現在の「再生可能エネルギー」政策は、物理法則と真っ向から衝突している。勾配、密度、土地利用といった物理法則を理解することが、その理由を理解する出発点となる、とリチャード・ライオンは述べている。
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第1章：エネルギー政策を覆す物理学、あるいはなぜプールで卵を茹でることができないのか
By リチャード・ライアン、3 March 2026
土曜日、 先ほども言いました 私は本を書き上げ、その核心となる論点を章ごとに解説していくと約束しました。長年の読者の中には、これから述べる内容が2024年に私が書いた記事の内容だと気づく方もいるでしょう。これは、より簡潔で引き締まったバージョンで、本の冒頭の章、つまりすべての土台となる部分です。初めての方は、ここから読み始めてください。
プールには、沸騰したお湯の入った鍋よりもはるかに多くの熱エネルギーが蓄えられています。鍋なら卵を茹でることができますが、プールでは茹でることはできません。プールの大きさを2倍にすれば、利用できるエネルギーも2倍になりますが、それでも卵は冷たいまま、生のままです。
これはなぞなぞではない。エネルギー論争において最も重要な概念であるにもかかわらず、エネルギー政策を策定する者のほとんどはそれを理解していない。
勾配
有用な仕事をするためには、エネルギーは高濃度領域から低濃度領域へと流れる必要があります。この差をエネルギー勾配と呼びます。勾配が急であればあるほど、より多くの仕事を引き出すことができます。勾配が緩やかであれば、エネルギーは存在するものの、役に立たないことを意味します。
スキーのゲレンデを想像してみてください。1,000フィートの距離で1,000フィート下るコースは、重力に任せて滑るのに十分な傾斜があります。100フィートで10フィート下るスキーの列は傾斜が緩すぎるので、横歩きしなければなりません。では、100のスキーの列を端から端までつなげてみましょう。合計の標高差は1,000フィートで、スキーのゲレンデと同じです。しかし、滑って滑り降りるでしょうか？いいえ。勾配が変わっていないからです。依然として、長く平坦な横歩きです。
風力タービンを増設すると、まさにこのようなことが起こります。15℃の部屋で1,500℃のガス炎を燃やすと、スキーコースのような大きな温度差が生じ、発電システムがそれを利用できるようになります。風力タービンは、時速約25マイル（約40キロ）で移動する空気からエネルギーを取り出します。これは確かにエネルギーですが、その温度勾配はごくわずかで、そよ風があるかないかの違いに過ぎません。タービンを1000基設置すれば総エネルギー量は増えますが、それぞれの温度勾配は変わりません。スキーコースを作ったのではなく、1000本のスキー待ち行列を作っただけなのです。
密度
エネルギー勾配は、エネルギー源が仕事を行うことができるかどうかを示し、したがって、利用可能なエネルギーの絶対量だけでは、そこからどれだけの有用な仕事を引き出せるかについてはほとんど何もわからない理由を示します。エネルギー密度は、そのエネルギー源の上に文明を築くことができるかどうかを示します。
ディーゼル燃料は1キログラムあたり約44メガジュールのエネルギーを放出する。一方、最高のリチウムイオン電池は約1メガジュールだ。つまり、44対1という比率であり、この差は技術的な問題ではなく、化学的な問題である。炭素-水素結合は切断される際に膨大なエネルギーを放出するが、リチウムイオンを電極間で移動させる際に放出されるエネルギーははるかに少ない。周期表はソフトウェアアップデートの対象ではない。
だからこそ、ロンドンからエジンバラまで50リットルのディーゼル燃料で走れるのに、電気自動車では500キログラムものバッテリーが必要になるのです。航空機が灯油で運行され、これからもそうあり続けるのもそのためです。これは技術の進歩を待つべき問題ではなく、物理的な制約によるものなのです。
歴史上、成功したエネルギー転換はすべて up エネルギー密度の段階的向上：木材から石炭へ、石炭から石油へ、石油から原子力へ。各段階において、より少ない質量により多くのエネルギーが集中し、それまで物理的に不可能だった能力が実現した。鉄道、航空、グローバル化されたサプライチェーン。その方向性は常に同じ、すなわち集中化である。
リゾート内のアクティビティ
これら2つの概念から派生する3つ目の概念は、電力密度です。一定の面積の土地からどれだけのエネルギーを取り出すことができるか、ということです。
