世界の気候変動については不確かな点が多くありますが、ひとつだけ疑いのないことがあります。化石燃料が枯渇することで、気候変動を解決することはできません。
このことを理解すれば、温室効果ガス濃度を下げるために取り得る道筋が3つあることが分かり、私が 自分の研究 を炭素回収・貯留に集中させることを選んだ理由も説明できます。選択肢は次のとおりです。
化石燃料をほとんど、あるいはまったく制限せずに燃やし続ける。大気中のCO2濃度は、多くの科学者が超過は危険だと考える450 parts per million（ppm）を大きく上回り、さらに上昇し続けるでしょう。1,000 ppmを容易に超えるだけの化石燃料があります。その影響は甚大で、おそらく壊滅的なものとなるでしょう。
化石燃料の使用を制限し、石炭、石油、天然ガスの大部分を地下に残す（下の図を参照）。現在、商業エネルギーの85%超は化石燃料によって供給されています。ガソリン税を5セント引き上げる政治的意思さえないことを考えると、数百兆ドル相当の資産を地下に残すことになる政策を可決する政治的意思はあるのでしょうか。
大気中にCO2を排出せずに化石燃料の埋蔵資源を利用できる技術を見つける。そうした技術はすでに存在します。二酸化炭素回収・貯留、略してCCSと呼ばれています。
必要な規模でCCSを導入することは、途方もない課題です。毎年 数十億トン のCO2を貯留する必要があります。しかし、これは気候変動に対処するために必要な取り組みの規模です。再生可能エネルギー、原子力、エネルギー効率化など、他の気候変動緩和技術にも同様の取り組みが必要です。万能の解決策はありません。すべてが必要です。
しかし現時点で、CCSの利用はごくわずかであり、排出量を意味のある規模で減らすために必要な水準には遠く及びません。なぜでしょうか。理由は技術の成熟度よりも、政府の政策や、それによって生まれる商業的なインセンティブにあります。
CCSの仕組み
CCSシステムには、主に3つの構成要素があります。
回収：発電所や、製油所、セメント工場などの大規模な産業施設から、化学的プロセスによってCO2を取り除きます。回収したCO2は通常、液体に近い状態まで圧縮されます。
輸送：主にパイプラインで行います。
貯留：地下800メートル（2,600フィート）より深い地質層に貯留します。
CCSシステムに必要な構成要素はすべて、今日すでに経済のどこかの分野で商業利用されています。商用水準とみなされるには、これらの構成要素を統合し、規模を拡大する必要があります。
地下に存在する炭素量と、それを燃焼させた場合に大気中のCO2がどれだけ増加するか。
国連IPCC
ガス流からCO2を回収する基本的なプロセスは、1930年代に発明されました。産業用ボイラーへの初の設備導入は、1978年にカリフォルニア州トロナで稼働を開始しました。カナダのサスカチュワン州では、発電所での初の商業規模の運転（110メガワットを発電し、年間100万トン超のCO2を排出する石炭火力発電所）が2014年10月に始まり、 運営者によれば「期待を上回る成果」を上げています。
米国には、総延長4,000マイルを超えるCO2パイプライン網があります。これらのパイプラインは主に、天然に存在する井戸から油田へCO2を運ぶために建設されました。石油増進回収（EOR）として知られる手法では、既存の油井にCO2ガスを注入し、さらに石油を取り出します。この方法で年間約5,000万トンのCO2が輸送されています。
地質層へのCO2その他のガスの圧入は、長年にわたり行われてきました。天然ガスは早くも1915年に地下貯蔵されていました。CO2を圧入する初のEOR事業は1972年に始まりました。酸性ガス（CO2を含む）は1989年以来、主にカナダの地質層に貯留されています。ノルウェーの北海における1996年のスライプナーを皮切りに、複数のCCS実証プロジェクトが年間100万トン規模でCO2を貯留しています。
20年にわたる進展
最初に発表された論文 で、後にCCSとなる技術に言及したのは1977年でした。
しかし、CCS研究分野が一定の規模に達するまでには、そこから15年を要しました。1991年、国際エネルギー機関はCCSにも焦点を当てた 温室効果ガス研究開発プログラムを立ち上げました。米国は1997年にエネルギー省で独自の研究プログラムを設け、年間100万ドルを投資しました。その金額はその後急増し、現在では年間2億ドルを超えています。2005年、気候変動に関する政府間パネル（IPCC）は 『二酸化炭素の回収と貯留に関する特別報告書』を発表し、主要な気候変動緩和策としてのCCSの位置づけを確認しました。
