マーク・Z・ジェイコブソン

マーク・ジェイコブソン
生まれる	マーク・ザカリー・ジェイコブソン 1965年（58～59歳）
母校	スタンフォード大学( BA、BS、MS ) カリフォルニア大学ロサンゼルス校( MS、PhD )
科学者としてのキャリア
機関	カリフォルニア大学ロサンゼルス 校 スタンフォード大学
論文	都市および地域の大気汚染を研究するためのガス、エアロゾル、輸送、放射モデルの開発、結合、適用 (1994)
博士課程の指導教員	リチャード・P・ターコ
Webサイト	公式サイト

マーク・ザカリー・ジェイコブソン（1965年生まれ）は、スタンフォード大学の土木環境工学教授であり、同大学の大気・エネルギープログラムのディレクターです。^[1]彼は非営利団体ソリューションプロジェクトの共同創設者でもあります。

ジェイコブソンは「大気汚染と地球温暖化の問題をより深く理解し、それらに対する大規模でクリーンな再生可能エネルギーの解決策を開発すること」を追求した。^[2]彼は、化石燃料、バイオ燃料、バイオマス燃焼が大気汚染、天候、気候に及ぼす影響を研究するためのコンピュータモデル^[3]を開発した。 これらのモデルを使用して、ジェイコブソンは人為的粒子（ブラックカーボンとブラウンカーボン）が健康と気候に与える影響を調査した。 彼は、このような粒子が二酸化炭素に次ぐ地球温暖化の第2位の原因であると述べた。^[4]健康への影響が強く、大気中に短時間滞在するため、彼はまた、それらの排出量を削減することで人々の健康が改善され、地球温暖化が急速に減速する可能性があるという仮説を立てた。^[5]

2009年のサイエンティフィック・アメリカン誌の論文で、ジェイコブソンとマーク・デルッキは、世界はすべてのエネルギー分野で100%クリーンな再生可能エネルギー、すなわち風力、水力、太陽光発電に移行すべきだと提案した。^[6]彼は多くのインタビューで、世界中のエネルギーインフラを「あらゆる目的に100%風力、水力、太陽光（WWS）を使用する」[10] ように転換することについて議論し、推進し^た[ ^{7][ 8 ][9] [11]}ジェイコブソンの2015年の50州のWWSへの移行に関する研究は、下院決議540（2015年）[12] および再生可能エネルギーに関する2015年ニューヨーク州上院法案S5527で科学的根拠として引用された[ ¹³ ]^グリーン・ニューディールはジェイコブソンの研究と整合しているように思われる。^[14]

ジェイコブソンのクリーンエネルギーソリューションには原子力、炭素回収、バイオエネルギーが含まれていないため、^[15]これらの技術の支持者から査読付きの手紙やジャーナル論文の形で反発が起こっています^{[16] [17]}彼はこれらの批判に対して査読付きの回答を発表しています。^{[18] [19]} 2017年9月、ジェイコブソンがジャーナルと批評家の1人を名誉毀損で1,000万ドルで訴えたことで論争が起こりました。^[20]彼は5か月後に訴訟を自主的に取り下げましたが、^{[21] [22] [23] [24]}被告に50万ドル以上の訴訟費用を返済するよう命じられました。^{[25] [26]} 2022年6月、カリフォルニア州労働委員会はスタンフォード大学にジェイコブソン自身の訴訟費用を支払うよう命じ、ジェイコブソンが支払った残りの費用については判決を留保しました。^[27]スタンフォードは控訴しました。^[25]

ジェイコブソン氏は再生可能エネルギーで稼働するネットゼロ住宅を自ら建設した。^[28]彼はまた、米国史上初の気候変動裁判であるヘルド対モンタナ州裁判の専門家証人でもあった。 ^[29]

