付録 w-3) 原発はCO2を出さない?? II

本来、「やかんをのせたら~~」は核発電のproliferation risk (核発電が核兵器に
結びついてしまうリスク) にフォーカスしたウェブサイトでして、カーボン(炭素)
排出問題については、その分野を専門とするサイトや著者の皆様に譲っております

ただ、2022年1月現在、

1) 炭素排出ゼロが焦眉の急だ
2) 核発電(原発)はゼロ カーボン (炭素排出なし) だ
3)  だから、メルトダウンしない新型原子炉を多数新設すべきだ

という論調がまかり通っております。そこで、「やかんをのせたら~~」でも
「決してカーボン排出問題を無視しているわけではない。ただ、フォーカスが
異なるので、カーボン問題を専門とする方々に任せているのだ」ってことを
“行動で示す” ため、カーボン排出問題については「付録」ページで短く言及して
おります。

3) の「メルトダウンしない」が本当である場合、proliferation risk という視点からは
「メルトダウンしにくいことによる、危険性」があることは、すでに上の黒い
メニューの s-3) や p-3) で指摘しております。

で、3) の主張の前提となっている 2) は、本当にそうなのでしょうか??

核発電推進派のサイトや書籍を見ると、「フルのライフサイクルで見て、核発電は
カーボン排出が再生可能エネルギーと同程度に少ない」といった趣旨の主張が広く
見られます。

一方、核発電反対派の主張では、「核発電のライフサイクルでの炭素排出を考えれば、
カーボン対策には役立たない」 といった見解が頻出します。

20-min croquis of strokes / ストロークのクロッキー、20分
「ああ、ややこしい~~」
私の20分クロッキーより、予め茶色と灰色を塗った紙に、白いチョークの
激しいストロークで描いたもの。とてもきれいな身体をした男性の
モデルさんでした。

実際、どうなのか?

既に昔から、この問題では両方の意見が錯綜しておりまして、それらを整理した
研究がないものか、インターネット上で探してみました。

一例として、World Nuclear Associationによる “Comparison of Lifecycle Greenhouse Gas Emissions of Various Electricity Generation Sources” (ライフサイクルでの温室効果
ガスの排出、各種発電エネルギー源の比較、comparison_of_lifecycle.pdf (world-nuclear.org) ) というレポートのP6を見ると、こんな内容のテーブルがあります。
私が内容を日本語化・簡略化したものを紹介します。

(表2  ライフサイクルでの温室効果ガス排出程度の要約、発電1GW時あたりの
CO2相当トン)

……………………中央値      低       高

褐炭                    1,054                    790                    1,372
石炭                      888                     756                    1,310
石油                       733                     547                       935
天然ガス               499                    362                       891
太陽光                   85                       13                       731
バイオマス              45                       10                       101
核(原子力)          29                         2                      130
水力                          26                          2                      237
風力                          26                          6                       124

一方、似たようなテーブルをIPCC2014も公表しており、
たとえば Life-cycle greenhouse gas emissions of energy sources – Wikipedia
に引用されています。
その内容は、こんな具合です。(kW時あたりのCO2相当グラム)

やはり、私がその内容を日本語化・簡略化しています。

…………………… 中央値      低       高

粉炭       820                    740                   910
天然ガス               490                    410                   650
(コンバインド)
バイオマス           230                    130                   420
メガ太陽光              48                     18                    180
屋上太陽光               41                    26                      60
地熱                           38                   6.0                      79
集光式太陽熱           27                   8.8                      63
水力                           24                    1.0                 2200 (貯水池の環境への影響を考慮)
洋上風力                12                    8.0                      35
核(原子力)           12                    3.7                     110
陸上風力                    11                    7.0                      56

もうお分かりのとおり、情報源によってかなり数値にばらつきがありますよね。

* なお、このページ終わりの追記もご覧くださいな

では、どれを信じたらよいのか?

