When the Industrial Revolution started,

産業革命が始まったとき

the amount of carbon sitting underneath Britain in the form of coal

石炭として埋蔵されていた イギリスの炭素量は

was as big as the amount of carbon sitting under Saudi Arabia

石油として埋蔵されている サウジアラビアの炭素量に

in the form of oil.

匹敵していました

This carbon powered the Industrial Revolution,

この炭素が産業革命を後押しして

it put the "Great" in Great Britain,

イギリスに繁栄と

and led to Britain's temporary world domination.

他の国々に対する優位性をもたらしました

And then, in 1918, coal production in Britain peaked,

イギリスの石炭生産量は 1918年にピークを迎え

and has declined ever since.

それ以降 低下の一途をたどっています

In due course, Britain started using oil and gas from the North Sea,

この間イギリスは 北海の石油と天然ガスの

and in the year 2000,

使用を開始し、2000年に

oil and gas production from the North Sea also peaked,

北海の石油と天然ガスの生産量も ピークを迎え

and they're now on the decline.

その後 生産量は減少しています

These observations about the finiteness

このように容易に入手できる

of easily accessible, local, secure fossil fuels,

自国の化石燃料に 限りがあることを考えると

is a motivation for saying, "Well, what's next?

「次はなに？」と聞きたくなるのは 理解できることです

What is life after fossil fuels going to be like?

化石燃料以降の 生活はどのようになるのか

Shouldn't we be thinking hard about how to get off fossil fuels?"

化石燃料からの脱却を真剣に

Another motivation, of course, is climate change.

考えなければならないと思います

And when people talk about life after fossil fuels

もう１つの要因はもちろん地球温暖化です

and climate change action,

そして人々が化石燃料の 次のエネルギーの話や

I think there's a lot of fluff,

地球温暖化防止に 関する話をするとき

a lot of greenwash, a lot of misleading advertising,

いろいろな勘違い　間違った情報 誤った宣伝があるように思います

and I feel a duty as a physicist to try to guide people around the claptrap

そして私には科学者として人々を

and help people understand the actions that really make a difference,

誤った情報に惑わされないように

and to focus on ideas that do add up.

本当に変化を起こすための行動が取れるように

Let me illustrate this

効果のあるアイディアに集中できるように 導く役割があると感じています

with what physicists call a back-of-envelope calculation.

これを科学者が「封筒の裏の計算」と呼ぶものを

We love back-of-envelope calculations.

使って説明します

You ask a question, write down some numbers,

我々は「封筒の裏の計算」が大好きです

and get an answer.

疑問を持ち いくつかの数字を書き出して

It may not be very accurate, but it may make you say, "Hmm."

答えを出します

So here's a question:

正確ではないかも知れませんが

Imagine if we said, "Oh yes, we can get off fossil fuels.

「ふむ」と言うには十分です

We'll use biofuels. Problem solved.

ここで質問です

Transport ... We don't need oil anymore."

バイオ燃料を使うことで

Well, what if we grew the biofuels for a road

化石燃料は不要になる と言ったとします

on the grass verge at the edge of the road?

もう輸送手段には石油は不要だと

How wide would the verge have to be for that to work out?

バイオ燃料のための作物を

OK, so let's put in some numbers.

道路の脇で作るとします

Let's have our cars go at 60 miles per hour.

必要なバイオ燃料を得るために どのくらいの幅の作付け面積が必要でしょうか

Let's say they do 30 miles per gallon.

では数字を入れていきましょう

That's the European average for new cars.

車の速度を時速60マイルとします

Let's say the productivity of biofuel plantations

燃費をガロンあたり30マイルとします

is 1,200 liters of biofuel per hectare per year.

これは欧州で販売されている新車の平均です

That's true of European biofuels.

バイオ燃料の工場の生産性を

And let's imagine the cars are spaced 80 meters apart from each other,

１ヘクタールあたり年間1200リットルとします

and they're perpetually going along this road.

これは欧州のバイオ燃料の実際の生産性です

The length of the road doesn't matter,

そして車間が80メートルとします

because the longer the road, the more biofuel plantation.

そして車が絶えることなく

What do we do with these numbers?

走っているとします

Take the first number, divide by the other three, and get eight kilometers.

道路の長さは問題となりません

And that's the answer.

なぜなら道が延びればバイオ燃料も 多く生産できるからです

That's how wide the plantation would have to be,

さてどうするか

given these assumptions.

最初の数字を残りの３つの数字で

And maybe that makes you say, "Hmm.

割ると８キロメートルとなります

Maybe this isn't going to be quite so easy."

これが答えです

And it might make you think,

これが必要な作付け面積です

perhaps there's an issue to do with areas.

