人類の歴史の大半において、人間の条件は生き残るための闘いだった。 何千年もの間、生活の質はほとんど向上しなかった。 つい200年ほど前までは、ほとんどの人が農民だった。 週60時間以上働いてやっと生活し、年に何度も空腹に耐え、平均寿命は29歳だった。
この250年間だけが例外的だった。 産業革命は人間の生産性を爆発的に向上させ、私たちが知っているような生活を一変させた。
我々は、世界人口が200年前の10億人から現在の80億人へと爆発的に増加する一方で、生活の質を大幅に向上させることに成功した。
この成長の原動力はエネルギー消費の大幅な増加であり、そのほとんどは炭化水素、特に石炭、石油、天然ガスによるものである。 問題は、この使用による温室効果ガスの累積排出量が、気候変動が存続の脅威となるほど地球を温暖化させる規模に達していることだ。
海洋に蓄積されるエネルギー量は、過去25年間に毎秒5発の広島型原爆を爆発させた量に相当する。 もしエイリアンが現れて、1秒間に5発の核兵器を地球に落とし始めたら、私たちはすべてを投げ出して対処するだろう。 しかし、このプロセスはほとんど目に見えないため、私たちは満足してしまっている。
その結果、100万種以上が気候変動による絶滅の危機にさらされている。
このまま温室効果ガスが大気中に放出され続ければ、2040年には北極圏のほとんどの地域で9月に氷がなくなってしまう。
観測史上最も暖かかった20年は過去22年間である。
問題のあまりの大きさに、多くの人々が絶望的だと考えている。 また、この問題を解決する唯一の方法は、悲惨な生活に戻り、問題から脱却することだと考える人もいる。 どちらも実行不可能だ。 前者は純粋なニヒリズムであり、後者は口に合わない。 誰も昔のような質の低い生活には戻りたくない。 言うまでもなく、ほとんどの工業プロセスがなければ、地球は10億人以上の人口を維持することはできない。
だが、いいニュースがある。 本当の意味での前進がなされている。 人類はこの挑戦に立ち上がりつつある。 かつては成長には排出量の増加が必要だったが、今はそうではない。 1990年以来、米国経済は実質GDP（インフレの影響を除く）で2倍以上になったが、排出量は横ばいである。
また、これは中国に排ガスをアウトソーシングしたからではないことも注目に値する。 炭素排出量の一般的な測定方法は、上の図のように生産からの排出量を示している。 しかし、生産がオフショア化されれば、排出量もアウトソーシングされることになる。 気候学者は、どれだけの排出が外部に委託されているかを把握している。 グローバル・カーボン・プロジェクトは、消費に基づく排出量（ある国が消費する財やサービスを生産するために必要な炭素排出量）の推計データベースを管理している。
消費に基づく排出はオフショア化できない。 消費に基づく測定では、アメリカ人がテレビを買った場合、そのテレビがどこで作られたかにかかわらず、そのテレビの製造に伴う炭素排出量はアメリカに割り当てられる。 アメリカのテレビ工場が閉鎖されて中国に移転しても、そのテレビがアメリカの消費者に販売されるのであれば、消費に基づく排出量は変わらない。
下図を見ればわかるように、アメリカの消費による排出量は過去40年間横ばいであるのに対し、中国の排出量増加のほとんどは消費の増加によるものである。 アウトソーシングやオフショアリングによる排出量はごくわずかである。
過去30年間、実質GDPが倍増しているにもかかわらず、欧米の排出量が横ばいである理由を説明しよう。 地球温暖化の原因となる主な温室効果ガスはCO2とメタンである。 これらの排出量の25％はエネルギー生産によるものである。 25%は農業からもたらされている。 21%は工業から、14%は運輸からである。
エネルギー生産
最も進展が見られるのはエネルギー生産である。 太陽光発電はすでに最も安価なエネルギー生産形態である。
太陽光発電の価格は、過去40年間、10年ごとに10ずつ、なんと1万ずつ下がり、現在も下がり続けている。 過去の最も楽観的な予測でさえ、価格下落の規模を過小評価していた。
その結果、人々は太陽エネルギー生産の普及率を大幅に過小評価してきた。 2022年のエネルギー生産に占める太陽光発電の割合は、2010年のゼロから4.7％に上昇し、最も楽観的な予測をもはるかに上回る。
