スイスで開発、CO2排出ゼロで原発もいらず

「太陽は、我々に必要なエネルギーの１万倍以上のものを地球にくれる。人間という優秀な種がそれを利用できないはずはない」とライブントグート教授。自宅の屋根で Peter Rüegg/ETH Zürich

熱と電気を同時に生産するハイブリッドソーラーパネル。夏の間、この熱をパイプ内の水を使って地下深くため込み、冬の暖房に使う。一方の電気も、夏には売電できるほど大量に生産できる。この画期的なシステムを開発したのが連邦工科大学チューリヒ校（ETHZ）のハンスユルク・ライブントグート教授。「要するに、太陽から受け取るエネルギーが再び地球の外に出ていく自然の流れを、熱を一時的に地下に保存することで少し遅らせているだけだ」と話す。

　このシステムは「太陽と土地の保温性を組み合わせたもの」とも要約でき、フランス語の太陽（Soleil）と土地（Sol）からとって「2SOL」と名付けられた。2SOLの仕組みは至って簡単で、以下の三つの新しい技術からできている。

　まず、ライブントグート教授チームが開発したハイブリッドソーラーパネルは熱と電気を生産できる点も優れているが、「それ自体が屋根になる」という新しさを持っている。つまり屋根の上にさらにパネルを取り付ける従来のタイプではない。

　もう一つの新しさは、地下約５００メートルの深さに掘られた穴（ボアホール）や、そこに注入される（消防ホースに似た）ポリエステル製の直径１３センチのホース、さらにこのホースの中央を通る直径９センチのチューブなどの構造全体だ。ホースと中央のチューブには水が満たされており、この水が熱を運ぶ。

　例えばボアホールを春に掘る場合、春から夏にかけて、室内の熱とソーラーパネルで生産された熱を、ボアホール中央のチューブの水が地下深く５００メートルまで運び、周囲の岩石に放熱する。こうして「熱は地中に保存される」。地下で熱を放出し終えた水は、今度は外側のホースを通って室内まで上る。この工程が繰り返された結果、夏の終わりにはボアホール周囲の岩石の温度は約２６度になる。

　ここで注目したいのは、循環する水が室内の熱も吸収して地下に運んでいくため、夏の間は室内冷房もできる点だ。

　晩秋の１１月。暖房が必要になってくると、ホース内の水は周囲の岩石から受け取った熱を中央のチューブを通って室内まで運び込む。ただし、地下から上昇する過程で熱が失われるため、室内に届く水の温度は約１６度。

　この温度ではとても暖房できないので水温を２８度まで高めるのが、第三番目の開発品、ヒートポンプだ。このヒートポンプのコンプレッサーは、従来のものより６０倍速く稼働し、かつ電気消費量は三分の一で済む。

　スイスでは、冬の暖房に石油を使う場合が多く二酸化炭素ガス排出は大きな問題になっている。2SOLは、これを解決して温暖化防止に貢献するだけでなく、普及すれば原発もいらないほど電気を生産する自然エネルギー技術になる。

シンプルで小さいが完璧

　2SOLは、実は２年前にすでにほぼ今の形に完成している。ところが、最近になり、スペインから設置のための相談が入るなどライブントグート教授は急に忙しくなった。今人気が出てきた理由はどこにあるのだろう？「それはシステムが誰にとっても分かりやすく、自然の流れに合っていて、これなら信用できると感じられるからだ。たとえ地震がおきてボアホールが崩壊しても、被害はこの穴から出る『水』だけ」と教授は言う。

　そしてこう説明する。「効率のみを追求してきたテクノロジーは、複雑さを増し、遂にはデカダンス（退廃）に陥る。そして必然的に革命的な変化が要求され、テクノロジーはシンプルになる」

　また、太陽光発電の技術が向上し、シンプルで小さいが、信頼できるものになったことも大きいと言う。１９７０年代のはやり言葉「小さいことは美しい（small is beautiful）」には、いつも「だが、大きい方がもっと良い（but, big is better）」がついていた。それが、今や後半の表現が変わった。「小さいことは美しい。そして小さくても十分完璧だ（small is beautiful and small is good enough）」

