農家は収穫後に残った作物を燃やすことがよくあり、危険な濃度の有毒な煙霧を発生させ、価値ある資源になり得るものを無駄にしています。
しかし、ある企業は農業廃棄物を燃焼時の煙が少ない固形燃料に変えるため、現場で使える技術を提供しています。
Takacharは、燃料を高密度化し、水分や土などの汚染物質を取り除くことで、バイオマスをよりクリーンかつ効率的に利用する方法を提供しています。
農地を植え付けに備えて整えるため、世界各地の農家は、トウモロコシの茎、籾殻、干し草、わらなど、前回の収穫後に残った廃棄物を燃やすことがよくあります。多くの地域では、この習慣によって季節ごとに大量のスモッグが発生し、大気汚染の一因となっています。世界保健機関によると、大気汚染は世界で年間700万人の命を奪っています。
ケビン・クンSM ’13、PhD ’17によると、世界では作物や森林の残渣が年間1,200億ドル相当、野外で焼却されています。エネルギー不足に悩む世界にとって、これは資源の大きな浪費です。クンは、MIT発のスピンオフ企業Takacharを通じて、この廃棄バイオマスを市場性のある製品に変え、世界規模で10億ドルの市場を開拓しようとしています。
2015年に設立されたTakacharは、酸素を制限した焙焼として知られる処理を含む、さまざまな熱化学処理を用いて廃棄バイオマスを固形燃料に変える、小型・低価格で持ち運び可能な装置を開発しています。この技術は、MITの機械工学教授であるロナルド・C・クレーン（1972年卒）教授、アーメド・ゴニームの研究室でクンが取り組んだ博士課程のプロジェクトから生まれました。
木材、泥炭、動物の糞などのバイオマス燃料は、炭素排出の大きな原因です。一方で、何十億人もの人々が調理や暖房など、家庭で必要な用途にこうした燃料を頼っています。「現在、バイオマスの燃焼は世界の一次エネルギーの10％を生み出しており、その利用の大部分は農村部のエネルギーに乏しい地域で行われています。一夜にして状況を変えることはできません。ほかにエネルギー源がない場所もあります」とゴニームは話します。
Takacharの技術は、燃料を高密度化し、水分や土などの汚染物質を取り除くことで、バイオマスをよりクリーンかつ効率的に利用し、煙の発生が少ない「クリーン燃焼」燃料を作る方法を提供します。「バイオマスが主要なエネルギー源として広く使われている農村地域では、焙焼によって大気汚染に正面から取り組めます」とゴニームは話します。
熱化学処理では、高温でバイオマスを高密度化し、通常はばらばらで湿ってかさばる植物由来の材料を、コンパクトな木炭に変えます。集中型の処理施設はありますが、クンによると、回収と輸送が利用の大きな障壁となっています。Takacharの解決策は、処理を現場に移します。これまでにTakacharは約5,500人の農家と協力し、作物9,000メートルトンを処理してきました。
Takacharは、同社の技術を大規模に展開すれば、二酸化炭素換算排出量を年間ギガトン単位で削減できる可能性があると見積もっています。（「二酸化炭素換算」は、地球温暖化への影響を測る指標です。）その功績が認められ、Takacharは2021年、クリーンエア部門で初開催のアースショット賞を受賞しました。賞金100万ポンドは、ウィリアム王子とキャサリン妃のロイヤル財団が拠出しました。
ケニアに根差して
クンによると、Takacharは彼をケニアに連れて行った授業のプロジェクトから生まれました。社名は、次の二つを組み合わせたものです。タカタカスワヒリ語で「ごみ」を意味するチャーは、最終製品である木炭を指します。
2011年、クンはMITの生物工学専攻の大学院生として、がん研究に取り組んでいました。しかし、「MITでは学生が幅広く探究できるので、私は専攻外の授業も履修しました」と話します。2011年春、彼はMITスローン経営大学院の15.966（グローバル・ヘルス・デリバリー・ラボ）という授業に登録しました。この授業でクンはケニアに赴き、ナイロビのキベラ地区にある非政府組織と協働しました。キベラはアフリカ最大の都市スラムです。
「スラムの世帯を訪ねて健康についての考えを聞き取り、そのときに木炭の問題に気づきました」とクンは話します。クンが語る問題とは、キベラのあらゆる場所に木炭があったことです。屋外に積まれ、道路脇で売買され、屋内でも主要な燃料として使われていました。木炭の生産は森林破壊につながり、その煙は深刻な健康被害をもたらしていました。
この課題に取り組みたいと考えたクンは、ケニアでさらに研究するため、MIT国際開発イニシアチブとプリシラ・キング・グレイ公共サービスセンターからフェローシップの支援を得ました。2012年、彼はチームとしてTakacharを立ち上げ、MIT IDEASグローバル・チャレンジ、MITレガタム開発・起業センター、D-Labからシード資金を受け、家庭の有機廃棄物から木炭を作りました。（この取り組みから、クンはMIT IDEASの支援を受けて2016年に肥料会社Safi Organicsも創業しました。しかし、それはまた別の話です。）
