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  • Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

    数年前から バイオ燃料の 開発にあたり

  • Some years ago, I set out to try to understand

    ある可能性を追求してきました

  • if there was a possibility to develop biofuels

    化石燃料に対して競争力のある 規模のものを

  • on a scale that would actually compete with fossil fuels

    食糧生産に必要な水 肥料や土地を奪わずに

  • but not compete with agriculture for water,

    開発できないかというものです

  • fertilizer or land.

    これがその解決案です

  • So here's what I came up with.

    容器を作って海面下に浮かべ

  • Imagine that we build an enclosure where we put it

    それを排水と 油分を生産する

  • just underwater, and we fill it with wastewater

    微細藻類で満たす考えです

  • and some form of microalgae that produces oil,

    柔軟性のある素材で作るので

  • and we make it out of some kind of flexible material

    波の影響を受けて動きます

  • that moves with waves underwater,

    もちろん微細藻類の成長には

  • and the system that we're going to build, of course,

    太陽光を使い

  • will use solar energy to grow the algae,

    藻類は二酸化炭素を吸収してくれながら

  • and they use CO2, which is good,

    増殖し 酸素を放出します

  • and they produce oxygen as they grow.

    微細藻類は周辺の水に熱を放出する

  • The algae that grow are in a container that

    容器の中で増えるので

  • distributes the heat to the surrounding water,

    これを収穫して バイオ燃料や化粧品

  • and you can harvest them and make biofuels

    肥料や飼料として使えます

  • and cosmetics and fertilizer and animal feed,

    当然 培養には 広い面積を要するので

  • and of course you'd have to make a large area of this,

    漁師や船舶等との利害関係も

  • so you'd have to worry about other stakeholders

    考えなくてはいけませんが

  • like fishermen and ships and such things, but hey,

    将来の燃料事情を思うと

  • we're talking about biofuels,

    代替となる液体燃料を得ることが

  • and we know the importance of potentially getting

    大変重要であることは事実です

  • an alternative liquid fuel.

    では なぜ微細藻類を使うのでしょうか?

  • Why are we talking about microalgae?

    このグラフはバイオ燃料の生産に使える

  • Here you see a graph showing you the different types

    様々なタイプの穀物を表しています

  • of crops that are being considered for making biofuels,

    大豆は1ヘクタールあたり 年間5百リットル程の

  • so you can see some things like soybean,

    バイオ燃料を生産できます

  • which makes 50 gallons per acre per year,

    他にもヒマワリやカノーラ ジャトロファやヤシなど色々ありますが

  • or sunflower or canola or jatropha or palm, and that

    一際高い値を示しているのが微細藻類です

  • tall graph there shows what microalgae can contribute.

    大豆の年間5百リットルに比べて

  • That is to say, microalgae contributes between 2,000

    微細藻類は1ヘクタールあたり

  • and 5,000 gallons per acre per year,

    年間2万から5万リットル以上もの 燃料を生産できます

  • compared to the 50 gallons per acre per year from soy.

    では 微細藻類とは何でしょうか?

  • So what are microalgae? Microalgae are micro --

    マイクロ・スケール つまりとても小さい

  • that is, they're extremely small, as you can see here

    単細胞生物で ヒトの髪の毛と比べると

  • a picture of those single-celled organisms

    この様に見えます

  • compared to a human hair.

    この小さな生物は大昔から

  • Those small organisms have been around

    何千もの種類が

  • for millions of years and there's thousands

    生息しています

  • of different species of microalgae in the world,

    中には 地球上のどの植物よりも 速く増え

  • some of which are the fastest-growing plants on the planet,

    先ほどお見せしたような 多量の油分を生産するものもあります

  • and produce, as I just showed you, lots and lots of oil.

    ではなぜ このシステムを 海上に作るのでしょうか

  • Now, why do we want to do this offshore?

    海上で行う大きな理由は

  • Well, the reason we're doing this offshore is because

    沿岸の都市を見ると分かるように 他に良い場所がないからです

  • if you look at our coastal cities, there isn't a choice,

    藻の栽培に排水を使うわけですが

  • because we're going to use waste water, as I suggested,

    よく見てみると

  • and if you look at where most of the waste water

    排水処理場は 街の中に組み込まれています

  • treatment plants are, they're embedded in the cities.

    サンフランシスコの地下には

  • This is the city of San Francisco, which has 900 miles

    約1400Km に及ぶ下水管があり

  • of sewer pipes under the city already,

    沖に排水を放出しています

  • and it releases its waste water offshore.

    世界中 都市によって 排水処理の仕方は違い

  • So different cities around the world treat their waste water

    排水を浄化する都市もあれば

  • differently. Some cities process it.

    垂れ流しにする都市もあります

  • Some cities just release the water.

    しかしどの排水も

  • But in all cases, the water that's released is

    微細藻類の育成に使えます

  • perfectly adequate for growing microalgae.

