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地下居住計画の提案-日本の生き残り策


地下居住計画の提案 - 全ての問題を解決する究極の選択

我々は地下に居住すべきだ、というのが私の昔からの持論でもある。以下にその理由と具体的構想を示す。  


社会問題に取組んでみよう! 1


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1.概要


現在の地上型都市(家)を捨てて大規模な地下居住区に住むという選択は国防上のメリットが大きいが、地球温暖化防止,エネルギー問題でも大きな効果がある。数千年以上の単位で考えると、日本はいずれこの道を選ばないと長く地球上で生き残ることはできない。ならば少しでも早く始めた方が良い。


まず温暖化,エネルギー問題については、地下居住区に移行すれば光熱費が恐らく1/10になる。交通費,運送費も同程度で済むだろう。ということは、電気や燃料の消費が大幅に少なくて済むという事だ。排出されるCO2等があったとしても、地下居住区からの排気は一ヶ所なので、そこでブロックすることも容易だろう。これ以上の環境対策は無い。


さらに地下50mより深い所に建設される大規模地下居住区なら地表が火山灰や死の灰で埋まろうと、気温が60℃オーバーになろうと、氷河で覆われようと病原菌や毒ガスが広がろうと、100mの津波が来ようと風速100m/sの台風が来たって平気なのだ。


核兵器だって巨大隕石だって、よほどの直撃でない限り耐える。近くの宇宙で超新星爆発があったり太陽表面の大爆発があったりしても地下50mまではどんな有害放射線も届かない。ニュートリノは通過するが、人体には無害だ。


大規模地下居住区建設には大きな資金が必要だが、本気で取り組めばできないことはない。いったん作ってしまえば一般の地上型都市と比べ維持費は格段に安くなる。たぶん1/10以下だ。


光熱費,交通費等の低減に加え、風雨にさらされる事も日光にさらされる事もないのだから建物などの耐久性は長い。設計寿命1000年などということも問題なく可能だろう。もちろん内装のリフォームは10~20年毎に必要だろうが大きな支出ではない。大地震だって大深度地下なら被害は大したことはない。揺れは地表面の数分の一になるのだから。防火対策も容易なので、大火に見舞われる可能性も少ない。 


この政策に必要な費用はまず国防費とエネルギー対策費などから大きな支出をするとともに建設国債を発行すれば良い。この投資は必ず近い将来取り戻せる。その後は低コストで安全で環境を破壊しない理想世界が実現する。きっと!


必要な労力は失業者の人たちの良い就職先になるし、自衛隊のみなさんにもできるだけご協力願う。何しろ国防に最もメリットがあるのだから。必要なら老人パワーの利用や学徒動員も辞さず。将来の日本のためです。もちろんプロの建設業者の方々にはリーダーになってもらいます。ただし外国人労働者はできるだけ避けた方が良い。建設資材の輸入もできるだけ避けたい。国防上の機密事項が多いし、可能な限り日本人自らの手で、国内で調達できる資源のみでやり遂げるべきだ。


地下居住区1


地下居住区2


2.大規模地下居住区の構造、作り方


上図は約60万人規模の大規模地下居住区の構造案である。この居住区は全国で約200ヶ所設けられ、全国民を収容できる。それぞれの居住区は独立した運用が可能なので、どのような災難に見舞われたとしても日本民族が絶滅する事は無く、長く存続できるだろう。


この居住区の外殻圧力容器は自然の岩盤を利用すれば低コストで済むだろう。しかし自然の岩盤は自然の力で崩れる事もある。できれば周囲の岩盤などに頼らず独立した圧力容器が望ましい。


この図の通りに厚さ10mの鉄容器を作るとすれば必要な鉄材は約2億トン。膨大だが日本の生産能力から見ても増産すれば不可能ではない。実際にはコンクリート等との複合構造になるので鉄材としては2000万トン程度か。


しかし鉄は多くを輸入に頼らなくてはならず、製鉄時には二酸化炭素も出やすい。さらに鉄は錆びやすく耐久性に難がある。


そこで海水中にはマグネシウムが実質的に無尽蔵に存在するので、これを利用して外殻圧力容器を作る方法も考えられる。耐蝕性マグネシウム合金とバイオプラスチック、さらに国産できる材料であるコンクリートからなる複合構造だ。更に海水中のもう一つの大資源である食塩から構造材料を作れるかもしれない。ひと工夫が必要だが岩塩はかなり丈夫だ。マグネシウム採取済みの食塩は潮解性も少ない。


