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ジョナサン・トレント「次世代バイオ燃料生産: 海に浮かべる 藻のゆりかご」

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    数年前から バイオ燃料の
    開発にあたり
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    ある可能性を追求してきました
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    化石燃料に対して競争力のある
    規模のものを
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    食糧生産に必要な水
    肥料や土地を奪わずに
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    開発できないかというものです
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    これがその解決案です
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    容器を作って海面下に浮かべ
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    それを排水と 油分を生産する
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    微細藻類で満たす考えです
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    柔軟性のある素材で作るので
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    波の影響を受けて動きます
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    もちろん微細藻類の成長には
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    太陽光を使い
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    藻類は二酸化炭素を吸収してくれながら
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    増殖し 酸素を放出します
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    微細藻類は周辺の水に熱を放出する
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    容器の中で増えるので
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    これを収穫して
    バイオ燃料や化粧品
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    肥料や飼料として使えます
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    当然 培養には
    広い面積を要するので
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    漁師や船舶等との利害関係も
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    考えなくてはいけませんが
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    将来の燃料事情を思うと
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    代替となる液体燃料を得ることが
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    大変重要であることは事実です
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    では なぜ微細藻類を使うのでしょうか？
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    このグラフはバイオ燃料の生産に使える
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    様々なタイプの穀物を表しています
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    大豆は１ヘクタールあたり
    年間５百リットル程の
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    バイオ燃料を生産できます
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    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
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    一際高い値を示しているのが微細藻類です
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    大豆の年間５百リットルに比べて
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    微細藻類は１ヘクタールあたり
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    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
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    では 微細藻類とは何でしょうか？
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    マイクロ・スケール
    つまりとても小さい
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    単細胞生物で
    ヒトの髪の毛と比べると
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    この様に見えます
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    この小さな生物は大昔から
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    何千もの種類が
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    生息しています
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    中には 地球上のどの植物よりも
    速く増え
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    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
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    ではなぜ このシステムを
    海上に作るのでしょうか
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    海上で行う大きな理由は
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    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
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    藻の栽培に排水を使うわけですが
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    よく見てみると
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    排水処理場は 街の中に組み込まれています
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    サンフランシスコの地下には
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    約1400Km に及ぶ下水管があり
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    沖に排水を放出しています
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    世界中 都市によって
    排水処理の仕方は違い
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    排水を浄化する都市もあれば
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    垂れ流しにする都市もあります
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    しかしどの排水も
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    微細藻類の育成に使えます
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    これはシステムの想像図です
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    「海上藻類養殖用膜質容器」の
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    頭文字を取って
    OMEGAと名付けました
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    NASAはこういう洒落た
    略語が好きなんです
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    どのように機能するのでしょうか？
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    先ほど少し説明しましたが
    まず 排水と二酸化炭素を
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    浮遊容器に入れます
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    排水が藻類の育成に
    必要な栄養を供給する一方
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    藻類は本来なら
    温室効果ガスとなるはずだった
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    二酸化炭素を吸収します
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    もちろん 太陽のエネルギーも使って増殖し
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    海面の波のエネルギーが
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    藻類を撹拌します
    また 周りの水温によって
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    温度は制御されます
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    この藻類が酸素を放出するのは
    すでに述べましたが
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    バイオ燃料や肥料
    食料や藻独特の副産物など
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    有益なものも生み出します
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    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
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    モジュールとなって分かれているので
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    例えばその一つに雷が落ちたりして
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    穴が空き 中身が漏れたとしましょう
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    漏れ出す排水は 元来そのまま
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    排出されていた排水ですし
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    藻類は 漏れても自然分解されます
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    排水中で生育する藻類は
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    淡水生物なので海水の中では
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    生息できないのです
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    ここで使用している プラスチックは
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    よくあるもので 研究で良い成果を得ており
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    壊れたモジュールは修理して
    再利用できます
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    またこのシステムを使って
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    もっと いろいろ出来るかもしれません
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    水 特に淡水については 将来
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    問題も予測されていますが
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    私たちは排水を再生する解決策にも
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    取り組んでいます
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    また 構造自体を考えると
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    海に生息するものの棲家になり
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    表面が海草や他の海洋生物で覆われ
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    優れた海洋生物の生息場と機能して
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    生物多様性を促進するのに
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    役立ちます
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    最後に 海中構造物なので
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    水産養殖という面からも
