エネルギーを太陽光線で賄うにはどれだけの土地が必要か(江頭教授)
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「太陽から地球に到達する光のエネルギーは342W/m2。その約3割は反射され、 約2割は水の蒸発に使われることになります。」
という書き出しでいくつか記事を書いてきました。前回は人間が代謝するエネルギーを太陽光線で賄うとしたらどれだけの面積が必要かを計算しました。結果は約0.3m2くらい。以外と小さいのですが、これは太陽エネルギーの変換効率が100%なら、という仮定での話です。
さて、今回のお題は人が(代謝するエネルギーだけではなく)必要とする全てのエネルギーを太陽光で賄うとしたら、という計算です。
まず、人が必要とするエネルギーとはどれくらいなのでしょうか。その人が住んでいる土地(暖かいか寒いか)や季節(夏か冬か)によって変わるのでしょうが、大きな違いを生むのはその人が暮らしている社会の技術のレベルでしょう。
少し古いのですが平成16年の「エネルギーに関する年次報告」(要するに「エネルギー白書」の事です)の序章には「文明とエネルギー」というコラム乗っています。その中で社会の発展とともに人間の利用するエネルギーが増える様子がグラフで示されています。
原始人は4,000kcalを日々消費していたと考えられます。半分は代謝、要するに食べ物のエネルギーですが、同程度のエネルギーを火を燃やして消費していました。以降、技術が発展するとともに人々のエネルギー消費は増えていきます。
火を使い食料を調理し始めた狩猟人は 5,000kcal
農業を始めた初期農業人は12,000kcal
一部水やや石炭の利用を知り始めた高度農業人は26,00kcal
産業革命当時の社会に暮らした人々「産業人」は77,000kcal
そして現在の我々、「技術人」は230,000kcalのエネルギーを消費してる、
としています。
これを太陽光線で賄う(利用効率は100%としましょう。)としたら、どれくらいの面積が必要になるか、計算してみましょう。