温室効果ガス – メタンの特定と再利用

温室効果ガスは、地球を居住可能にするために極めて重要です。しかし、これらの熱を閉じ込めるガスの濃度が高まることで、地表の温度が大幅に上昇し、地球温暖化と気候変動を引き起こしています。

二酸化炭素が最も重要な人為的温室効果ガスである一方、メタン（CH4）ははるかに強力です。この比較的短命なガスは、20年間でCO2の80倍の熱を閉じ込めます。国連環境計画によれば、産業革命前からメタンは気候変動の約30％を占めています。

この二番目に豊富な温室効果ガスは、天然ガスとバイオガスの主要成分です。

メタンは無色・無臭で、非常に可燃性です。天然のメタンは地下に存在し、湿地が最大の供給源です。また、海底、南極氷床の下、海洋にも存在します。このガスは火山や植物・動物の分解でも生成されます。

メタンが環境中に放出される重要な要因は、人間の活動であり、埋立地、農業活動、家畜、糞尿、石炭採掘、石油・ガス生産が含まれます。

大気中に放出されると、メタンは有害な反応を起こします。酸化により二酸化炭素を放出するだけでなく、オゾンの生成にも寄与します。この結果、空気の質が低下し、早期死亡や作物収量の減少、動物の健康問題を引き起こします。

人間において、この強力な温室効果ガスは喘息、心血管疾患、脳卒中リスクの増加などを引き起こす可能性があります。また、メタン中毒は窒息につながります。

メタン濃度が高いと、記憶喪失、言語障害、吐き気、潮紅、頭痛、嘔吐、気分変動、視覚障害などが起こります。また、加圧された液化メタンに接触すると凍傷を引き起こすことがあります。

メタンの有害性を受けて、メタン排出量の正確な測定とメタン汚染の大幅な削減に対する関心が高まっています。これにより、最悪の気候影響を防止しようとしています。

糞尿からのメタン排出ははるかに大きい

農場の家畜は、農業におけるメタン排出の主要な源です。現在の気候変動に関する政府間パネル（IPCC）の推定によれば、全人為的温室効果ガス排出の12％から14.5％を占めています。

一方、温室効果ガス排出の国家インベントリは、動物の消化系（腸内発酵）から直接排出されるメタンが、糞尿管理（スラリーや糞尿の貯蔵・散布）からの排出の3〜9倍であると報告しています。ただし、これら二つのケースの排出は50:50に近い可能性もあります。

新しい研究によれば、酪農場のスラリーストアからの実際のメタン排出は、公式統計が示すよりも最大で5倍多い可能性があります。

イースト・アングリア大学（UEA）と非営利団体国際漏出排出削減協会（IFEAA）が実施したこの研究は、イングランドの2つの酪農場の計算に基づいています。

研究は、各国がIPCCに年次報告する際に使用している「Tier 2」計算が十分に堅牢でない可能性があり、これが過小評価の原因であることを示唆しています。

2022〜2023年に研究者はスラリーラグーンからの排出測定を分析しました。メタンを捕捉するために、気密カバーでラグーンを覆い、これにより以前の推定よりはるかに多くのCH4が生成されることが示されました。

調査結果によれば、ある農場では1頭あたり年間145kg、別の農場では1頭あたり198kgの実際の排出量でした。これは、英国の国家インベントリで報告されている1頭あたり38kgという公式数値の3.8〜5.2倍に相当します。

標準的な国際手法がスラリー貯蔵からのメタン排出を過小評価しているようですが、研究は、現在ではこの「問題をビジネスチャンスに変える」技術があると述べています。メタンは容易に捕捉でき、化石燃料の代替として利用でき、農場に「追加の収入源」をもたらします。

このメタンを再生可能エネルギー源に転換する大きな可能性を強調し、UEAのティンダル気候変動研究センターのニール・ワード教授は、メタンを燃料として使用することで農家のエネルギー費用を削減し、エネルギー自立を促進できると指摘しました。

排出されたメタンを捕捉しバイオガスに変換すれば、平均規模の酪農場で約£52,500の燃料コストを削減できます。全体として、酪農セクター全体で£4億超のコスト削減が見込まれます。

既存の技術でガスを捕捉でき、EUの酪農群で使用すれば、1.5°Cの温暖化抑制予算の約5.8％の排出削減が見込まれると研究は示しています。

「この研究は、糞尿管理からのメタン排出をよりよく理解するための緊急の行動呼びかけとさらなる研究を示しています。」

– Prof Ward

したがって、研究は政府に対し、スラリーラグーンカバーおよび関連ガス処理装置への助成金を増額し、メタン回収・利用へのサプライチェーン投資に対する税制優遇を導入し、計画・許認可プロセスを簡素化することを推奨しています。

「現在大気中に失われ温室効果ガスの蓄積に寄与しているメタンを捕捉・処理・利用する技術は存在しており、特に農場への資本投資に対するインセンティブ枠組みと規制支援が実施されれば、経済的に有望です。」

– Prof Penny Atkins, CEO of IFEAA

一方、IFEAAの議長であり元環境・食糧・農村省大臣のジョージ・ユースティスによれば、メタン排出削減は「ネットゼロへの道筋にとって重要」だと言われています。メタンは強力だが短命な温室効果ガスであるため、排出削減は全球温度上昇を1.5度に抑えるのにも役立ちます。

