするサインカーブで近似できるものとして春秋分日に受け取る太陽放射量を計算すると次の通りです。1119W/�u×2×12(h/日)÷π=8.549kWh/�u日この値は地球に大気が無い場合の値です。大気が存在することによって雲や大気によって地表に到達する有効な太陽放射は減衰します。日本の晴天率を50%、大気による反射・吸収を30%とすると、地表面に到達する有効な太陽放射量は次のように推定されます。現在の人間社会はこれまで示した自然環境によるエネルギー供給に加えて人工的なエネルギーを大量に消費しています。日本の場合、1年間の人工的エネルギー≒一次エネルギー消費量は25,000×1015J/年=7.927×1011W程度です。0.504/3≒17%にも相当します。都市化による地表面環境の乾燥化とともに、この人工エネルギーの都市部における大量消費は日本の自然環境、殊に都市部の高温化に大きく影響していると考えられます。自然エネルギーは地球の惑星としての運動と太陽との位置関係などによって、色々な周期で絶えず変動しています。短いほうから地球の自転運動による1日周期の変動、地球と月との位置関係によるほぼ一ヶ月を周期とする運動、地球の太陽の周りを巡る公転運動による1年周期の変動、更に歳差運動の2万年周期の変化、地軸の傾きの4万年周期の変動、公転軌道の扁平率の10万年周期の変動などより長周期の変動があります。自然エネルギーの変動を更に複雑にしているのが地球大気の存在による気象現象の不規則・非定常な変動の影響です。した様々な変動要因が複雑に絡み合っているため自然エネルギーには予測不能な不規則変動が付き物です。自然エネルギーを生産活動にうまく利用するためにはこの変動する自然エネルギーの特性を無理なく利用することが必要です。自然エネルギーの伝統的な利用方法は大変優れています。風任せで風が吹くときにだけ回る風車を使った粉挽き小屋や、揚水風車などがあります。同じように水路を流れる水を使った粉挽き水車などもあります。そのほか、行水のための日向水、冬の日差しを取り込む伝統的な家屋の構造も立派な太陽放射の利用です。太陽熱温水器は日向水の延長線上にある技術であり、有効だと考えられます。伝統的な自然エネルギー利用の共通点は、穏やか(強力なエネルギーではない)で時間に対する変動が問題にならないような利用法だと言うことです。それと、エネルギーが必要な場所で捕捉し、その場で使うことです。自然エネルギーを工業的な生産活動に利用する場合、エネルギーを人間の都合にしたがって制御する仕組みが必要になります。その結果、利用できる自然エネルギーに大きな制約が生じます。風や太陽放射は絶えず変動するばかりでなく蓄積することが出来ないため、工業的な利用には不向きです。同様に波力のような水の非定常な運動に起因するエネルギーも工業的な利用には不向きです。制御しやすいのは水の位置エネルギーを利用する方法です。流量の変動の少ない大河、あるいは水を堰き止めたダム湖から必要なエネルギー量を得るために必要な水量を取水して水路で落下させれば良いのです。そのほかに安定した利用の可能性があるのが非定常な変動の少ない地熱や海洋の表層と深海部の温度差を使う熱機関です。海洋温度差による熱機関は、海洋の持つ熱量は莫大ですが低温熱源と高温熱源の温度差が小さすぎるために低効率で使い物になりません。自然エネルギーの特性を考慮すれば、早い段階から工業的に利用され実用化された自然エネルギーが水力(位置エネルギー)であったことは極めて当然の結果です。風力という大気の運動エネルギーや太陽放射という電磁波のエネルギーをそのまま蓄えることは出来ません。そのため大規模に風力や太陽放射を制御して工業的に利用することは近年まで行われてきませんでした。最初に本格的に風力や太陽光を工業的に利用しようという動機付けになったのが1970年代のオイルショックによる石油価格の高騰だったと考えられます。石油に依存しないエネルギー源として自由財でありしかも無尽蔵である風力と太陽光を利用できないかと考えられたのです。工業的な利用を前提に自然エネルギーを汎用性のある電力に変換することが考えられました。伝統的な風車に発電機を組み合わせることで簡単に実用化することが可能でした。風力という運動エネルギーは風速の3乗に比例して変動するため、極めて短い周期で激しく不規則変動するという非常に扱いづらいものです。自然エネルギー発電を評価する場合、その絶対的な発電能力だけが注目され、発電電力の変動特性という質の問題が、実は致命的な問題だということがあまり知られていません。