既存の衛星のデータを使えば、温室効果ガスの排出量をリアルタイムで追跡できる。
しかし、2025年または2026年に打ち上げが予定されているEUのCO2M衛星2機は、組み合わせることで既存の衛星の100倍の範囲をカバーできる見込みだ。
CO2排出量についてより正確な情報を得られるようになれば、炭素会計の透明性が高まり、汚染の削減につながることが期待される。
パリ協定の下では、各国は発電所などの個々の「スーパーエミッター」による温室効果ガス排出量を、ほぼリアルタイムで追跡する必要がある。研究者らは、既存の衛星や、国際宇宙ステーションに搭載されたNASAのOCO-2およびOCO-3といった観測機器のデータを用いれば、これがすでに可能であることを初めて示した。両者はいずれも、より広い空間スケールでの排出量を測定するために設計されたものである。この原理実証は、2025年または2026年に打ち上げが予定されているEUの「CO2M」衛星2機が、OCO-2およびOCO-3の100倍の範囲を共同でカバーすることで、今後のニーズに応えられることを示唆している。
2015年のパリ協定に署名した各国は、世界の平均気温の上昇を「2℃を十分に下回る」水準に抑えることを約束している。各国は5年ごとに、いわゆる「国が決定する貢献」(NDC)を提出することになっており、そこには温室効果ガス(GHG)排出量を削減し、気候変動の影響に適応するための取り組みが記載される。
そのため各国は、国レベルだけでなく、発電所、巨大都市、製油所、大規模工場といった個々の「スーパーエミッター」の規模でも炭素排出量を追跡する必要がある。これらを合わせると、人類のGHG総排出量のほぼ半分を占める。
2025年末または2026年に、EUはこの課題に対応するための「CO2M」（コペルニクス人為起源CO2監視ミッション）衛星2機の打ち上げを計画している。
CO2M衛星にとっての重要な原理実証
しかし今回、科学者たちは、ポーランドのベウハトフ発電所のような「スーパーエミッター」について、発生源での追跡が既存の衛星でもすでに可能であることを示した。この原理実証では、NASAの衛星「Orbiting Carbon Observatory 2」（OCO-2、2014年打ち上げ）と、2019年以降国際宇宙ステーション（ISS）に搭載されている観測機器OCO-3による5年間の測定データを用いた。
OCOミッションはより広い空間スケールで炭素排出量を測定するために設計されたものであるため、今回の成果は重要な達成である。
「大規模な発電所からのCO2排出量の変化を、既存のCO2追跡衛星の観測によって測定することが既に可能であることを、初めて示しました」と、カナダ環境・気候変動省（トロント）の研究員で、本研究の筆頭著者であるRay Nassar博士は述べた。本研究は次の媒体に掲載された：Frontiers in Remote Sensing。
欧州最大の火力発電所
ベウハトフ褐炭火力発電所は、欧州で最大の火力発電所であり、世界では5番目に大きい。ここでは、ユニットが廃止されたり新設されたりすることがある一方、より頻繁には、保守のために一時的に停止されることがある。衛星やOCO-2、OCO-3のような観測機器が有用であるためには、こうした運転の変化に起因するCO2排出量の変化を即座に検出できる必要がある。Nassar氏らは、それが可能であることを初めて示した。
CO2は、ベウハトフの高さ300メートルの煙突から排出され、目に見えない羽のような形で風に運ばれ、地表から550メートルの高さで、長さ約10～50キロメートルに広がる。OCO-2は高度705キロメートルで地球を周回し、16日ごとにベウハトフの近くまたは真上を通過する。OCO-3は高度420キロメートルで周回し、ベウハトフの上空またはその近くをより頻繁に通過する。OCO-3には、ある地域を前後に走査する機能が追加されており、より細かい局所的なカバーや、より広い視野を提供できる。
すべての通過が観測に適しているわけではない
衛星がCO2の「増加分」、すなわち発生源から排出された追加のCO2を評価できるのは、雲がない場合に限られ、また羽状の排出が大きな水域や山脈の上を通過しない場合に限られる。衛星は、直下の気柱全体の平均CO2濃度である「XCO2」を測定し、羽の周辺で現在の背景値（現地での平均は415ppm）を差し引く。
OCO-2とOCO-3は合わせて、2017年から2022年の間に、ベウハトフ上空のCO2の羽に関する10件の適切なデータセットをもたらした。
観測値と予測値の間の優れた一致
研究者らは、宇宙からの測定値を、既知の日々の発電量に基づくベウハトフの排出量の推定値と比較した。測定値は、日々の予測とほぼ一致することがわかった。このことは、現在でも既存の衛星が、ベウハトフのような施設の排出量をほぼリアルタイムで追跡できることを証明している。例えば、OCO-2は、2021年6月から9月にかけて、保守のための停止に起因する、ベウハトフの顕著ではあるが一時的な排出量の減少を検出した。
CO2M衛星は準備万端
結果は有望であり、CO2Mは、OCO-2およびOCO-3の約100倍の空間的な共同カバー範囲を持ち、今後のニーズに応えられることを示している。
「ベウハトフ発電所のような『スーパーエミッター』からのCO2排出量について、世界中で最も正確な情報を得られる能力は、炭素会計の透明性を高めるでしょう。そして願わくば、最終的にはこれらの排出量の削減にもつながるでしょう」とNassar氏は述べた。
「将来のこの能力により、国、都市、個別施設の規模でのCO2排出情報が改善され、パリ協定の下での透明性が高まり、気候変動を引き起こす排出の削減に向けた取り組みが支えられるでしょう。」
