エクアティックは、海洋を利用して炭素を捕獲し貯蔵する方法を模索する新興企業の波に乗っている。しかし、誰もがそれが良いアイデアだと確信しているわけではない。
現在、多くの科学者は、危険な気温上昇を防ぐためには、少なくとも何らかの炭素回収・貯留技術が必要になると考えている。
気候変動と同じく関連する別の課題は、グリーン水素の規模拡大である。グリーン水素は、産業、船舶、航空などの分野で化石燃料を置き換える鍵とみなされることが多いが、現在の生産量はごくわずかである。
したがって、これら2つのハードルを同時に解決できる海洋ベースの炭素除去マシンを開発したというロサンゼルスを拠点とする新興企業Equaticの主張は、明らかに魅力的だ。
「当社は2つのことを非常にうまくこなす技術を持っています」とエクアティック社の最高経営責任者エドワード・サンダース氏は言う。「1つは大気中から二酸化炭素を取り出し、それを永久に貯蔵することです。2つ目はグリーン水素を生産することです。」
エクアティック社は、地球の地下の岩石に炭素を注入するというより一般的な提案に代わる、海洋を利用して長期的に炭素を捕獲し貯蔵する方法を研究している一連の企業の一つだ。同社によれば、同社はその過程でグリーン水素も生産している唯一の企業だという。
地球規模の排出量が止まることなく続いているため、多くの科学者は、大気中から大量の二酸化炭素を取り除くために介入する必要があると考えている。
しかし、海洋からの炭素除去がよいアイデアだと誰もが考えているわけではない。「海洋からの二酸化炭素除去は、とにかくリスクが大きすぎる」と、スイスのジュネーブに拠点を置く非営利の環境法律事務所、国際環境法センター（Ciel）の地球工学キャンペーン マネージャー、メアリー チャーチ氏は言う。「海洋の化学組成を変え、栄養分レベルや種の豊富さに変化をもたらし、生態系に重大な影響を及ぼす可能性がある」。海洋からの炭素除去の実現可能性や、それが本当に排出量を大幅に削減できるのかどうかについて懸念する人もいる。
エクアティックのような企業に数千万ドルが注ぎ込まれ、海洋炭素除去は急速に気候問題の重要課題となりつつある。批評家は、規制当局や私たち全員がこれに追いつく必要があると主張している。
海は、人類を気候変動から守る上で、すでに大きな、そしてしばしば認識されていない味方となっている。海は、温室効果ガスの排出によって発生する熱の90％以上を吸収し、二酸化炭素排出量の少なくとも4分の1を吸収している。今後、海がどれだけの二酸化炭素を自然に蓄えるかは、現在、科学的な関心が高まっているテーマである。
地球規模の排出量が止まらないことから、多くの科学者は、大気中から大量の二酸化炭素を取り除くための介入が必要だと考えるようになった。これまでのところ、この取り組みの注目は、樹木やその他の植物を使って二酸化炭素を吸収したり、大気中から直接二酸化炭素を捕獲して地中深くに埋めたりするなど、陸上での技術に集中している。
海洋ベースの炭素除去も同様に、追加の炭素を海洋に貯蔵しようとするものであるが、まだ広く利用されたり、徹底的にテストされたりしていない。しかし、マイクロソフトやShopifyなどのテクノロジー業界の最大手や複数の航空会社などから数千万ドルがこの分野に注ぎ込まれており、増加傾向にある。
「海は広大で、自然貯蔵は陸上技術に比べて大きな利点がある」と、二酸化炭素除去ソリューションを提唱するワシントンの非営利団体Carbon180の科学・イノベーション顧問、シファン・チェン氏は言う。「除去した二酸化炭素を貯蔵する方がコスト効率が良く、直接空気回収に必要なパイプラインなどのインフラも必要ない」
ハイプメーター
エクアティック社は、いくつかのパイロットプラントで実証済みの興味深い新技術を開発し、現在は年間4,000トンの二酸化炭素を除去し、約100トンの水素を生産できるより大規模なプラントを建設中だ。同社および他の海洋炭素除去推進団体によると、同社のプロセスは、数千年にわたって炭素を海洋に永続的に貯蔵できるという。
しかし、一部の専門家は、海洋への介入が予期せぬ形で海洋環境に影響を与える可能性があることを懸念している。批評家らはまた、大気中の二酸化炭素除去に焦点を移すことで、必要な二酸化炭素排出量削減から注意が逸れてしまうリスクがあるとも述べている。
回収された炭素も非常に安定しており、エクアティック社と、カリフォルニア州サンカルロスに拠点を置き、海洋酸性化を軽減する技術を持つ別の海洋炭素除去会社エブ・カーボン社は、どちらも「1000年以上にわたって炭素を永続的に除去できると期待されている」と彼女は言う。