ここで少し実際の風力発電の実績を検討することにします。最近の大型風力発電装置である、横浜市のハマウィングについてのデータを示します。:300万kWh●計画設備利用率:17.3%ハマウィングの発電実績(日変化、30分間平均)を次の図に示します。図では、4月、7月、10月、1月のある一日の発電量の日変化を示しています。図からわかるように、発電出力は0〜950kW程度の間で非常に大きく変動します。この図は30分間平均で表していますが、実際には秒単位で激しく変動しているのです。定格出力1980kWに対して、この4日間では30分間平均で1000kWを超えたことが無いことがわかります。発電実績は次の通りです。300万kWh(設備利用率17.3%)に対して、実績は223万kWh(設備利用率12.9%)でした。ハマウィングの発電実績は当初目標を大幅に下回ったため、議会でも問題になっているようです。蛇足ですが、ハマウィング同様、各地の自治体の運営する風力発電所で大幅な赤字が問題になっているケースが数多く存在します。上図に入力風速と発電出力の模式図を示します。図の例は、定格出力1000kW、カットイン風速3m/s、カットアウト風速24m/s、定格運転14〜24m/sの発電風車です。風速3m/s以下と24m/s以上では発電は行いません。風速3〜14m/sの間ではほぼ3次関数で近似出来るパワーカーブに沿って出力が変動します。風速14〜24m/sは理想的には風車のブレードの迎角を調整して(可変ピッチ)定格出力の発電を行います。実際には風速は秒単位でめまぐるしく変動するため、迎角を調整して一定出力で発電することは不可能です。実際の発電出力の変動の例を次図に示します。自然風は秒単位で激しく変動し、しかも発電出力は風速の3乗に比例するため更に変動幅を増幅することになります。風力発電に用いられる発電機は風速の最大入力に対して安全であることが求められます。3秒間平均風速のことです。実際の自然風は平均風速周りで激しく変動しており、突風率=瞬間風速/風速が3を超えることもあります。風速が3倍になると、風の持つ運動エネルギーは33=27倍にもなります。実際には最近の巨大風力発電風車では回転慣性が大きいため高周波成分はかなり平滑化されますが、それでも数倍から十数倍の変動が考えられます。このような風の運動エネルギーの特性に対応するため、風力発電に用いられる発電機は瞬間的には定格出力の数倍〜十数倍の運動エネルギーの入力に対して安全でなければなりません。その結果、風力発電では、平均的な発電出力に対して異常に大きな発電機が必要になり、したがって高コストになります。発電機コストを低く抑えるために定格出力に対する余裕を小さくした設計にすると、突風率の大きな風が吹いた場合に発電機が加熱して火災事故を起こすことになります。風力発電では、発電装置だけでなく、建設場所の風況も重要です。理想的には年間を通して一定の風が吹くことが望ましいのですが、それはあり得ません。自然風の乱れによる秒単位の変動、天候の影響、季節変動による影響、更に年毎の変動など常に風況は変動します。日本はアジアモンスーンに支配されているため、季節ごとに大きく風の特性が変化します。日本は急峻な複雑な地形の影響を受け風速は大きな幅で変動します。その結果、設備利用率は必然的に低くならざるを得ないのです。風力発電の実績(計画発電量250万kWh/年)こうした特殊性から、日本は風力発電には元々あまり適した環境ではありません。出来るだけ条件の良い場所として、海岸線や山の稜線に立地していますが、平均的な設備利用率は低く、平均的には10〜15%程度と考えられます。発電出力が激しく変動するばかりでなく、その結果として設備利用率は必然的に低くなる一方、平均的な出力に対して過大な発電設備が必要になることが風力発電電力が高くなる理由です。ここではハマウィングを例に発電原価を推定してみます。これまでの実績から、ハマウィングが耐用期間20年間に発電する総電力量を推定します。2,230,000kWh/年×20年=44,600,000kWhこの発電量を得るために投入された費用は、建設費5億円と、毎年の運転経費5000万円/年(平成21年度実績で4941万円)とすると、20年間の総費用は次の通りです。以上から、電力原価を求めると次の通りです。1,500,000,000円÷44,600,000kWh=33.6円/kWhこの原価の20%を風力発電所の建設・運用に投入されたエネルギーの経済コストとすると、以下の通りです。