そこで各種情報源を比較検討し、調和化させる研究も行われており、その1例を
紹介しますね。

「結局、どっちやねん?」 こんな錯綜した標識があったら、困りますよね。

「結局、どっちやねん?」
こんな錯綜した標識があったら、困りますよね。

そんな研究の一例

アメリカのエール大学が著作権を保有している論文で、Life Cycle Greenhouse Gas Emissions of Nuclear Electricity Generation  Systematic Review and Harmonization
(核発電の温室効果ガスのライフサイクル排出  体系的レビューと調和化) と
いうものです。2012年の © となっています。

著者はEthan S. Warner and Garvin A. Heath のお二人で、この論文の巻末にある著者紹介によれば、

Ethan S. Warner は持続可能性のアナリスト。Garvin A. Heathはアメリカ・コロラド州ゴールデンにあるNational Renewable Energy Laboratory(国立再生可能エネルギー研究所)の上級科学者。

ということです。

原文は
Life Cycle Greenhouse Gas Emissions of Nuclear Electricity Generation – Warner – 2012 – Journal of Industrial Ecology – Wiley Online Library
にございます。Journal of Industrial Ecology (産業エコロジー ジャーナル、JIE)の
ライブラリーに収められているのですね。

まあ、大体こっちなのね

まあ、大体こっちなのね

では、まずこの論文を選んだ理由は、その冒頭にあるSummaryを見れば、
すぐにお分かりいただけるでしょう。私による抜粋・日本語化で紹介します。

(私による日本語化、< >内は私による注釈)
各種の核発電技術のライフサイクル評価(LCA)文献を体系的に評価・調和化し、
ライフサイクルでの温室効果ガス(GHG)排出の推定量のバラツキの原因を
突き止めるとともに、可能な場合にはそうしたバラツキの軽減も試みた。それにより、
この問題に関する知識の現状を明確にし、意思決定の一助とすることが狙いである。
LCA 分析の文献では、核発電によるライフサイクルでのGHG排出は、従来型の
化石燃料の数分の一とされている。だが、再生エネルギーとの比較においては、
ライフサイクルでのGHG排出には、核発電が行われる条件や想定が有意な影響を
及ぼす。274の情報源を集め、そこから27を選び出し、軽水炉 (LWR) からの
ライフサイクルでのGHG排出に関する、それぞれ独立した推計99種類を得た。
公表されている推定の中央値や四分位範囲(IQR)、ならびに範囲はそれぞれ、
1キロワット時あたりの二酸化炭素換算グラム(g CO2-eq/kWh)で、13、23、220
グラムである。体系的なパラメーターのうち重要なものいくつかに対して総体的な
体系境界や値を一貫化させるという手法を適用してみると、これらの中央値などは
それぞれ、12、17、110 g CO2-eq/kWhとなった。調和化 (特に、実績の特性の) に
より、中心的な傾向と変動の推定を明確化できる。その他の変動を説明するため、
結果に関するその他要因の中で影響の強いものをいくつか選び出し、他の手法で
検査した。そうした要因としては、一次的なエネルギー ミックス、ウラニウム鉱の
品質、選択したLCA手法がある。例として、今後の世界での核エネルギー開発の
シナリオ分析においては、今後の世界ではウラニウム鉱の市場での平均的な品質低下が
ライフサイクルでのGHG排出に及ぼす影響も検討した。条件によって変わるが、
2050年までのライフサイクルでのGHG排出の中央値は9 から 110 g
CO2-eq/kWh とみられる。
**************

調査対象とする文献を、2段階で絞り込んだうえで、データの比較検討や整合化を行ったそうです。
1次スクリーニング
集まった資料のうち、あまり短いものや古いもの、PPTスライド、ポスター類、要約にすぎないものなどを排除。

2次スクリーニング
ライフサイクルでの排出量推定方法や評価手法の質などで資料を判断。結果、66の資料が残ったそうです。

その他、「研究者らしい」技術的な詳細は~~

~~ここでは、割愛します。
「やかんをのせたら~~」のフォーカスから遠く離れてしまうので。

こっちに来たけど、それらしきものが見えないよ~~

こっちに来たけど、それらしきものが見えないよ~~

で、結論は?