Equatic のプロセスは次のように機能します。まず、海水を電気分解装置に送り込みます。電気を使って水を水素と酸素に分解する機械で、Equatic の場合、電気分解装置は風力、太陽光、水力などのクリーンな電力で稼働しています。これにより、海水が水素ガス、酸素ガス、酸性流、カルシウムとマグネシウムをベースとした物質のアルカリ性スラリーに変換されます。アルカリ性スラリーは空気にさらされ、CO2 を引き出し、それを捕捉してから、海に排出されます。最後のステップは、酸性廃棄物流を岩を使って中和することです (海洋の酸性化を防ぐため)。その後、これも海に排出されます。
エクアティック社が回収した二酸化炭素は、溶解した重炭酸イオンと固体鉱物炭酸塩の形で海に流れ込み、それぞれ1万年と数十億年の間、二酸化炭素が固定された状態になる、と同社は述べている。「二酸化炭素を固体炭酸塩のような安定した炭素に変換する電気化学的方法では、二酸化炭素は永久に閉じ込められます」とチェン氏も同意する。「その炭酸塩が約900℃（1,200K）の高温に加熱されない限り、その二酸化炭素は再放出されません。」
しかし、反対する人々もいる。スイスに拠点を置く海洋保護非営利団体オーシャンケアとオーストラリアのジェームズ・クック大学の海洋・気候科学者、ジェームズ・ケリー氏は、大規模な海洋二酸化炭素除去は、気候、食糧安全保障、酸素生産において海洋が果たす重要な役割を損なう可能性があると語る。海洋二酸化炭素除去技術は「特に大規模になると、人権と環境に重大な脅威となる」と同氏は言う。
エクアティックの上級科学者で共同創設者のシン・チェン氏によると、エクアティックのプロセスの鍵は、塩素ガスを発生させることなく、生の海水を直接電気分解して水素を生成できる特殊な酸素選択性陽極の開発だという。塩素は、海水を電気分解すると通常生成される有毒で腐食性のガスであり、つまり、電気分解に使用する前に海水を淡水化して塩分（塩化ナトリウム）を除去する必要がある。「海水を浄化するための余分な手順を踏まずに、直接海水電気分解を行う方法は、電気化学者にとって聖杯のようなものだ」とチェン氏は言う。
彼の研究室で現在主に取り組んでいるのは、希少で高価な白金族金属と呼ばれる元素群を含まない電極を製造することだ。これらの金属の供給が限られていると、Equatic が規模を拡大するにつれてサプライ チェーンに混乱が生じる可能性があると彼は言う。チームはすでに、研究室の条件でこれらの金属を含まない第 2 世代の電極を作成しているが、今度は研究室の外でテストする必要があると彼は言う。
エクアティック社はまだ初期段階だが、同社は規模を拡大している。2023年初頭、同社はシンガポールとロサンゼルスのバージ船上で2つのパイロットプラントの運用を開始し、それぞれ年間約30〜40トンのCO2（自動車約8台の年間排出量に相当）を除去している。現在、同社はシンガポールで世界最大となる海洋CO2除去プラントを建設中だ。このプラントはパイロットプラントの100倍の規模となり、年間4,000トンのCO2を除去し、約100トンの水素を生産する。
エクアティック社はまた、カナダのケベック州で水力発電による商業規模の回収プラントの建設も初期段階にあり、10万トン以上のCO2を除去し、3,600トンの水素を生産する能力を持つ予定だ。サンダース氏によると、約30エーカー（12ヘクタール）の敷地に建設されるこのプラントは、早くても2026年末には稼働を開始する予定だという。
こうした規模拡大は、炭素除去スタートアップにとって不可欠だ。コストを下げ、選択した炭素回収方法が本当に実行可能であることを証明しなければならないというプレッシャーがあるからだ。サンダース氏は、同社は既存の環境規制に準拠するように技術を設計したと語る。課題は、堅牢で、既存の計画許可の範囲内で運用でき、炭素クレジットが大規模に利用できるほど低価格のシステムを設計することだったと同氏は語る。
炭素クレジットは、Equatic のような企業にとって大きな目標です。同社は、特定の量の CO2 を捕捉し、それを永久に貯蔵し (少なくとも理論上は)、この除去量を「クレジット」または「オフセット」として販売し、他の人が購入できるようにするという仕組みで事業を行っています。