33.6円/kWh×20%=6.72円/kWh石油火力発電のエネルギーコストは6.8円/kWh程度(原価10円/kWh、その内燃料費60%、設備・運用費40%)です。この結果は、風力発電は電力の原料として一切工業的なエネルギーを必要としていないにもかかわらず、石油火力発電と同程度の工業的なエネルギー(≒石油)の投入が必要なことを示しています。必要な機械設備が大きくなり、その機械設備の製造や発電所の運用に投入される工業的なエネルギー量が、石油火力発電で投入される燃料石油と同程度にまで膨れ上がっているのです。4.0円/kWh程度、風力発電(ハマウィング)では33.6円/kWh程度ですから、風力発電の単位発電電力量当たりの設備規模は経済価値で石油火力発電の33.6/4.0=8.4倍程度になります。ハマウィングの実効出力は255kW程度(1980kW×12.9%)ですが、250kW出力のガスタービン発電機やディーゼル発電機であれば、総重量は6t程度です。ハマウィングの総重量は238t、重量比では40倍にもなります。風力発電の電力はあまりにも変動が激しすぎてそのまま利用することは技術的に困難です。その結果、風力発電と同程度の発電出力を持つバックアップ用の発電機や蓄電装置との併用、あるいは原子力発電同様に揚水発電との併用などが必要になります。これらのバックアップ装置を含めた風力発電システムのエネルギーコストは石油火力発電のエネルギーコストを確実に上回ってしまいます。石油火力発電を風力発電システムで代替することによって、石油消費量が増大するばかりでなく、単位発電量当たり少なくとも経済価値で10倍以上の工業生産物が必要になるのです。風力発電の問題を改善するためにいくつかの提案が行われています。陸上に建設していた風車を比較的風速の安定した洋上に浮体構造物を建設して、その上に風力発電装置を作る提案があります。これでは浮体構造物を建設するための莫大な費用が加わりますから、ただでさえ高い発電原価は更に数倍に跳ね上がることになり、したがってエネルギーコストも数倍になります。多少風況が良くなったとしても、増大するエネルギーコストの方がはるかに大きくなることは明らかです。潮風に曝される洋上の環境では陸上に比較してはるかに発電装置の劣化が早くなると考えられます。風力発電の激しい出力変動の問題を解決するために、洋上風力発電による電力を電気分解による水素製造プラントに投入して水素を製造するという構想もあります。これは水素製造という化学プロセスで電力のロスが生じるばかりでなく、気体水素を高圧タンクに詰めるときに莫大なエネルギー損失が生じるため、エネルギー生産量は絶望的に小さくなってしまいます。風力発電を使うことに科学・技術的な合理性はまったく認められません。4.自然エネルギー発電の評価の視点さて、現在ポスト原子力発電の主要な発電システムとして自然エネルギー発電が中核的な技術として注目されています。曰く、「自然エネルギーは半ば無尽蔵の自由財であり、しかも発電によってCO2を放出しない。現状で問題なのはコストが高いこと。」だと言われています。これはこれまで検討してきたように、自然エネルギー発電システムを科学的・技術的にまったく理解していない非常に愚かな評価です。自然エネルギー発電を成立させているのは、エネルギー源としての自然エネルギーと、これを電気に変換する発電装置および電力の不規則変動を緩和するための付帯設備です。いずれが本質的に重要かと言えば、言うまでも無く発電装置および付帯設備=自然エネルギー発電システムなのです。自然エネルギー発電システムは希少資源と大量のエネルギー投入によって製造される工業製品です。自然環境に曝される苛酷な条件下における発電装置の劣化は激しく、耐用年数は10〜10数年程度です。風力発電では形状的に落雷や強風による事故が頻繁に起こっており、これも設備利用率を落とす大きな原因です。工業生産が停止すれば自然エネルギー発電システムを維持・更新することが出来ず、実現不可能になるのです。自然エネルギー発電システムが本当の意味で現在の石油(炭化水素ガス、石炭を含む)代替になるためには、石油を使わずに自然エネルギー発電システムによる電力だけで工業生産システムを維持出来ることが必要条件なのですが、これはまったく不可能です。自然エネルギー発電システムに一体どういう意味があるのでしょうか?