ジェイコブソンは、ブラックカーボンやその他のエアロゾル化学成分が地球規模および地域的な気候に及ぼす役割に関する研究を発表している。 ^{[30] [31]}

ジェイコブソン氏は、気候変動、大気汚染被害、エネルギー安全保障問題を抑えるために、100%再生可能エネルギーへの迅速な移行を提唱している 。ジェイコブソン氏は、マルコ・クラペルズ氏、マーク・ラファロ氏、ジョシュ・フォックス氏とともに、2011年に非営利団体ソリューション・プロジェクトを共同設立した。ソリューション・プロジェクトは、科学、ビジネス、文化を融合し、米国の州や地域社会が「100%再生可能な世界」に転換できる可能性について国民や政策立案者を啓蒙するために始まった。

ジェイコブソンは、リチャード・P・ターコの指導の下、UCLAの博士課程の学生として、 1990年にコンピュータモデルの開発を開始し、現在GATOR-GCMOM（ガス、エアロゾル、輸送、放射、一般循環、メソスケール、海洋モデル）と呼ばれるアルゴリズムを開発しました。^[3]このモデルは、大気汚染、天気、気候を地域から地球規模までシミュレートします。チャン（2008、pp. 2901、2902）は、ジェイコブソンのモデルを「第一原理に基づいて主要な大気プロセス間のすべての主要なフィードバックを考慮した史上初の完全結合オンラインモデル」と呼んでいます。^[32]

ジェイコブソンがGATOR-GCMOM用に開発した個々のコンピュータコードソルバーには、ガスおよび水化学常微分方程式ソルバーSMVGEAR ^[33]およびSMVGEAR II ^{[34] [35]}と、その他多数の関連モジュールや異なるモジュール^{[36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [過剰な引用]}が含まれています。GATOR-GCMOMモデルはこれらのプロセスを組み込んでおり、数十年にわたって進化してきました。^{[44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [過剰な引用]}

ジェイコブソンが GATOR-GCMOM の助けを借りて追加した最も重要な研究分野の一つは、化石燃料、バイオ燃料、バイオマス燃焼から拡散する対流圏ブラックカーボンが気候にどの程度影響するかという値の範囲を再定義することです。温室効果ガスとは異なり、ブラックカーボンは太陽放射を吸収します。そして太陽エネルギーを熱に変換し、大気に再放射します。このような吸収がなければ、太陽光の多くはより反射率の高い表面に当たるため、宇宙に反射する可能性があります。したがって、全体として、すすは惑星の反射率の単位であるアルベドに影響を与えます。一方、温室効果ガスは、地球の表面から放出される熱赤外線放射を閉じ込めることで大気を温めます。^{[50] [52]}

ジェイコブソンは、大気中の煤粒子が古くなると、ガスによる凝縮や他の粒子との衝突/合体により大きくなることを発見した。さらに、煤粒子がそのようなコーティングを受けると、より多くの太陽光が粒子に入り込み、跳ね返り、最終的にブラックカーボンに吸収されることを発見した。地球規模で見ると、コーティングされていない粒子に比べてブラックカーボンによる加熱が2倍になる可能性がある。詳細な計算の結果、彼はブラックカーボンが放射強制力の点で地球温暖化の2番目に多い原因である可能性があると結論付けた。^[53]ジェイコブソンはさらに、ディーゼルエンジン、石炭火力発電所、燃焼木材からの煤が「北極の海氷の急速な融解の主な原因」であることを発見した。

ジェイコブソンによる煤の温暖化影響に関する詳細な研究と、ブラックカーボンが放射強制力の観点から地球温暖化の2番目に主要な原因である可能性があるという結論は、ボンドら（2013）の包括的なレビューで確認されました。^[54] この一連の研究により、彼は2005年にアメリカ気象学会からヘンリー・G・ホートン賞^[30]を、2013年にはアメリカ地球物理学連合アセント賞を受賞しました。

ジェイコブソンは世界保健機関の研究者の研究を独自にモデル化し、裏付けている。彼らも、化石燃料やバイオ燃料の燃焼によって生成される煤や粒子状物質が、呼吸器疾患、心臓病、喘息などの病気で毎年150万人以上の早死にを引き起こしていると推定している。これらの死亡は、主に木材、動物の糞、灯油、石炭を調理に使用している発展途上国で発生している。^[50]