ハンスユルク・ライブントグート（Hansjürg Leibundgut）教授略歴

１９４９年、チューリヒ生まれ。

１９７３年、スイス連邦工科大学チューリヒ校（ETHZ）で機械工学の修士号取得。

１９７４～７５年、博士課程で原子力工学を学ぶ。

１９７５年、太陽光発電工学に転向。機械工学部から農学部に変わる。

１９７６～７７年、アフガニスタンで１日３千ℓのミルクからチーズを生産する工場で１２０㎡にソーラーパネル設置。

１９７８～８０年、ポルトガルでの太陽光を利用した吸収式冷凍機の研究でETHZの博士号取得。

１９８０～８４年、吸収式冷凍機の製造会社で開発・研究。

１９８４～８９年、チューリヒ州の職員として、１５００軒の州の建築物のエネルギー・空調・環境管理課を統率。

１９８９～２０１３年、６５０人の従業員からなるスイス最大の建築コンサルタント会社アムシュタイン+ヴァルテルト（Amstein+Walthert）の主任技師。

２００７～１２年、2SOL開発のためのグループ、ヴィアジアラ（viagialla）のリーダー。

２００５～１４年、ETHZの建築学科の教授。

個人史の統合

　「2SOLの開発に至るまでに、４０年の歳月がかかった」とライブントグート教授は言う。この４０年は、科学技術者として多分野にかかわってきた個人史であり、2SOLはこの多分野における研究・開発が統合された成果だ。

　初めは原子力発電の開発にかかわっていた。その後、「コンピューターでのシミュレーションが苦手だったことから」、太陽光発電に転向。アフガニスタンでチーズ工場にソーラーパネルを設置したりと、スイスで太陽光発電の草分け的存在になった。実は、４０年前のソーラーパネル第１号のモデルは「パネルがそのまま屋根になったものだった」。今回2SOLで「やっと実現した」。その後、ソーラーパネルの設置などから建築にかかわり始め、現在は連邦工科大学チューリヒ校建築学科の学生に熱遮断構造などを教えている。

　こうした経歴の人物だからこそ、原発についてこう言う。「若いころはこの技術を信じていた。絶対安全だと教授たちも言っていたし。だが、（チェルノブイリ、フクシマの）２回の大事故を経て、もし米国、フランスなどが原発を継続すれば、第３回目の大事故が起こるだろう。そして３度目はこの技術の終焉を飾ることになると思う」

　「そもそも、原発技術は失敗を認めない。大事故もたいしたことではないとして原因を隠そうとする。だが、科学技術の世界では、失敗を認めない技術はわずかな進歩しかしない。わずかな進歩しかしない技術はやがて死んでしまう」

 「ところが、太陽光発電は４０年の時間をかけ、失敗を認めながら発展してきた」

全ヨーロッパを含むエネルギー構想

　現在、2SOLが実際に機能しているのは、チューリヒにあるライブントグート教授の自宅だけだ。しかし、１２月後半には、連邦工科大学チューリヒ校のキャンパスに３万５０００平方メートルの研究所が、このシステムを使って建設をスタートさせる。

　教授は「スイス国内の８割の住宅にこのシステムが適用できる」と主張する。二酸化炭素ガスも出さず、電気も生産する理想的な2SOL。だが、実際に多くの建物がこれを取りつけた場合、完全にエネルギー的に独立できるのだろうか？そしてコストは？　「１人につき一生に一度、約５０００フラン（約５０万円）支払えばその後はエネルギーに費用はほぼかからない計算だ。ただし、冬の間には電気を多少購入しなくてはならない」

　

　ここに、ライブントグート教授の全ヨーロッパを対象にした自然エネルギーだけを使う「エネルギー構想」が登場する。南のイタリア、スペインなどの国々では2SOLのハイブリッドソーラーパネルを海岸の丘などに設置。大西洋側やアイルランド西部などには風力発電を設置。冬にこうした地域から余剰電力をスイスやドイツなどが購入する。一方、夏に2SOLのシステムで余剰生産されたスイスの電力はスペインなどに売られ、不足しがちな水の生産（海水を真水に変換）のために使われる。

　中国でも、2SOLを使った建築プロジェクトクトがスタートした。そのため、ライブントグート教授は１２月後半にコンサルタントとして中国に赴くという。

　日本には？「日本にコンサルタントとして行く必要はまったくない。2SOLをそのまま使ったり、これを応用する技術を日本は十分に持っているからだ」