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エネルギーと健康

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WHO の健康と環境に関する委員会 (1992a) のエネルギーに関するパネルは、エネルギー関連の XNUMX つの問題が、環境の健康に対する当面の、および/または将来の最大の懸念事項であると考えました。

  1. バイオマスと石炭の国内利用の過程での有害物質への暴露
  2. 世界の多くの大都市における都市大気汚染による被ばく
  3. 気候変動による健康への影響の可能性
  4. 一般市民の健康に環境影響を与える重大な事故。

 

さまざまなエネルギー システムからの健康リスクの定量的評価には、システム全体の評価が必要です。 原資源の抽出から始まり、エネルギーの最終消費で終わる燃料サイクルのステップ。 有効な技術間比較を行うには、方法、データ、および最終用途の要求が類似しており、特定されている必要があります。 最終用途の需要の影響を定量化する際には、エネルギーおよび燃料固有のデバイスの有用なエネルギーへの変換効率の違いを評価する必要があります。

比較評価は、抽出から処理、燃焼、廃棄物の最終処分まで、燃料サイクルを段階的に示す参照エネルギーシステム (RES) の考え方に基づいて構築されています。 RES は、エネルギーの流れとリスク評価に使用される関連データを定義するための共通のシンプルなフレームワークを提供します。 RES (図 1) は、資源消費、燃料輸送、変換プロセス、および最終用途を指定する、特定の年のエネルギー システムの主要コンポーネントのネットワーク表現です。これにより、フレームワークを提供しながら、エネルギー システムの顕著な特徴をコンパクトに組み込みます。新しい技術や政策から生じる主要な資源、環境、健康、経済への影響を評価するため。

図 1. 参照エネルギー システム、1979 年

EHH070F1

健康リスクに基づいて、エネルギー技術は次の XNUMX つのグループに分類できます。

  1.   燃料グループ 大量の化石燃料またはバイオマス(石炭、石油、天然ガス、木材など)の使用が特徴であり、その収集、処理、および輸送は、職業上のリスクを支配する事故率が高く、その燃焼は大量の廃棄物を生成します。公共のリスクを支配する大気汚染と固形廃棄物。
  2.   再生可能グループ 太陽、風、水などの低エネルギー密度の拡散再生可能資源を無料で大量に利用できることを特徴としていますが、それらを回収するには広い面積とそれらを「集中」できる高価な施設の建設が必要です。フォーム。 職業上のリスクは高く、施設の建設が支配的です。 公共のリスクは低く、ほとんどがダムの故障、設備の故障、火災などの確率の低い事故に限定されています。
  3.   核グループ 核分裂技術は、処理された燃料のエネルギー密度が非常に高く、それに対応して処理する燃料と廃棄物の量が少ないことを特徴としていますが、地球の地殻の濃度が低く、大規模な採掘または収集作業が必要です。 したがって、職業上のリスクは比較的高く、鉱業や加工事故が大半を占めています。 公共のリスクは小さく、原子炉の日常的な操作によって支配されます。 核技術による放射線への被ばくによるリスクに対する公衆の恐怖、つまり単位当たりの健康リスクが比較的大きい恐怖には、特別な注意を払う必要があります。

 

表 1、表 2、および表 3 に、発電技術の重大な健康への影響を示します。

表 1. 発電技術の重大な健康への影響 - 燃料グループ

テクノロジー

職業の

公衆衛生への影響

石炭

黒肺病
鉱山事故によるトラウマ
交通事故によるトラウマ

大気汚染の健康影響
交通事故によるトラウマ

掘削事故によるトラウマ
製油所への曝露によるがん
有機物

大気汚染の健康影響
爆発や火災による外傷

オイルシェール

褐色肺疾患
への曝露によるがん
レトルト排出量
鉱山事故によるトラウマ

への曝露によるがん
レトルト排出量
大気汚染の健康影響

天然ガス

掘削事故によるトラウマ
への曝露によるがん
製油所排出量

大気汚染の健康影響
爆発や火災による外傷

タールサンド

鉱山事故によるトラウマ

大気汚染の健康影響
爆発や火災による外傷

バイオマス*

事故によるトラウマ
収集と処理
加工および変換による有害化学物質および生物剤への暴露

大気汚染の健康影響
病原体への暴露による病気
住宅火災によるトラウマ

* エネルギー源として、通常は再生可能と見なされます。

 

表 2. 発電技術の重大な健康への影響 - 再生可能グループ

テクノロジー

職業の

公衆衛生への影響

地熱の

有毒ガスへの暴露 -
日常的で偶然
騒音によるストレス
掘削事故によるトラウマ

毒物への暴露による病気
ブラインと硫化水素
ラドン被ばくによるがん

水力、
従来の低頭

建設によるトラウマ
事故

ダム決壊によるトラウマ
~への曝露による疾患
病原体

太陽光発電

有毒物質への暴露
製造中 - ルーチン
そして偶然

有毒物質への暴露
製造および廃棄中
- 日常的なものと偶発的なもの

事故によるトラウマ
構築と運用

 

太陽熱

事故によるトラウマ
製造
有毒化学物質への曝露
動作中に

 

 

表 3. 発電技術の重大な健康への影響 - 原子力グループ

テクノロジー

職業の

公衆衛生への影響

核分裂

放射線被ばくによるがん
ウラン採掘中、鉱石/燃料
加工、発電所運営
廃棄物管理


事故によるトラウマ
鉱業、加工、発電所
建設と運用、および
廃棄物管理

放射線被ばくによるがん
燃料サイクルのすべての段階で -
日常的で偶然


産業輸送による外傷
事故

 

