大気中の二酸化炭素を吸い取り、気候変動を永久に葬り去ろうとする闘い

炭素排出量は削減しなければなりません。しかも、迅速に。もし大気中の二酸化炭素を吸収して地中に埋めることができたらどうなるでしょうか？ 良いニュースは、それが可能だということです。悪いニュースは、それが非常に難しいということです。

二酸化炭素回収・貯留（CCS）技術の実験と試験は、産業や家庭から排出されるCO2を大気中に放出される前に回収、輸送し、地下貯留層に貯留できる未来を垣間見せてくれます。しかし、初期の期待とは裏腹に、CCS技術の大規模運用に向けた進展は憂慮すべきほど遅いのが現状です。

欧州連合（EU）がCCSプロジェクトに初めて投資したのは、今から約10年前のことです。エネルギー転換を支援するという野心的な取り組みの一環として、英国ハートフィールドを含む6つのCCSプロジェクトが、欧州エネルギー復興計画（EEPR）の一環として35億ポンドの基金の受益者として選定されました。10年後、EEPRによって選定された当初の6つのプロジェクトはすべて中止されましたが、そのほとんどは追加資金の不足が原因です。

政治的な意志がなかったわけではありません。2012年、欧州委員会はCCS推進のための取り組みを含む新たなプログラムを開始しました。このプログラムの一環として、2億6,700万ポンドが英国で「ホワイトローズ」と呼ばれるCCSプロジェクトに充てられ、2年後に開始されました。

ホワイトローズは、英国政府からさらに1億ポンドの資金提供を受け、欧州のCCS競争をリードする準備を整えました。ノースヨークシャーにある英国のエネルギー供給会社ドラックスの敷地内に建設されたこのプロジェクトは、新たな石炭火力発電所の建設と、CO2を北海の貯留層に恒久的に貯留するための輸送・貯留ネットワークの構築を目的としていました。

この発電所は、63万世帯以上に電力を供給しながら、排出されるCO2の90%を回収できると期待されていました。しかし、2015年に英国政府は、この計画に投入する予定だった10億ポンドの資金がもはや利用できないと発表しました。エネルギー・気候変動省は、他の資金不足を理由に、プロジェクトの最終段階の承認を拒否しました。

欧州の他の多くのプロジェクトと同様に、ホワイトローズ計画も資金不足のために中止されました。CCSを産業レベルで導入するための初期費用を予測することが困難であり、プロジェクトは開発の次の段階に必要な資金を確保できずに中止されることが多いためです。2009年にEEPR（欧州委員会）に選定されたハートフィールド計画もまた、その一例です。このプロジェクトは1億8000万ユーロ（1億6000万ポンド）の欧州資金の恩恵を受けましたが、ホワイトローズ計画と同じ理由で2015年に中止されました。では、炭素回収の夢への希望は諦めるべき時なのでしょうか？

エディンバラ大学でエネルギー貯蔵と炭素回収を研究するハンナ・チャーマーズ氏は、これをCCSの「浮き沈み」と表現する。「政府は初期設計段階では資金を投入しますが、次の段階では資金が不足しています」と彼女は言う。「ホワイトローズ計画は特に衝撃的でした。なぜなら、あの投資は最後の追い込みになるはずだったからです。産業界の信頼を大きく損ないました。」

しかし、地球温暖化を2℃未満に抑えるためには、二酸化炭素回収技術が不可欠です。実際、気候研究所が2014年に行った研究では、目標を達成するには、二酸化炭素排出量を削減するだけでなく、大気中から除去することも必要であると結論付けられています。

CCSが真に効果を発揮できるのはまさにこの点です。バイオマスを発電所の燃料として利用することと組み合わせることで、大気中のCO2排出量を実際に削減できる可能性があります。さらに、成長過程で大気中のCO2を吸収する植物から作られるバイオマスを加えると、気候変動対策に最適なレシピが完成します。CO2はバイオマスに取り込まれ、発電所で燃焼され、CCSによって吸収され、安全に地中に埋設されます。理論的には、カーボンネガティブな発電所を実現できるのです。

バイオエネルギー炭素回収貯留（BECCS）と呼ばれるこのプロセスは、英国で年間最大5,500万トンの正味排出量を削減できると推定されています。これは、2050年の排出量目標の半分に相当します。

英国では、バイオCCSの開発に向けた研究が既に進められています。特に、政府が昨年、2025年までにすべての石炭火力発電所を閉鎖すると発表したことを受けて、その研究は加速しています。例えば、ドラックス社はホワイト・ローズ社の失敗にもかかわらず、CCS技術の開発を諦めませんでした。同社はその後、6基の発電ユニットのうち4基を石炭火力からバイオマス発電に転換し、現在ではバイオCCSの開発を目指しています。

