What is bioenergy? Bioenergy is not ethanol. Bioenergy isn't global warming. Bioenergy is something which seems counterintuitive. Bioenergy is oil. It's gas. It's coal. And part of building that bridge to the future, to the point where we can actually see the oceans in a rational way, or put up these geo-spatial orbits that will twirl or do microwaves or stuff, is going to depend on how we understand bioenergy and manage it. And to do that, you really have to look first at agriculture.
バイオエネルギーとは何か?エタノールのことではありません バイオエネルギーは地球温暖化のことではありません 直感に反して バイオエネルギーとは 石油やガスや石炭のことです 未来に向かって架けていく橋の一部として 海を合理的に捉えたり 地球の周回軌道に人工衛星を打ち上げたり 電子レンジで温めたりできるかどうかは バイオエネルギーの理解と管理にかかっています そこでまず農業を見てみましょう
So we've been planting stuff for 11,000 years. And in the measure that we plant stuff, what we learn from agriculture is you've got to deal with pests, you've got to deal with all types of awful things, you've got to cultivate stuff. In the measure that you learn how to use water to cultivate, then you're going to be able to spread beyond the Nile. You're going to be able to power stuff, so irrigation makes a difference.
耕作の歴史は1万1千年ほど 作物を植える技術として 農業から学んだことは 害虫の退治です あらゆる悲惨な出来ごとにも対応して 作物を栽培しなければなりません 栽培するためには 水の使い方を学び そしてナイル流域から広まっていきます それから動力を手に入れて 灌漑によって農業が変わりました
Irrigation starts to make you be allowed to plant stuff where you want it, as opposed to where the rivers flood. You start getting this organic agriculture; you start putting machinery onto this stuff. Machinery, with a whole bunch of water, leads to very large-scale agriculture. You put together machines and water, and you get landscapes that look like this. And then you get sales that look like this. It's brute force. So what you've been doing in agriculture is you start out with something that's a reasonably natural system. You start taming that natural system. You put a lot of force behind that natural system. You put a whole bunch of pesticides and herbicides -- (Laughter) -- behind that natural system, and you end up with systems that look like this.
灌漑を行えば どこでも作物を植えられます それまでは河が氾濫する所に限られていました こんな有機農法にやがて 機械を投入し始めます 機械力と大量の水によって 農業は非常に大規模に行われるようになります 機械力と水とを投入すると こんな景色が作り出されます こんな商売も現れます 物量作戦です さて 農業は実に自然なものから 始まり やがて 自然のシステムを制御し始めました 自然に対してどんどん力を加えます 山ほどの農薬と除草剤を投入し (笑) -- 自然のシステムから このようなシステムに到達します
And it's all brute force. And that's the way we've been approaching energy. So the lesson in agriculture is that you can actually change the system that's based on brute force as you start merging that system and learning that system and actually applying biology. And you move from a discipline of engineering, you move from a discipline of chemistry, into a discipline of biology. And probably one of the most important human beings on the planet is this guy behind me.
これは全くもって力まかせの手法です エネルギーについても同様です 農業から学んだことは システムを組み合わせたり 生物学にもとづいたシステムの研究を進めることで 物量作戦から脱却できたということです 工学の原理や化学の原理から離れて 生物学の領域に入ります 人類の中で最も重要な人の一人である 後ろのスクリーンのこの人は
This is a guy called Norman Borlaug. He won the Nobel Prize. He's got the Congressional Medal of Honor. He deserves all of this stuff. And he deserves this stuff because he probably has fed more people than any other human being alive because he researched how to put biology behind seeds. He did this in Mexico. The reason why India and China no longer have these massive famines is because Norman Borlaug taught them how to grow grains in a more efficient way and launched the Green Revolution. That is something that a lot of people have criticized. But of course, those are people who don't realize that China and India, instead of having huge amounts of starving people, are exporting grains.
