環境技術

環境技術( envirotech ) とは、環境改善を促進することを目的として、環境に影響を与える問題を理解し、対処するための工学的および技術的アプローチの使用です。環境保全と環境への人間の影響の緩和を通じて環境問題に対処するプロセスに科学技術を応用します。

この用語は、太陽光発電や風力タービンなどの持続可能なエネルギー生成技術を説明するために使用されることもあります。 ^[要出典]

空気浄化とは、空気中の汚染物質や有害物質を除去して、人間や環境への潜在的な悪影響を軽減するプロセスを指します。空気浄化のプロセスは、機械的濾過、イオン化、活性炭吸着、光触媒酸化、紫外線殺菌照射などの方法を使用して実行できます。

環境修復とは、土壌、水、その他の媒体に含まれる汚染物質を除去して環境の質を向上させるプロセスです。主な焦点は、環境内の有害物質の削減です。環境修復に関係する分野には、土壌汚染、有害廃棄物、地下水汚染、石油、ガス、化学物質の流出などがあります。環境修復には、土壌、水、堆積物の修復という3つの最も一般的なタイプがあります。^[7]

土壌修復とは、土壌中の汚染物質を除去することです。汚染物質は人間や生態系に大きなリスクをもたらします。汚染物質の例としては、重金属、農薬、放射性物質などがあります。汚染物質に応じて、修復プロセスは物理的、化学的、熱的、または生物学的になります。

水は不可欠な天然資源であることを考えると、水質浄化は最も重要なものの1つです。水源に応じて、さまざまな汚染物質が存在します。表層水の汚染は、主に農業廃棄物、動物廃棄物、産業廃棄物、および酸性鉱山排水で構成されています。^[8]産業廃棄物の排出量の増加により、水質浄化の必要性が高まり、持続可能な水ソリューションの需要が高まっています。水質浄化市場は、2030年までに196億ドルまで着実に増加すると予想されています。^[9]

堆積物の浄化は、汚染された堆積物を除去することです。土壌浄化とほぼ同じですが、追加の汚染物質が関与するため、より複雑になることが多いです。汚染物質を減らすには、発生源の制御に役立つ物理的、化学的、生物学的プロセスを使用する可能性が高いですが、これらのプロセスが正しく実行された場合、汚染が再び表面化するリスクがあります。^{[7] [10]}

固形廃棄物管理とは、政府または市町村の統治機関が行う固形廃棄物の浄化、消費、再利用、処分および処理のことである。 ^[11]非溶解性固形廃棄物の収集、処理および処分を指す。固形廃棄物は、産業、公共機関、商業および住宅活動のいずれにも関連している。有害な固形廃棄物は、不適切に処分されると昆虫やげっ歯類の蔓延を助長し、病気の蔓延につながる可能性がある。最も一般的な固形廃棄物管理の種類には、埋立地、ミミズ堆肥化、堆肥化、リサイクルおよび焼却などがある。しかし、固形廃棄物管理の実践における大きな障壁は、リサイクルに関連する高コストと、さらなる汚染を生み出すリスクである。

環境問題の高まりと電子製品の廃棄量の増加により、電子廃棄物（e-waste）のリサイクルは大きな技術的進歩を遂げてきました。従来のe-wasteリサイクル方法は、手作業による分解を伴うことが多く、作業員を危険物質にさらし、労働集約的です。最近の技術革新により、安全性と効率性を向上させる自動化プロセスが導入され、より正確な分離と貴重な材料の回収が可能になりました。^[12]

現代の電子廃棄物リサイクル技術は、自動破砕技術と高度な選別技術を活用しており、リサイクルのためにさまざまな種類の材料を効果的に分離するのに役立ちます。これにより、貴金属の回収率が向上するだけでなく、埋め立て地に送られる廃棄物の量を減らすことで環境への影響を最小限に抑えることができます。さらに、生分解性電子機器の研究は、環境中でより自然に分解できる電子機器の開発を通じて、将来の電子廃棄物を削減することを目指しています。^[13]