このような仮定で計算するとです

And in this talk, I'd like to talk about land areas, and ask:

あなたは「ふむ」と言うかも知れません

Is there an issue about areas?

バイオ燃料の利用は 思ったほど簡単ではないかも知れない

The answer is going to be yes, but it depends which country you are in.

そして面積が 問題になるかも知れない

So let's start in the United Kingdom,

と思うかも知れません

since that's where we are today.

この講演では 必要な土地の面積に問題があるかどうか

The energy consumption of the United Kingdom,

お話ししたいと思います

the total energy consumption -- not just transport, but everything --

答えはイエスですが あなたがどの国に いるかによって状況は異なります

I like to quantify it in lightbulbs.

まずはイギリスから始めましょう

It's as if we've all got 125 lightbulbs on all the time,

我々が住んでいるところなので

125 kilowatt-hours per day per person

イギリスのエネルギー消費を

is the energy consumption of the UK.

輸送のためのエネルギー消費だけでなく すべてのエネルギー消費を

So there's 40 lightbulbs' worth for transport,

電球によって数値化してみたいと思います

40 lightbulbs' worth for heating,

それはちょうど125個の電球を 常につけているようなものです

and 40 lightbulbs' worth for making electricity,

一人あたり１日125キロワット時

and other things are relatively small,

これがイギリスのエネルギー消費量です

compared to those three big fish.

輸送のために40個の電球が必要です

It's actually a bigger footprint if we take into account

暖房のために40個の電球が必要です

the embodied energy in the stuff we import into our country as well.

発電のために40個の電球が必要です

And 90 percent of this energy, today, still comes from fossil fuels,

それ以外のエネルギー消費は

and 10 percent, only, from other, greener -- possibly greener -- sources,

以上の３つの大きなエネルギー消費に比べると 少なくなります

like nuclear power and renewables.

このエネルギー消費量は我々が輸入する

So.

品々のためのエネルギーを考慮すると さらに増加します

That's the UK.

今日これらのエネルギーの90％は

The population density of the UK is 250 people per square kilometer.

化石燃料で賄われており 残りの10％だけが

I'm now going to show you other countries by these same two measures.

他の環境に優しいエネルギー源から 得られていると推定されます

On the vertical axis, I'm going to show you how many lightbulbs --

例えば原子力や再生可能なエネルギーのような

what our energy consumption per person is.

以上が

We're at 125 lightbulbs per person,

イギリスの状況です イギリスの人口密度は

and that little blue dot there is showing you the land area

１平方キロメートル当たり250人です

of the United Kingdom.

いま他の国々の状況も２つの同じ指標で示します

The population density is on the horizontal axis,

縦軸には

and we're 250 people per square kilometer.

一人当たりのエネルギー消費量 つまり電球の数を

Let's add European countries in blue,

我々は電球125個のところにいます

and you can see there's quite a variety.

そして青い点はイギリスの

I should emphasize, both of these axes are logarithmic;

面積を示しています

as you go from one gray bar to the next gray bar,

横軸は人口密度を示します

you're going up a factor of 10.

我々は１平方キロメートル当たり250人です

Next, let's add Asia in red,

欧州の国々を青色で追加しましょう

the Middle East and North Africa in green,

非常に多様性があることがわかります

sub-Saharan Africa in blue,

両方の軸が対数軸であることを

black is South America,

指摘しておきます １つのグレーの線から

purple is Central America,

次のグレーの線までは10倍です

and then in pukey-yellow, we have North America,

次にアジアの国々を赤で追加しましょう

Australia and New Zealand.

中東と北アフリカの国々を緑で

You can see the great diversity of population densities

サハラ以南のアフリカを青で

and of per capita consumptions.

南アメリカを黒で

Countries are different from each other.

中央アメリカを紫で

Top left, we have Canada and Australia, with enormous land areas,

北アメリカと

very high per capita consumption -- 200 or 300 lightbulbs per person --

オーストラリアとニュージーランドを黄色で示します

and very low population densities.

人口密度と一人当たりのエネルギー消費量に

Top right: Bahrain has the same energy consumption

大きな幅があるのが分かると思います

per person, roughly, as Canada --

国によって状況は違います

over 300 lightbulbs per person,

左上にはカナダ　オーストラリアといった

but their population density is a factor of 300 times greater,

広大な国土と

1,000 people per square kilometer.

200から300個の電球分の高いエネルギー消費と

Bottom right: Bangladesh has the same population density as Bahrain,

非常に低い人口密度をもった国々があります

but consumes 100 times less per person.

右上には カナダとほぼ同等のエネルギー消費をもつ

Bottom left: well, there's no one.

バーレーンがあります

But there used to be a whole load of people.

電球300個分以上です

Here's another message from this diagram.