ノーマン=ボーローグです ノーベル賞を受賞し 栄誉賞も得ています 彼の偉業は これら全てに値します かつて無いほど 多くの人に 食糧を提供した業績が認められています 彼は生物学の種子への応用を メキシコで研究していました インドと中国でひどい飢餓が無くなったのは ボーローグが穀物の効率的な育て方を指導して 緑の革命が始まったからです これを批判する人も多いですが その人たちは 中国とインドで多くの国民が飢えることが無くなり さらに穀物を輸出している現状を 見逃しています
And the irony of this particular system is the place where he did the research, which was Mexico, didn't adopt this technology, ignored this technology, talked about why this technology should be thought about, but not really applied. And Mexico remains one of the largest grain importers on the planet because it doesn't apply technology that was discovered in Mexico. And in fact, hasn't recognized this man, to the point where there aren't statues of this man all over Mexico. There are in China and India. And the Institute that this guy ran has now moved to India. That is the difference between adopting technologies and discussing technologies. Now, it's not just that this guy fed a huge amount of people in the world. It's that this is the net effect in terms of what technology does, if you understand biology.
皮肉なことに 彼が研究に従事していたメキシコでは この技術を採用せず無視しました この技術についてあれこれ論じながら 実地には適用しませんでした 自国発の技術を採用しなかったメキシコは 結果として ずっと穀物の大量輸入国のままです 彼の功績を認めようともせず メキシコのどこにも彼の彫像はありません 中国とインドには彫像が立っていて 彼の組織はインドに移転してしまいました 技術を採用する事と 技術を論じる事はこれほどに違うのです 彼は 世界中のとてつもない人数に 食糧を提供しただけではなく 生物学の知見によって 技術そのものを大きく変えました
What happened in agriculture? Well, if you take agriculture over a century, agriculture in about 1900 would have been recognizable to somebody planting a thousand years earlier. Yeah, the plows look different. The machines were tractors or stuff instead of mules, but the farmer would have understood: this is what the guy's doing, this is why he's doing it, this is where he's going. What really started to change in agriculture is when you started moving from this brute force engineering and chemistry into biology, and that's where you get your productivity increases. And as you do that stuff, here's what happens to productivity.
農業に何が起きたのでしょうか この百年の農業を概観すると 1900年頃の農業は 千年前の農民にも 理解できるものでした 鍬が違い ラバがトラクタに変わっても 百姓なら 何が何のために行われているか そしてどうなるのかを 理解できるはずです 農業が本当に変わり始めたのは 工学と化学による物量作戦から生物学に 移行したときで それから生産性が 増大し始めたのです 生物学の応用に伴って 生産性がこのように改善しました
Basically, you go from 250 hours to produce 100 bushels, to 40, to 15, to five. Agricultural labor productivity increased seven times, 1950 to 2000, whereas the rest of the economy increased about 2.5 times. This is an absolutely massive increase in how much is produced per person. The effect of this, of course, is it's not just amber waves of grain, it is mountains of stuff. And 50 percent of the EU budget is going to subsidize agriculture from mountains of stuff that people have overproduced.
すなわち100ブッシェルを生産するために 250時間かかったのが 40から15そして5時間まで短縮しました 生産性は 1950年から2000年の間に7倍になりました その他の経済領域では2.5倍の伸びです 一人当たりの生産量は 著しく増加しました 「琥珀色に波打つ穀物」のみならず 大量の農産物が得られました EUの予算の50%は 山のように作りすぎた農産物に対する 補助金に費やされています
This would be a good outcome for energy. And of course, by now, you're probably saying to yourself, "Self, I thought I came to a talk about energy and here's this guy talking about biology." So where's the link between these two things? One of the ironies of this whole system is we're discussing what to do about a system that we don't understand. We don't even know what oil is. We don't know where oil comes from. I mean, literally, it's still a source of debate what this black river of stuff is and where it comes from. The best assumption, and one of the best guesses in this stuff, is that this stuff comes out of this stuff, that these things absorb sunlight, rot under pressure for millions of years, and you get these black rivers.
