サステナビリティ
メタン排出の加速に科学者は危機感、地球温暖化が続く中
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気候変動はその影響が世界中で見られています。 私たちが報じたように、気候変動は2024年の夏を史上最も暑い夏にしました。 これは世界的にもヨーロッパでもです。 温室効果ガス排出を削減して気候を安定させる努力が必要で、気候と私たちの健康の両方に利益をもたらします。
温室効果ガスは大気中の熱を閉じ込めるガスです。二酸化炭素（CO2）はこれらのガスの中で最も顕著で、そして燃焼により放出されます結果として化石燃料（石炭、天然ガス、石油）を燃やすことによりさらに樹木や 固形廃棄物そして結果としてセメント製造などの特定の化学反応により放出されます。
温室効果ガスの別の例は一酸化二窒素（N2O）です。農業や産業活動の際に排出され、廃水処理や化石燃料の燃焼時にも排出されます。一方、フルオロカーボン系ガスは家庭や商業用途のさまざまな場面で排出されます。
一方、メタン（CH4）は石油、天然ガス、石炭の生産および輸送の過程で排出されます。しかし、CH4排出の大部分は埋立地、土地利用、家畜、その他の農業慣行などの人為的（”人間起源”）源から来ています。シロアリや湿地などの自然源もCH4排出に寄与しています。
メタンは無色・無臭・可燃性のガスで、地球温暖化と気候変動に寄与します。天然ガスの主要成分であるメタンは熱と光を生成し、有機化学品の製造に燃料として使用されます。
「メタンは世界が無視している気候の脅威です。メタンは二酸化炭素よりはるかに多く、はるかに速く増加しています。」
メタンの大気中寿命がCO2よりも短いため、これまでの焦点は二酸化炭素削減にありましたが、CH4は放出後最初の20年間で二酸化炭素の90倍の効果で地球の大気を温めます。
実際、新たな研究でメタン排出率が急速に上昇していることが判明しました、これは気候変動問題の解決に対する大きな障壁となっています。
メタン排出量がかつてない速さで上昇中
今週初めにEnvironmental Research Lettersに掲載された展望記事とEarth System Science Dataのデータによると、過去5年間で地球大気中のメタン濃度は記録的な速さで上昇しています。
これらの論文は、世界中の温室効果ガス排出を追跡するイニシアチブであるGlobal Carbon Projectの成果です。
Global Methane Pledgeの下で150か国以上が今世紀にメタン排出を30％削減すると誓っていますが、実際には進展していません。 この世界的なコミットメントは2021年にEUと米国によって開始されました。
むしろ、世界のメタン排出量は、現在その3分の2が農業、化石燃料使用、埋立地、その他の廃棄物などの人為的活動から来ており、かつてない速さで上昇しています。
研究者は論文で「居住可能な気候を維持するためにはこの傾向は続けられません」と述べました。
大気中のCH4濃度は現在、前工業時代の2.6倍以上に上昇しています。実際、少なくとも80万年で最も高いレベルです。
上昇するメタン排出率の軌道は、世界の主要な気候科学者が排出シナリオで使用する最も極端なものです。このペースが続けば、今世紀末までに地球温暖化が華氏5度（摂氏3度）以上になるでしょう。
メタンは短命の温室効果ガスですが、上記の通り非常に強力であり、短期的に地球温暖化を抑制する主要な対象となります。
その結果、メタン排出削減への政策的関心は高まっていますが、実際には効果がありません。過去20年間で年間メタン排出総量は実際に20％増加しています。人為的な寄与は約18％で最も大きく、自然源（主に湿地）は20年間でわずか2％増加しました。
CH₄排出量の6100万トン増加は主に石油・ガスの生産・使用、そして排出が33％増加した石炭採掘によるものです。埋立地での食品や有機廃棄物の分解は30％増加し、農業からの排出は14％増加しました。ジャクソンが指摘したように、人為的なメタン排出源で最大は牛です。
上昇するCH4排出を牽引している国はどこか
メタン排出に最も寄与している国について言えば、中国（16％）が首位です。
フランス・パリ・サックレイ大学のマリエル・サノア氏は、Earth System Science Data論文の第一著者として、CH4排出の最大の地域的増加は中国と東南アジアから来ていると指摘しました。