海水1立方kmあたりにはマグネシウムが130万トンも含まれている。マグネシウムは洋上または無人島に設けた大規模な太陽光風力発電所に隣接された洋上精錬工場で海水中の塩化マグネシウム,硫酸マグネシウムから作られる。 この組み合わせなら送電線も原料搬入も必要なく、独立して可動し続けるマグネシウム工場になる。ほぼ無人で金属マグネシウムを生産し続ける事が可能だ。このマグネシウムは金属構造材料としてだけではなくマグネシウム燃料電池の燃料にもなり、発電したり燃料電池車を動かす事ができる。日産1万tクラスの太陽光発電精錬工場が10ヶ所ほど欲しい。


この居住区は直径400m,長さ2000mで60万人近くが居住でき、短期間ならこの内部だけで自給自足できるだけの設備,ストックを持たせる。ただし大規模な農場,牧場,発電所,大工場,リゾート施設,別荘などは地上に配置する。地下居住区は地下50m以下,平均100m程度になるように埋設される。あらゆる災害や脅威に対して強い抵抗力を持つ。


埋設は平地の地下か、山の中腹をくり抜いた地下になるだろう。山の中腹の場合は外殻圧力容器に要求される耐圧が少なくて済む。ただし地域によっては立地条件を満足する建設場所がない場合もあるだろう。



3.大規模地下居住区建設の真の意味-完璧な防衛能力


この居住区が想定する最も重大な脅威とは、数千万年に一度起きる、そして次は来年かもしれない大規模天体(彗星、小惑星)の衝突だ。前回(約6550万年前)は恐竜はじめ多くの生物が絶滅した。衝突で巻き上げられた粉塵は世界中に降り積もった。想像を絶する大災害だった。


恐竜はそれまで1億6千万年もの間、地球生物の主役として繁栄してきたのに、それが一瞬で絶滅してしまったのだ。人類の歴史なんて、せいぜい500万年程度だから如何に恐竜という種が強かったか、また大規模天体衝突がいかに生物にとって過酷なものであるかが分かるだろう。


それから十分に長い年月が過ぎている。そろそろ次が来ても不思議ではない。そして次が人類の絶滅にならないように備えなくてはならない。つい最近も木星で大規模天体の衝突事件を目撃したばかりだ(1994年7月シューメーカー・レビー第9彗星)。この時は木星に地球の大きさほどの傷跡ができた。これと同じような事件が地球にいつ起きても全く不思議はないのだ。


小さい天体ならしょっちゅう落下している。近年ではロシアの事件(2013年)が記憶にある。この時はかなり被害もでた。しかしこれは比較的小さな天体だった(直径約15m)。1994年の木星に衝突した天体は多数に分裂して落下したが、最大のもので直径約1270m。直径が約100倍なので、質量は約100万倍だろう。


これらがもし地球に衝突していたら人類の存亡にかかわっていたかもしれない。しかしこれですら6550万年前の天体衝突に比べれば小さい。このときの天体の質量は1994年に木星に落下した物の更に1000倍だった。 衝突爆発の規模は広島、長崎の原爆に比較すれば10億個分に相当する。衝突による衝撃はマグニチュード11以上(東日本大震災の千倍、阪神大震災の百万倍)、発生した津波の高さは約300m。しかし可能性を言えばこれでも最大とは限らないのだ。


しかし天体衝突の危険度は今後、徐々に低下していくだろう。なぜなら地球に接近する天体の探査能力はどんどん向上する。すると接近を早期に発見して衝突天体のコースを人為的に変えることで、衝突を回避できるようになるためだ。


しかし我々に降りかかる脅威はこれだけではない。例えば他国の侵略、核戦争、ウイルスや毒ガス攻撃、未知の病原体によるパンデミック等に備えなくてはならない。地球外生命体の侵略もあり得ないわけではない。


さらに地球規模の気候変動も日本民族の存続にとって無視できない脅威だ。地下居住区の建設はこれらの脅威に全て対抗できる、ほぼ唯一の手段だろう。


「世界は一つ、人類は皆兄弟」なんてのは信じていない。適者生存の厳しい競争世界であり、色々な人種,民族が地球上での生き残りをかけて競っているのだ。このプラン実行は地球における日本民族の生き残りを確実にするだろう。



4. 天体衝突や核戦争以外でも予想される悲惨な未来


従来のような地表型都市だと冬は冷たい大気に奪われる熱エネルギーを補給しなくてはならず、夏は太陽からの巨大な熱にヒートポンプで対抗しなくてはならず、多くのエネルギーを浪費する。そしてエネルギー浪費が原因の地球規模の気候変動(温暖化)により、ますます多くのエネルギーを必要とするようになるだろう。


