手作り風車よ回れ!マラウイを照らすほのかな灯火




生暖かい風に乗り赤茶色の乾いた土が舞い上がる
その少年の希望詰まった風車の羽根を静かに回し始めた。


先日ものすごい物に出会いました。それは、アフリカの途上国「マラウイ」の19歳の少年が自ら生み出した風車です。親戚の家のトタン屋根に、錆びついた自転車の車輪――。村中からかき集めた部品を組み合わせたその風車は、電気がない村の闇をほのかに照らしました。(福田大展)

 突然の出会い

私がその風車と出会ったのは、春の暖かさが訪れ始めた3月末。春一番が吹き荒れる、風の強い日でした。私は、全国の高校生が科学研究の成果を発表するイベントに参加していました。早めに会場に着いたので、うろうろと歩いていると・・・、突然「それ」が目に飛び込んできたのです。



それは、見慣れた人工物の中で、輪郭がくっきり浮かび上がるように目を刺激しました。「何ですかこれは」。私は目を大きく見開いて、“異彩を放つ何か”を組み立てている人たちに尋ねました。

「マラウイの少年が自分で作った風車なんです!」

答えてくれたのは、発展途上国を援助する活動に励む「国際協力機構(JICA)」の青年海外協力隊の元隊員たち。イベントにブースを出していました。

マラウイってこんな国

皆さんはマラウイがどこにあるか分かりますか? ここです! アフリカの南東にある、南北に伸びる細長い国。日本の3分の1ほどの広さに、東京都民より少し多い1500万人が暮らしています。電気と水道の普及率は、いずれも10%以下。多くの地域では、夜は暗闇の中で過ごし、水は井戸から地下水を汲み上げています。



集落と集落をつなぐ道は舗装されておらず、自転車で走ると風で舞い上がった砂埃で土まみれに。道の両脇には、トウモロコシ畑が見渡すかぎり広がっています。レンガを積んだ釜に薪をくべて、トウモロコシの粉をグツグツ・・・。できたものを練り上げた「シマ」と呼ばれるものが主食です。学校の授業は日没まで。夜は基本的にろうそくの明かり過ごし(電池で光る懐中電灯はあります)、凍える夜には畑に生えた雑草燃やして暖を取ります電気はほとんど使いません





 「生活に役立つものを作りたい」

風車を作ったのは、マラウイの「ンサナマ村」(日本人には発音がやや難しい)に住む、Gerald kadango(ジェラード・カダンゴ)。日本では高校の時期にあたる「セカンダリースクール」で、隊員から理科や数学を教わりました。


ジェラードが風車の構想を練り始めたのは、2012年の始めごろ。村への電気の供給がないため、懐中電灯の電池や携帯電話の充電への出費が膨らんでいました。

「もし自分で電気を生み出せれば、少しでも節約できる。
生活に役立つ新しいものを作りたい」

学校を卒業した後の2013年7月、ついに想像を形にし始めました。アイデアの元になったのは、子供のころに遊んだ、風の力で転がるおもちゃ。回る力をモーターにつなげたら、電気を生み出せるに違いない。ジェラードは誰に教わるともなく、黙々と試行錯誤を続けました。

風車の回転数を上げる驚きのアイデア

ジェラードは、開発までの道のりを1冊のノートに綴っていました。

・地面から高い方が風が強い
・風で壊れないように、羽根は強くて大きなものが良い
・風車が常に風の吹く方向を向くように、旋回軸をつくる

その論理的な考え方に驚かされます。


中でも、発電量を大きく左右するモーターの回転数を増やすアイデアには驚かされました。小さいころから慣れ親しんでいる、自転車のチェーンに着目しました。

「ペダルを1回漕ぐだけで、車輪はそれ以上に回る」

自分の体験から学んだ知恵を生かしました。

荒々しい風車が、村を照らす

ジェラードの風車は、一言で表現すると・・・「荒々しい」。町工場から生み出された、できたてホヤホヤのプロトタイプのように、荒々しいのです。


風車の骨組みには、赤茶色の錆が目立つ使い古された自転車の車輪を。羽根は、折り曲げた祖父の家のトタン屋根。発電機には、叔母さんが昔使っていた壊れたミシンを分解して取り出したモーターを使いました(最新型はラジオのモーターを使用)。村からかき集めた部品は、日本では「ガラクタ」と見なされてもおかしくないものばかり。しかし、ものは使いようです。