一方、クンにはもう一つの最優先事項がありました。博士論文のテーマを見つけることです。MITに戻った彼は、機械工学のウォルター・M・メイおよびA・ヘイゼル・メイ教授、アレクサンダー・スローカムと出会いました。スローカムはチャールズ川沿いを長く歩きながら話す中で、ケニアでの研究を論文にするよう勧めました。スローカムはクンを、MITエネルギー・イニシアチブ（MITEI）の科学技術担当副所長で、MITEIのタタ・テクノロジー・アンド・デザイン・センターの創設所長でもあるロバート・ストーナーにつなぎました。さらにストーナーがクンをゴニームに紹介し、ゴニームは博士課程の指導教員となりました。スローカムとストーナーも博士論文委員会に加わりました。
MITの研究室に根差して
ゴニームが語るTakacharの物語は、当然ながら研究室から始まります。2010年、彼のもとに再生可能エネルギーに関心を持つ修士課程の学生がいました。ゴニームはその学生にバイオマスを研究するよう勧めました。その学生、リチャード・ベイツ ’10、SM ’12、PhD ’16は、焙焼によってバイオマスをよりクリーンに燃える木炭へ変える科学を探り始めました。
焙焼（低温熱分解とも呼ばれます）のシステムの多くは外部の熱源を使います。しかし、ゴニームによると、研究室の目標は、効率的で自立稼働し、排出量の少ない反応器を開発することでした。「装置を作るために研究室に入る前に、プロセスの化学と物理を理解し、基本的なスケーリングモデルを開発する必要がありました」と話します。
2013年にクンが研究室に加わった頃、ゴニームはタタ・センターと協力し、開発途上国に適した、主に再生可能エネルギーに基づく技術を見定めていました。クンはタタ・フェローシップを獲得し、ベイツの研究を基に、Takacharの出発点となる、現場でバイオマスを熱化学変換するための小型で実用的な装置を開発しました。
クン、ゴニーム、ストーナー、MITの研究者サントシュ・シャンブーグ、スローカムを発明者としてMITが特許を取得したこの装置は、単体で稼働し、規模を拡大できます。バイオマスの一部を燃やして熱を生み出し、その熱で残りのバイオマスを加熱してガスを放出させます。次に、ガスが燃焼できるよう装置内に空気を取り込みます。揮発性成分を燃やしてさらに熱を生み出し、熱化学反応を継続させます。
「プロセスを維持するには、適切な場所に適量の空気を送り込むことが肝心です」とゴニームは説明します。「空気を多く入れすぎると、バイオマスが燃えてしまいます。少なすぎると、木炭を作るための熱が足りず、反応が止まります。」
クンによると、反応を支える燃料としてバイオマスの約10％を使い、「90％は扱いやすく利用しやすい形に高密度化されます」。研究は、MITのアブドゥル・ラティーフ・ジャミール水・食料システム研究所とデシュパンデ技術革新センターから資金援助を受けたと彼は述べます。ゴニームの研究室の別の博士研究員ソナル・テンガネも、MITベイツ・ラボで技術のスケールアップに取り組みました（リチャード・ベイツとは無関係です）。
生産された木炭は、バイオマスより重量当たりの価値が高く、輸送や販売も容易です。輸送費を3分の2削減でき、農家に追加収入の機会をもたらすとともに、農業廃棄物を燃やさない動機にもなるとクンは話します。「農家の収入が増え、空気もきれいになります。」
インドに根差して
クンはタタ・フェローになると、開発途上国が抱える最大の課題に取り組むために設立された、インドに重点を置くプログラムに参加しました。ストーナーによると、クンを含むタタ・フェローは通常、年に2回インドを訪れ、6～8週間かけて産業界、政府、地域社会の関係者と会い、研究分野への理解を深めます。
「タタの独自性は、生態系全体を考えるところにあります」とクンは話します。彼はインドへのタタ訪問中に、数百人の小規模農家に聞き取りをし、トラック運転手と会い、既存のバイオマス処理施設を訪れました。（その過程でインド人技術者ヴィドゥット・モハンとも知り合い、モハンはTakacharの共同創業者となりました。）
「ケビンが実際に歩き回り、試行錯誤し、農家に聞き取りをすることがとても重要でした」とストーナーは話します。「彼は農家の暮らしを学びました。」
こうした経験を通じて、クンは小規模農家への理解を深めました。その思いは、Takacharが初の試験プログラムを展開し、技術を改良し、チームを拡大し（現在は10人）、収益基盤を築こうとしている今も、彼の原動力となっています。IDEAS賞からアースショット賞まで大きな注目と評価を集めるTakacharですが、クンによると、彼を突き動かすのは人々の暮らしをより良くできる可能性です。
彼の夢は、地域社会が地球と自分たちの双方を助けられるよう力を与えることです。「環境正義の観点から、私たちはこの取り組みに期待しています」と話します。「私たちの活動は、生産と炭素の除去または排出回避を農村地域にもたらし、廃棄物を変換し、収入を得て、大気汚染を減らす手段を提供します。」
