環境システムとは人間社会と環境との間における、物質・エネルギー・情報の循環系である。現在では気候変動の影響により2030年には約7兆円/年の被害が発生するとの環境省調査結果が出るなど、地球環境問題・資源問題・エネルギー問題など複数の地球規模問題群に同時に解を与えるグローバル環境システムを構築することが人類共通の課題となっている
そこで、本科目では、まず、地球環境問題、資源問題、エネルギー問題の現状と将来を概観し、グローバルな地球環境変化と次世代地球観測システムの開発現状について概説する。同時に、国、地域レベルの環境問題、例えば、ヒートアイランド現象などを取り上げ、大規模数値シミュレーションにより、その解決策を探る。続いて、環境・資源・エネルギー問題の解決を目指し、現在、導入あるいは開発が進められている１）再生可能エネルギーシステム、２）革新的エネルギーシステムについて、その基本概念・構成、開発の現状を概説し、その役割を議論する。以上の講義をもとに、環境問題とエネルギー問題に同時に解を与えることが可能なエネルギーシステムの選択、あるいは、ベストミックスとは何かを、学生自らが考え、提案し、その技術的合理性と社会的合理性を総合的に議論する。
さらに、環境問題、資源問題、エネルギー問題の解決に向けて、リーダシップを発揮していくためには、上で取り上げた幅広い分野にわたる先端的なハードウエア・ソフトウエア技術に関する知識はもちろん、要素技術を一つ一つ積み上げ、統合化・最適化していく大規模・複雑システム構築のプロセスを自ら体験しておくことが重要となる。そのため、１）地球・地域環境システム、２）再生可能エネルギーシステム、３）革新的エネルギーシステムに関連する実習課題を複数提示する。学生は、自ら、その一つを選択し、最終目標あるいは設計仕様を設定し、段階的にこれをクリアし、その成果と問題点をまとめ発表する。このような実習により、大規模・複雑システム構築の基盤とその方法論を体得する。