ブラックカーボンの大気中寿命が短いため、ジェイコブソンは2002年に煤の制御が地球温暖化を制御するための最速の方法であり、同様に人間の健康も改善すると結論付けました。^[55]しかし、彼は地球温暖化の主な原因である二酸化炭素を制御することが温暖化を止めるために不可欠であると警告しました。

ジェイコブソンは、再生可能エネルギーの送電網統合を含む、100%再生可能エネルギーシステムへの移行に関する論文を発表している。彼は、風力、水力、太陽光（WWS）発電を費用対効果の高い方法で拡大することで、すべてのエネルギー部門における世界のエネルギー需要を満たすことができると結論付けている。2009年にジェイコブソンとマーク・A・デルッキは、サイエンティフィック・アメリカン誌に「地球の100%を再生可能エネルギーで電力供給する計画」を発表した。^{[6]論文では、100%電気の世界に必要なエネルギー、}風力発電所の世界的な空間的フットプリント、新しいシステムの製造に必要な希少材料の入手可能性、需要に応じて信頼性の高いエネルギーを生産する能力など、100% WWSへの移行に関連するいくつかの問題を取り上げている。ジェイコブソンは、年月が経つにつれてこの2009年の論文を更新し、拡張しており、2010年にはEnergy Policy^{誌に2部構成の記事を掲載している。 [56]}ジェイコブソンと彼の同僚は、5メガワット（MW）サイズの風力タービン380万基、300MWの集光型太陽光発電所49,000基、300MWの太陽光発電所40,000基、3kWの屋上太陽光発電システム17億基、100MWの地熱発電所5,350基、および1,300MWの新しい水力発電所約270基が必要になると推定した。これらすべてを実現するには、世界の土地の約1％が必要になる。

その後、ジェイコブソンと彼の同僚は、2050年までに3つの州を100%再生可能/WWSエネルギーに移行することに関する論文を発表しました。^{[57] [58] [59]} 2015年、ジェイコブソンは2つの査読付き論文の主執筆者でした。そのうちの1つは、米国50州それぞれを風力、水力、太陽光（WWS）のみで稼働する100%エネルギーシステムに移行する実現可能性を検討したもので、もう1つは、間欠的な電源の割合が高い場合のグリッド信頼性の問題を解決するための1つの提案方法を提供しました。^[60] 2016年、PNASの編集委員会は、ジェイコブソンと彼の同僚によるグリッド統合研究を「応用生物学、農業、環境科学」部門の最優秀論文に選び、コッザレッリ賞を授与しました。^[61]

ジェイコブソン氏はまた、139か国^[62]、145か国^{[63] [64]}、74の大都市圏^[65]をあらゆる目的で100% WWS再生可能エネルギーに移行させるための論文を発表している。大規模な大気汚染と気候問題の解決に向けた取り組みにより、ジェイコブソン氏は2018年にジュディ・フリードマン生涯功労賞を受賞した。^[66]

ジェイコブソンは、マルコ・クラペルズ、マーク・ラファロ、ジョシュ・フォックスとともに、非営利団体「ソリューション・プロジェクト」の共同創設者である。この組織は「科学に基づいた100％再生可能エネルギー移行ロードマップについて一般の人々を啓蒙し、100％再生可能エネルギーの世界への移行を促進する」ことに貢献している。^[67]