ノルウェーの国際気候研究センターで気候経済と政策を研究するアスビョルン・トルヴァンガー氏は、現在、こうしたクレジットの主な顧客は、カーボンニュートラルを目指す自主市場の企業だと語る。しかし、コンプライアンス市場を通じてさらなるインセンティブが生まれる可能性もあると同氏は言う。例えば、EUは二酸化炭素除去証明書の制度を開発中だ。
陸上の炭素クレジット プロジェクトの多くが、実際にどの程度排出量を削減または吸収しているのかをめぐっては、ガーディアン紙やブルームバーグ紙による調査を含め、一連のスキャンダルが起こっています。その結果、炭素クレジットに対する懐疑論はますます高まっています。このため、エクアティック社は、工場内の閉鎖系内で全プロセスを実行することにしました (当初は、アルカリ性の流を海に放出し、理論上は最終的に大気と海のガス交換によって炭素を捕捉する計画でした)。これにより、同社は実際に捕捉している CO2 の量をより簡単に測定および検証できます、とサンダース氏は言います。「[これは] チームが決してやらなければならないとは思っていなかった、まったく別のエンジニアリング上の課題でした。」
サンダース氏によると、エクアティックは2030年までに1トン当たり100ドル（79ポンド）以下でCO2を除去することを目標としている。同社はケベック工場からのクレジットを1トン当たり200ドル（158ポンド）程度で販売することを目指している。「市場の需要を適切に刺激するには、価格設定を1トン当たり30ドル（24ポンド）以下にする必要があると実際考えています」とサンダース氏は言う。しかし、「そこに到達するには何年もかかるでしょう」とサンダース氏は言う。少なくとも2030年代初頭までには。
それでも、販売可能な水素を製造することで、エクアティック社はプロセスを収益化する別の方法を手に入れたとサンダース氏は言う。電解装置自体は、従来の電解装置よりも実際に水素を製造する効率は低いが、それがすべて役立っていると彼は言う。エクアティック社はすでに、航空機大手ボーイング社と、62,000トンのCO2除去と2,100トンの水素の購入前オプション契約を結んでおり、この航空機大手は航空燃料にこれを使用できる。同社は現在、インセンティブプロジェクトの一環として、他の一連の炭素除去企業とともに、米国政府に除去1トンあたり460ドル（364ポンド）でクレジットを販売する契約をほぼ確定している。
では、大気から実際にどの程度まで二酸化炭素を除去できるのだろうか？「この発電所を約 1,200 基建設すれば、現在の世界の排出量の 20% を削減できる」とサンダース氏は言う。これは、はるかに大規模な 1GW 発電所がそれぞれ年間約 360 万トンの二酸化炭素を除去すると仮定した場合の数字で、ケベック州に計画されている商業用発電所の 36 倍に相当する。
彼は、これは野心的な計画だと認めている。しかし、理論上は、エクアティックは2040年代半ばまでにこのレベルまで規模を拡大できるだろう、と彼は言う。「インフラの観点から言えば、このような沿岸での展開はこれまでにも見られてきました」と彼は言い、地球上の沿岸には2万以上の淡水化プラントが点在していると指摘する。
気候に意味のある影響を与える規模では、海洋のCO2除去は本質的に予測不可能であり、地球上の生命を維持する脆弱な生態系に重大で新しい前例のないリスクをもたらすだろう – メアリー・チャーチ
しかし、エクアティックのような企業がプロセスを洗練させ、大規模なスケールアップ計画に注力している一方で、海洋炭素除去技術の利用を急速に増やすことはあまり良い考えではないと懸念する人も多い。
「気候に意味のある影響を与える規模では、海洋からの二酸化炭素除去は本質的に予測不可能であり、地球上の生命を支える脆弱な生態系に重大で新しい前例のないリスクをもたらすだろう」とチャーチ氏は言う。「それは気候危機の根本原因に対処することにはまったく役立たない。むしろ、それは迅速な『解決策』という幻想を生み出し、気候危機の本当の解決策を遅らせ、化石燃料への依存を長引かせるだけだ。」
ケリー長官は、エクアティック社の独自の推計によれば、除去される二酸化炭素1トンにつき少なくとも350トンの海水が処理されることになると指摘し、エクアティック社の処理によって「海水を処理することから『死水』が生まれ、海洋生物が死滅する」ことを懸念している。
さらに、たとえ産業規模が1000倍になったとしても、気候変動の緩和に果たす役割はごくわずかだと彼は主張し、はるかに進歩した陸上でのCO2除去方法でさえも、最小限のCO2しか回収できないと指摘している。「気候危機の解決策として、こうしたタイプの技術に頼ることはできないし、頼るべきでもない」と彼は言う。