同量の石油を石油火力発電システム(石油火力発電所の建設・運営に必要なエネルギーと燃料の両方を含む)と自然エネルギー発電システム(発電装置および蓄電装置などの付帯設備の製造・建設と運用に必要なエネルギー)に投入した場合、自然エネルギー発電システムの方がより多くの電力を供給することが可能であれば、石油節約的な発電方式として意味があることになります。これが自然エネルギー発電の最低満足すべき条件です。一方で自然エネルギー発電システムは石油火力発電に比較して圧倒的に大きな発電施設を必要とするため、燃料資源以外の希少資源を含む有用資源を大量に浪費します。資源の浪費まで考えれば、多少石油を節約できたとしても総合的な判断として自然エネルギー発電を用いるべきかどうか、単純には判断できません。現実的には石油節約的になる自然エネルギー発電システムは皆無です。確かに、ポスト石油(天然ガスなどを含む)・石炭エネルギーを考えたとき、自然エネルギーを賢く使うことが重要になります。パッシブソーラーなどの技術の延長線上にあると考えます。(2011/06/02)NHKお馬鹿番組の記録�I前回の“無知の犯罪”の仕掛け人の中心的人物の一人である飯田哲也の登場である。●ゲスト:飯田哲也(いいだてつなり)環境エネルギー政策研究所(ISEP)所長:室山哲也(むろやまてつや)NHK解説委員このような愚かな詐欺師とNHKの無能な何でも評論家達によって、原子力安全神話に代わる「自然エネルギー発電CO2削減神話」による洗脳が早くも始まった。(2011/06/01)無知の犯罪/福島の教訓このところ、あるネット上の社会問題について意見交換を目的とするサイトの運営について、知人と意見交換をしていました。日本のエネルギー政策についてです。問題のサイトは、おそらく世間的には格調高い良識的(進歩的?)なものだと評価されていると思われます。確かに私も多くの内容には傾聴すべきところがあると思います。脱原発を目指すべきだという、これまた良識的な意見が主流になっています。ここまでは私も異論のないところです。通して、私たちは非常に高価な授業料を払い続けなければならなくなりました。ここで学習したことを繰り返すことがないようにすることがこの授業料を無駄にしない唯一の道です。何を学んだのか?色々な内容があります。第一に、原子力発電所は事故を起こすものだということです。多くの国民が騙されてしまったために、その危険性を訴え続ける人々は異端として無視されてきました。今回の事故は事実によって原子力安全神話は誤りであることを示しました。第二に、統計的な予測には必ず例外が存在することを示したことです。これもまた、自然科学的にはわかりきったことなのですが、多くの人々は『統計的に確率の低い事象=起こり得ない事象』という誤った思い込みを持っていました。私は土木屋ですから、このHPでは何度も言ってきたことですが、統計的、あるいは平均的な予測を上回る自然現象はいつ起こっても不思議ではないので、統計的な予測による防災計画(例えば地震予知による防災計画など)を過信してはならないこと、あらゆる可能性を考えればリスクを分散しておくことが最善の策だと再三述べてきたとおりです。地震予知然り、放射線量然り、内部被曝問題然り、・・・・。ある意味で、今回の福島第一原発事故という半ば人災の責任の半分は国・電力会社・マスコミにありますが、残りの半分はこれを許してきた能天気な国民大衆の責任であり、共同正犯だと考えます。将来世代から見れば、われわれの世代全体が原子力を利用し、その結果として莫大な放射性廃棄物という負の遺産を残したのであって、権力者であろうが一般大衆であろうが区別は無いのです。日本に生きているわれわれ世代は全て共犯者なのです。問題のサイトでポスト原子力発電として自然エネルギー発電の導入を促進しようという『進歩的知識人』の愚かな主張が主流になりつつあります。曰く『温暖化を防ぐために原子力以外のCO2を排出しない発電方式の導入が必要』だそうです。今の社会は過度に工業化されているので、社会全体の見直しが必要などとも言っているようです。少なくともこうした主張をする限りは、自然エネルギー発電の導入によって明らかにCO2排出量が削減できることを科学・技術的に実証できていることが大前提であり、彼ら自身がこれを理解して納得しておくことが必要です。彼らの主張は『〜によると』自然エネルギー発電はCO2を減らせるらしいという噂をつまみ食いして構成された砂上の楼閣なのです。曰く『今はまだ高価なことが問題だが、技術革新で何とかなるであろう云々!!』。これは正に原子力発電の見切り発車と同じではないですか?