ジェイコブソン氏の100% 再生可能な世界というアプローチは、世界中で低コストで 100% 再生可能が可能であるとする少なくとも 17 の国際研究グループの論文によって裏付けられています。また、気候問題を解決するために 100% 再生可能なエネルギーを支持する 47 人の科学者の連合である Global 100RE Strategy Group によっても支持されています。ジェイコブソン氏の研究は、米国国立再生可能エネルギー研究所 (NREL) の研究結果とも一致しており、燃焼タービンのない 100% クリーンで再生可能な米国の電力網を安定的に維持するには、約 4.8 セント/kWh かかる可能性があることがわかりました。これは、新しい天然ガス発電所の電気料金よりも安いです。彼の研究は、以前にバーモント法科大学院で原子力エネルギーの経済性を評価していたマーク・クーパーによる2016年の出版物によってさらに裏付けられている。[ 68 ] ²⁰¹⁶年にクーパーは、^[69]ジェイコブソンの100% WWSロードマップと、原子力発電や炭素回収を伴う化石燃料を含む大幅な脱炭素化提案との比較を発表した。クーパーは、100% WWS経路が最もコストが低く、「CCSを伴う化石燃料も原子力も、コストが最も低く、低炭素のポートフォリオには入らない」と結論付けた。2011年から2015年にかけての以前の出版物では、さまざまな方法論を用いて、2050年頃までに世界的なゼロ炭素経済または 低炭素経済に到達するためのさまざまな戦略を分析し、再生可能エネルギーのみのアプローチは、評価された他のエネルギー経路よりも「桁違いに」コストが高く、達成が困難になると報告されている。^{[70] [71] [72] [73] [74]} NRELの研究を含む最近の研究では、これらの主張に異議を唱えています。

ジェイコブソンは、米国が地球温暖化、大気汚染、エネルギー不安定性を軽減したいのであれば、最良のエネルギーオプションにのみ投資すべきであり、原子力はそのうちの一つではないと主張している。^[59] ジェイコブソンは、その主張を裏付けるために、2009年に、世界が直面している大気汚染、気候、エネルギー安全保障の問題を解決するためにどのエネルギー源が最適であるかを政策立案者に知らせることを目的とした分析を提供した。^[61] 彼はこの分析を2020年の教科書で更新した。^[75]

この分析では、以前の分析には含まれていなかったいくつかの排出源が考慮された。原子力エネルギーによる主な排出は「機会費用排出」と呼ばれる。これらは、例えば、原子力発電所の計画と運用（10～19年）と風力発電所や太陽光発電所（2～5年）の間の長い時間差による排出である。2009年の研究における原子力からの推定排出量（68～180.1 g/kWh）のうち、59～106 g/kWhは機会費用排出によるものだった。残りの大部分（9～70 g/kWh）はライフサイクル排出によるもので、少量（0～4.1 g/kWh）は、原子力エネルギーがこれまでなかった国々への拡大と、それらの国々でのその後の兵器開発によって助長された核戦争による都市の焼失に関連する炭素排出のリスクによるものだった。ジェイコブソンは 、2010年のTEDトーク 「世界に原子力エネルギーは必要か？」でこの最後の仮定を提起し、ジェイコブソンは否定的な議論を主導した。^[76]

「核の冬」という造語を生み出した博士課程の指導教官リチャード・P・ターコと同様に、ジェイコブソンも核戦争が気候に及ぼす仮想的な影響を計算するのに同様のアプローチをとっているが、これをさらに拡張して、2009年時点でどのエネルギー源を支援すべきかについて政策立案者に情報提供することを目的とした分析を提供している。^{[77]ジェイコブソンの分析によると、「}原子力発電は風力発電に比べて単位エネルギーあたり最大25倍の炭素排出量をもたらす」とのことである。

この分析は議論を呼んでいる。ジェイコブソンは、特に非常に議論の多い概念を詳しく取り上げて、「発電単位当たりの炭素排出量が風力発電の25倍」（68～180.1 g/kWh）という結論に至った。^{[78] [77]}これらの概念には、民生用原子力エネルギーに関連する排出量の上限には、核エネルギーと核兵器の拡大によって、核戦争で都市が焼け落ちるリスクも含まれるべきだという提案が含まれるが、これに限定されるわけではない。この仮定は、 2010年のテッドトーク 「世界に原子力エネルギーは必要か？」でジェイコブソンの討論相手が同様に提起したもので、 ジェイコブソンは否定的な立場で討論を主導した。^[76]ジェイコブソンは、上限（180.1 g/kWh）のうち、4.1 g/kWhは30年に1度発生する何らかの核誘発燃焼によるものと想定している。下限では、0 g/kWhは核誘発燃焼によるものである。2013年に環境科学技術ジャーナルに掲載された自身の研究に関する論評に応えて、ジェイコブソンの温室効果ガス排出に関する分析は「信頼性に欠ける」と評し、同様にジェイコブソンのもう1つの視点である「機会費用」による排出の増加についても「疑わしい」とみなしている。ハンセンの懐疑論の根拠はフランスの経験に基づいており、フランスの経験では15年間で電力網の約80%を脱炭素化し、15年間で56基の原子炉を完成させた。これにより、確立された規制当局の確実性と政治的条件の存在に応じて、原子力施設は認可/計画段階を経て加速され、電力網の脱炭素化が急速に進んだという事実が浮かび上がっている。^[79]

