空気の浄化: CO2 をどのように捕捉して貯蔵するか?

カリフォルニア工科大学 (Caltech) 2023 年 4 月 24 日

全温室効果ガスの 81% を占める二酸化炭素 (CO2) 排出は、地球の気候に重大な課題をもたらしています。 自然の方法では人間が排出する排出量の上昇に完全に対抗することができないため、科学者や政策立案者は大気中の CO2 を削減するための二酸化炭素回収・利用・貯留 (CCUS) 技術を研究しています。 これらの方法には、海洋アルカリ度の強化、空気の直接捕捉、カーボン・オフセット、炭素農業、森林再生、植林などが含まれます。 石灰岩の風化促進、地質学的隔離、太陽燃料などの新しい戦略も研究されています。 世界的な炭素削減の推進は、2050 年までに地球の平均表面温度の上昇を摂氏 2 度以下に制限することを目的としたパリ気候協定によって部分的に推進されています。クレジット: Caltech

Scientists and policymakers are pursuing carbon capture techniques like CCUS, direct air capture, and reforestation to mitigate the harmful effects of CO2 emissions, driven by the Paris Climate Agreement's goal to limit global temperature increases to no more than 2 degrees CelsiusThe Celsius scale, also known as the centigrade scale, is a temperature scale named after the Swedish astronomer Anders Celsius. In the Celsius scale, 0 °C is the freezing point of water and 100 °C is the boiling point of water at 1 atm pressure." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">2050 年までに摂氏。

二酸化炭素 (CO2) は、熱を閉じ込めて地球を暖める温室効果ガスです。 化石燃料の燃焼により、地球の大気中の二酸化炭素の量は、少なくとも過去 100 万年間よりも増加しています。

他のガスも気候変動に寄与しますが、CO2 が最大の課題を引き起こします。CO2 は全温室効果ガス排出量の 81% を占め、大気中に何千年も残留する可能性があります。 それに比べて、メタンの寿命は 10 年です。

Nature mitigates carbon and reduces some of the effects of climate change: Plants, trees, and algae in the ocean turn CO2 into oxygen through photosynthesisPhotosynthesis is how plants and some microorganisms use sunlight to synthesize carbohydrates from carbon dioxide and water." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">光合成が行われ、海洋は CO2 を吸収して海洋吸収源に貯蔵します。 しかし、自然は人間が生み出す排出レベルの上昇に耐えることができません。 その結果、地球とそこに住む人々は、より頻繁で激しい気象現象など、気候変動の影響を経験しています。

そのため、化石燃料の使用量を減らして排出量を削減する取り組みに加えて、科学者、技術者、政策立案者は、大気や海洋に到達して滞留する CO2 を削減する技術を追求しています。

現在、電力および産業施設からは毎年 4,000 万トンの CO2 が回収されています。 しかし、国際エネルギー協会は、国連のエネルギー関連の持続可能な開発目標を達成するには、必要な数が 100 倍以上増加すると推定しています。 一部の科学者は、長距離輸送や航空業界などの特定の業界を脱炭素化するよりも、これらの技術を導入する方が実現可能である可能性があると考えています。

炭素回収・利用・貯留 (CCUS) には、石炭火力発電所などの排出源から CO2 を収集し、他の製品に変換したり、貯蔵したり、埋めたりすることが含まれます。 海洋アルカリ度強化などの海洋ベースのソリューションは、CO2 を除去し貯留する海洋の自然な能力を高めます。 直接空気を捕捉すると、物理的および化学的に既存の CO2 を大気から取り出し、酸素や低炭素合成燃料など、より害の少ない形で生態系に戻します。

政策立案者はカーボン・オフセットを推進することでCO2排出量を削減しようとしている。カーボン・オフセットとは、企業が他の企業に炭素を除去するために別の団体にお金を支払うことで、排出するCO2を補うことを可能にするものである。

CO2を捕捉、隔離、回収する方法は、2050年までに地球の平均表面温度の上昇を摂氏2度以下に制限することを求めたパリ気候協定の影響もあり、現在注目を集めている。