原子力発電において国・専門家が原子力は安全であり、CO2を出さないクリーンな発電方式ですとして国民を騙してきた原子力安全神話と同じ構造を持っているのです。『私は知らなかった』ではすまない問題です。原子力発電所事故という人災を起こしたのと同じ過ちを犯して自然エネルギー発電の安易な導入で大衆を扇動しようとしているのです。福島の原発被災者から見ると、ポスト原発としての自然エネルギー導入論や原発被災地の復興事業として自然エネルギー特区構想などという絵空事を話す政治屋やカッコつき知識人たちの話し合いはどのように映っているのでしょうか?自然エネルギー発電に投入できるような金があるなら災害復旧と被災者支援にこそ投入すべきだと考えます。(2011/05/29)海洋汚染と放射性物質の除去おそらく、福島第一原発からは今もなお放射性物質を多量に含んだ汚染水の海への流出が続いています。間違いなく史上最悪の放射性物質による海洋汚染事故です。福島第一原発の場所は地理的には太平洋に開いた海域であり、ある程度陸地から離れると海流によって放射性物質は急速に北太平洋に拡散が進むのではないかと考えられます。希釈された放射性物質の挙動はどうなるのか、生態系を通した人体への影響はどうなるのか、何とも言えませんが、少なくとも海洋生態系のバックグラウンドの放射性物質濃度は確実に上昇することになります。統計的に有意な数値が現れるかどうかはともかく、何らかの放射性物質による海洋汚染の影響が広範囲に拡散することは間違いありません。海流で広域に拡散される以前に沿岸海域で海底に堆積した放射性物質は今後長くそこにとどまり続けることになります。食物連鎖によって今後どのような影響が出てくるのか、継続的な監視が必要です。一度や二度の散発的な検査で影響無しなどという早計な判断をするのではなく、定期的、継続的にきめ細かい放射性物質の検査体制の構築が必要です。問題なのは、現状では福島第一原発からの放射性物質の海への流出を止める有効な対応がまったく行われておらず、垂れ流し続けていることです。一刻も早く海への放射性物質流失を食い止める根本的な対策が必要です。陸上の放射性物質の汚染については、子供の屋外活動の判断基準である20mSv/年という数値が物議をかもしています。このような環境に子供たちを曝すことは早急に止めさせなければなりません。何よりも安心して屋外活動の出来る場所に子供、小学校を疎開させることが必要です。小学校の運動場や農地について放射性物質の除去の実験が開始されています。確かに、地表面付近に沈着している放射性物質を物理的に取り除けば放射線レベルは低下します。いって拙速な対応には賛成しかねます。単純に表土を削り取る場合、固化してから削るかどうかに係らず、汚染された土壌の量は減るわけではありませんから膨大な汚染土を一体どのように管理するのかまで一貫した計画が必要です。屋内で管理することなど到底出来ないでしょうから、屋外に集積場を作ることになるでしょうが、雨水・地下水による放射性物質の流失が懸念されます。管理に失敗すれば新たな汚染の拡大をもたらすことになります。水田の水による洗浄とフィルターによる吸着処理について、地下水の汚染、あるいはフィルターで完全に取りきれない放射性物質の拡散などの問題にも配慮が必要です。植物による吸着は土壌から放射性物質を吸着するという意味では有効だと思われますが、吸着した植物の処理方法には注意が必要でしょう。体積を減少させるためには乾燥させて焼却するのでしょうか?焼却方法や焼却灰の安定化処理、その管理には十分な注意が必要です。基本的にどのような処理を行おうとも時間の経過以外に放射性物質の絶対量を減少させることは出来ません。それどころか、環境に拡散した放射性物質だけを集めるということは事実上不可能ですから、汚染物質の量は莫大な量になります。汚染除去方法の本当の問題は汚染物質を集める方法ではなく、回収した膨大な量になる汚染物質を水から隔離した環境で長期間安定して管理できるかどうかという問題なのです。現在提案されている放射性物質の回収実験ではこの点に対する配慮が欠落しているように思われます。(2011/05/26)自然エネルギー発電のコスト試算25日、ドービル(フランス)サミットの前に開催されたOECDの会合で菅直人は2020年代の早い時期に電力の20%を自然エネルギー発電で賄うことを目指すと『公約』しました。鳩山のCO2の25%削減発言も空手形に終わった?わけですが、またしても愚かなことを言うものです。彼は一体どの程度のコストがかかると思っているのでしょうか。簡単な試算をしてみます。