気候変動に関する政府間パネル（IPCC）は、エネルギー源のライフサイクル温室効果ガス排出量を決定するために使用されるエール大学のワーナーとヒースの方法論を最も信頼できるものと見なし、原子力発電のライフサイクル全体の排出量の考えられる範囲は4〜110 g/kWhであり、特定の中央値は12 g/kWhが最も強力に支持されていると考えられ、風力の場合は11 g/kWhであると報告しています。^{[80]一方、ジェイコブソンの限られたライフサイクル数値は9〜70 g/kWhであり、このIPCCの範囲内です。しかし、IPCCは、どのエネルギー源についてもジェイコブソンの「}機会費用」排出量を考慮に入れていません。IPCCは、ジェイコブソンの「機会費用」を含めない理由について詳細な説明を提供していません。分析可能なあらゆるエネルギー源について、発電所の計画、資金調達、許可、建設に必要な時間のほかに、必要な時間、したがってジェイコブソンの「機会費用」は、建設を遅らせる可能性のある仮想的な訴訟や、特定の場所のNIMBYISMから生じる可能性のあるその他の問題などの政治的要因にも左右されます。ジェイコブソンの原子力発電の総排出量68～180.1 g/kWhとIPCCのライフサイクル排出量の差の大部分は、排出の 遅延/機会費用CO2です_。

核推進派は、核エネルギーの普及によって生じる核戦争の可能性による、たとえ高いレベルであっても、排出のわずかなリスク^[要出典]を算定に含めるという考えに難色を示しているが、IPCCは次のように述べている。

「原子力エネルギーの利用増加に伴う障壁やリスクには、運用リスクとそれに伴う安全上の懸念、ウラン採掘リスク、財務および規制上のリスク、未解決の廃棄物管理問題、核兵器拡散の懸念、そして世論の否定などがある。」^[65]

2012年、ジェイコブソンは福島原発事故の健康への影響を推定する論文を共同執筆した。この論文では、一般市民に最終的に約180の「がん関連疾患」が発生すると予測した。^{[68] [69]}オレゴン州立大学の健康物理学者キャサリン・ヒグリーは 2012年に「研究方法はしっかりしており、推定値も妥当だが、不確実な点が残っている。しかし、すでに世界にがん患者がどれだけいるかを考えると、福島第一原発の事故が誰かのがんの原因であると証明するのは非常に難しいだろう」と書いている。 ジェイコブソンとともにスタンフォード大学で終身在職権を持ち、この論文で議論を呼んでいる線形閾値なし（LNT）モデルの使用を分析したバートン・リヒターも同様に批判の中で「これは一流の仕事であり、これまで使われたことのない放射能測定源を使って放射線の地理的分布を非常によく把握している。非常に良いアイデアだ」と述べた。リヒター氏はまた、「ディアブロ・キャニオンでの事故の可能性について論説が多すぎると思う。  そのせいで、[ジェイコブソン氏の]論文は、非常に優れた分析であるにもかかわらず、反原子力論文のように聞こえる」とし、「福島原発で発電された電力だけを考えれば、原子力は石炭よりも健康に害が少なく、事故を考慮してもガスよりもいくらか優れていることは明らかだ。もし日本で原子力発電が導入されていなかったら、国民への影響は[もっと]悪かっただろう」と述べた。^{[81] [72]}