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    貢献できるのです
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    皆さんこう思うかもしれません
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    「良さそうなアイデアだけど
    本当に上手くいくのかな？」と
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    実はカリフォルニア州サンタクルーズにある
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    州の魚類鳥獣保護局内に研究室を設置し
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    そこにある巨大な海水タンクで
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    試験実験を行っています
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    またサンフランシスコに３つある
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    下水処理場のうちの１つでも
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    試験実験を行っています
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    そしてこの構造物の
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    海洋環境への影響を調べるために
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    モントレー湾にモスランディング海洋研究室という
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    フィールド調査場を設置しました
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    そこでこの構造物が海洋生物に
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    どのような影響を与えるかを調べました
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    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
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    そこで私たちは藻類を育て
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    プラスチック溶接やツールを構築を行い
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    たくさんの失敗を重ね
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    エジソンではありませんが
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    「システムが機能しない10000もの方法」を学びました
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    現在は排水内で藻類を育ててますし
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    藻類の生態を調べる
    ツールも構築したので
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    藻類の成長の様子や
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    藻類の好きな環境＿そして
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    強く 繁殖力のある培養株の
    研究をしています
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    さて 我々の開発した機能の中でも
    一番重要なのが
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    フォトバイオリアクター（PBR）でした
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    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
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    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
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    藻類類の養殖をする所です
    いろいろなデザインを試し
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    殆どは失敗でしたが
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    113 リットルの規模で成功したモデルを
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    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
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    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
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    システムがどう機能するかお見せしましょう
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    基本的に排水と
    好みの藻類を入れ
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    そしてこの浮遊構造物の中を循環させます
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    この管状の柔軟な プラスチック構造物です
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    この管状の柔軟な プラスチック構造物です
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    もちろん太陽光も外面に当たり
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    藻類は栄養を吸収し増殖します
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    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
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    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
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    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
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    自ら生成する酸素によって窒息するのです
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    窒息とは ちょっと違いますが
    酸素は問題です
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    また二酸化炭素も使い切ってしまいます
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    なので次の問題は酸素を取り除くことで
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    それをこのコラム（円柱）を立てて行いました
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    コラムは一部の水を循環させ
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    水が戻る前に炭酸ガスの
    気泡を含ませ
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    二酸化炭素を戻します
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    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
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    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
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    サンフランシスコではより大きいコラムを
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    システムに実装しています
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    このコラムには 実は他にも
    素晴らしい機能があって
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    増えた藻類がコラムに沈殿し
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    藻類バイオマスが集めやすくなるので
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    収穫が容易に行えるのです
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    私たちはコラムの下部にたまった藻類を取り除き
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    それから表面に藻を浮かせて
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    ネットでそれをすくい取る手順によって
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    簡単に収穫することができるのです
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    私たちは海洋環境へのこのシステムの影響も
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    調査したいと思っており
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    お話ししたようにフィールド調査場を
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    モスランディング海洋研究室に立ち上げました
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    そこではこのシステムは
    外面が藻類に覆われてしまい
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    洗浄する仕組みが必要となりました
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    また 海鳥や海の哺乳動物と
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    どう影響しあうかも調べました
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    このようにラッコも この構造物に
    非常に興味を示し
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    時々やってきては
    浮かぶウォーターベッドの上を
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    横切っていきます
    なのでラッコを訓練し
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    システム外面の清掃を
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    将来やってもらおうかと思ってます
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    ここでやってきた事は
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    ４つの分野にまたがっています
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    まずこのシステムの
    生物学的な研究では
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    藻類の成長についてだけでなく
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    何が藻類を食べたり 殺したりするかも
    調べました
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    エンジニアリングの分野では
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    構造物を作るために何が必要か
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    小規模にとどまらず いずれ求められる
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    大規模なシステム構築も合わせて
    考えてきました
  • 8:52 - 8:55
    また鳥や海洋哺乳類の
    お話もしましたが
  • 8:55 - 8:58
    このシステムの
    環境への影響も調べました
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    そして更に
    経済にも目を向けています
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    ここで言う経済とは
  • 9:02 - 9:06
    このシステム稼働に
    どのくらいエネルギーが必要か？
  • 9:06 - 9:07
    稼働を続けるために
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    投入したエネルギー以上を
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    システムから得られるかということです
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    運用コストはどうか
  • 9:12 - 9:14
    資本にどれだけコストがかかるか
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    それから全体の経済構造はどうかなどです
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    はっきり言って
    これは難しい問題です
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    実際システムを作るには
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    ４つの分野すべてに