2020年度の電力需要を3,500PJ/年=3.5×1018J/年だと仮定しておきます(2004年度実績は3,372PJ/年)。このうち10%を太陽光発電で賄うものとします。kWh)日本の太陽光発電パネルの運用実績は100kWh/(年�u)程度です。電力の10%を賄うために必要な太陽光発電パネルの面積は次の通りです。0.972×1011kWh/年÷100kWh/(年�u)=0.972×109�u太陽光発電パネルの価格は、家庭用3kWシステム(30�u程度)で260万円程度と仮定します。電力の10%を太陽光発電パネルで賄うのに必要な費用は次の通りです。太陽光発電の不安定電力の平滑化のための蓄電装置を併用してスマートグリッドを導入する場合にはこの費用の少なくとも2倍が必要でしょう。これを考慮すると供給電力の10%を太陽光発電で賄うための低めの推定金額は160兆円程度ということになります。確かにこれは「うまくいけば」内需拡大の巨大な市場が創出されることになります。孫正義ならずとも、この大きなビジネスチャンスに何とか食い込もうとすることは良くわかります。一方で、実質的な社会的メリットを何も生み出さず、むしろエネルギー供給という産業の基盤的な費用の高騰をもたらす発電システムの自然エネルギー発電への転換に対して一体どこから資金を供給するつもりなのでしょうか?高騰するエネルギー費用は国内製造業の海外への移転を加速し、国内産業は空洞化し、世界市場における価格競争力も失わせ、税収も激減することになるでしょう。自然エネルギー発電分野が実質的な成長産業となるためには国内消費は無意味なのです。国内製造業の首を絞めることになるだけです。経済成長につなげるためには海外でこそこの高い商品を売りさばくことが必要なのです。自然エネルギー発電の市場に巻き込まない限り、自然エネルギー発電ビジネスで日本や欧米諸国の製造業は共倒れとなり、世界市場における没落を加速することになるでしょう。(2011/05/26)放射性物質拡散が止まらない恐れていたことがまたしても起こってしまいました。漏水が確認されました。高濃度の汚染水を満たした処理施設の漏洩箇所を特定して処置することは現実的に不可能ですから、ここにたまった汚染水は施設周辺の土壌を汚染することになるのは確定的です。しても地下水の汚染範囲を拡大することになってしまったわけですが、一刻も早く汚染水の拡散を根本的に押さえ込む処置を講じなければなりません。福島県も雨の季節を迎えることになるでしょうから、原発周辺の放射性物質に汚染された瓦礫や原子炉建屋から雨によって更に大量の高濃度汚染水が流れ出すことは確定的です。一刻も早い対応を行うべきです。4号機の使用済み核燃料の冷却プール周辺の損傷が激しく、プール下の補強工事の準備が開始されています。ネット上ではかなり話題になっているようですが、画像からは4号機建屋の傾きは目視できるほどになっているようです。仮に4号機建屋が倒壊した場合、大量の使用済み核燃料がばらばらに散乱して大気中にさらされる事になりますので、対応が遅れると大変な汚染になる可能性があります。何とか倒壊を防ぐことが第一ですが、工事が間に合わない場合に対する対処も準備しておかなくてはならないでしょう。福島第一原発1号機について、圧力容器と格納容器の損傷が激しく原子炉建屋の地下に大量の漏水が確認されたため、当初計画していた格納容器を水で冠水させる通称『水棺』と呼ぶ方法で冷却することを断念しました。代わって、建屋に溜まっている高濃度の放射性物質に汚染されている水を圧力容器ないし格納容器に還流させる循環冷却システムの構築を目指すことに計画を変更すると発表しました。損傷箇所から建屋に漏水した高濃度汚染水は建屋の外の土壌に大量に漏れ出しています。建屋の漏水箇所を特定してこれを止水できない限り周辺土壌の汚染、あるいは海への放射性物質の流出を止めることは出来ません。従って今回東電が発表した原子炉の循環冷却システムは環境に対して閉じた系にはならず、多少流出量を減らす程度の効果しか期待できないと考えられます。鋼管矢板セルによる仮締め切りNo.602でも少し触れましたが冷却水に混入した放射性物質の周辺環境への漏洩・拡散を食い止めるために、まずボーリング調査によって原子炉周辺の高濃度に汚染された地下水の範囲を特定し、これを囲い込むように閉じた面的なバリヤー、例えば不透水層まで到達するように鋼管矢板セルを打ち込むなどの処置を早急に行い、その後に恒久的な止水壁を施工することなどの処置を行うことが必要でしょう。