そのうち経済的にも物理的にも破綻してしまうかもしれない。平均気温が10~15℃高くなることは過去の地球の歴史からも想定しなくてはならない。さらに人為的な要素(温暖化ガスの大量排出)が加わるので、その数倍の気温上昇も想定した方がよい。


例えば太陽からの距離では金星と地球はさほど大きな差は無いのに、金星の気温は460℃で92気圧だ。地球も最悪はこれに近い環境になり得ると考えた方が良い。この環境ではさすがの地下居住区でも生き残れない。だから温暖化ガスの排出は何としても激減させなくてはならない。


金星並みとまで行かなくても地球の過去の歴史であったような平均気温が10~15℃高くなるだけで西日本や関東地方の地表で都市生活ができるとは思えない。夏場は50~55℃を想定しなくてはならないからだ。
現在でも温暖化の影響が各地で出ており大変な状況だが、実際には平均気温としてはまだ1℃しか上昇していない。10℃の上昇がどんな影響をもたらすか想像できない。


しかし、もしそうなっても地下居住区なら安全、快適である。エネルギーの浪費を避けながら人々が健康で文化的な生活を続ける事が可能だ。地表の気温が10℃上がったとしても、地下100mなら地表の年平均気温に近くなるため、西日本では28℃、東北や北海道では20℃以下だろう。東北、北海道以外では地下水への直接放熱は困難になるのでヒートポンプ(エアコン) を使用しなくてはならなくなるが。


地下居住区でどの程度ヒートポンプが必要かは、どの程度低温の地下水が確保されるかによる。18℃以下で毎秒10トンの地下水が確保できれば、そして熱交換器でそれに5℃の温度上昇を与える事ができれば


地下水への放熱可能な熱量 P=4.2J/g/K×10000000g/s×5K=21万kw 
これに対し60万人の人口で1人300wの発熱をすると仮定すれば総熱量は18万kw。

つまりこの条件ならばヒートポンプに頼らなくても良い。しかし現実にはこの条件が確保できる地下居住区は多くない可能性があり、また先に述べた温暖化で地下水温が28℃以上になってしまった様な場合はヒートポンプで補う必要がある。それに湿度調整や給湯にはヒートポンプが必要なので、ヒートポンプがゼロという状態にはならないだろう。



5.地下居住区の建設スケジュール


上図のプランはかなり余裕のある居住空間になっているが、もっと節約すれば同サイズで80万~100万人程度が居住することも可能だろう。特に公共広場に多くの容積を割り当てているのは贅沢である。しかし有事の際、隣の居住区が被害を受けた時など、そこの住民をしばらく受け入れなくてはならなくなる。その様な時に余裕のスペースが役にたつ。


建設は一気に進めるよりも1つの居住区を5年程度の期間と20兆円程度の予算で作り、1000年かけて完成させる、という方式が良いかもしれない。これなら年間4兆円の予算ですむから着手しやすいし失敗も少ないだろう。


1000年というのは日本民族にとってさほど長い期間では無い。居住区の建物の設計寿命を1000年にしておけば、建設が全て完了した段階で、その時の最も古い居住区から順番に建て替えしていけば、ちょうど良いローテーションだ。 


それに建設が進むにつれ省エネが進むので日本全体での生活費、住居維持費が低減していく。すると建設に振り向けられる予算を増やす事が可能になり、地下居住区の建設が加速するだろう。



6.地下居住区の空気、水供給問題


空気は基本的には循環させるので、外部からの供給は消費された酸素分の補給だけでよい。核戦争の後など外部大気にフィルターで除去できない種類の汚染がある場合には二酸化炭素の還元か水の電気分解で酸素を得る。平時に内部で発生した二酸化炭素は外部に放出するか炭酸カルシウムなどの形として地中に埋める。または建築資材として利用する。


水も完全な循環使用が可能であり、外部からの水の補給を殆どなくす事が可能だ。多少コストはかかるだろうが安全保障のためには、その方が良い。



7.熱収支設計,エネルギー供給問題


地下居住区は外部とほぼ断熱された世界だ。そして内部で人が生活するので省エネ居住区とはいえ300w/人程度の熱は発生するだろう。この熱をいかに外部に捨てるかだけを考えればよい。つまり暖房費はゼロだ。熱を捨てるには循環させている居住区内の空気から熱交換器で地下水に放熱するのが一番効率が良い。


西日本地域では地下居住区の近くには年中18℃程度の理想的な地下水が存在するだろう。なぜなら地下数十メートルになるとその深度の温度は年間を通じてほぼ一定であり、年平均気温とほぼ等しくなるためだ。また海洋の深層水(約10℃)が確保できれば、それも良い放熱先だ。 