出来上がった風車は、廃材の木材に釘で打ち付けられました。錆だらけの釘の尖った先は、木の板を貫いてむき出しに。最後は、家の屋根の高さを大きく超える4mほどの松の幹に取り付けて掲げました。見ていて飽きない、人の心を力強く揺さぶる、「荒々しい」風車ができあがりました。開発に取り掛かってから1カ月。ついに風車は、生暖かく乾いた風を受けて、ゆっくりと回り始めました。青白い懐中電灯の光とともに。


みんなからあいつは頭がおかしいって言われる。
僕たちの村では、誰もこんなことしないから。僕が最初なんだ

黒い肌に際立つ白い歯をのぞかせながら、ジェラードが誇らしげに微笑みを浮かべました。確かに、生み出した懐中電灯の光は、微かなものかもしれません。しかし、闇に包まれた村をしっかりと照らす、大きな期待が込められた灯火に違いありません。

エネルギーは“耕作”する1次産業

日本は今、一部の大きな電力会社が、大規模な発電所を建てて、安定した電気を送っています。停電は、台風や豪雨などの自然災害のときに、一部の地域で起こる程度。安定した安い電気が使えることが、当たり前になっています。しかし、日本でも一部の地方で、市民が主体となって作った風車や小水力発電所が、稼働し始めています。


エネルギーは、農業や林業、漁業と同じように、
その土地使うだけの量を、“土地耕して収穫するもの”

私はそう思います。「大規模集中型から、小規模分散型へ」。ジェラードの風車を見て、エネルギーをその土地で自分でかき集める、本来の姿を学んだ気がします。

「月」に何を思ふ

ジェラードはセカンダリースクールを卒業後、父の農作業を手伝っています。大学への進学の道もありますが、経済的に厳しい状況です。しかし、ジェラードは私への手紙にこう綴りました。

僕は風車を建てる目標をあきらめない
勉強を続けて科学者になりたい


マラウイの夜空は素晴らしいと、隊員の方たちが教えてくれました。満月は、情熱や夢の象徴として描かれることがしばしばあります。ジェラードの目には、マラウイの満月はどのように映っているのでしょうか。

1億度のプラズマを閉じ込めろ!地上に太陽をつくる核融合研究の最前線

実は身近なエネルギー

夜空に輝く星はすべて核融合エネルギーで光っている
宇宙にある物質をつくる原子は、すべて核融合エネルギーで生まれた
地球に降り注ぐ太陽のエネルギーも核融合エネルギー
(今届いている太陽の光は50万年と8分前の核融合反応で生まれた光)

発電方法

1億度に加熱したDとTのプラズマを閉じ込めて核融合反応を起こす。
発生した中性子を、Liのブランケットで吸収する。
反応で生じた熱で発生させた蒸気でタービンを回して発電する。

D(重水素)+ T(三重水素)→ He(ヘリウム)+ n(中性子)
n(中性子)+ Li(リチウム)→ T(三重水素)+ He(ヘリウム)

D:deuterium(デューテリウム)
T:tritium(トリチウム)

▼核融合を実現する条件
① 温度    :1億度
② 密度    :100兆個/cm3
③ 閉じ込め時間:1秒
④ β値     :5%
 (β値とは磁場に対する圧力比。プラズマの圧力 / 磁場の圧力 × 100
  値が大きいほど、より小さな磁場で高い圧力のプラズマを閉じ込められる
  効率の良さを示しているとも言える)

燃料は何を使うの?