この論文そのもののConclusionの箇所から、私が抜粋・日本語化しますね。

(私による抜粋・日本語化)
本研究の最終的な結論として、核発電システムからのライフサイクルGHG排出の推定に関しては、大量の文献が既に公表されているが、それらを調和化すると値の分布は比較的小さく、今回の文献スクリーニングで通過した諸文献で採用しているのと同様の限られた条件下では、LWR<軽水炉>について新たなプロセスに基づくLCAを実施しても、推定値が既存の範囲を大きく超えることは考えにくい。その中心的な傾向は、既存のものに
類似したものとなると見られる。LCA文献をまとめると、核発電からのライフ
サイクルでのGHG排出は、従来の化石燃料からの排出比べ、数分の一に収まり
(たとえば、Whitaker et al. 2012)、再生エネルギーと大きくは変わらない
(たとえば、Dolan and Heath 2012) ものとみられる。
(後続の抜粋・日本語化個所に続く)
**************

これだけを読むと、
( > O<) 「なんだ、おまえは、実は原発推進派の回し者だったのか!?」
( > O<) 「おまえが自分で書いた付録 w-1) では、ウラニウム濃縮にかなりの
電力が必要って、言ってたじゃないか!!」

といった怒号が飛んできそうですね!

でも、ここで騒がないで、もう少し先もお読みくださいな。
そもそも、まずは核発電推進勢力が「原発は温暖化ガスをほとんど出さない」
と主張するときに、よく利用している研究結果を紹介しているんですよ。
このページの終わりで、かなり異なる研究結果も紹介していますから、
必ずご覧くださいね。

「まあ落ち着け、もう少しやで、カァー~~」

「まあ落ち着け、もう少しやで、カァー~~」

(私による抜粋・日本語化、続き 文字色は私による)
軽水炉以外の普及している核発電技術(たとえば、重水炉やガス冷却炉)についても
同様の結論が該当するか否かについては、証拠が少ない。だが、核発電のライフ
サイクルGHG排出量には、実際に核発電がおこなわれる条件や前提が有意な影響を
及ぼすことがある。既存の文献の多くでは、関連する状況や結果的な問題を検討して
いない。<確かに核発電のGHG排出量は>石炭火力と比べれば小さいが、発電体系が
主に核発電(あるいは再生エネルギー)で構成されているのか、それとも石炭火力で
成り立っているのかによって、核発電のライフサイクルGHG排出にはかなりの違いが
生じる。
(それぞれ、4 から 22 g CO2-eq/kWhと30 から 110 g CO2-eq/kWh)  既存の
推定文献に見られる値の分散のかなりの部分は、次の4つの要因で説明できると
みられるのだが、そのうち今回調和化したのは1つだけ(核施設の稼働実績に関する
特性)である。その他3つについては、重要であるが今回調和化していない。
これら3つは、次の通り。(1) 一次エネルギー体系の構成、 (2) <核発電を実施する
ために必要となる> 電力、これはウラニウム濃縮手法に大きく左右される、
(3) LCA の手法

*******************

ですから実は、付録 w-1) で問題にした「ウラニウム濃縮に必要な消費電力」という
問題が、極めて重大であることがお分かりになるでしょう。1つの単純化した例を
考えてみてくださいな。

原発用の燃料製造に必要な電力を、石炭火力で賄うのか、再生エネルギーで賄うのか~~?

原発用の燃料製造に必要な電力を、石炭火力で賄うのか、再生エネルギーで賄うのか~~?

単純化した例

石炭火力発電がほとんどの地域があり、そこに最初の原発を導入するとします。
一見、その地域のカーボン排出が減りそうですよね?
でも、上の抜粋・日本語化個所の最後の方にある、(1) と (2) の意味を考えて
みましょう。つまりは、

  • ある地域にある発電用エネルギー源の構成
  • ウラニウム濃縮の方法によって、大幅に(原発の燃料を作るための)必要電力が
    変わる

ということですね。これを説明するため、かなり簡略化した例を考えてみましょう。

ある地域では現在、石炭火力が発電のほとんどだとします。カーボン排出を
削減するため、初めての原発を新設することにしました。

工場を、同じ国のどこかに建てて操業開始したとします。何らかの形で、濃縮
ウラニウム燃料を入手しないと、原発は動きませんよね。

ケース1  その地域の自国内に、新たなウラニウム濃縮工場を建設する場合。
そのウラニウム濃縮には、大きな遠心分離機を何百台もつなげて稼働させるだけの
電力が必要です。その電力は、既存の石炭発電からのものになるしか、ありません
よね。さて、この場合、どこまで本当にカーボン排出を削減できるのか??