これらの進歩は、材料のライフサイクルが延長され、環境への影響が大幅に最小限に抑えられる循環型経済への移行をサポートします。

バイオレメディエーションは、細菌、真菌、植物酵素、酵母などの微生物を使用して、環境中に存在する可能性のある危険な封じ込めを中和するプロセスです。これにより、油流出、農薬、重金属、その他の汚染物質など、さまざまな環境ハザードを軽減できます。^[14]バイオレメディエーションは、オンサイト（「in situ」）またはオフサイト（「ex situ」）のいずれかで実行できますが、気候が寒すぎる場合は後者が必要になることがよくあります。バイオレメディエーションの期間に影響を与える要因には、汚染の程度、環境条件、および数か月から数年にわたるタイムラインが含まれます。^[15]

• バイオ濾過
• バイオリアクター
• バイオレメディエーション
• コンポストトイレ
• 淡水化
• 熱分解
• 熱分解

汚染と温室効果ガスに対する懸念から、化石燃料の使用に代わる持続可能な代替手段の模索が加速しています。温室効果ガスの世界的な削減には、持続可能な発電だけでなく、省エネの導入も必要です。環境への害の削減には、次のような世界的な変化が伴います。

• 永久凍土の融解、畜産業、パイプラインや坑口からの漏出によるメタン排出を大幅に削減します。
• 車両、熱、電気用の化石燃料を事実上排除します。
• 燃焼時点での二酸化炭素の回収と隔離。
• 公共交通機関、バッテリー、燃料電池自動車の普及
• 風力・太陽光・水力発電の広範な導入
• 炭素税と時間帯別料金制度によるピーク需要の削減^[要出典]。

産業と輸送で使用される燃料は世界の需要の大部分を占めているため^[要出典]、節約と効率化（燃料の節約）に投資することで、これら2つのセクターからの汚染と温室効果ガスを世界中で削減できます。可変速発電機や効率的なエネルギー使用など、費用対効果が高く、その適用を促進する高度なエネルギー効率の高い電動モーター（および発電機）技術は、化石燃料を使用して電気を生成した場合に大気中に放出される二酸化炭素（CO ₂）と二酸化硫黄（SO ₂ ）の量を削減できます。一部の学者は、高度に発達した国の経済における新しい環境技術の実装が、発展途上国の経済と社会の混乱を引き起こす可能性があると懸念を表明しています。^[16]

再生可能エネルギーは、簡単に補充できるエネルギーです。長年、私たちはエネルギー生産手段として木材、太陽、水などの資源を利用してきました。太陽、風などの自然物によって生産できるエネルギーは、再生可能と考えられています。使用されている技術には、風力、水力、太陽エネルギー、地熱エネルギー、バイオマス/バイオエネルギーなどがあります。これは、時間の経過とともに自然に再生し、枯渇しないあらゆる形態のエネルギーを指します。この形態のエネルギーは自然に補充され、低炭素フットプリントが特徴です。最も一般的なタイプの再生可能エネルギー源には、太陽光発電、風力発電、水力発電、有機物を燃焼させることによって生成されるバイオエネルギーなどがあります。

• 省エネモジュール
• ヒートポンプ
• 水素燃料電池
• 水力発電
• 海洋温度差エネルギー変換
• 太陽光発電
• 太陽光発電
• 波エネルギー
• 風力
• 風力タービン

テクノロジーと持続可能性の融合により、再生可能エネルギーシステムの効率を高めることを目的とした革新的なソリューションが生まれました。そのようなイノベーションの1つは、風力と太陽光発電を統合してエネルギー生産を最大化することです。Unéoleのような企業は、太陽光パネルと風力タービンを同じプラットフォーム上で組み合わせる先駆的な技術を開発しており、これは特にスペースが限られた都市環境で有利です。このハイブリッドシステムは、スペースを節約するだけでなく、太陽光と風力エネルギーの相補的な性質を活用してエネルギー収量を増加させます。^[17]