    課題がたくさん残っています
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    今日は時間がありませんので
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    このシステムの完成イメージを
    お見せしましょう
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    世界どこかにある
    静かな入り江に作るとこうなります
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    世界どこかにある
    静かな入り江に作るとこうなります
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    イメージ後方には 排水処理施設や
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    二酸化炭素排出源が見えます
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    でも経済的なことを考えると
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    これだけでは難しいことが分かります
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    このシステムを
    排水処理や炭素隔離の
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    手段と考えたり
    太陽電池パネルや
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    波エネルギー 風力エネルギーといった
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    このような様々なものと
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    統合していく必要があります
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    水産養殖を加えることもできます
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    システムの下で貝の養殖を行い
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    ムラサキガイかホタテを育てたり
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    カキなど 高値な食品を
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    生産する事も考えられます
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    これらをシステムの牽引力として
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    次第に規模を拡大すれば
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    究極的に競争力のある燃料源
    とすることが出来るかもしれません
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    ここで必ず疑問となるのが
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    最近の海を漂う
    プラスチックの問題です
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    そこで「ゆりかごからゆりかごへ」
    （資源の再利用）を考えています
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    私たちが海洋環境で必要とする
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    大量のプラスチックをどうするかが問題です
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    ご存じかもしれませんがカリフォルニアでは
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    ご存じかもしれませんがカリフォルニアでは
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    膨大な量のプラスチック・シートが
    耕地の表面を覆うために使われています
  • 10:57 - 11:00
    これらは土壌表層の上で
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    小さな温室の役目をし
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    土壌を暖め植物の生長を促します
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    また雑草を抑制し
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    水の利用効果を高めます
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    OMEGAシステムも
    同種の評価を得られ
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    また海洋環境で
    使用済みのプラスチックを
  • 11:17 - 11:20
    農地で使えたりしたら良いと
    思っています
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    農地で使えたりしたら良いと
    思っています
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    ではシステムが設置されると
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    どの様な景色になるでしょうか？
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    これはサンフランシスコ湾でのイメージです
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    サンフランシスコの排水は
    1日あたり2.4億リットルです
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    5日分を貯めて使うシステムは
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    12億リットルの容量が必要になります
  • 11:37 - 11:41
    それには518ヘクタールの
    OMEGAモジュールを
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    サンフランシスコ湾に浮かべることになります
  • 11:45 - 11:47
    これは湾全体の表面積の
    １％以下にあたります
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    これは湾全体の表面積の
    １％以下にあたります
  • 11:48 - 11:52
    このシステムは1ヘクタールで年間
    1.87万リットル生産するので
  • 11:52 - 11:55
    全体での総量は750万リットル以上になり
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    サンフランシスコで必要とされる
    ディーゼルの20％分が生産できます
  • 11:57 - 12:00
    サンフランシスコで必要とされる
    ディーゼルの20％分が生産できます
  • 12:00 - 12:04
    効率性に何も工夫を加えなかったとしてもです
  • 12:04 - 12:07
    では他の場所ではどうでしょう？
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    多くの場所が考えられます
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    もちろんサンフランシスコ湾は可能ですし
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    他ではサンディエゴ湾
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    モバイル湾やチェスピーク湾などもいいですね
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    海面が上るにつれ
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    新しい候補は増えますね（笑）
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    大切なのは このシステムは
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    複数の活動を統合したシステムだということです
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    バイオ燃料の生産は代替エネルギーと統合され
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    また それが水産養殖とも
    統合されているわけです
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    私は持続可能なバイオ燃料の
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    革新的な生産の方法を
    探求していたのですが
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    その過程で
    サステナビリティ（持続可能性）に必要なのは
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    イノベーションではなく
    統合である事に気が付きました
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    長い目でものを見るとき
    集団としての力や
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    つながりによる創造性を信じています
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    もし私たちが基本的にオープンであり
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    誰に名誉が行くかなどに こだわらなければ
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    そこには無限の可能性があると思います
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    将来の問題に対する
    持続可能なソリューションは
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    いろいろな形で
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    多数存在すると思います
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    全ての可能性を考えることが必要です
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    全て つまりアルファからOMEGAまでです
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    ありがとうございました（拍手）
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    （拍手）
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    簡単な質問があります　ジョナサン
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    プロジェクトはNASA内部で続けられるのですか？
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    それとも野心的なグリーンエネルギーファンドなどが
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    続けていくには必要なのですか？
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    NASAではそろそろ独立させ
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    海上にプロジェクトを広げる段階に
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    来ていますが
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    アメリカ国内でやるには
    問題がたくさんあります
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    海上での展開には様々な制限があり
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    許可収得にも時間がかかります
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    現段階で 外部の協力が必要です
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    私たちはこの技術を
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    誰にでもオープンにしていますので
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    興味がある方に実現して欲しいとも思ってます
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    興味がある方に実現して欲しいとも思ってます
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    面白いですね　特許を得るのではなく
    技術を広めたいと
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    面白いですね　特許を得るのではなく
    技術を広めたいと
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    そのとおりです
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    分かりました　ありがとうございました
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    こちらこそ（拍手）
Title:
ジョナサン・トレント「次世代バイオ燃料生産: 海に浮かべる 藻のゆりかご」
Speaker:
Jonathan Trent
Description:

化石燃料の代替となる燃料の開発に向け、ジョナサン・トレント は都市部からの排水を栄養源とする微細藻類から 次世代バイオ燃料を得るプロジェクトに取り組んでいます。今回の講演では 彼が率いるプロジェクトOMEGA（海上藻類養殖用膜質容器）の大胆なビジョンと、これを新しいエネルギー源として普及させるための可能性についてお話します。
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
14:45

Japanese subtitles

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