現在、空気中に存在する二酸化炭素は、過去40万年のどの時点よりも多く、二酸化炭素レベルは前例のない400ppm(百万分率)を超えています。

仮に私たちが、2016年にパリ協定で定められた二酸化炭素削減目標を達成できたとしても、世界の気温は2030年までに1.5℃以上上昇する可能性が高く、それにより、干ばつ、洪水、猛暑、何億人もの貧困などのリスクと影響が大きくなるため、二酸化炭素排出のペースは大きな問題となっています。

幸いなことに、ここ10年間で高まった国際的圧力が、二酸化炭素排出の問題に取り組むための解決策の開発を後押ししています。この解決策のひとつとして、大気中から二酸化炭素を除去することにフォーカスしたネガティブエミッション技術(NETs)と呼ばれる技術があります。

これら二酸化炭素除去のための解決策は、気候変動との戦いにおいて大きな意味を持つものとなる可能性もありますが、二酸化炭素排出を効果的に抑制するためには、特定の条件を満たす必要があります。

除去した二酸化炭素の長期的な回収・貯留の実現

マサチューセッツ工科大学(MIT)エネルギー・イニシアティブの、シニア・リサーチ・エンジニアであり、二酸化炭素回収貯留(CCS: Carbon Capture and Storage)における第一人者であるハワード・J・ヘルツォーク教授は次のように述べています。「空気中の二酸化炭素を増やさない最良の方法は、そもそも排出しないということです」。既に排出された二酸化炭素を、長期的に再回収し貯留することがいかに難しいかを考えると、この言葉は、まさに真実です。

より多くの木を植えること。これは、自然がもたらす最もシンプルな二酸化炭素を取り除く方法です。これが効果的な解決策となるためには、森林伐採や自然災害からしっかりと土地を保護するよう管理しなければなりません。土地が保護されていなければ、木々は数百年分の二酸化炭素量しか貯留できず、気候変動を遅らせるのに必要とされる数千年分には全く足りません。

一方で、技術者たちは、自然に回収された二酸化炭素を含むバイオマスを燃やし、放出されたエネルギーを活用して二酸化炭素を地下にポンプで注入し、長期貯蔵する方法を発見しました。これは回収・貯留(CCS)付きバイオマス発電(BECCS)として知られる、期待できる技術ではありますが、二酸化炭素の漏出を防ぐため、玄武岩やフォルステライトなどの適した岩石層が必要となります。

アプーブ・シンハ氏により設立された革新的なスタートアップ企業、カーボン・アップサイクリング・テクノロジーズでは、二酸化炭素をフライアッシュ、グラファイト、タルク、オリビンなどの微細粒子と組み合わせ、幅広い材料溶液に使用できる固体ナノ粒子を生成しています。2017年には、カーボン・アップサイクリング・テクノロジーズは、そのナノ粒子で耐食コーティングを生み出し、二酸化炭素を別のものに変えるそのプロセスにより収益を生み出すことに成功しました。

二酸化炭素除去のコスト削減と二酸化炭素貯留能力の実現

二酸化炭素除去にかかるコストと貯留能力の限界は、解決策により異なります。大気中から二酸化炭素を除去する最も安価で最も自然な方法は、間違いなく植林することですが、その貯留能力は利用可能な土地の量に左右され、森林伐採の影響も受けます。

太陽光発電において日光が欠かせないのと同様に、効果的に二酸化炭素を除去するには、どの解決策においても特定の条件が必要です。それが満たされない場合、いずれの技術においても二酸化炭素回収能力を最大限発揮することはできません。

2017年のミシガン大学における研究では、二酸化炭素の年間排出量が約38ギガトンであるのに対し、二酸化炭素除去のための解決策により、年間37ギガトンの二酸化炭素の軽減が可能であるという楽観的な見通しが示されています。しかし、これが正しいとしても、この貯留能力を実現するためには、従来の貯留または排出より二酸化炭素回収コストが低くなる一連の解決策が必要です。技術的な解決策は進化していますが、二酸化炭素除去にかかるコストを削減し、これらの解決策の活用を拡大していくには、さらなる投資と時間が必要です。

スイスの企業、クライムワークスは、フィルターと化学反応プロセスを活用して、大気中から二酸化炭素を抽出し、濃縮物として貯留するプラントを建設しました。このような技術は、炭素直接空気回収・貯留(DACCS)と呼ばれます。アイデアは斬新ですが、クライムワークスのイタリアのプラントでは今のところ、大気中から二酸化炭素を年間150トンまでしか回収できていません。これは、例えれば、道路から32台の車を排除しただけにすぎません。高額の投資および二酸化炭素除去のためのコストも考慮すれば、このような解決策だけでは不十分です。

二酸化炭素除去の解決法における市場リスクと技術リスクの軽減

多くの二酸化炭素除去のための解決策は、いまだ開発段階であり、商業化までにはまだ何年もかかるでしょう。商業化に向けて、経済的見返りの保証がない中で、研究開発への多額の投資が必要となります。多くの投資家や資金提供者にとって、これは安易に許容できるリスクではなく、新しい解決策を開発するための資金集めは難航しています。

サイクロトロン・ロードは、スタートアップトレーニング、研究室へのアクセス、生活費、研究費、メンターシップを通して、革新的なハードテック領域の社会的企業をサポートする起業家フェローシッププログラムです。

ローレンス・バークレー国立研究所と連携してサイクロトン・ロードのマネジメントを行う、非営利組織アクティベートの副社長、ロバート・イーシア氏は、このサポートにより、「ハードテック領域のスタートアップ企業は、プログラムとパートナーを活用することで、市場リスクおよび技術的リスクを軽減させ、商業化を加速させることができる。」と述べています。

初期段階では、二酸化炭素除去のための解決法の開発を加速化させるには、適切な社会企業家に投資し、間違いのないビジネスと業界をサポートする、リスクを許容できる寛容資本が不可欠です。つまり、二酸化炭素除去技術を商業化するのに必要な資金提供においては、インキュベーター、アクセラレーター、慈善家、国際機関、政府、学術機関、エンジェル投資家などのリスク許容度の高い資金提供者が重要な役割を果たすということです。

私たちがすべきこと

自然界に存在するものを含め、二酸化炭素除去技術は増え続けています。開発における段階は様々ですが、これらの技術は、未解決の気候問題に対する必要な防御機能としての可能性を有しています。しかしこれらは現在、そしてこれから排出される二酸化炭素に対する保険にはなりえません。

二酸化炭素排出量を世界的に削減するためには、二酸化炭素除去技術とその他の解決策、そして世界的な取り組みとを組み合わせて対処していかなければなりません。しかし、利用可能な発展途上の解決法があるということを知るだけでも、これらの解決法の開発、コスト削減、スケールアップの動機付けとなるはずです。世界の未来は、それにかかっているといえるでしょう。