重水素0.1g(海水3リットル)、リチウム0.3gで、
1人あたりの年間電気使用量7500kWhを発電できる
 →「7500kWh」は、どのように計算されたのか
 →同じ電気量をつくるために必要な、ほかの燃料の量を知りたい
  (石炭、石油、天然ガス、ウラン)
(重水素と三重水素の燃料1gで、石油8tに相当するエネルギーをつくれる)

海水中の水素の0.015%が重水素
リチウムは海水1リットル中に0.17mg
(リチウム0.3gを海水中から取るには、1765リットルが必要)

リチウムイオン電池の電池容量(Ah)に0.3をかけた値がリチウム含有量
 →携帯1台の電池に含まれるリチウムの量は
(DSは850mAhだから、0.255g)

プラズマってなに?

物質を暖めると、固体 → 液体 → 気体と変化する。
気体をさらに加熱すると、1万度くらいで原子核(イオン)と電子に分かれる。
この電離した気体のことを「プラズマ」と呼ぶ。
プラズマは荷電粒子(電子とイオン)の集合体。

▼身近なプラズマ
蛍光灯。蛍光灯の中には、数百Pa のArガスと、数Pa の水銀蒸気が入っている。
両端のフィラメントから放出された電子が Arを励起させる。
励起した Arが水銀蒸気を励起させ、水銀のプラズマが発生。
253.7nmの輝線スペクトルを発生する。
その光は紫外線なので見えないが、蛍光灯の周りに塗った蛍光物質に当てて、
可視光線を発生させている。


▼プラズマのパラメータ
電子温度:プラズマ中の電子のエネルギー分布に対応する温度
イオン温度:プラズマ中のイオンのエネルギー分布に対応する温度
プラズマ密度:単位体積あたりの荷電粒子の個数

どうやってプラズマを閉じ込めるの?

太陽は膨張しようとするプラズマの圧力を、自分の重力で閉じ込めている。
地上の核融合反応は、磁場やレーザーで閉じ込める。

① 磁場で閉じ込める   (慣性閉じ込め方式)
② レーザーで閉じ込める (ヘリカル方式、トカマク方式)

プラズマを閉じ込めるには「ねじれた磁力線」が必要。
 →なぜ磁力線に「ねじれ」が必要なのか?

磁力線をねじると、中心部から外側まで磁力線の無数の層が、
マトリョーシカのように、入れ子状に重なった状態になる。
この磁力線の多層構造によりプラズマを閉じ込めることができる。
ねじれの角度の変化が大きい方が、より強い磁力線のカゴになる。


ヘリカル方式は、ねじれた超電導コイルを使って磁力線をねじる。
 プラズマの中に電流を流す必要がないので、長時間の保持に優れている
トカマク方式は、プラズマの中に電流を流して磁力線をねじる。
 プラズマの中に電流を流すので、定常的に維持することが課題

ヘリカル方式:核融合科学研究所(LHD)
トカマク方式:ITER、那珂核融合研究所(JT-60)
慣性閉じ込め方式:国立点火施設(NIF・アメリカ)



どうやって加熱するの?

▼加熱
・オーム加熱:
  電場で加速された電子がイオンと衝突。
  運動エネルギーが熱エネルギーに変わり、プラズマの温度が上がる
・追加熱:中性粒子入射加熱法
・α粒子加熱:
  核融合反応によって発生したα粒子が、電子とイオンに衝突して加熱される

▼損失
・放射冷却:
・熱伝導:

中性粒子入射加熱法
高速の中性粒子を、磁場に閉じ込められたプラズマに入射。
運動エネルギーをプラズマ粒子との摩擦熱に変えて、プラズマ温度を上げる加熱法。

水素原子に電子1個を付加させた「負イオン」を生成。
(電極の表面にセシウムを被覆して電子を供給する)
180kVの高電圧で加速させ、秒速6000㎞の水素ビームをつくる。
電子を除去して、直径10mm以下の負イオンビームだけを取り出す。
770本以上のビームを10μmの精度で制御し、直径52cmの入射ポートに絞り込む。

3台の中性粒子ビーム入射加熱装置を用いて、14000kW以上のエネルギーを投入。
1億5000万℃のイオン温度、β値5%を達成した。
自己燃焼させるためには、ビームを2000kVで加速する必要がある。

どこまで達成したのか?