    これはシステムの想像図です

  • So let's envision what the system might look like.

    「海上藻類養殖用膜質容器」の

  • We call it OMEGA, which is an acronym for

    頭文字を取って OMEGAと名付けました

  • Offshore Membrane Enclosures for Growing Algae.

    NASAはこういう洒落た 略語が好きなんです

  • At NASA, you have to have good acronyms.

    どのように機能するのでしょうか?

  • So how does it work? I sort of showed you how it works already.

    先ほど少し説明しましたが まず 排水と二酸化炭素を

  • We put waste water and some source of CO2

    浮遊容器に入れます

  • into our floating structure,

    排水が藻類の育成に 必要な栄養を供給する一方

  • and the waste water provides nutrients for the algae to grow,

    藻類は本来なら 温室効果ガスとなるはずだった

  • and they sequester CO2 that would otherwise go off

    二酸化炭素を吸収します

  • into the atmosphere as a greenhouse gas.

    もちろん 太陽のエネルギーも使って増殖し

  • They of course use solar energy to grow,

    海面の波のエネルギーが

  • and the wave energy on the surface provides energy

    藻類を撹拌します また 周りの水温によって

  • for mixing the algae, and the temperature

    温度は制御されます

  • is controlled by the surrounding water temperature.

    この藻類が酸素を放出するのは すでに述べましたが

  • The algae that grow produce oxygen, as I've mentioned,

    バイオ燃料や肥料 食料や藻独特の副産物など

  • and they also produce biofuels and fertilizer and food and

    有益なものも生み出します

  • other bi-algal products of interest.

    このシステムは環境に害が 広がらないよう設計されています

  • And the system is contained. What do I mean by that?

    モジュールとなって分かれているので

  • It's modular. Let's say something happens that's

    例えばその一つに雷が落ちたりして

  • totally unexpected to one of the modules.

    穴が空き 中身が漏れたとしましょう

  • It leaks. It's struck by lightning.

    漏れ出す排水は 元来そのまま

  • The waste water that leaks out is water that already now

    排出されていた排水ですし

  • goes into that coastal environment, and

    藻類は 漏れても自然分解されます

  • the algae that leak out are biodegradable,

    排水中で生育する藻類は

  • and because they're living in waste water,

    淡水生物なので海水の中では

  • they're fresh water algae, which means they can't

    生息できないのです

  • live in salt water, so they die.

    ここで使用している プラスチックは

  • The plastic we'll build it out of is some kind of

    よくあるもので 研究で良い成果を得ており

  • well-known plastic that we have good experience with, and

    壊れたモジュールは修理して 再利用できます

  • we'll rebuild our modules to be able to reuse them again.

    またこのシステムを使って

  • So we may be able to go beyond that when thinking about

    もっと いろいろ出来るかもしれません

  • this system that I'm showing you, and that is to say

    水 特に淡水については 将来

  • we need to think in terms of the water, the fresh water,

    問題も予測されていますが

  • which is also going to be an issue in the future,

    私たちは排水を再生する解決策にも

  • and we're working on methods now

    取り組んでいます

  • for recovering the waste water.

    また 構造自体を考えると

  • The other thing to consider is the structure itself.

    海に生息するものの棲家になり

  • It provides a surface for things in the ocean,

    表面が海草や他の海洋生物で覆われ

  • and this surface, which is covered by seaweeds

    優れた海洋生物の生息場と機能して

  • and other organisms in the ocean,

    生物多様性を促進するのに

  • will become enhanced marine habitat

    役立ちます

  • so it increases biodiversity.

    最後に 海中構造物なので

  • And finally, because it's an offshore structure,

    水産養殖という面からも

  • we can think in terms of how it might contribute

    貢献できるのです

  • to an aquaculture activity offshore.

    皆さんこう思うかもしれません

  • So you're probably thinking, "Gee, this sounds

    「良さそうなアイデアだけど 本当に上手くいくのかな?」と

  • like a good idea. What can we do to try to see if it's real?"

    実はカリフォルニア州サンタクルーズにある

  • Well, I set up laboratories in Santa Cruz

    州の魚類鳥獣保護局内に研究室を設置し

  • at the California Fish and Game facility,

    そこにある巨大な海水タンクで

  • and that facility allowed us to have big seawater tanks

    試験実験を行っています

  • to test some of these ideas.

    またサンフランシスコに3つある

  • We also set up experiments in San Francisco

    下水処理場のうちの1つでも

  • at one of the three waste water treatment plants,

    試験実験を行っています

  • again a facility to test ideas.