地盤の不透水層が完全であるとは考えにくく、こうした処理を行ったとしても長期的には周辺への放射性物質による汚染水の漏洩を完全に防ぐことは出来ないでしょう。圧力容器や格納容器が大きく損傷していることが確認された段階で、放射性物質の漏洩・拡散を助長する大量の冷却水による原子炉の水冷方式による冷却は根本的に見直すべきであろうと考えます。このHPでは既に事故の初期段階で槌田敦氏が提案したチェルノブイリ原発事故で実績のある鉛による核燃料の閉じ込めと液体窒素による冷却方法を紹介しました(No.546(2011/03/19)地震と原発事故の学習会)。した何らかの水冷以外の冷却方式で炉心を冷却し、注水を停止した上で、バリヤーで囲い込んだ土壌に含まれる放射性物質による汚染水をドレーンで出来るだけ排出し、その上で土壌を固化する処理を行うことが現実的ではないでしょうか。一部報道によりますと(一部でしか報道されていない)、浜岡原発の停止作業において、冷却系において重大な事故が発生しました。浜岡原発の停止操作における事故の記事を以下に紹介しておきます。冷やす水に海水が混じった可能性があると発表した。放射性物質の外部への漏出はないといい、別のルートで冷却を続けた結果、ほぼ予定通りの同日正午過ぎに「冷温停止」の状態になった。これで13日から続けていた一連の停止作業が完了した。中部電は5号機の運転を停止するため、14日午後1時に原子炉内に制御棒を完全に挿入、核分裂反応を止めた。同日午後4時半ごろ、タービンを回した蒸気を水に戻す復水器の水の塩分濃度が上昇。蒸気を冷やすためにポンプでくみ上げて循環させている海水が配管から漏れ、復水器に流入した可能性があると見て、原子炉への注水を一時停止した。流入した海水の量は約400トンと見られるという。その後、冷却水のルートを切り替えて作業を再開。15日正午過ぎ、原子炉の温度が100度未満の安定した状態になる「冷温停止」の状態になった。中部電によると、このトラブルによる放射性物質の外部への漏れはなく、今後、原因を詳しく調べる。中部電は菅直人首相の停止要請を受け、運転中だった4、5号機の停止作業を13日から続けていた。4号機はすでに冷温停止の状態になっており、今後は再稼働までの間、原子炉内や使用済み燃料プールに保管されている燃料棒が発する熱(崩壊熱)を冷却装置で冷やし続ける。(高山裕喜)さて、本題です。原子力発電の事故において、必ず後から『あの時点のこの判断は間違いだった云々』ということが言われます。事故というものは本来想定外であることから生じるため、想定外の出来事に対しての運転操作をマニュアル化することは論理的に不可能なのです。運転員は出来る限り運転マニュアルに沿った操作を行おうとしますが、事故の現実がマニュアルの想定外であれば、おのずと運転操作は現実と齟齬をきたすのです。この責任は現場操作員に責任を負わせることは出来ません。原子炉という発熱装置は本質的に操作性が悪い装置であり、起動・停止操作=出力を変動させる過渡的な操作において非常に手間と時間を要し、また過渡的な不安定状態が長く続くだけに事故を起こしやすいのです。原子力発電の監視・制御システムとは、今回の事故でも如実に現れたことですが、事故時にはほとんどセンサー類がまともなデータを収集できなくなる出来の悪いシステムですから、想定外の事故に対して自動運転などとても出来ません。出来の悪い危険なシステムです。どんなに注意しても、人為的運転ミスは不可避的な問題であり、この一点だけからも原子力発電に絶対的な安全はあり得ないのです。安全なシステムとは、万一人為的なミスで事故が発生したとしても破局的な事態には至らないことが確保できるシステムです。エネルギー基本計画を見直すとしていますが、それはこれまで彼の内閣において積極的に原子力発電所を増設するとしていたものを、現状維持にしただけであり、引き続き電気エネルギー供給の中核発電システムとして原子力を維持するものです。今回の福島第一原発事故の発生で『事実によって』証明されたように、原子力発電所は重大事故が起こりうるものであり、重大事故が起こった場合には周辺地域・住民に耐えがたい苦痛を与えるばかりでなく、環境に依拠した産業構造を破壊し、ひいては一国の経済を長期間にわたって揺るがすほどの事態になるのです。目の当たりにしても、多少の安全点検をすることで原子力発電の安全性は確保されるとして、基本的に運転再開の支障にはならないとしていますが、これはとんでもない判断です。原子力発電は、No.601『浜岡原発だけの停止の妥当性は?』