ジェイコブソンの再生可能エネルギーの解決策には、原子力、炭素回収、バイオエネルギーは含まれていない。^[15]これにより、一部の科学者から反発が起きた。^[16] 21人の研究者が2017年にジェイコブソンの米国の「100％再生可能」論文に対する批判を発表した。^[17]ジェイコブソンと共著者は批判的な論文への返答を発表し^[18]、またジャーナルと著者に「モデル化エラーの誤った事実の主張」を訂正するか、記事を撤回するよう求めた。両者が拒否した後、ジェイコブソンは2017年に米国科学アカデミー紀要 と論文の主著者であるクリストファー・クラックを名誉毀損で訴えた。^{[20]ジェイコブソンの批評家たちは、この訴訟を}言論の自由と科学的探究 に対する攻撃と評したが^[23]、ジェイコブソンはこの評論に同意しなかった。^[22]ジェイコブソンは2018年2月に、DCアンチスラップ（戦略的公的参加に対する訴訟）法に基づく被告の特別訴訟却下動議に関する法廷審問の2日後に、不利益を被ることなく自主的に訴訟を取り下げた。^{[ 22 ]ジェイコブ}ソンは、訴訟の取り下げについて次のように説明した。「この訴訟が何年も終結しない可能性があることが明らかになった。」^{[22] [23] [83]} 2022年、ジェイコブソンは、訴訟の自主的な取り下げ前に、訴訟の被告が被った42万8千ドルの訴訟費用を支払うよう命じた裁判所の命令に対して控訴した。^[26] 2024年2月、ジェイコブソンは控訴に敗訴し、被告に50万ドル以上の訴訟費用を支払わなければならない。^[25] 2022年6月26日、カリフォルニア州労働委員会はスタンフォード大学に対し、ワシントンDCの訴訟でジェイコブソン氏が負担した訴訟費用として約7万ドルを支払うよう命じ、残りの費用の補償については判断を保留した。^[26]問題の批判は「原告の評判を傷つけた」ため、^[27]「彼の評判を守ること」は彼の職務に必要であるという理由で。^[25]ジェイコブソン氏に代わって介入することを拒否したスタンフォード大学は、この判決に対して控訴した。^[26]

ジェイコブソン氏は、米国史上初の気候変動裁判であるヘルド対モンタナ州訴訟で、16人の青年原告を代表する専門家証人としても証言した。 ^[29]ジェイコブソン氏は、州が再生可能エネルギーに移行できると証言した。^[29]裁判官は青年原告に有利な判決を下した。^[29]

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• Jacobson, MZ, 『大気モデリングの基礎』、第2版、ケンブリッジ大学出版局、ニューヨーク、813ページ、2005年。
• Jacobson, MZ, 『大気汚染と地球温暖化：歴史、科学、解決策』、ケンブリッジ大学出版局、ニューヨーク、2011年。
• Jacobson, MZ, 100% Clean, Renewable Energy and Storage for Everything、ケンブリッジ大学出版局、ニューヨーク、427 ページ、2020 年。
• Jacobson, MZ, 『奇跡は必要ありません: 今日のテクノロジーはいかにして気候を救い、空気をきれいにできるか』、ケンブリッジ大学出版局、ニューヨーク、454 ページ、2023 年。

Scholia にはMark Z. Jacobsonの著者プロフィールがあります。

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• エイモリー・ロビンズ
• ベンジャミン・K・ソバクール
• 化石燃料の習慣をやめよう
• マーク・ディーゼンドルフ
• 原子力発電論争
• 再生可能エネルギーの商業化
• 再生可能エネルギーに関する議論
• スティーブン・トーマス
• ヴァーツラフ・スミル

• プレコートエネルギー研究所
• Jacobson, Mark Z. (2009). 「地球温暖化、大気汚染、エネルギー安全保障への解決策のレビュー」. Energy Environ. Sci . 2 (2): 148–173. Bibcode :2009GeCAS..73R.581J. CiteSeerX  10.1.1.180.4676 . doi :10.1039/b809990c.
• TEDでのマーク・Z・ジェイコブソン
  • 「討論会：世界に原子力エネルギーは必要か？」（TED2010）