    そしてこの構造物の

  • And finally, we wanted to see where we could look at

    海洋環境への影響を調べるために

  • what the impact of this structure would be

    モントレー湾にモスランディング海洋研究室という

  • in the marine environment, and we set up a field site

    フィールド調査場を設置しました

  • at a place called Moss Landing Marine Lab

    そこでこの構造物が海洋生物に

  • in Monterey Bay, where we worked in a harbor

    どのような影響を与えるかを調べました

  • to see what impact this would have on marine organisms.

    サンタクルーズの研究室が スカンクワークス(新技術開発の場)で

  • The laboratory that we set up in Santa Cruz was our skunkworks.

    そこで私たちは藻類を育て

  • It was a place where we were growing algae

    プラスチック溶接やツールを構築を行い

  • and welding plastic and building tools

    たくさんの失敗を重ね

  • and making a lot of mistakes,

    エジソンではありませんが

  • or, as Edison said, we were

    「システムが機能しない10000もの方法」を学びました

  • finding the 10,000 ways that the system wouldn't work.

    現在は排水内で藻類を育ててますし

  • Now, we grew algae in waste water, and we built tools

    藻類の生態を調べる ツールも構築したので

  • that allowed us to get into the lives of algae

    藻類の成長の様子や

  • so that we could monitor the way they grow,

    藻類の好きな環境_そして

  • what makes them happy, how do we make sure that

    強く 繁殖力のある培養株の 研究をしています

  • we're going to have a culture that will survive and thrive.

    さて 我々の開発した機能の中でも 一番重要なのが

  • So the most important feature that we needed to develop were these

    フォトバイオリアクター(PBR)でした

  • so-called photobioreactors, or PBRs.

    これは安価なプラスティック製の 水面に浮かぶ構造物で

  • These were the structures that would be floating at the

    これは安価なプラスティック製の 水面に浮かぶ構造物で

  • surface made out of some inexpensive plastic material

    藻類類の養殖をする所です いろいろなデザインを試し

  • that'll allow the algae to grow, and we had built lots and lots

    殆どは失敗でしたが

  • of designs, most of which were horrible failures,

    113 リットルの規模で成功したモデルを

  • and when we finally got to a design that worked,

    1700 リットル用に拡大して サンフランシスコに設置しました

  • at about 30 gallons, we scaled it up

    1700 リットル用に拡大して サンフランシスコに設置しました

  • to 450 gallons in San Francisco.

    システムがどう機能するかお見せしましょう

  • So let me show you how the system works.

    基本的に排水と 好みの藻類を入れ

  • We basically take waste water with algae of our choice in it,

    そしてこの浮遊構造物の中を循環させます

  • and we circulate it through this floating structure,

    この管状の柔軟な プラスチック構造物です

  • this tubular, flexible plastic structure,

    この管状の柔軟な プラスチック構造物です

  • and it circulates through this thing,

    もちろん太陽光も外面に当たり

  • and there's sunlight of course, it's at the surface,

    藻類は栄養を吸収し増殖します

  • and the algae grow on the nutrients.

    でも これでは頭にビニール袋を かぶせたようなものです

  • But this is a bit like putting your head in a plastic bag.

    藻類は人間と違って 二酸化炭素による窒息死はしませんが

  • The algae are not going to suffocate because of CO2,

    藻類は人間と違って 二酸化炭素による窒息死はしませんが

  • as we would.

    自ら生成する酸素によって窒息するのです

  • They suffocate because they produce oxygen, and they

    窒息とは ちょっと違いますが 酸素は問題です

  • don't really suffocate, but the oxygen that they produce

    また二酸化炭素も使い切ってしまいます

  • is problematic, and they use up all the CO2.

    なので次の問題は酸素を取り除くことで

  • So the next thing we had to figure out was how we could

    それをこのコラム(円柱)を立てて行いました

  • remove the oxygen, which we did by building this column

    コラムは一部の水を循環させ

  • which circulated some of the water,

    水が戻る前に炭酸ガスの 気泡を含ませ

  • and put back CO2, which we did by bubbling the system

    二酸化炭素を戻します

  • before we recirculated the water.

    これはプロトタイプで このタイプのコラムの最初の試みです

  • And what you see here is the prototype,

    これはプロトタイプで このタイプのコラムの最初の試みです

  • which was the first attempt at building this type of column.

    サンフランシスコではより大きいコラムを

  • The larger column that we then installed in San Francisco

    システムに実装しています

  • in the installed system.

    このコラムには 実は他にも 素晴らしい機能があって

  • So the column actually had another very nice feature,

    増えた藻類がコラムに沈殿し

  • and that is the algae settle in the column,

    藻類バイオマスが集めやすくなるので

  • and this allowed us to accumulate the algal biomass

    収穫が容易に行えるのです

  • in a context where we could easily harvest it.

    私たちはコラムの下部にたまった藻類を取り除き

  • So we would remove the algaes that concentrated

    それから表面に藻を浮かせて

  • in the bottom of this column, and then we could

    ネットでそれをすくい取る手順によって