Global Energy Monitor（GEM）の別の研究は最近、中国の石炭鉱山拡大がメタン排出をさらに増加させ、気候目標を脅かす可能性があると警告しました。
2023年、中国の石炭生産は4.7億トンという記録的な規模に達し、世界生産の約50％を占めました。現在、同国は年間12億トンの生産能力増強プロジェクトを計画しており、この拡大によりメタン排出が1000万トン増加する可能性があります。
中国はエネルギー用に石炭への投資を続け、緊急時のために「稼働はしているが非活動」な鉱山を維持していますが、今年は石炭火力発電所の許可が83％減少しました。これは同国のエネルギー政策の転換の可能性を示しています。
現在、中国に続く世界最大のメタン排出国はインド（9％）、米国（7％）、ブラジル（6％）、ロシア（5％）です。
サノア氏によれば：
「過去20年間で人為的なメタン排出を減少させたのは欧州連合とおそらくオーストラリアだけのようです。」
オーストラリアの国立科学機関は最近、世界のメタン濃度が危険な道筋に世界を導いていると述べました。
同機関のGlobal Methane Budgetは、CSIROを含む国際研究パートナーと共同で作成され、人為的メタン源が年間6100万メトリックトン、過去20年間で20％増加したと報告しました。
農業は予算への最大の寄与（40％）で、家畜と稲作が主な原因と報告されました。次いで化石燃料部門が34％、固形廃棄物と廃水が19％、最後にバイオマスとバイオ燃料の燃焼が7％となっています。
メタン排出に対する人間の影響をより正確に定量化する
メタン排出に対する人間の影響をより正確に定量化するため、科学者はさらに深く調査し、2020年（完全なデータがある最新年）に世界で排出されたメタンの65％、すなわち約4億トンが人為的活動の結果であることを発見しました。廃棄物と農業は、化石燃料産業からの1トンに対して約2トンのCH4を占めています。
約4年前のパンデミックロックダウンでガス排出が減少するはずでしたが、実際にはそうなりませんでした。
パンデミック中、約4200万トンのCH4が大気中に蓄積し、2010年から2019年の間の平均年間増加量20.9万トンの2倍でした。これは2000年代の最初の10年で見られた増加（年間610万トン）よりも6倍以上です。
ロックダウンは窒素酸化物（NOx）の輸送関連排出を減少させ、研究者によれば、一部のメタンが大気中に蓄積するのを防ぎました。。
しかし、窒素酸化物汚染の一時的な減少は、2020年の大気中メタン濃度の急増の半分に過ぎませんでした。
「私たちはまだCOVIDロックダウンが世界のメタン予算に与える全体的な影響を理解しようとしています。COVIDは化石燃料の使用からメタンの大気中寿命を変える他のガスの排出まで、ほぼすべてを変えました。」
– ジャクソン
最新の研究は、森林や土壌が大気からメタンを除去・貯蔵する「シンク」の会計に重要な変更を加えました。
以前は、Global Carbon Projectの科学者は河川、湖沼、湿地からのすべてのメタンを自然由来と分類していました。しかし、最新の評価では、これらの源からの排出が人為的活動に起因して増加している量を初めて推定しようとしました。
ジャクソンは、人が建設したダム背後の貯水池が石油・ガス田と同様に直接的な人為的メタン排出源であることを指摘しました。これらの貯水池は、沈んだ有機物が分解されてCH4を放出するため、年間約3000万トンのメタンを排出すると推定されています。
科学者によれば、近年、人間は淡水および湿地のメタン排出の3分の1に影響を与えており、気温上昇、土地利用、廃水、肥料流出がこれらの排出をさらに増加させています。
メタン排出問題に取り組む企業
メタン排出が世界的に増加する中、多くの企業がこの課題に取り組んでいます。BP（ブリティッシュ・ペトロリアム）はその一例で、メタン検出技術を活用して石油・ガス事業からのCH₄排出を削減し、広範なネットゼロ目標の一環としています。
同様に、Carbon Cleanは産業プロセスからメタンを捕集し有価製品に変換するモジュラー技術を開発し、Clarke Energyは埋立地や廃水処理プラントなどからメタンを捕集して再生可能エネルギーに変換するバイオガス生成ソリューションを提供しています。