実際、2023年に米国で新たに追加される電力容量のほとんどは再生可能エネルギーであり、そのほとんどは太陽光発電である。
同じようなことが世界中で起こっている。 現在、太陽光発電や風力発電は非常に安価であるため、電力会社は大量に設置し始めている。 2022年の時点で、太陽光発電と風力発電は世界の発電量のほぼ8分の1を占めており、2023年にはさらに大きく増加する見込みだ。
東南アジアやアフリカの多くの国々では、送電網の信頼性が非常に低いため、人々は自分たちでソーラー・マイクログリッドを作っている。 私は自分の小さなスケールでそれを観察している。 タークス・カイコスにある私の家は、太陽光発電とバッテリーで完全にオフグリッドにしている！
しかし、送電網の脱炭素化となると、太陽光発電は断続的であるため、エネルギー生産は解決策の半分でしかない。
ここでもいいニュースがある。 1991年以降のバッテリー価格を42で割ったもの。
2023年から2024年にかけて50％の価格下落が見込まれており、価格はまだ急速に下がっている。
一方、エネルギー密度は1920年代から10倍、1980年代からは5倍に向上している。
その結果、エネルギー貯蔵設備は2022年から2023年にかけて3倍に増加し、予測は大幅に上方修正された。
米国の蓄電池容量は、2024年にはほぼ倍増すると予想されている。
それはすでに、私たちの電力供給方法にも影響を及ぼしている。 例えば、2021年と2024年4月のカリフォルニアの電力供給量はこのようになっている。
ネットワーク効果とスケール効果により、ソーラー＋バッテリーが他のすべてのエネルギー生産よりも安くなる時代が近づいている。 人間は通常、自分たちの経済的利益になるときだけ正しいことをするものだ。 つまり、30年以内にすべてのエネルギー生産がカーボンフリーになる世界が容易に想像できるということだ。
保守的な予測で有名なIEAは、わずか4年後には世界の発電容量に占める太陽光発電の割合が石炭や天然ガスを上回ると予測している。
もちろん、バッテリーはその容量を総発電量に占める割合に変えるのに役立つだろう。 つまり、真の技術革命が進行中なのだ。 それはもはや疑問でも理論でもなく、事実なのだ。
核融合が商業的に可能になったり、他の解決策が実行可能になれば、このような未来はもっと早く訪れるかもしれない。
同様に、太陽光発電とバッテリーの組み合わせは、コストが下がり続けているため、勝利の組み合わせになると私は信じているが、エナジー・ボールトのような重力を利用したエネルギー・ソリューションや、水素を利用したグリッド規模の貯蔵といった代替案も研究されている。
交通
同じような傾向は交通機関でも起きている。 輸送における排出物の大半は、自動車とトラックによるものである。
本当の意味での進歩も進んでいる。 電気自動車の世界新車販売台数は、2010年の0％から2022年には14％となり、10年前の最も楽観的な予測をも大きく上回った。
注目すべきは、これらのほとんどが完全な電気自動車であり、2021年から2022年までの1年間で販売台数が50％増加したことだ。
電化をリードする中国と欧州。 中国では3台に1台が電気自動車であり、ヨーロッパでは4台に1台が電気自動車である。
電気自動車は変速機がない分、従来の自動車よりも製造やメンテナンスが簡単だ。 バッテリーのコストは急速に下がり、ネットワーク効果もあって、ますます安価になっている。 より優れたバッテリーと高密度の充電ネットワークが航続距離不安に対処し、急速充電バッテリーが登場すれば、10年以内に新車販売台数の半分以上が電気自動車になり、30年以内に全車両が電動化されることは容易に想像できる。 内燃エンジン搭載車の普及率が低下すれば、多くのガソリンスタンドは採算がとれなくなり、ガソリンスタンドの密度が低下して電気自動車への流れがさらに加速するからだ。 これまでのところ、電気自動車の販売は最も楽観的な予測をもはるかに上回っている。
ヘリコプターや短距離輸送用の電気飛行機も現在開発中である。
その上、電気自動車に反対する議論はすべて間違っている。 必要なバッテリーを製造するのに十分なだけの、容易に回収できる金属が世界には存在しないという説もある。 ハンナ・リッチーが書いているように、この可能性は極めて低い。 例えば、リチウムのチャートである。