ドラックス社は昨年5月、40万ポンドを投資したBECCSプロジェクトを発表しました。同社は、CO2を他の排出ガスから分離し、再利用のために貯留するCCS技術を試験するためのパイロットプラントを建設する予定です。

英国の他の地域でも同様の取り組みが開始されています。ストックトン・オン・ティーズにあるティーズサイド・コレクティブは、ティーズ渓谷にCCS設備を備えた工業地帯を建設することを目指し、エネルギー集約型産業のクラスターを育成するために設立されました。コレクティブは、個々のプロジェクトに焦点を当てるのではなく、複数の産業プラントが共通のパイプライン網に繋がり、北海の沖合貯留層へCO2を輸送できるような地域を創出することを目指しています。これは、地域全体をCCS技術に転換する一つの方法となるでしょう。

現在、ティーズサイドのバイオマス発電所からCO2を回収し、海上貯留のために輸送するバイオCCSプロジェクトが進行中です。エディンバラ大学の上級講師であるマチュー・リュキオー氏は、このプロジェクトの研究チームの一員です。「この技術はうまく機能しています」と彼は言います。「現在、唯一の障害は技術自体ではなく、保険とビジネスモデルの問題です。」

言い換えれば、すべてはお金の問題だ。しかし、事業主はCCSの導入が経済的に持続可能であることを確信する必要がある。リュキオー氏は、これは政府の政策課題であるべきだと主張する。企業が競争において不利になることなくCCSを含む事業モデルに移行できるようにすることは、政府の責任だと主張する。

その一つの方法は、政府がCO2の輸送と貯留を行う組織を設立し、企業が料金を支払うことだと彼は言う。これは、CCSに必要な新たなインフラの大部分を政府が担うことを意味し、投資家にとってこの技術の魅力を高めることになる。

ルキオー氏の見解はチャーマーズ氏にも共有されている。彼女はこれを「政府所有の、すべての人のための輸送・貯蔵サービス」と呼んでいるが、今のところそのような組織は存在しない。CCS技術が既にやや大規模に導入されている北米でさえもだ。現在、カナダと米国では12の発電所が炭素回収施設を稼働させている。

少なくとも今のところ、CCSは成長痛を経験しているようだ。導入の準備は整っているものの、産業界の信頼と投資を得られるほどの実証はまだ不十分だ。だからこそ、気候研究所は2014年の報告書で、CCSとバイオエネルギー技術の実証を「早急に」行うよう勧告したのだ。

しかし、CCSに伴うリスクは財務的なものだけでなく、環境面でも懸念されます。埋立地や核廃棄物と同様に、企業はCO2の貯留責任を負うことに積極的ではありません。たとえそれが地層深くに埋設されていたり、北海の沖合に埋設されていたりしてもです。近年の研究では、回収されたCO2は安全に貯留できることが実証されていますが、漏洩のリスクは当然ながら懸念材料です。

フアン・アルカルデ氏はアバディーン大学でそうした研究の一つを主導し、コンピューターシミュレーションを用いて将来のCO2貯留モデルを構築した。彼は、モデルで回収・貯留されたCO2の98%が今後1万年間安全に貯留できることを発見した。「もちろん、あらゆる人間の活動にはある程度のリスクが伴います」と彼は言う。「CCS施設が機能不全に陥る可能性は常に存在します。」

こうした失敗がもたらす壊滅的な結果の一例として、カメルーン北西部のニオス湖が挙げられます。1986年には、湖水噴火（湖水に溶けていた二酸化炭素が湖の深層から噴出する非常にまれな自然災害）により、1,746人が死亡しました。リュキオー氏は、貯留の責任は再び国家に帰属するべきだと主張しています。「二酸化炭素を貯留層に貯留すれば、貯留層に留まっている二酸化炭素に対する責任は企業から国家に移るはずです」と彼は言います。

世界中で、CCS技術は規模が小さく大きな変化をもたらすには至らないものの、気候変動対策において徐々に有効な手段となりつつあります。カナダと米国でのプロジェクトに加え、ブラジル、中国、サウジアラビアでも稼働中の施設があります。ヨーロッパは追いつくだけで十分です。

「年末までに重要な政策発表があることを期待しています」とチャーマーズ氏は言う。「この技術は闘士です。これまで様々な問題が起こってきたにもかかわらず、今もなお進化し続けています。」

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この記事は、WIREDの気候変動特集シリーズの一部です。牛のおならを減らすための緊急の取り組みから深海採掘をめぐる争いまで、地球温暖化の影響を逆転させるという重要な使命の最前線にある技術とアイデアを深く掘り下げていきます。

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この記事はWIRED UKで最初に公開されました。