技術面では、Project CanaryやGHGSatといった企業が大きく貢献しています。Project Canaryは産業界がメタン排出を追跡するのを支援し、GHGSatは高解像度衛星モニタリングで産業サイトからのメタン排出を検出・測定します。このデータは企業が漏洩を特定し、是正措置を取るのに役立ちます。
では、この課題に革新的なアプローチを取っている企業、特にビットコインマイニングに注目してみましょう。
Crusoe Energy Systems
ビットコインマイナーのスタートアップ、Crusoe Energy Systemsは、2018年の暗号ベアマーケット時に天然ガスのフレア問題に対処するために設立されました。石油採掘の副産物である天然ガスは、経済的な利用ケースがない場合や油田オペレーターが輸送できない場合、しばしば燃焼されます。メタンは天然ガスの主要成分であり、ガス燃焼プロセスはCH4を完全に燃焼させることができません。
Crusoeは、ここで、石油・ガス事業からの廃棄メタン排出を捕集し、それをビットコインマイニング用のモジュラーデータセンターに電力供給するために使用します。このため、同社は電力生産のために天然ガスを燃焼させ、メタンを完全に燃焼させて副産物としてCO2を生成します。「廃棄物」を利用し「最低コスト」で有用エネルギーに変換することで、Crusoeは排出を削減しつつ持続可能なビットコインマイニング事業を可能にしています。
Crusoeの共同創設者兼社長Cully Cavnessによれば：
「世界中に膨大な量のフレアガスがあります。すべて捕集すれば、ヨーロッパの電力の約3分の2を供給でき、データセンター産業全体を何度も賄えるでしょう。」
この『カーボンネガティブ』企業は2022年4月に7億5,000万ドルの資金調達を行い、ポストマネーバリュエーションは17億5,000万ドルでした。Crusoeは米国の主要油田全体に約30か所の拠点を持ち、アルゼンチンにも1か所あります。2023年のインパクトレポートによれば、クラウドとビットコインマイニング事業で200MW以上の導入容量を有しています。
2021年に、天然ガス大手ExxonMobil (XOM ) はCrusoeと提携し、ノースダコタ州の油田から余剰ガスを使用して$1.14 trillion market cap BTCをマイニングしました。
昨年、Sustainable Bitcoin Protocol（SBP）はCrusoeとパイロットを開始し、同社の廃ガス調達と技術が温室効果ガス排出を削減し、クリーンエネルギー転換に貢献していることを検証する手法を作成しました。
数か月前、デンバー拠点の同社はテック企業Lanciumと数十億ドル規模の契約を結び、1.2ギガワット規模の拡張の第一段階として200メガワットのデータセンターを建設し、「AI企業の独自のニーズに応える」ことを目指しています。
2024年4月のビットコイン半減期でブロック報酬が3.125 BTCに減少した後、マイナーは事業資金調達と収益性確保のために多様化を模索しています。Crusoeを含む多くのビットコインマイナーは、以降急成長するAI産業へと注目と焦点をシフトしています。
フル稼働時、 Crusoe-Lanciumデータセンターは世界最大級のAIデータセンターキャンパスの一つとなります。この施設は来年稼働開始が見込まれています。
「データセンターは最新のAIワークロードを支えるために急速に進化しており、高密度ラックスペース、チップ直結液体冷却、そして前例のないエネルギー需要が求められています。」
– CrusoeのCEO兼共同創設者、Chase Lochmiller
4月に初めて、Crusoeの収益は主にAIデータセンターからのもので、ビットコイン収益を上回りました。
結論
このように、世界のメタン排出は著しく増加し続けており、人間の寄与も着実に増加しています。この温室効果ガスは気候変動への第2の大きな要因であり、極端な熱波や気象事象を引き起こすため、メタン排出削減に向けた強力な対策が不可欠です。
私たちはすでに、変化する気候がどれほど深刻な天候や熱波をもたらすかを目の当たりにしています。最新の研究によれば、世界は「平均地表温度の上昇が1.5℃の閾値に達し、完全な影響を経験し始めた」段階にあります。
規制、脱炭素化、Global Methane Pledgeによるメタン排出削減の試みは行われてきましたが、ほとんど効果がありませんでした。エネルギーセクターで新たな技術革新への道を切り開くためには、規制と産業慣行の改善を組み合わせた協調的アプローチがさらに必要です。
