気候変動を制御下に置くことは、困難で多面的な課題です。同僚と私による分析は、安全な温暖化水準にとどまるには、温室効果ガスの排出削減に加えて、大気中から二酸化炭素を除去する必要があることを示唆しています。
これを実現する技術はまだ初期段階にあり、開発には数年、場合によっては数十年かかります。しかし、私たちの分析は、これを優先課題とすべきことを示しています。取り組みを加速すれば、2050年までに大規模な実用システムが利用可能になるはずです。
私たちは簡易的な気候モデルを作成し、海洋と大気中の炭素量の違いがもたらす影響を調べました。これにより、温室効果による温暖化を予測し、産業革命前の気温から1.5℃以内に地球温暖化を抑えるために何が必要かを見通せます。これは、2015年のパリ気候協定の目標の一つです。
問題の規模を把握するため、主要な数字をいくつか見てみましょう。
人類は産業革命以降、二酸化炭素ガスを1兆5,400億トン排出してきました。別の言い方をすれば、地球から月まで届く、幅22メートルの四角い塔を築けるほどの石炭を燃やした量に相当します。
こうした排出の半分は大気中にとどまり、CO₂濃度の上昇を引き起こしています。その上昇速度は、少なくとも10倍速く、地球の長い歴史上で知られているどの自然な増加よりも速いものです。残りの大半は海洋に溶け込み、酸性化を引き起こし、それ自体が有害な影響をもたらしています。
植物や藻類の成長と埋没などを通じて自然もCO₂を除去しますが、私たちは、少なくとも100倍の速さでCO₂を排出しています。自然の仕組みだけにこの問題への対処を任せることはできません。人々も力を貸す必要があります。
目標は何でしょうか？
パリ気候協定は、地球温暖化を2℃を十分に下回る水準に抑え、理想的には1.5℃を超えないようにすることを目指しています。（本来目指すべきは1℃だという意見もありますが、世界はすでにこの節目に達し、超えつつあります。）
私たちの研究では、1℃をより安全な温暖化の上限と考えました。それを超えると、12万5,000年前のエーミアン間氷期に相当する領域に入るためです。この時代、自然の要因によって地球は1℃をわずかに上回るほど温暖化しました。過去を振り返ると、地球の気温が長期間この高さにとどまった場合の壊滅的な影響が分かります。
エーミアン間氷期の海面は、現在より最大10メートル高かったのです。現在、海抜10メートル以内の地域には世界人口の10％が暮らしており、今日、海面が2メートル上昇するだけでも、約2億人が住む場所を失うことになります。
エーミアン間氷期のような気候に近づくことが安全でないのは明らかです。実際、2016年の気温は、産業革命前の平均を1.2℃上回り、さらに海洋が熱を蓄えることで、追加の温暖化がすでに避けられない状態にあるため、平均気温はすでに1℃のしきい値を超えている可能性があります。パリ協定の目標である1.5℃未満に温暖化を抑えるには、排出する量を制限するだけでなく、大気中からCO₂を除去することが不可欠です。
地球規模の惨事を防ぐには、CO₂をどれほど除去する必要があるのでしょうか？
あなたは悲観主義者ですか、それとも楽観主義者ですか？
現在、人類の正味排出量は年間約370億トンのCO₂に相当し、これは炭素100億トンの燃焼に相当します（1ギガトンは10億トンです）。この量を大幅に減らす必要があります。しかし、排出を大きく削減しても、安全でない温暖化を引き起こすだけの炭素が大気中に残ります。
これらの事実をもとに、将来について大まかに二つのシナリオを想定しました。
第一のシナリオは悲観的なものです。2020年以降もCO₂排出量が横ばいで推移すると想定します。温暖化を安全な範囲内に抑えるには、大気と、CO₂を自由に交換する海洋から、炭素を約700ギガトン除去する必要があります。まず、森林再生と土地利用の改善によって、炭素を樹木や土壌に最大100ギガトン固定できます。その場合、2100年までに技術的手段でさらに600ギガトンを除去する必要があります。
現在、技術的な炭素除去には、少なくとも1トン当たり150米ドルかかります。この価格では、今世紀の残りの期間にかかる費用は合計90兆米ドルに達します。これは現在の世界の軍事費と同程度の規模です。軍事費が年間約1兆6,000億米ドルで横ばいに推移すれば、同じ期間に合計約132兆米ドルになります。
第二のシナリオは楽観的なものです。2020年から毎年排出量を6％削減すると想定します。それでも、炭素を約150ギガトン除去する必要があります。
前述のとおり、森林再生と土地利用の改善で100ギガトンを担えるため、2100年までに技術的手段で除去するのは50ギガトンです。その費用は2100年までに7兆5,000億米ドルとなり、世界の軍事費のわずか6％です。
もちろん、これらの数字は大まかな目安です。しかし、私たちが直面している岐路を示しています。
これから取り組むべきこと
今こそ選択するときです。何もしなければ、悲観的なシナリオに10年以内に固定されてしまいます。将来の世代にこれほど莫大な費用を負わせることを正当化できるものはありません。
どちらのシナリオを実現するにも、新技術を開発するだけでは不十分です。さらに、広範な利用に対処するための、新たな国際的な法的・政策的・倫理的枠組みも必要です。そこには、避けられない環境への影響への対応も含まれます。
大量の鉄や鉱物粉じんを海洋に放出すれば、環境の化学的性質や生態系を変化させてCO₂を除去できる可能性があります。しかし、そのためには、現在こうした活動を禁じている国際的な法制度の改定が必要です。
同様に、特定の鉱物は、岩石の風化を促し、土壌を豊かにすることでCO₂の除去に役立ちます。しかし、そうした鉱物の大規模採掘は景観や地域社会に影響を及ぼすため、法規制の改定も必要となります。
そして最後に、大気からCO₂を直接回収する技術には、環境面・社会面で独自の影響を伴う産業規模の設備が必要です。
新たな法的・政策的・倫理的枠組みがなければ、技術がどれほど進歩しても、大きな前進は望めません。先進的な国々は、これらを組み合わせた取り組みの実現に向けて先行する可能性があります。
これには多額の費用がかかります。しかし、先頭に立つ国々は、技術や雇用、エネルギー自立、健康の改善、国際的な影響力を得ることができます。
