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SCIENTIFIC AMERICAN January 2008

A Solar Grand Plan

化石燃料から太陽エネルギーへ　米国の大転換構想

By Ken Zweibel ／James Mason／Vasilis Fthenakis K. ツヴァイベル ／J. メーソン／V. フセナキス
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High prices for gasoline and home heating oil are here to stay. The U.S. is at war in the Middle East at least in part to protect its foreign oil interests. And as China, India and other nations rapidly increase their demand for fossil fuels, future fighting over energy looms large. In the meantime, power plants that burn coal, oil and natural gas, as well as vehicles everywhere, continue to pour millions of tons of pollutants and greenhouse gases into the atmosphere annually, threatening the planet. ガソリンや灯油の高騰は止まる気配がない。海外の石油権益を守るという意味では，米国は中東での戦いの真っ只中にあると言ってよさそうだ。中国やインドをはじめとする国々でも，化石燃料需要が急速に増大しており，エネルギーを巡る今後の戦いはますます激化するだろう。一方で，石炭や石油，天然ガスを燃料とする発電所や，そこかしこを走る自動車が，毎年何百万トンもの汚染物質や温暖化ガスを大気中に吐き出し，地球を脅かしている。
Well-meaning scientists, engineers, economists and politicians have proposed various steps that could slightly reduce fossil-fuel use and emissions. These steps are not enough. The U.S. needs a bold plan to free itself from fossil fuels. Our analysis convinces us that a massive switch to solar power is the logical answer. 科学者やエンジニア，経済学者，そして政治家たちは，化石燃料の消費量と温暖化ガス排出量を少しでも削減しようとさまざまな対策を提案してきた。しかし，これらの方策ではまったく不十分だ。米国は化石燃料への依存から脱却するための大胆なプランを必要としている。分析の結果，私たちは太陽光エネルギー（ソーラー）発電への大掛かりな転換こそが論理的な答えだと確信した。
Solar energy's potential is off the chart. The energy in sunlight striking the earth for 40 minutes is equivalent to global energy consumption for a year. The U.S. is lucky to be endowed with a vast resource; at least 250,000 square miles of land in the Southwest alone are suitable for constructing solar power plants, and that land receives more than 4,500 quadrillion British thermal units (Btu) of solar radiation a year. Converting only 2.5 percent of that radiation into electricity would match the nation’s total energy consumption in 2006. 太陽エネルギーの潜在能力は計り知れない。40分間地球に照り付ける太陽エネルギー量は，世界の1年間のエネルギー消費量に等しい。幸いなことに，米国は膨大な資源に恵まれている。ソーラー発電施設の建設に適した土地は，南西部だけでも少なくとも65万平方kmもある。そこには年間4.5×1018Btu（英国熱量単位）の太陽エネルギーが放射されているのだ。この太陽エネルギーのわずか2.5％を電力に転換するだけで，2006年の米国の総消費量に匹敵するエネルギーが生産できる。
To convert the country to solar power, huge tracts of land would have to be covered with photovoltaic panels and solar heating troughs. A direct-current (DC) transmission backbone would also have to be erected to send that energy efficiently across the nation. 米国をソーラー発電に切り替えるには，広大な土地を太陽電池モジュールと集熱トラフで覆う必要がある。さらに直流送電線を敷設し，そのエネルギーを全土に効率的に送らなければならない。
The technology is ready. On the following pages we present a grand plan that could provide 69 percent of the U.S.'s electricity and 35 percent of its total energy (which includes transportation) with solar power by 2050. We project that this energy could be sold to consumers at rates equivalent to today's rates for conventional power sources, about five cents per kilowatt-hour (kWh). If wind, biomass and geothermal sources were also developed, renewable energy could provide 100 percent of the nation's electricity and 90 percent of its energy by 2100. この技術は導入を待つばかりの状態だ。以下のページでは，2050年までに米国の電力需要の69%，総エネルギー需要（輸送部門を含む）の35%をソーラー発電で賄うというグランドプランを紹介する。私たちは，現在の在来型電力源と同じ5セント/キロワット時（kWh）前後でこのエネルギーを消費者に供給できると見ている。風力やバイオマス，地熱エネルギーを同時に開発すれば，2100年には再生可能エネルギーで国内の電力の100%，総エネルギーの90%を賄えるようになるだろう。
The federal government would have to invest more than $400 billion over the next 40 years to complete the 2050 plan. That investment is substantial, but the payoff is greater. Solar plants consume little or no fuel, saving billions of dollars year after year. The infrastructure would displace 300 large coal-fired power plants and 300 more large natural gas plants and all the fuels they consume. The plan would effectively eliminate all imported oil, fundamentally cutting U.S. trade deficits and easing political tension in the Middle East and elsewhere. Because solar technologies are almost pollution-free, the plan would also reduce greenhouse gas emissions from power plants by 1.7 billion tons a year, and another 1.9 billion tons from gasoline vehicles would be displaced by plug-in hybrids refueled by the solar power grid. In 2050 U.S. carbon dioxide emissions would be 62 percent below 2005 levels, putting a major brake on global warming. 連邦政府がこの2050年プランを実現するには，向こう40年間で4000億ドル（約42兆円）以上を投資しなければならない。莫大な投資ではあるが，それ以上の見返りが望める。ソーラー発電施設は燃料をほとんど，あるいはまったく消費しないため，毎年数十億ドルが節減できる。この新しいインフラは，大型石炭火力発電所300カ所とさらに300カ所の大型天然ガス火力発電所，そしてこれらの発電所が消費するすべての燃料に取って代わる。このプランによって，石油輸入は事実上なくなり，米国の貿易赤字が根本的に縮小されると同時に，中東その他の地域の政治的緊張が緩和される。ソーラー発電は二酸化炭素を出さないため，このプランは発電所の温室効果ガス排出量を年間17億トン削減することにもつながる。さらに，ガソリン車から排出される19億トンの温暖化ガスが，ソーラー発電による電力を充電するプラグイン・ハイブリッド車によって解消される。2050年には，米国の二酸化炭素排出量は2005年の水準を62％も下回り，地球温暖化に強いブレーキがかかるだろう。

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