これがエネルギーだったら良かったのですが ここまでで 皆さんは心の中で 「おい エネルギーの話を聞きにきたのにこやつは 生物学の話をしている」と思われているでしょう ではこの二つはどう繋がるのでしょうか バイオエネルギーの話で厄介な点は 理解していないシステムについて論じていることです 石油とは何なのかが分かっていないのです つまり石油が文字通りどこからきたのか それは未だに論争の種です この黒い液体が何で どこから来ているのか いちばん良く言っても 推測の域を出ません この物質は この物質からできたとされます 太陽光を吸収した後 圧力を受けながら何百万年もかけて この漆黒の流れになりました
Now, the interesting thing about that thesis -- if that thesis turns out to be true -- is that oil, and all hydrocarbons, turned out to be concentrated sunlight. And if you think of bioenergy, bioenergy isn't ethanol. Bioenergy is taking the sun, concentrating it in amoebas, concentrating it in plants, and maybe that's why you get these rainbows. And as you're looking at this system, if hydrocarbons are concentrated sunlight, then bioenergy works in a different way. And we've got to start thinking of oil and other hydrocarbons as part of these solar panels. Maybe that's one of the reasons why if you fly over west Texas, the types of wells that you're beginning to see don't look unlike those pictures of Kansas and those irrigated plots.
この理論が 真実であれば 石油と全ての炭化水素は濃縮された 太陽光である ここが面白いところです バイオエネルギーはエタノールのことではありません バイオエネルギーとは太陽からのエネルギーを アメーバや植物の中に濃縮したもので だから こんな虹色が見えるのかもしれません さてこのシステムで 炭化水素を濃縮された太陽光と見なすなら バイオエネルギーは独特の作用をします 石油とその他の炭化水素はこれらの太陽光パネルシステムの 一部と考えなければなりません テキサスの空から眺める油井の姿が カンサスの灌漑農業が描く図形と 同じように見えるのは こんな理由によるのかもしれません
This is how you farm oil. And as you think of farming oil and how oil has evolved, we started with this brute force approach. And then what did we learn? Then we learned we had to go bigger. And then what'd we learn? Then we have to go even bigger. And we are getting really destructive as we're going out and farming this bioenergy. These are the Athabasca tar sands, and there's an enormous amount -- first of mining, the largest trucks in the world are working here, and then you've got to pull out this black sludge, which is basically oil that doesn't flow. It's tied to the sand. And then you've got to use a lot of steam to separate it, which only works at today's oil prices.
こういう風に石油を収穫するのです 石油の採掘について これまでの発展を振り返ります 力任せの手法から出発して何を学んだでしょうか より大規模化が必要な事が分かりました それから何を学んだか? さらに大規模化をしました 辺境からこのバイオエネルギーを 収穫するときには こんなに破壊的な方法です これはアサバスカで タールサンドを大量に採掘します 世界最大のトラックもここで使われています この黒い混合物は 砂と結合していて 流動しない石油です ここに大量の蒸気を使って石油を分離します 今日の石油価格の上でのみ成立する手法です さて 石炭です
Coal. Coal turns out to be virtually the same stuff. It is probably plants, except that these have been burned and crushed under pressure. So you take something like this, you burn it, you put it under pressure, and likely as not, you get this. Although, again, I stress: we don't know. Which is curious as we debate all this stuff. But as you think of coal, this is what burned wheat kernels look like. Not entirely unlike coal.
石炭も実質的に同じ物であることが分かります おそらくは植物でした 圧力下で燃えて潰されたことが違いです こんなものを元に 燃やして圧力を加えて おそらくこれになります ただ繰り返し強調しますが 確実ではありません 皆が石炭について論じているのに奇妙なことです 石炭といえば小麦の種は燃やすとこうなります 石炭と似ていませんか
And of course, coalmines are very dangerous places because in some of these coalmines, you get gas. When that gas blows up, people die. So you're producing a biogas out of coal in some mines, but not in others. Any place you see a differential, there're some interesting questions. There's some questions as to what you should be doing with this stuff. But again, coal. Maybe the same stuff, maybe the same system, maybe bioenergy, and you're applying exactly the same technology.
いうまでもなく 炭坑は大変危険な場所です なぜなら炭坑ではガスが出ることがあり 爆発によって人命が失われることもあります 炭坑によって石炭からバイオガスを 産出している所と産出しない所があります そういう違いに気づくと 興味深い疑問が生じます ガスはどう取り扱えばよいのか ところで石炭に戻ると ほぼ同じ方法論でまさに同じ技術を 適用しています
Here's your brute force approach. Once you get through your brute force approach, then you just rip off whole mountaintops. And you end up with the single largest source of carbon emissions, which are coal-fired gas plants. That is probably not the best use of bioenergy. As you think of what are the alternatives to this system -- it's important to find alternatives because it turns out that the U.S. is dwindling in its petroleum reserves, but it is not dwindling in its coal reserves, nor is China. There are huge coal reserves that are sitting out there, and we've got to start thinking of them as biological energy, because if we keep treating them as chemical energy, or engineering energy, we're going to be in deep doo-doo.