しかし それだけでは間に合わない分があればヒートポンプ(エアコン)を併用して水や大気中に放熱することになる。しかし恐らく大きな割合では無く冷房費はわずかだろう。


60万人規模の居住区のエネルギーは全て電気で賄われ、約20万kwの電力で済む。これは水力発電でも太陽光発電でも比較的容易に調達できる量だ。例えば太陽光発電なら1000万平方mもあればよい。これは100
ha(3.3km×3.3km)の面積でしかない。住民は地下に移住したので地表は余っており、土地は容易に調達できる。


地表に設けた工場やホテル等は送電線に頼るのではなく、すべて自前の太陽光発電所を持ち、エネルギー的には自立していなければならない。


しかし太陽光発電に頼り切るのは危険だ。地表にある太陽光発電所は脅威に対して極めて脆弱であり、容易に破壊される。また天体衝突や大規模核戦争のあとには長い長い冬がくる可能性がある。大気中に巻き上げられた大量の粉塵等で遮られ日照の弱い年月が続く。そのため、これを乗り越えられるだけの緊急用発電所を確保しておかなくてはならない。尚、この発電所は地下に設けられ、平時には使用しない。


発電所の種類としては原発が合理的だろう。地下深くに建設が可能であり、燃料を大量に長期保存が可能なので、燃料を補給することなく数年のレベルで発電させる事が可能だからだ。原発は地下深くに設ければ安全性の問題は全くない。最悪、大規模事故が起きても埋めてしまえばよい。廃炉作業も不要で埋めるだけで良い。この原発は目的用途からみて1回だけ使えればよい。燃料の交換機能などは不要で設計寿命も5~10年の稼働時間で十分なのでシンプルな構造で済む。


原発以外の方法としては2. で紹介した洋上のマグネシウム精錬工場で海水中に無尽蔵に存在する塩化マグネシウム等から、これも無尽蔵にある太陽光で発電した電気で精錬工場を動かし、金属マグネシウムをどんどん作り地下に大量に貯蔵しておくことだ。金属マグネシウムはどんなに大量にでも保存可能であり、これて燃料電池を使って電気が得られるので、太陽の見えない年月が続いたとしても地下居住区で生活ができる。


粉塵による長い長い冬の間、食料は備蓄の取り崩しと、それで不足する分は電気照明の地下工場で生産するしかない。美味しいものは食べられなくなるだろうが、長い冬が過ぎるまでの辛抱だ。



8.地下居住区での生活


中核都市なみの人口が直径400m、長さ2km程度の地下居住区に収まっているので日常生活ではクルマはほとんど必要なくなるだろう。そのため運送、交通に必要なエネルギーも1/10以下で済むだろう。


人々の生活は居住区内は縦、横のエレベータを利用して買い物やレジャー、仕事、学校などに通い、居住区外の農場や工場に勤める人はクルマ又は交通システムを使って地表の職場に向かう。近くの別の居住区に通勤する人もいるだろう。


地下と言うとジメジメしたイメージがあるかもしれないが、この地下居住区は最適に空調されており年中気持ち良い健康的な空間となる。強力なフィルターでカビや病原体、臭気なども理想的にコントロールされる。


公共広場の照明は地表の太陽光発電パネルからの電気でLEDライト等を点灯する。直接駆動にしておけば太陽が陰れば広場も暗くなる。これで低コストで自然が再現される。もちろん夜でも最低限の明るさを保つようなバッテリーバックアップは必要。


健康対策として紫外線ライトをどの程度併用すべきかについては議論が必要だ。紫外線は健康上必要な側面も少しあるが、健康を損ない老化を強く促進する側面が大きい。


郵便や宅配は自動搬送システムにより配送される。一部の大型荷物等のみを宅配業者が担う。ゴミ等も同様に各家から自動廃棄ダクトで集められる。一部の大型ゴミのみ廃棄業者に依頼する。


このように地下居住区は非常に合理的で快適だ。しかし外の景色が見える窓が無いというのは一部の人にとっては不満だろう。解決策としては週末には地表に出て別荘に住むとかリゾートホテルを利用するなどがある。


また最近は低消費電力の大型ディスプレイがあるので、それを窓代わりにするというのもよい方法だ。100~200インチクラスの窓ディスプレイにテレビ局がリアルタイムで各地、各国の窓の外の風景映像を提供する。8K放送なら臨場感も高い。3D映像なら尚良い。


ユーザは窓の外の風景を選択でき、しかもその映像はリアルタイムなので、どんなハプニングがあるか分からないという期待感もある。鳥や虫が飛んでくるかもしれないし事件が起こるかもしれない。それでも狙撃されたり覗かれたりする危険や心配はない。



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