ガス火力発電所や原子力発電所は、占有する土地1平方メートルあたり約1,000ワットの電力を発電します。太陽光発電所は20～30ワット、風力発電所は、風力タービン同士が風を奪い合わないように間隔を空ける必要があることを考慮すると、1～3ワットの電力を発電します。
それは300倍から1,000倍の差になります。ガス火力発電所1基を風力タービンに置き換えるには、300倍から1,000倍もの土地が必要になります。しかも、その土地は空き地ではありません。農地、荒野、沿岸の海底、あるいは誰かの家の地平線など、様々な土地が存在します。風力タービンは製造され、輸送され、コンクリートの基礎の上に設置され、アクセス道路で接続され、数百マイルにも及ぶ新たな送電線で送電網に接続されなければなりません。
これは規模が大きくなるにつれて改善される問題ではありません。むしろ悪化します。電力密度が低いということは、分散化を意味します。分散化は、送電距離の延長、インフラの拡充、そして集電網の構築と維持に必要なエネルギー消費量の増加を意味します。ある時点から、システムを維持するために必要なエネルギーが、システムが生み出すエネルギーのかなりの割合を占めるようになるのです。
システムは停止状態に向かって動作している。
フロア
勾配、密度、電力密度というこれら3つの概念は、文明の根底にある熱力学的基盤を説明するものである。いかなる政策も、補助金も、そしてどれほどの決意も、これらを覆すことはできない。人類の歴史において、密度階層を意図せず下降したあらゆる動きは、穏やかな単純化ではなく、大惨事をもたらしてきた。西ローマ帝国は、低エネルギー経済へと「移行」したのではなく、崩壊し、人口の半分が死亡したのである。
ガスと原子力発電を風力と太陽光発電に置き換えるという提案は、人類の歴史におけるあらゆる成功したエネルギー転換の方向性を逆転させるものだ。それは意図的にエネルギー密度の低い段階へと進み、あとは成り行き任せにしている。
私が現在のエネルギー政策は物理法則と真っ向から衝突していると言うのは、まさにそういう意味です。勾配、密度、土地利用といった物理法則（これらはすべて本書の第1章で詳しく解説されています）こそが、その理由を理解するための出発点となるのです。
次回のエッセイは金曜日に掲載予定です。内容は、産業文明が実際に「消費」しているもの、つまりその代謝について、そしてなぜそのメニューを電気で置き換えることができないのかについてです。
これは、4月10日発売の『エネルギーの罠：再生可能エネルギーへの移行が機能しない理由、そして機能するもの』の主要な論点をプレビューするシリーズの第2弾です。無料PDFはこちらから。 pocketguideto.comシリーズの続きの記事は、以下のリンクからお読みいただけます。
著者について
リチャード・ライオンは、35年の国際経験を持つ元上級石油・ガス事業マネージャーであり、電気工学および電力システム、石油工学、エネルギー経済学の学術資格を有しています。彼はSubstackの「英国の現状'を購読してフォローすることができます Pr_media.
特集画像：スコットランド高地の僻地にある風力タービンの空撮（ドローン撮影）。出典： ゲッティイメージズ
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昨日U3Aのポッドキャスト「Let's Talk Tech」で取り上げられたのは、民間の送電網である英国のナショナル・グリッドには、スコットランドの発電所からイングランドの消費者に再生可能エネルギーを送電する能力がなく、蓄電池がないため電力が無駄になっているという事実である。
米国は独占的な支配によって石油の価格と生産量を決定しようとしている。この記事ではその理由を解説する。
こんにちは、フォーベリー・ライオンさん。
北海には石油と天然ガスが豊富にあるようだが、それらは英国ではなくヨーロッパに送られているようだ。
エネルギー長官のエド・ミリバンド氏は、この件について一度も言及したことがない。
彼は私の選挙区選出の国会議員ですが、私のメールには決して返信してくれません。
では、どうすれば私たちの声を届けることができるのでしょうか？
よく説明してくれました。ありがとうございます。愚かな政治家でさえ、再生可能エネルギーがうまくいかない理由を理解できるはずです。
政治家が愚かさゆえにあれだけの金と権力を手に入れたなどという妄想を抱いていないことを願います。
こんにちは、プレブニーさん。
まさにその通りだ。彼らはどの株を買うべきかといった内部情報をすべて入手している。
こんにちは、ブリッタさん。
エド・ミリバンドを例に挙げてもいいでしょう。
https://watt-logic.com/2023/06/14/wind-farm-costs/