ローソン図(縦軸:中心イオン密度×閉じ込め時間、横軸:中心イオン温度)
 →達成の指標はローソン図でいいのか?
 →トカマクとヘリカルで指標が違う。どのような指標が適切か?



どんなリスクがあるのか? リスクの大きさは?

▼地震が起きたら?
原発の場合は・・・
「止める」制御棒を入れて核分裂反応を止めなければいけない
「冷やす」燃料棒の放射熱を下げるために冷やさなければいけない
     緊急炉心冷却装置で大量の水を格納容器に入れる必要がある
「閉じ込める」ヨウ素131やプルトニウムなどの放射性廃棄物の拡散を防ぐため

核融合発電の場合は・・・
「止める」自然に止まってしまうので暴走は起こらない。勝手に「止まる」
「冷やす」崩壊熱密度は原発の1000分の1。冷やさなくても大丈夫
「閉じ込める」飛散性の高い燃料のトリチウムを閉じ込める必要がある

原発は「止める」「冷やす」「閉じ込める」が重要だったが、
核融合発電は「閉じ込める」のみが重要

▼放射性廃棄物は出るの?
放射線を発するのは、
①燃料のトリチウム
②中性子により放射化した核融合炉

①トリチウムについて・・・
潜在的放射線リスク指数:放射性物質を許容濃度以下まで薄めるために必要な空気の体積
トリチウム:3.5×10^14
ヨウ素131:5.4×;10^17
(核融合発電ののトリチウムの放射線リスクは、原発のヨウ素のリスクの1500分の1)

②放射化した核融合炉について・・・
運転停止直後は、核融合炉の放射線リスクは、原子炉の放射線リスクの100分の1。
1年後には1000分の1、100年後には100万分の1になる。
 自然レベルまで下がるには何年かかるのか


エネルギーの取材リスト

再生可能エネルギー

▼北海道下川町
森林率が9割を超える林業のまち。
2009年度に、町役場や消防庁舎、公民館、福祉センターをまたいで、
暖房と給湯用の地域熱供給システムが導入された。
チップ燃料は町の森林組合が供給する。
2008年には「環境モデル都市」、2011年には「環境未来都市」に選定された。
2015年をめどに、市街地への地域熱供給のインフラ整備を検討している。
「一の橋バイオビレッジ」は2013年に完成した。
→取材したい!

また、町内には乳牛を中心に4000頭の牛がいる。糞尿を原料としたバイオガスを作り、
発電と地域熱供給を結びつけたコージェネレーションができるかもしれない。

エネルギーで未来を作る町~下川町の挑戦
http://frs-kyoten.blogspot.jp/2013/10/blog-post_14.html

▼北海道浜頓別町
市民風車「はまかぜちゃん」

▼青森県
NPO法人グリーンシティ・富岡敏夫さん
2001年に北海道グリーンファンドが北海道浜頓別町で、日本初の「市民風車」を作った。
泊原発に頼らないエネルギーを自分たちで作ろうという運動から始まった。
2003年には、秋田県天王町や青森県鰺ヶ沢町でも市民風車ができた。
2006年、青森県大間町に「まぐるん」ちゃんが完成。


▼岩手県葛巻町
「ミルクとワインとクリーンエネルギーのまち」
1981年に木質ペレットの製造事業を開始。
製紙用のチップ製造の際に生まれる樹皮の処理費用を減らす目的で始まった。
今では風力、太陽光、牛糞をメタンに変えるバイオガス発電プラント、
ペレットボイラーなど、さまざまな再生可能エネルギーを導入している。

▼秋田県
NPO法人環境あきた県民フォーラム・山本久博さん
風の王国プロジェクト。風車1000本。

▼山梨県北杜市
①北杜市村山六ヶ村堰水力発電所(320kW)
有効落差:85.24m、使用水量:0.5m3/秒、年間発電量は220万kWh。
横軸フランシス水車、2007年4月1日に発電開始。
この6年実際にどれだけ発電できたのか