2023年、非営利団体オーシャン・ビジョンズは公開書簡を発表し、現在400人以上の科学者が署名し、海洋ベースのCO2除去のリスクについて警告した。「これらのアプローチには大きな可能性があるが、リスクもある」と同書簡は述べている。「社会は特定のアプローチの有効性や影響についてまだ十分な情報を持っておらず、大規模な使用について十分な情報に基づいた決定を下すことができない」。同書簡は、これらの技術について「厳格で透明性のある監視および評価の枠組み」を開発するよう求めた。
トルバンガー氏はエクアティック社の技術は「興味深い」と語る一方で、大幅な規模拡大は環境に悪影響を及ぼす可能性があると警告している。「必要な量の岩石を採掘することによる環境への影響だけでなく、海洋化学も影響を受けるだろう」
しかしサンダース氏は、このプロセスは「死水」を生み出さず、排出前に海水の化学バランスを回復させると述べている。同氏は、エクアティック社は排出濃度に関する世界基準と現地規制を下回っており、ブイを使用して排出エリアを継続的に監視すると指摘している。また、工場を開設する前に海洋生態系の調査も行う必要があると同氏は付け加えた。また、このプロセスでは、除去される二酸化炭素1トンにつき約1トンの岩石が必要になるが、鉱床にアクセスするためにすでに採掘された岩石など、「このプロセスには、世界中に相当量の廃岩石がある」と同氏は述べている。
海洋の生態系と沿岸コミュニティを保護するには、適切な政策が極めて重要になる - シファン・チェン
チャーチ、ケリー、トルヴァンガーは、もうひとつの大きな障壁は資源とエネルギーの使用だと指摘する。エクアティックは、除去される炭素1トンにつき2.3MWhの電力が必要になると見積もっている。つまり、2023年に世界で排出されるCO2の20％を削減するには、その年の世界の電力供給の約50％を使用することになる。しかし、サンダースによると、生産される水素はそのエネルギーの約3分の1を回収する。また、このシステムは柔軟なエネルギーを使用できることも注目に値する、と彼は付け加える。例えば、余剰時には余剰の風力や太陽光を利用できる。
サンダース氏は、エクアティックは大気から二酸化炭素を取り出し、それを永久に貯蔵すると同時に、排出量の多い化石燃料に代わるクリーンな水素も生産するため、「エクアティックが気候変動の根本原因に何も貢献していないと言うのは間違いだ」と語る。「二酸化炭素の除去と削減の両方を行う技術が必要です」と同氏は言う。「何もしないのは解決策ではありません。海洋で発生している気候に起因するストレス（熱、酸性化）を軽減するために、大気から既存の二酸化炭素排出物を除去しなければなりません」。同氏は、太陽光発電などの産業と同様に、二酸化炭素除去の開発には時間がかかるだろうと付け加える。
一方、エブ・カーボンの共同創設者兼最高経営責任者ベン・ターベル氏はBBCに対し、同社の実証プラントでの作業は「研究から導入まで、我々が行うすべてのステップが厳密な科学に基づいていること」を保証するために設計されたと語った。
「重要なのは、二酸化炭素除去が排出量削減の代替にならないことだ」と同氏は付け加え、排出量削減と二酸化炭素除去の両方が必要であるとする科学的研究結果を指摘した。「温暖化を抑制しようとするなら、気候危機の緊急性に対応できる炭素除去ソリューションが必要だ」
陳思芳氏は、海洋炭素除去に関して取り組むべき4つの大きな課題をまとめている。不十分なガバナンス、知識基盤の少なさ、未発達の監視および検証プロセス、そして不確実な環境および社会への影響である。「海洋の生態系と沿岸コミュニティを保護するには、適切な政策が極めて重要になるだろう」と陳氏は言う。
最終的には、気温上昇を1.5度以下に抑えるには、大規模な炭素除去が必要になると、Carbon180のマネージングサイエンスおよびイノベーションアドバイザーである同僚のシャーロット・レヴィ氏は言う。海洋炭素除去は、これを実行するための「手段の1つ」だと彼女は言う。
しかし、彼女は「後で除去する解決策よりも、今軽減する解決策のほうが優れている」と付け加えた。
https://www.bbc.com/future/article/20241217-the-controversial-machine-using-marine-carbon-removal-to-store-co2-in-the-ocean