推定リチウム資源量は、時間の経過とともに増加し続けている。 2008年、世界の総資源量はわずか1,300万トンと推定されていたが、現在は8,800万トンとなっている。 もっと高くなる可能性もある。 埋蔵量も増えるだろう。2008年にはわずか400万トンだったが、現在は2200万トンだ。 私たちは新しいリチウム鉱床を発見し続け、リチウムを抽出する能力を向上させている。
世界はリチウムで満たされていることに、人々は気づき始めている。 米国がリチウムを大量に発見したことが、ここ数カ月でリチウム価格が暴落した理由のひとつかもしれない。
ハンナ・リッチーには、銅、コバルト、グラファイト、ニッケル、ネオジムなど、他のすべての重要鉱物についても同様のパターンを示すチャートがあるが、それらの写真はどれもさらに楽観的に見える。
航続距離は急速に伸びており、航続距離の不安は問題ではなくなりつつある。 現在では、ほとんどすべての自動車が1回の充電で200マイル以上、多くの自動車が300マイル以上走っている。 その上、以前よりも充電ステーションの数が増えており、電気自動車で立ち往生する可能性は非常に低くなっている。
電気自動車が排出する二酸化炭素は、すでにガソリン車の50％に過ぎない。 送電網がソーラーに移行すれば、この状況は劇的に改善するだろう。 また、電気自動車のインフラ整備に伴う排出は一過性の費用である。 非常に長い目で見れば、電気自動車とそのインフラは完全にゼロ・カーボンになるだろう。
また、電気自動車のために鉱物を採掘することは、貧しい国々から搾取することになると心配する人もいる。 ノア・スミスが指摘するように、それは2つの方法で起こると考えられている：
1.貧しい鉱山労働者は搾取される。
2.鉱山の近隣地域は、鉱山からの産業流出によって環境に害を被る。
前者の主な例は、電気自動車に使用されるコバルトの採掘に、コンゴ民主共和国での準奴隷労働が使われていることだ。 また、リチウムや銅の鉱山による産業汚染の例も多い。
しかし、この議論には少なくとも2つの大きな問題がある。 第一に、鉱物資源の採掘と輸出は、多くの貧しい国々にとって主要な経済活動であり、自給自足以上の生活を支えている。 豊かな国々が人道的な理由で貧しい国々からの鉱物の購入を拒否することを要求することは、その国々を貧しくするだけであり、その打撃は貧しい人々や社会から疎外された人々に最も大きくのしかかる。 豊かな国々がそれらの輸出品の購入を拒否することは、正反対であり、地球上で最も弱い立場にある人々への道徳的打撃となる。
第二に、電気自動車の鉱物採掘による搾取と汚染を、誰もがリチウムやコバルトを必要としない自給自足の農家になるような、想像上の脱成長ユートピアと比較すべきではない。 それは単なるファンタジーの世界だ。 そうではなく、現在の経済システムと比較すべきだ。 石炭、天然ガス、石油を採掘するために私たちが構築したシステムは、電気自動車による鉱物の採掘に基づくシステムよりもはるかに搾取的で、環境に有害である。
グリーンエネルギーへの移行に必要な鉱物需要の4倍を考えても、化石燃料の採掘量は、電気自動車の製造に必要な採掘量よりも桁違いに多い。 ここでは数百万対数十億の話をしている。
リチウムや銅の採掘による環境破壊に文句を言うのは構わないが、ここではそれらを視野に入れる必要がある。 気候変動を考慮せずとも、年間何十億トンもの石油を採掘することによる地球環境への悪影響は甚大である。 電気自動車への移行の要点は、控えめに言っても、リチウムや銅の鉱山がこれまでに生み出したものよりも、貧しい地域社会や自然生息地の両方に多くの害をもたらす変化から地球を救うことだ。
電気自動車に代わるものは、小さな持続可能な庭を作り、一日中歌を歌うような牧歌的なファンタジーではない。
私たちは、資源採掘国における労働と環境の虐待を止めるよう努力すべきである。 しかし、こうした虐待を心配するあまり、貧しい人々や地球環境に対するはるかに大きな犯罪を 犯すようなことがあってはならない。
産業
産業革命の構成要素のひとつであるセメントと鉄鋼の製造には、炭化水素でしか発生させることのできない超高温の熱が必要だったため、産業界からの排出物は長い間解決不可能と考えられてきた。 しかし、ここでも2つの形で進展が見られる。 Heliogenのような企業は、産業プロセスで使用するのに十分な熱を作り出すために集光型ソーラーを利用している。 同様に、生産中の排出を防ぐため、工場での炭素回収に力を入れている企業もある。