しかし人口密度は約300倍で

I've added on little blue tails behind Sudan, Libya,

１平方キロメートル当たり1000人です

China, India, Bangladesh.

右下には バーレーンと同じ人口密度を持ちながら

That's 15 years of progress.

100分の一のエネルギー消費量のバングラデシュ

Where were they 15 years ago, and where are they now?

左下には該当する国が今はありませんが

And the message is,

昔はたくさんの国がここにありました

most countries are going to the right, and they're going up.

この図から読み取れることが他にあります

Up and to the right: bigger population density

スーダン、リビア、中国、インド

and higher per capita consumption.

バングラデシュに小さな青色のしっぽを付けました

So, we may be off in the top right-hand corner, slightly unusual,

これは15年間の変化を示します

the United Kingdom accompanied by Germany,

15年前にはどこにいて いまはどこにいるでしょうか

Japan, South Korea, the Netherlands,

ここでのメッセージは 多くの国が右上に向かって

and a bunch of other slightly odd countries,

移動しているのです

but many other countries are coming up and to the right to join us.

右上 つまり人口密度が高く

So we're a picture, if you like,

一人当たりのエネルギー消費量が多い領域に

of what the future energy consumption

このちょっと変わった右上のコーナーには

might be looking like in other countries, too.

イギリスに加えて

I've also added in this diagram now some pink lines

ドイツ、日本、韓国、オランダ

that go down and to the right.

そしていくつかのちょっと変わった国々があります

Those are lines of equal power consumption per unit area,

他の多くの国がこの右上の領域に

which I measure in watts per square meter.

我々と合流しようと向かっています

So, for example, the middle line there, 0.1 watts per square meter,

我々は他の国々の未来のエネルギー消費が

is the energy consumption per unit area of Saudi Arabia,

どのようになるかを示す見本です

Norway, Mexico in purple, and Bangladesh 15 years ago.

私は右下に向かってのびるピンクの線を

Half of the world's population lives in countries

さらに図に加えました

that are already above that line.

これは単位面積あたりのエネルギー消費量が

The United Kingdom is consuming 1.25 watts per square meter.

等しい線です 平方メートル当たりのワット数で測定しています

So is Germany, and Japan is consuming a bit more.

例えばこの真ん中の線は

So, let's now say why this is relevant.

平方メートル当たり0.1ワットの エネルギー消費を示しています

Why is it relevant?

紫色で示したサウジアラビア、ノルウェー、メキシコ

Well, we can measure renewables in the same units

そして15年前のバングラデシュが該当します

and other forms of power production in the same units.

そして世界の人口の半分は

Renewables is one of the leading ideas

すでにこの線より上の国々に住んでいます

for how we could get off our 90 percent fossil-fuel habit.

イギリスは平方メートルあたり1.25ワットを

So here come some renewables.

消費しています

Energy crops deliver half a watt per square meter

ドイツと日本はこれより少し多くの エネルギーを消費しています

in European climates.

さて

What does that mean?

この線にどのような意味があるのか考えてみましょう

You might have anticipated that result,

再生可能エネルギーを同じ単位で測定できます

given what I told you about the biofuel plantation a moment ago.

そしてその他のエネルギーも同じ単位で測定できます

Well, we consume 1.25 watts per square meter.

再生可能エネルギーは我々が化石燃料への90％の

What this means is,

依存をやめるためのアイディアの１つです

even if you covered the whole of the United Kingdom with energy crops,

再生可能エネルギーはこんな感じです

you couldn't match today's energy consumption.

欧州の気候ではエネルギーに転換できる作物は

Wind power produces a bit more -- 2.5 watts per square meter.

平方メートルあたり0.5ワットのエネルギー源です

But that's only twice as big as 1.25 watts per square meter.

これはどいうことでしょうか

So that means if you wanted, literally, to produce total energy consumption

もしかすると先ほどお話したバイオ燃料の話から

in all forms, on average, from wind farms,

予想されていたかも知れません

you need wind farms half the area of the UK.

我々は平方メートルあたり1.25ワットの エネルギーを消費します

I've got data to back up all these assertions, by the way.

これがどういうことかと言うと

Next, let's look at solar power.

イギリス全土をエネルギーに転換できる作物の栽培に

Solar panels, when you put them on a roof,

利用したとしても今日のエネルギー消費量を 賄うことができないことを意味します

deliver about 20 watts per square meter in England.

風力発電はもう少し多くのエネルギーを生産します

If you really want to get a lot from solar panels,

平方メートルあたり2.5ワットです

you need to adopt the traditional Bavarian farming method,

消費するエネルギーは 平方メートルあたり1.25ワットなので

where you leap off the roof,

全てのエネルギー消費を風力発電で賄うためには

and coat the countryside with solar panels, too.