米国エネルギー省の図解が、炭素回収・貯留（または隔離）の基本的な考え方を示しています。
米国エネルギー省
あらゆる指標から見て、CCSは1990年から2009年にかけて大きく発展しました。指標のひとつは、CCSに関する 主要な国際会議 の参加者数です（下の図を参照）。数十件の実証プロジェクトが 発表されました。研究所やパイロットプラントでの研究開発活動は急増しました。排ガスからCO2を回収する新たな、あるいは改良された溶剤が 開発されました。発電とCO2回収を統合したプロセスが設計、開発、試験されました。地下へのCO2圧入の 実地試験 が行われ、規制の枠組みが整備され、一般向けの啓発プログラムも実施されました。
構想では、2020年までに大規模な実証プロジェクトを20件稼働させ、その時点でCCSを商業技術とみなせるようにする予定でした。2009年、米国と欧州から数十億ドルの景気刺激資金が、この構想の支援に充てられました。商業化への道を進んでいましたが、その後、いくつかの障害にぶつかりました。
市場の欠如
どのような技術であれ商業化するには、市場を確立する必要があります。再生可能エネルギーや原子力など、他の低炭素技術と異なり、CCSの目的はひとつ、CO2排出量の削減だけです。したがって、市場が確立されるのは、大気中への温室効果ガス排出削減を目的とした気候政策によってのみです。2009年には、そうした政策が間近に迫っているように見えました。米国議会には排出量取引法案が提出されていました。2009年末のコペンハーゲン気候会議では、新たな国際議定書の合意が期待されていました。
ところが、すべてが頓挫しました。米国では気候政策が党派的な争点となり、効果的な政策措置が阻まれ、コペンハーゲン会議も議定書の合意に至りませんでした。CCSを前進させるはずだった市場の確立は、少なくとも10年、場合によってはそれ以上先送りされました。
CCSへの関心が薄れていることを示す指標として、温室効果ガス制御技術会議の近年の参加者数の減少が挙げられます。
Howard Herzog／MIT、著者提供
電力会社や石油会社など産業界の参加は、CCSの開発にとって極めて重要です。しかし、技術の市場が不確実性を増し、実現時期が先送りされるにつれ、企業はCCSへの関与を見直しました。
そして今では、より差し迫ったニーズが優先され、支援の水準は大幅に低下しています。長年にわたって二桁成長を遂げてきた政府のプログラムは横ばいとなり、場合によっては縮小しました。その結果、2020年に稼働するのは期待されていた20件の実証プロジェクトの半数未満となり、CCSの商業化は少なくとも2030年まで先送りされます。
岐路に立つCCS
最新のIPCC評価報告書 は、政策決定者向け要約でCCSに35回言及しました。国際エネルギー機関は、気候変動の緩和においてCCSは重要な技術だと繰り返し 述べてきました 。
しかし、CCSが実証プラントの建設、新技術や改良技術の開発、リスクの理解と管理において大きな進展を遂げているまさにその時に、必要な水準でこうした活動を続けるための資金が縮小し始めました。長期戦略に代わって短期的な視点が優先されています。
これは、CCSを重要な技術と考える人々だけでなく、気候変動の緩和を最優先課題と考えるすべての人々にとって懸念すべきことです。今世紀半ばまでにCO2排出量を80%削減するという長期目標の達成に必要な投資が行われていません。
私は、低炭素技術の市場を創出するため、経済全体に適用される炭素価格を導入するのが望ましいと考えています。そうすれば、技術構成を決めるのは提唱者ではなく市場です。このような政策のもとでは、CCSの導入が大きく進むと考えています。しかし今日、CO2排出削減を支援するために、乗用車の燃費基準や電力会社に対する再生可能エネルギー利用義務のような政府プログラムに頼っています。
経済学者は 概ね同意しています 。こうしたプログラムは、CO2排出削減において炭素価格よりも効果が低く、 費用も高い という点です。エネルギー政策がCO2の長期的な削減を重視していれば、今日見られるCCSの減速は起きていなかったでしょう。
この記事は当初、 The Conversationに掲載されました。 元の記事をお読みください。掲載は、世界経済フォーラムが見解を支持することを意味するものではありません。
Agendaの最新情報を受け取るには、 週刊ニュースレターにご登録ください。
著者：Howard J. Herzogは、MITエネルギー・イニシアチブのシニア・リサーチ・エンジニアです。
画像：上海中心部の交差点で、赤信号により停車する車両。REUTERS/Carlos Barria。