物量作戦ということです 物量作戦が行き過ぎると 山を丸ごと削り取ってしまいます そして単一で最大の炭素放出源を造るわけです 石炭をガス化する処理工場です バイオエネルギーの最適な使い方ではないでしょう このシステム以外の 別のシステムを見い出すことは重要です それはアメリカの石油埋蔵量が 減少しているにもかかわらず 石炭資源は減少していないからです 中国も同様です 石炭の埋蔵量は莫大であり これをバイオエネルギーとして見直すべきです 化学エネルギーや工業エネルギーとして 扱い続けると いずれは大変な状況に陥るからです
Gas is a similar issue. Gas is also a biological product. And as you think of gas, well, you're familiar with gas. And here's a different way of mining coal. This is called coal bed methane. Why is this picture interesting? Because if coal turns out to be concentrated plant life, the reason why you may get a differential in gas output between one mine and another -- the reason why one mine may blow up and another one may not blow up -- may be because there's stuff eating that stuff and producing gas. This is a well-known phenomenon. (Laughter) You eat certain things, you produce a lot of gas. It may turn out that biological processes in coalmines have the same process. If that is true, then one of the ways of getting the energy out of coal may not be to rip whole mountaintops off, and it may not be to burn coal. It may be to have stuff process that coal in a biological fashion as you did in agriculture.
ガスも同じ問題を抱えています ガスもまた生物由来の物質です みなさんご存知のあれです これは石炭の掘り方の亜種なのです これは炭層メタンと呼ばれます この写真のどこが面白いのでしょうか 石炭が植物の濃縮されたものとすれば なぜ鉱山ごとにガスの出方が違うのでしょう 爆発する炭坑もあればそうでもない炭坑もあるのです もしかすると石炭を食べてガスを造る何者かが 居るのかもしれません よく知られた現象です (笑) 何かを食べると 沢山のガスを発生する 石炭鉱山でも同じような生物学的なプロセスがあるかもしれません そうであれば 石炭からエネルギーを取り出すには 山を削って採掘して 石炭を燃やす以外の方法もありそうです 農業で達成されたように 生物学的に石炭を処理できる 仕組みを見い出せばよいのです
That is what bioenergy is. It is not ethanol. It is not subsidies to a few companies. It is not importing corn into Iowa because you've built so many of these ethanol plants. It is beginning to understand the transition that occurred in agriculture, from brute force into biological force. And in the measure that you can do that, you can clean some stuff, and you can clean it pretty quickly. We already have some indicators of productivity on this stuff. OK, if you put steam into coal fields or petroleum fields that have been running for decades, you can get a really substantial increase, like an eight-fold increase, in your output. This is just the beginning stages of this stuff.
これこそがバイオエネルギーです エタノールではありません 限られた数社の企業への補助金ではありません エタノール工場を作りすぎたからと アイオワにコーンを輸入するのではありません 農業に起きた変革の理解は進んでいます 物量作戦から生物学的な力に変革しました それをする過程で 技術をクリーン化することができ これは非常に速く行えるでしょう 生産性についての指標が少し得られています 十年以上稼働している石炭鉱脈や油田に 蒸気を導入すると 産出量は増大します 例えば 8倍増など これはまだ初期的な 段階にすぎません
And as you think of biomaterials, this guy -- who did part of the sequencing of the human genome, who just doubled the databases of genes and proteins known on earth by sailing around the world -- has been thinking about how you structure this. And there's a series of smart people thinking about this. And they've been putting together companies like Synthetic Genomics, like, a Cambria, like Codon, and what those companies are trying to do is to think of, how do you apply biological principles to avoid brute force? Think of it in the following terms. Think of it as beginning to program stuff for specific purposes. Think of the cell as a hardware. Think of the genes as a software. And in the measure that you begin to think of life as code that is interchangeable, that can become energy, that can become food, that can become fiber, that can become human beings, that can become a whole series of things, then you've got to shift your approach as to how you're going to structure and deal and think about energy in a very different way.