さらに、洋上風力発電技術の進歩により、風力エネルギーの実現可能性と効率が大幅に向上しました。現代の洋上風力タービンは、構造設計と空気力学の改良を特徴としており、エネルギーの捕捉率を高め、コストを削減します。これらのタービンは現在、さまざまな海洋環境に適応しやすく、設置場所の柔軟性が高まり、視覚的な汚染を軽減する可能性があります。たとえば、浮体式風力タービンは、より深い海域に展開できるテンションレッグプラットフォームとスパーブイを使用しており、風力発電の潜在的な領域を大幅に拡大しています^[18]

このようなイノベーションは、個々の再生可能技術の能力を向上させるだけでなく、より回復力があり持続可能なエネルギーグリッドの実現にも貢献します。再生可能資源の統合と効率を最適化することで、これらの技術は持続可能なエネルギーの未来への移行において重要な役割を果たします。

省エネとは、電力消費量を減らすために、より少ないエネルギーしか必要としない機器を利用することです。電気の使用を減らすと、その電力を供給するために燃やされる化石燃料が少なくなります。また、個人の行動や習慣を変えることでエネルギーの使用を減らす実践を指します。省エネの主な重点は、環境におけるエネルギーの無駄な使用を防ぎ、エネルギーの利用可能性を高めることです。省エネの主なアプローチには、可能な限り、より多くのエネルギーを消費する機器の使用を控えることが含まれます。

eGain予測は、予測技術を使用して将来の天候が建物に与える影響を予測する方法です。 ^[19]天気予報に基づいて熱を調整することにより、システムは熱の無駄な使用を排除し、エネルギー消費と温室効果ガスの排出を削減します。^[20]これは、建物の電力消費をインテリジェントにバランスさせるスウェーデンの企業であるeGain Internationalによって導入された技術です。この技術では、特定の期間内に建物に必要な暖房エネルギーの量を予測し、エネルギー効率と持続可能性を実現します。eGainは、非効率性が見られるメンテナンスの時期を判断しながら、建物のエネルギー消費と排出量を削減します。

持続可能な農業とは、農業システム、生態系、コミュニティの長期的な健全性と生産性を確保しながら、食料保護を確実にする技術を活用する農業へのアプローチです。歴史的に、技術の進歩は農業の生産性の向上と肉体労働の削減に大きく貢献してきました。^[39]

国立食料農業研究所は、人間の食料と繊維のニーズを満たし、環境の質を改善し、農業経済に不可欠な天然資源を保護し、再生不可能な資源と農場内の資源の両方の利用を最適化しながら、自然の生物学的サイクルと制御を適切に統合し、農場運営の経済的実行可能性を維持し、農家と社会全体の生活の質を向上させることを目的とした資金提供プログラムの使用を通じて、持続可能な農業を改善しています。その取り組みの中で、NIFAは農場と牧場の慣行、総合的害虫管理、輪換放牧、土壌保全、水質/湿地、カバークロップ、作物/景観の多様性、栄養管理、アグロフォレストリー、代替マーケティングを改善したいと考えています。^[40]

環境システムや環境技術に関する特定のスキルを持つ卒業生を育成することを目的としたコースは一般的になりつつあり、大きく 3 つのクラスに分類されます。

• 環境工学または環境システムのコースは、構造物や景観を環境に調和させるか環境を保護するように構築する土木工学のアプローチを重視しています。
• 環境化学、持続可能な化学、または環境化学工学のコースは、環境における化学物質の影響（良い影響と悪い影響）を理解することを目的とします。このような賞は、採掘プロセスの汚染物質に焦点を当てることができ、一般的には生化学プロセスも対象とします。
• 環境技術コースは、再生可能エネルギー源からのエネルギー生成の監視と管理、新しいエネルギー生成技術の開発など、環境への影響を監視、測定、モデル化、制御できるデバイスや成果物を開発できる電子、電気、または電気技術の卒業生を育成することを目的としています。

• OECD 環境イノベーションに関する調査 環境技術の発明と移転OECD 2011年 9 月ISBN 978-92-64-11561-3。

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