川俣川の利水の「村山六ヶ村農業用水」の全長約16kmの用水路のうち、
山間部を通過する用水路の上流で取水し、
約1.3kmに渡って導水して落差約85mを使って発電している。
発電した電力は、近くの「大門浄水場」に供給。
送水ポンプや照明、冷暖房、コンピュータ
http://www.city.hokuto.yamanashi.jp/komoku/shisei/ondanka/1305554633-38.html

北杜西沢発電所220kW
北杜川小石発電所230kW
北杜蔵原発電所200kW
いずれも三峰川電力が運営。
見学は毎月第3水曜日、時間は13:30~16:00(2時間半)。③①②の順番で見学
受付は毎月第2水曜日まで。
http://mibuden.com/p/visit/visit/hokuto/



▼長野県飯田市
おひさまエネルギーファンド

▼100%エネルギー永続地域



コージェネレーション

▼恵比寿のコージェネ



パッシブハウス

▼鎌倉のパッシブハウス


▼軽井沢のパッシブハウス


スマートコミュニティ

▼柏の葉キャンパスシティ


▼藤沢サステイナブル・スマートタウン





村上春樹の小説

【長編】
風の歌を聴け
1973年のピンボール
羊をめぐる冒険
世界の終わりとハードボイルド・ワンダーランド
ノルウェイの森
ダンス・ダンス・ダンス
国境の南、太陽の西
ねじまき鳥クロニクル
スプートニクの恋人
海辺のカフカ
▼アフターダーク
1Q84
▼色彩を持たない多崎つくると、彼の巡礼の年

【短編集】
中国行きのスロウ・ボート
  午後の最後の芝生
カンガルー日和
  カンガルー日和
  4月のある晴れた朝に100パーセントの女の子に出会うことについて
蛍・納屋を焼く・その他短編
  蛍
  納屋を焼く
  踊る小人
  めくらやなぎと眠る女
▼回転木馬のデッド・ヒート
  嘔吐1979
パン屋再襲撃
  パン屋再襲撃
  ファミリー・アフェア
TVピープル
  眠り
レキシントンの幽霊
  沈黙
  トニー滝谷
  めくらやなぎと、眠る女
神の子どもたちはみな踊る
  蜂蜜パイ
  アイロンのある風景
  かえるくん、東京を救う
▼象の消滅・短篇選集 1980-1991
東京奇譚集
  偶然の旅人
  ハナレイ・ベイ
  日々移動する腎臓のかたちをした石
▼めくらやなぎと眠る女
▼女のいない男たち

【随筆】
▼村上ラヂオ
村上ラヂオ2
ポートレイト・イン・ジャズ
▼意味がなければスイングはない

【紀行】
遠い太鼓
▼雨天炎天
▼辺境・近境
もし僕らのことばがウィスキーであったなら

【ノンフィクション】
▼アンダーグラウンド

【翻訳】
グレート・ギャツビー(スコット・フィッツジェラルド)
ぼくが電話をかけている場所(レイモンド・カーヴァー)
Carver's dozen―レイモンド・カーヴァー傑作選(大聖堂)
本当の戦争の話をしよう(ティム・オブライエン)

【推薦】
変身(フランツ・カフカ)
▼雨月物語
▼坑夫(夏目漱石)


【ドストエフスキー】
カラマーゾフの兄弟
▼悪霊
▼罪と罰
▼地下室の手記
▼白痴

【トルストイ】
▼アンナ・カレーニナ
▼戦争と平和

【レイモンド・チャンドラー】
ロング・グッドバイ
▼さよなら、愛しい人
▼大いなる眠り

【レイモンド・カーヴァー】



【カート・ヴォネガット】
タイタンの妖女
▼猫のゆりかご
スローターハウス5
▼モンキー・ハウスへようこそ1
▼モンキー・ハウスへようこそ2
▼バゴンボの嗅ぎタバコ入れ

【ポール・オースター】
ガラスの街
▼幽霊たち
▼鍵のかかった部屋
ムーン・パレス
▼偶然の音楽
▼リヴァイアサン

【カズオ・イシグロ】
▼遠い山なみの光
▼浮世の画家
▼日の名残り
▼わたしを離さないで
忘れられた巨人