文字通りイギリス全土の半分を

Solar parks, because of the gaps between the panels, deliver less.

風力発電設備のために使う 必要があるということになります

They deliver about 5 watts per square meter of land area.

ちなみにいままでの試算に関しては 裏付けとなるデータがあります

And here's a solar park in Vermont, with real data,

次は太陽光発電です

delivering 4.2 watts per square meter.

ソーラーパネルを屋根に取り付けた場合

Remember where we are, 1.25 watts per square meter,

イギリスでは平方メートルあたり20ワットの エネルギーになります

wind farms 2.5, solar parks about five.

大量のソーラーパネルをもつ施設の場合

So whichever of those renewables you pick,

伝統的なババリア農法を適用する必要があります

the message is, whatever mix of those renewables you're using,

つまり建物の屋根だけではなく田園地方も

if you want to power the UK on them,

ソーラーパネルで埋めることが必要です

you're going to need to cover something like

ソーラーパークはパネル同士が離れているので

20 percent or 25 percent of the country

エネルギー効率は平方メートルあたり

with those renewables.

約５ワットに落ちます

I'm not saying that's a bad idea; we just need to understand the numbers.

バーモント州にあるソーラーパークの実際の値では

I'm absolutely not anti-renewables. I love renewables.

平方メートルあたり4.2ワットです

But I'm also pro-arithmetic.

我々は平方メートルあたり1.25ワットを消費します

(Laughter)

風力発電は2.5、ソーラーパークは５

Concentrating solar power in deserts delivers larger powers per unit area,

従ってどのような再生可能エネルギーを選んだとしても

because you don't have the problem of clouds.

どのような組み合わせにするかに関わらず

So, this facility delivers 14 watts per square meter;

イギリス全土のエネルギーを賄うためには

this one 10 watts per square meter;

国土の20％から25％を

and this one in Spain, 5 watts per square meter.

再生可能エネルギーのために

Being generous to concentrating solar power,

使う必要が出てきます

I think it's perfectly credible it could deliver 20 watts per square meter.

悪いアイディアだとは言いませんが

So that's nice.

数字も理解する必要があります

Of course, Britain doesn't have any deserts.

私は再生可能エネルギーに反対者ではなく 大好きです

Yet.

しかし私は数字信奉者でもあります（笑）

(Laughter)

砂漠での太陽光発電は

So here's a summary so far:

単位面積あたりより多くのエネルギーを 提供可能です

All renewables, much as I love them, are diffuse.

なぜなら雲の問題がないからです

They all have a small power per unit area,

平方メートルあたり14ワットです

and we have to live with that fact.

これは平方メートルあたり10ワット

And that means, if you do want renewables to make a substantial difference

こちらのスペインの施設では平方メートルあたり５ワット

for a country like the United Kingdom

太陽光発電は平均としては

on the scale of today's consumption,

平方メートルあたり20ワットのエネルギーを

you need to be imagining renewable facilities that are country-sized.

提供可能だと思います すばらしいことです

Not the entire country,

もちろんイギリスに砂漠はありません

but a fraction of the country, a substantial fraction.

まだ（笑）

There are other options for generating power as well,

ここまでの結論を整理します

which don't involve fossil fuels.

すべての再生可能エネルギーは分散型です

So there's nuclear power, and on this ordinance survey map,

単位面積あたりのエネルギー量が小さいものばかりです

you can see there's a Sizewell B inside a blue square kilometer.

この制約はしかたありません

That's one gigawatt in a square kilometer,

再生可能エネルギーを使って

which works out to 1,000 watts per square meter.

現在のエネルギー消費量を維持しながら

So by this particular metric,

イギリスのような国で 現実的な効果を上げるためには

nuclear power isn't as intrusive as renewables.

再生可能エネルギーのための施設が

Of course, other metrics matter, too,

国家規模でなければなりません 国全部ではないにしても

and nuclear power has all sorts of popularity problems.

かなりの割合の面積が施設のために必要となります

But the same goes for renewables as well.

化石燃料を使わない

Here's a photograph of a consultation exercise in full swing

他のエネルギーもあります

in the little town of Penicuik just outside Edinburgh,

例えば原子力発電、この陸地測量図で

and you can see the children of Penicuik celebrating

サイズウェルBが青い線で囲まれた１平方kmの

the burning of the effigy of the windmill.

なかにあることが確認できると思います

So --

これは平方キロメートルあたり１ギガワット

(Laughter)

つまり平方メートルあたり1000ワットです

People are anti-everything,

従ってこの指標に従う限り原子力発電は

and we've got to keep all the options on the table.

再生可能エネルギーほど 場所はとりません

What can a country like the UK do on the supply side?

明らかに他の指標も問題となります