で述べたように、自然現象によって絶対に重大事故を起こさないことを保障することは出来ないばかりでなく、今回述べたように運転ミスも完全に排除することは出来ないのです。原子力発電を使うということであれば、少なくとも原子力発電は重大事故を起こすことを前提として検討を行わなければなりません。安全対策をしましたので今度はもう事故は絶対に起きませんから、事故を起こさないことを前提に原子力発電を使いますなどという非科学的な説明は最早通用しません。全ての原子力発電所において重大事故が起こることを想定して、影響を受ける範囲、少なくとも発電所を中心に半径100km程度の範囲内では日常的な放射性物質の監視体制を構築しておかなければならないでしょう。事故発生直後の高レベル被曝を回避するための緊急避難施設を用意し、事故対応訓練も行うことが必要でしょう。廃炉・・・などなどの対処方法を明確化しなければなりません。これらを網羅した上で、こうした対応をスムースに行える社会的・人的システムを構築し、更に事故処理のためのおそらく短期的に見ても数十兆円程度に上ると考えられる資金を発電事業者の責任において確実に調達できるように原賠法を根本的に見直さなければならないでしょう(今回の福島の事故は緊急避難的に国庫からの支出は避けがたいでしょうが、本来は電力事業者の責任で賄うべきものです。した費用を全て積算した上で、これを原子力発電電力の料金に内部化することが必要です。電力会社は少なくともこの程度の内容を示し、高い電気料金になることに対して消費者の納得を得ることが原子力発電継続の最低の条件となるでしょう。これらを考慮してもまだ原子力発電にこれを推進すべき必然性が存在するのでしょうか?原子力発電の危険性を考慮した実態に即したべら棒に高い電気料金を払って、それでも重大事故が起こることが避けられない発電システムが、優れた発電システムかどうか・・・。まともな判断能力のある人がそのような発電システムを選ぶとは到底思えませんが・・・。現在、福島県の小学校において、屋外活動の可否の基準として20mSv/年が採用されていますが、批判が続出しています。それは当然のことです。20mSv/年は核物質を扱う労働現場の受忍限度であって、一般の人、しかも子供に適用するなどとんでもない値です。成長期の子供の体は活発に新陳代謝が行われ、細胞分裂も盛んに行われます。浜岡現地報告)で紹介されたJ.W.Gofmanのレポートの研究結果を示します。Gofmanの研究では低線量被曝の晩発性障害に対して、平均的に1万人・Sv当たり3731人がガンで死亡するとしています。この値は低線量被曝に閾値は無いという線形モデルに基づいていますが、研究機関によって数値は異なっています。(ICRP)は570件程度としていました。問題は、同じ放射線量を浴びたとしてもその身体に与える影響の程度は年齢によってまったく感度が違うことです。15152人/3731人=4.06倍、図から小学生程度の5〜15歳でも平均の2倍程度の割合でガン死が発生していることがわかります。Gofmanの研究にしたがって、1万人・mSvで4(≒3.731)人がガンによって死亡するとした場合の晩発性障害によるガン死者の推計結果を上図に示します。基準値では、(4人×20・mSv/y)/(10000人・mSv)=1/125(1/y)なので、正確には1年間で125人に1人がガンで死亡することになります。2年間浴び続ければ125人に2人がガンで死亡することになります。同様に、福島の緊急時の基準である250mSv/yでは、1年間で10人に1人がガンで死亡することになります。これは途方も無い数値です。現在、福島県の小学校に適用されている20mSv/yという数値は、小学生の平均的な被曝に対する感度を2倍と仮定すると次の通りです。2×(4人×25・mSv/y)/(10000人・mSv)=1/50(1/y)つまり、1年間に小学生50人に1人が将来晩発性の放射線障害によるガンで死亡することになります。この条件で小学校時代の6年間放射線を浴び続ければ、6/50つまり、50人に6人が将来的にガン死することになります。このような基準値を将来ある子供たちに強制することが許されるとは、到底思えません。(2011/05/15)一体どこまで隠しているのか福島第1原発1号機に関して、地震当日の状況についてまた新たな報告です。東電の隠蔽体質にはあきれ果てたものです。1号機の地下に大量の放射性物質による高濃度の汚染水が見つかったという報道です。無能な技術屋しかいないようです。