バイオマテリアルといえばこの人 ヒト ゲノムの解読の一部を担い 世界を巡る航海を通じて 遺伝子やタンパクのデータベースを倍増させました 彼はエネルギーの課題にも取り組んでいます 知恵者を何人か集めて シンセティック ゲノミクス社や カンブリア社 コドン社を一つにしました これらの会社では 物量作戦の代わりに 生物学の仕組みを使うことを考えています こんな風に考えています ある目的のために生物をプログラムする技術を研究します 細胞がハードウェアで遺伝子がソフトウェアです その技術の中で 生命は交換可能なプログラムと見なします エネルギーにもなるし 食糧にも 繊維にもなり ヒトにもなる つまり あらゆるものになり得るのです つまりエネルギーについての 問題の枠組みを変化させ 取り組み方を大いに変えることになります
What are the first principles of this stuff and where are we heading? This is one of the gentle giants on the planet. He's one of the nicest human beings you've ever met. His name is Hamilton Smith. He won the Nobel for figuring out how to cut genes -- something called restriction enzymes. He was at Hopkins when he did this, and he's such a modest guy that the day he won, his mother called him and said, "I didn't realize there was another Ham Smith at Hopkins. Do you know he just won the Nobel?" (Laughter) I mean, that was Mom, but anyway, this guy is just a class act. You find him at the bench every single day, working on a pipette and building stuff. And one of the things this guy just built are these things.
根本の原理は何で 我々はどこへ向かっているのか 画面の人は 実に穏やかな人柄の偉人で またとない最高の人格者 ハミルトン=スミスです 遺伝子を切断する技術を開発して ノーベル賞を受賞しました 制限酵素と言うものです 彼はその研究をホプキンス大で行いました 控えめな彼のもとに 電話してきた母親は 「ホプキンス大で もう一人の知らないハム スミスさんが ノーベル賞を取ったんだってね」 (笑) お母さんにして このありさまです 彼はまさに一流でした 毎日欠かさず ピペットと試料を手に実験台に向かっていました この人が成し遂げたことが こんなこと これは何か?
What is this? This is the first transplant of naked DNA, where you take an entire DNA operating system out of one cell, insert it into a different cell, and have that cell boot up as a separate species. That's one month old. You will see stuff in the next month that will be just as important as this stuff. And as you think about this stuff and what the implications of this are, we're going to start not just converting ethanol from corn with very high subsidies. We're going to start thinking about biology entering energy. It is very expensive to process this stuff, both in economic terms and in energy terms.
むき出しの DNA を移植する最初の試みです ある細胞から丸ごと取り出した DNA という OS を 別の細胞に注入しました 注入された細胞を 別の生命体として起動させました これで発生から 1 ヶ月 来月にはこの技術について 更に重要なものを目にするかもしれません この技術とその意味とを考えると 非常に高い補助金を払ってコーンを エタノールにする以外にやることがあります 生物学がエネルギーの領域に入っていくのです エネルギーを作り出すために お金もエネルギーも 大変なコストをかけています
This is what accumulates in the tar sands of Alberta. These are sulfur blocks. Because as you separate that petroleum from the sand, and use an enormous amount of energy inside that vapor -- steam to separate this stuff -- you also have to separate out the sulfur. The difference between light crude and heavy crude -- well, it's about 14 bucks a barrel. That's why you're building these pyramids of sulfur blocks. And by the way, the scale on these things is pretty large.
アルバータのタールサンドから集められた 硫黄のブロックです 砂と石油を分離するときには 大量のエネルギーを使って蒸気を作り 水蒸気で成分を分離させます そして硫黄も分離しなければなりません 軽油と重油の違いは 1 バレルあたり 14 ドル そこで 分離された硫黄がこんなピラミッドになります 実に大きなピラミッドです
Now, if you can take part of the energy content out of doing this, you reduce the system, and you really do start applying biological principles to energy. This has to be a bridge to the point where you can get to wind, to the point where you can get to solar, to the point where you can get to nuclear -- and hopefully you won't build the next nuclear plant on a beautiful seashore next to an earthquake fault. (Laughter) Just a thought.