* なお、現実にはウラニウム濃縮にはIAEAが常に目を光らせているので、
このケースは考えにくいのですが。(まさしく、proliferation risk)

ケース2  他国にある、既存の濃縮工場で出来たウラニウム燃料を輸入した場合。
その濃縮工場ではやはり電力消費が増えますよね。その電力の一部が石炭火力に
よるものだったりしたら、実はどこまでカーボン排出を削減したことになるのか??
石炭と言わずとも、火力発電の電力が使われる可能性は大です。

つまり、どちらの場合も、本当はどこまでカーボン排出を削減できるのか、疑わしい
わけですよ!

言い換えれば、本当に原発新設でカーボン排出を減らしたければ、
★ 既存の火力発電のカーボン排出を大幅に減らす  and/or
★ 再生エネルギー発電による電力システムを構築し、その中に核発電(原発)も
取り入れる

ということになってしまいます。

「要は、これをどないかせんと」

「要は、これをどないかせんと」   実際、「クリーン コール」のような技術も開発中ですよね。このページの終わりもご覧くださいな。

加えて、ウラニウム鉱石の「質」

つまり、ウラニウム鉱石中のU235の含有比率も、当然ウラニウム濃縮の必要電力に
影響します。

日本国内にもその昔、岡山県と鳥取県の県境に人形峠という場所があって、ウラン
採掘をしてました。1956年には原子燃料公社なるものが設立され、‘79年には日本初の
国産濃縮ウラニウムの製造を始めたようです。しかし、同じく’79年の春に発生した
スリーマイル アイランド原発のメルトダウンの影響で世界的にウラニウム需要が
落ち込んだことに加え、もともと人形峠のウラニウム鉱は質が良くなく濃縮が
大変だったようで、閉山が決まりました。2001年にはウラン濃縮原型プラントの
役務運転を終了し、原子燃料公社は改組を経て2005年に日本原子力開発機構に
組み入れられました。

要するに、ウラニウム鉱石のU235含有率がある程度以上大きくないと、経済的に
ウラニウム濃縮が成り立たなくなるわけですね。で、世界中に「ある程度以上の質の」
ウラニウム鉱石がふんだんにあるのかというと~~~

質の悪いウラニウム鉱石を無理に濃縮すると、当然、必要な電力は増大してしまい
ますよね。

このように現実的に考えるなら、「原発 ⇒ カーボン排出ゼロ」なんていう主張の、
無根拠さがお分り頂けるでしょう。

「燃料製造用の発電で煙だらけ、表向きはきれい」

「燃料製造用の発電で煙だらけ、表向きはきれい」

そして、お忘れなく!

この「付録」ページでは、あえて「やかんをのせたら~~」の本題を離れ、
エネルギー問題とカーボン排出という問題だけを取り上げてきました。
でも、現実には

★ proliferation riskは、核発電の「出生時」からの、不可分な問題です

★ 付録 w-2) で短く言及した、「水消費」の問題 (大気にさえカーボンを放出しなければ、水はがぶ飲みしてよいのか??

★ そして言うまでもなく、放射性廃棄物というカーボンよりずっと有毒なものを、
核発電は出す

★ そうした廃棄物の処理や処分(何百年単位での管理が必要)、そして
原発の廃炉作業(これも、100年を超える作業になりえる)にともなう
カーボン排出は、上に紹介した試算では、どこまで現実的な数値を
捉えているのか疑わしい。(だって、実際の核廃棄物保管や廃炉作業
からのカーボン
排出を比較検討したデータって、どこにあるの??
まだ、廃棄物の管理期間は終わっていないわけで)

★ ついでながら、「発電コスト」にはそうした100年単位での「後始末の
費用」も含めないといけないハズですが ・・・

という深刻な問題があることを、お忘れなく!