米国における薪の燃焼の健康への影響に関する研究は、他のエネルギー源の分析と同様に、エネルギーの単位量、つまり 6 万年間の暖房に必要なエネルギーの供給の健康への影響に基づいていました。 これは 10 ×XNUMX7 GJ熱、または8.8×107 69% の効率で GJ 木材を投入。 健康への影響は、収集、輸送、および燃焼段階で推定されました。 石油と石炭の代替物は、以前の研究から拡大されました (図 2 を参照)。 収集の不確実性は ± 2 倍、住宅火災の不確実性は ± 3 倍、大気汚染の不確実性は 10 倍以上です。リスクは、石炭採掘のためのマイニングの約半分になります。

図 2. 単位エネルギー量あたりの健康影響

EHH070F2

リスクを理解するのに役立つ便利な方法は、40 年にわたって 3 つの住宅に木材を供給している 1.6 人の人間にスケールすることです (図 10)。 これにより、総死亡リスクは約 XNUMX x XNUMX になります。-3 (つまり、~0.2%)。 これは、同時期の米国の自動車事故による死亡リスクと比較できる、~9.3 x 10-3 (つまり、約 1%)、これは XNUMX 倍です。 木材の燃焼には、従来の暖房技術と同程度のリスクがあります。 どちらも、他の一般的な活動の全体的なリスクを大幅に下回っており、リスクの多くの側面は、明らかに予防措置を講じることができます。

図 3. 40 つの住宅に XNUMX 年間、木材燃料を供給することによる XNUMX 人の死亡者のリスク

EHH070F3

健康リスクについては、次の比較を行うことができます。

  • 急性職業上のリスク。 石炭サイクルの場合、職業上のリスクは石油やガスに関連するリスクよりも明らかに高くなります。 これは、再生可能エネルギー システムの建設が評価に含まれる場合、それに関連するリスクとほぼ同じであり、対応する原子力のリスクよりも約 8 ~ 10 倍高くなります。 再生可能な太陽光および風力エネルギー源の将来の技術的進歩により、これらのシステムに関連する深刻な職業上のリスクが大幅に減少する可能性があります。 水力発電は、比較的高い急性職業リスクを伴います。
  • 後期職業リスク. 後期死亡者は主に石炭とウランの採掘で発生し、ほぼ同じ規模です。 しかし、地下での石炭採掘は、地下でのウラン採掘よりも危険であるように思われます (正規化された発電量に基づく計算)。 一方、地表で採掘された石炭を使用すると、原子力エネルギーを使用する場合よりも、全体として後期死亡者数が少なくなります。
  • 急性の公衆リスク. これらのリスクは、主に輸送事故によるもので、移動距離と輸送手段に大きく依存します。 核のリスクは、主に輸送される物質の量が比較的少ないため、他のすべての選択肢よりも 10 倍から 100 倍低くなります。 石炭サイクルは、同じ理由を使用して大規模な物質輸送を行うため、最も深刻な公共リスクがあります。
  • 公共の遅延リスク. すべてのエネルギー源に関連する後期の公共リスクに関連する大きな不確実性があります。 原子力と天然ガスの公共の遅れによるリスクはほぼ同等であり、石炭と石油に関連するリスクよりも少なくとも XNUMX 分の XNUMX は低くなっています。 将来の発展により、再生可能エネルギーの後期公共リスクが大幅に減少すると予想されます。

 

明らかに、さまざまなエネルギー源の健康への影響は、エネルギー使用の量と種類によって異なります。 これらは地理的に大きく異なります。 薪は、石油、石炭、天然ガスに次いで、世界のエネルギー供給に 86 番目に大きな貢献をしています。 世界人口の半分近く、特に発展途上国の農村部や都市部に住む人々は、調理や暖房に木材やその派生物である木炭、またはこれらのいずれかが存在しない場合は農業廃棄物や木炭に依存しています。糞)。 薪は世界の木材消費量の半分以上を占めており、発展途上国では 91%、アフリカでは XNUMX% に達しています。

太陽エネルギー、風力発電、アルコール燃料などの新しい再生可能エネルギー源を検討する場合、「燃料サイクル」の考え方は、デバイスの動作に実質的にリスクがなく、実質的にリスクが伴う太陽光発電などの産業を包含する必要があります。多くの場合無視されますが、その製造に関与している可能性があります。

この問題に対処するために、燃料サイクルの概念をエネルギー システムの開発のすべての段階を含むように拡張することで、この問題に対処する試みが行われました。たとえば、ソーラー コレクター用のガラスを製造する工場に投入されるコンクリートが含まれます。 完全性の問題は、製造工程の逆方向分析が一連の連立方程式と同等であり、その解が (線形の場合) 値の行列として表現可能であることに注意することで対処されています。 このようなアプローチは、産業連関分析として経済学者によく知られています。 そして、各経済活動が他の経済活動にどれだけ影響を与えるかを示す適切な数値はすでに導出されていますが、健康被害を測定するために精査したい製造ステップと正確に一致しない可能性のある集計カテゴリについては.

エネルギー産業における比較リスク分析の単一の方法は、それ自体で完全に満足できるものではありません。 それぞれに利点と制限があります。 それぞれが異なる種類の情報を提供します。 健康リスク分析の不確実性のレベルを考えると、可能な限り詳細な全体像を提供し、関連する不確実性の大きさをより完全に理解するために、すべての方法の結果を検討する必要があります。

 

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