これを作るエネルギーの一部でも取り出せるなら 生物学の原理による もっと小さなシステムで エネルギーの抽出を始められます ここから 技術を伸ばして行って 風力発電や太陽光発電や原子力発電に 追い着かなければなりません でもお願いです 次の原子力発電所は 美しい海岸線でも 活断層が近いところには 建てないで下さい (笑 ) 気になっています
But in the meantime, for the next decade at least, the name of the game is hydrocarbons. And be that oil, be that gas, be that coal, this is what we're dealing with. And before I make this talk too long, here's what's happening in the current energy system. 86 percent of the energy we consume are hydrocarbons. That means 86 percent of the stuff we're consuming are probably processed plants and amoebas and the rest of the stuff. And there's a role in here for conservation. There's a role in here for alternative stuff, but we've also got to get that other portion right. How we deal with that other portion is our bridge to the future. And as we think of this bridge to the future, one of the things you should ponder is: we are leaving about two-thirds of the oil today inside those wells. So we're spending an enormous amount of money and leaving most of the energy down there. Which, of course, requires more energy to go out and get energy. The ratios become idiotic by the time you get to ethanol. It may even be a one-to-one ratio on the energy input and the energy output. That is a stupid way of managing this system.
当面 少なくとも次の10年間 それが石油であれ ガスであれ 石炭であれ ターゲットは炭化水素です さて 話が長くなりすぎないうちに 今のエネルギーシステムには こんなことが起きています 消費するエネルギーの 86% は炭化水素 つまりエネルギー消費の 86% は おそらく変成した植物やアメーバなのです 資源保護と代替エネルギーの 役目はここにあります しかし 無駄になっている部分についても 解決しないといけません 無駄をどうするかということは、未来への架け橋です この未来への橋については じっくりと考えるべきことがあります 現在 石油の2/3は油田に残されています つまり巨額を投じていてもエネルギーの過半は そこに残置しています 取り出して利用するには 追加のエネルギーが必要だからです エタノール製造に費やすエネルギーの割合もばかになりません 投入したエネルギーと得られるエネルギーが 1対1に成りかねません システムを管理する上で これは ばかげたやり方です
Last point, last graph. One of the things that we've got to do is to stabilize oil prices. This is what oil prices look like, OK? This is a very bad system because what happens is your hurdle rate gets set very low. People come up with really smart ideas for solar panels, or for wind, or for something else, and then guess what? The oil price goes through the floor. That company goes out of business, and then you can bring the oil price back up.
さて 最後の話題 最後のグラフです 石油の価格を安定させなければなりません 石油の価格はこんな様子です このシステムは大変困ったもので 目標とするレートが大変に安いところに設定されます 太陽電池でも風力発電にしても 本当に優れたアイデアが 登場したときに何が起きるかというと 石油の価格が底値まで下がります 新しい会社が破産してしまいます それから石油の値段が戻ります
So if I had one closing and modest suggestion, let's set a stable oil price in Europe and the United States. How do you do that? Well, let's put a tax on oil that is a non-revenue tax, and it basically says for the next 20 years, the price of oil will be -- whatever you want, 35 bucks, 40 bucks. If the OPEC price falls below that, we tax it. If the OPEC price goes above that, the tax goes away. What does that do for entrepreneurs? What does it do for companies? It tells people, if you can produce energy for less than 35 bucks a barrel, or less than 40 bucks a barrel, or less than 50 bucks a barrel -- let's debate it -- you will have a business. But let's not put people through this cycle where it doesn't pay to research because your company will go out of business as OPEC drives alternatives and keeps bioenergy from happening. Thank you.
そこで今日の話の最後に提案したいことがあります ヨーロッパとアメリカの石油の価格を安定させましょう どうやって実施するのか 石油に税金をかけましょう 売上げ税ではありません 今後20年間 石油の価格を固定するためです -- 35ドルなり 40ドルの所定価格に -- OPECの価格がそれ以下になったら課税します OPECの価格がそれ以上になったら 税金はなしです これが起業家と企業に対して どう働くのか 1バレル35 --40 --50ドル以下で -- 金額は議論すべきですが -- それ以下でエネルギーを開発すれば 事業が成立します ともあれ 研究が見合わなくなるような 価格変動を放置するのは止めましょう そうしないとOPECは 新しい代替エネルギー事業を潰して バイオエネルギーの登場を阻止するからです ありがとうございました