工業生産には直接結びつかないが、Sourceのような企業が水力パネルを使用して、乾燥した砂漠環境でも大気中の湿度を飲料水に変え、難民キャンプや遠隔地のコミュニティが飲料水にアクセスできるよう支援している。
食料生産：
食料生産は、進歩が最も遅れている部門である。 欧米における小規模なベジタリアニズムやビーガン運動は、新興国における人々の裕福化に伴う肉食の増加の規模に比べれば矮小である。 羊や牛がメタンを排出することを考えると、メタンは非常に強力な温室効果ガスであり、この問題はますます悪化している。
ヴィーガン運動の理想には、共感するに余りある。 私たちが動物を扱う方法は非良心的だ。 私たちは、恐ろしく狭いスペースで暮らす動物たちに過剰な餌を与えている。 数百年後、人々は奴隷制を容認した先人たちを見るのと同じような恐怖をもって、今日の私たちの動物への接し方を見るようになるだろうと私は確信している。
しかし、現在提唱されている解決策のほとんどは、実行不可能に思える。 ホモ・サピエンスは雑食性で、明らかに動物性タンパク質を好むようにできている。 工業的食糧生産がなければ、現在地球上にいる80億人の人口を維持することはできない。 世界のインポッシブル・フーズが安くなる。 しかし、それらは高度に加工されているため、あまり健康的ではないかもしれない。 昆虫肉のような代替タンパク質は、家畜の飼料として利用できそうだが、多くの人にとっては口に合わない。
長期的な解決策としては、アップサイド・フーズ社のような実験室栽培の食肉を使うことになるだろう。 実験室で作られた肉は、動物性タンパク質を作るのに必要な水や土地の使用量の100分の1で済み、肉を作る際に動物を傷つけることもない。 私たちはまだ序盤で、高価で低品質なミートボールを作っている。 しかし、規模を拡大し、反復することで、品質は向上し、コストは減少するはずだ。 私は20年後には、動物性食品よりも安い値段で、同じ栄養価を持つ実験室栽培の肉が手に入ることを願っている。
前述したように、人間は自分たちの経済的利益になるときだけ正しいことをする。 この時点で消費は急速に切り替わる。
その間、シンブロシアのような企業が排出量を抑える手助けをするだろう。 海藻ベースのサプリメントを畜産農家に提供し、メタン排出量を80％も削減している。
脱炭素化
これは、すべてが最善中の最善だと言っているのではない。 新興市場では依然として排出量が増加している。 海洋と大気には十分な熱が蓄積されており、気温は数度上昇すると予想される。
この面でも進展が見られる。 中国のGDP成長率は排出量から切り離されている。
その結果、ブルームバーグ・ニュー・エネルギー・ファイナンスは、世界の排出量はピークに達し、今後は加速度的に減少していくと考えている。
世界を深刻な被害から救うには、まだ十分なスピードではない。 しかし、派手な悲観論が飛び交うことへの解毒剤にはなるはずだ。 その上、カーボン・エンジニアリングや カーボンキャプチャーといった企業が先導役となり、脱炭素化も進んでいる。
豊かさ
太陽光発電や核融合の優れた点は、固定費はそれなりに高いが、エネルギーの限界費用が0ドルであることだ。 その結果、エネルギーがあまりに安くなりすぎて計測不能になる世界を想像することは可能だ。 そのような世界では、私たちが持っている他の制約の多くも消えてしまう。
例えば、人々は水不足を心配している。 しかし、水がなくなるという考えはおかしい。 地球の70％は水である。 問題は、真水の方が珍しいということだ。 しかし、エネルギーが無限の世界では、塩水を淡水化し、無限の真水を手に入れることができる。 タークス・カイコスにある私の家では、AqSepを導入している。 この装置の投資回収期間はわずか1年である！ 私のオフグリッド太陽光発電と蓄電池を組み合わせれば、この家は完全にオフグリッドでカーボンニュートラルになる。
同様に、マルサスの懸念は常に間違っていたにもかかわらず、人々は将来の食糧不足を心配している。 とはいえ、淡水化で得られる無限の真水があれば、垂直農法で農作物を栽培することは容易だし、砂漠で農作物を栽培することだってできるだろう！
結論
私たちが直面する挑戦は大変なものだが、私たちは21世紀の挑戦に立ち向かおうとしている。 私たちはより良い明日の世界、持続可能な豊かな世界を築いている。