さらに、カーボン排出が極めて少ない火力発電ができそうなのに

大規模CO2分離回収実証設備の運転開始について | 東芝エネルギーシステムズ株式会社 (toshiba-energy.com)

東芝、超臨界CO2火力向け燃焼器の初着火に成功。商用化へ前進 | 電気新聞ウェブサイト (denkishimbun.com)
などをお読みくだされば、CO2排出の極めて少ない火力発電の技術が出来つつあること
が分かります。

東芝グループがもっと早く原子力事業から撤退 ⇒ 原発企業(ウェスティンハウス)を
バカ高い価格で買ったりしない ⇒ カーボン排出の少ない火力発電技術にリソースを
傾注
してくれていたら ・・・ 残念極まりないです!

どうも一部の反原発勢力の間では、「東芝や日立 ⇒ 原発を作る悪い会社」といった
短絡した反応が見られるのですが、上述のような技術にも取り組んでらっしゃるの
ですね。原発に早く見切りをつけて、カーボン ニュートラルな火力発電技術に
傾注してくださっていたら、今頃は ・・・ ほんと、残念です! (東芝が傾いた、
おそらくは最大の要因は原発事業にあったことは、広く報道されましたよね)

アワビさん、ジャンケンに負けちゃった~~ よけいなギャンブルは、してほしくなかった

アワビさん、ジャンケンに負けちゃった~~  よけいなギャンブルは、してほしくなかった

☆ 2022年3月15日追記

DW  (Deutsche Welle、ドイツの国営英語放送) のウェブサイト
Fact check: Is nuclear energy good for the climate? | Environment | All topics from climate change to conservation | DW | 29.11.2021
(ファクト チェック: 核エネルギーは、環境のためになるのか?)
にあるファクト チェックより。

このチェックで引用している、発電 1 kwhあたりの温暖化ガス排出量
(CO2換算、単位はg) の一覧表は、上で紹介したものとかなり
異なっています。

ドイツ環境庁による2020年のデータと、アムステルダムに本拠を置く
WISEのデータとに基づく数値です。
なお、WISEは私がこの「やかんをのせたら~~」でよく引用・紹介して
いる団体で、核発電に関しては反対の立場です。ですから、以下のデータと
上で紹介したデータとの中間あたりを取れば、とりあえずは公平な数値に
なるのかも。DW自体も “It should be noted, however, that WISE is an
anti-nuclear group, so is not entirely unbiased” (ご注意いただきたいが、
WISEは反核団体なので、何らかのバイアスがないわけではない) と
明記してらっしゃいます。
そうした問題があるので、このページではまず上に「推進派好みのデータ」を
紹介し、ここでWISEのデータも取り入れた数値を紹介しているのですね。
出来るだけ公正な立場で、モノを見たいんです。
それにしても! 国家政府がWISEのような団体からのデータも紹介するって
ところが、民主主義ですね! 今の日本で、こんなこと考えられますか??

Felt-tip marker on paper / 紙にマーカー
背を向けて ~~ 嫌いな団体からのデータだからと言って、
背を向けていちゃ困ります!
私の点描練習より

では、そのドイツ環境庁などによるデータを。
ライフサイクルでのCO2換算温暖化ガス排出量 (g) です。

褐炭     最大で1,034
無煙炭    最大で864
天然ガス   最大で442
核発電    最大で 117
太陽光       最大で33 (シリコンを用いたパネルの場合)
陸上風力   最大で9 (最新式の風力タービンの場合)
洋上風力   最大で7 (最新式の風力タービンの場合)
水力     最大で4

DWが特に注意事項として指摘しているのは、最近になるほど原発の
建設期間が長くなっているという事実です。DWのこの記事では、建設に
15-20年ほど要するとなっています。ヨーロッパの場合ですね。実際、
最新式の軽水炉EPRの建設では、工事が予定より大幅に遅れるケースが
頻発しています。
日本の大間原発の場合など、もっとひどくて、大間町による誘致決定から
ほぼ37年半を経過した2022年3月現在、まだ建設中です! 上の黒い
メニューでページ s-0) ⇒ 「(:: – _-) まず、石油やLNG価格が高騰
原子力を、という短絡について」という段落をご覧くださいな。
建設工事が長くなるほど、基本的に工事からのCO2など排出量も増え
ますよね。
それと、最近の「脱炭素化」の動きでは、2020年代のうちに何とかせねば、
となっています。ということは、建設工事に15年も、場合によっては
40年も要する原発は、この脱炭素化努力には何の役にも立たない、
ってことです!

Comments are closed.