このように、研究は酪農場の糞尿管理からの総合的なCH4排出が顕著であり、排出抑制のために早期に行動することが大きな利点になると結論付けました。

LNGのカーボンフットプリントもはるかに大きい

一方、コーネル大学の研究は、液化天然ガス（LNG）のカーボンフットプリントがはるかに悪く、処理と輸送を考慮すると石炭より33％多いと指摘しています。

LNGの採掘、処理、輸送、貯蔵の過程でCH4とCO2が放出され、これらの排出は総温室効果ガスフットプリントの約半分を占めます。

異なる温室効果ガスの大気への影響を比較分析すると、LNGのカーボンフットプリントは20年間で石炭の3分の1大きいことが明らかになります。100年スケールでも、LNGのカーボンフットプリントは石炭と同等かそれ以上です。

研究者ロバート・ハワースによれば、シェールガスと天然ガスはどちらも気候に悪影響を与えますが、LNGは「より悪い」ものです。LNGはシェールガスから製造されますが、液体にするために超低温（華氏マイナス260度）に冷却し、大型タンカーで市場へ輸送する必要があり、すべてにエネルギーがかかります。

この輸送方式には環境コストがあります。2ストロークまたは4ストロークエンジンを搭載した最新のタンカーは蒸気船よりCO2排出が少なく、貯蔵・輸送中にLNGを燃焼させるため、排気中にCH4が漏れ出します。

蒸気動力のタンカーは、排気ガス中にほとんどメタンを排出しません。これにより、CO2排出の増加分をある程度相殺できる可能性があります。

研究によれば、タンカーのメタン排出は船舶により3.9％から8.1％の範囲です。天然ガスの液化プロセスでは、地球温暖化係数を用いると総排出の約8.8％に相当します。

研究は、タンカーの種類はLNGの温室効果ガスフットプリントに比較的影響が少ないと指摘しています。燃料効率が高くCO2排出は低いものの、排気中のメタン漏れが多くなるためです。

タンカーの速度が排出に与える影響について述べると、著者は速度を遅くすることでかなり効率が向上し、CO2とCH4の両方の排出が削減されると指摘しています。論文は次のように述べています：

「それでも、タンカーからの排出はLNG全体のごく一部です。」

米国が輸出する液化天然ガスのカーボンフットプリントの主な原因は、シェールガスの上流・中流での排出です。

液化天然ガスの使用時燃焼からのCO2は、総温室効果ガスフットプリントのわずか34％を占めます。一方、上流・中流でのメタン排出が総LNG排出の38％を占めます。LNG製造に使用されるエネルギーからのCO2排出を加えると、上流・中流の総排出は平均で総GHGフットプリントの47％を占めます。ハワースによれば：

「ほぼすべてのメタン排出は、シェールガスの抽出と液化の上流段階で発生します。これは液化天然ガスを市場に出すために大幅に増幅されます。」

これは、液化天然ガスが「常に」天然ガスよりも大きな気候フットプリントを持ち、結果として「石炭よりもはるかに悪い」ことを意味します。

研究によれば、これらの知見は現在世界最大の輸出国である米国の液化天然ガス生産に影響を与えます。米国はかつてLNG輸出を禁止していましたが、2016年に禁輸を解除し、それ以降輸出は急増しました。2023年には米国が全世界のLNG輸送の21％を占め、バイデン大統領は今年初めにこれら増加する輸出に対し一時停止を課しました。

また、過去10年間の米国における天然ガス生産の増加はほぼすべてシェールガスから来ています。シェールガスの生産とそれを液化してLNGにし、さらに輸送するプロセスはエネルギー集約的であり、温室効果ガスフットプリントに大きく寄与しています。

したがって、世界各国の政府が化石燃料、特に天然ガスからの迅速な転換を求める中、液化天然ガスは天然ガスよりはるかに高いカーボンフットプリントを持っています。ハワースは「LNGの使用を終了させることは世界的な優先課題であるべきだ」と述べました。

このように、ハワースは、膨大なインフラ投資が必要なため、石炭からLNGへの転換は適切でないと指摘しています。彼は、できるだけ早く化石燃料のない未来を構築するために財源を活用することを、はるかに優れたアプローチと推奨しています。

強力な代替手段：メタンガスを利用したBTCマイニング

ビットコインマイニングはエネルギー集約的で批判を受けていますが、動物廃棄物からのメタンガスをエネルギーに変換することは、温室効果ガス排出削減への革新的かつ積極的なアプローチです。

BTCマイニングとメタン捕捉を組み合わせることで、これらの排出を先端技術の貴重な資源に変換し、地球温暖化への寄与を防げます。

ビットコインマイナーは世界中どこでも運用できるため、最も孤立した、遠隔の、見過ごされがちな埋立地でも機会が生まれます。埋立地はメタンの主要な供給源であり、米国では人為的メタン排出の第3位です。

ビットコインマイニング企業は埋立廃棄物からメタンを捕捉し、電力に変換してマイニングリグを稼働させ、すべての廃棄物を有価資源に変えることができます。

別の方法として、ビットコインマイナーはインフラ不足で燃やされている油田近くにマイニング拠点を設置し、メタンを捕捉してエネルギーに活用できます。これにより廃棄物と汚染をさらに削減できます。

このようなプロジェクトは、現場でメタンを直接収益化でき、巨額投資を必要としないため、迅速な導入と収益創出が可能です。最小限の投資で、ビットコインマイナーは低コストの再生可能エネルギー源にアクセスでき、地域電力網への依存を減らしながら有害ガスをエネルギーに変換できます。

このように、ビットコインはクリーンで持続可能なエネルギーへの転換を促進できます。一方、ビットコインマイナーは持続可能に運用でき、ネットワークを環境的な利点として位置付けられます。

Chainergyは、メタンガスをエネルギーに変換してビットコインをマイニングする取り組みを積極的に行っている企業です。この取り組みにより、同社は競争力のある電力料金を確保し、エネルギー市場での地位を強化しました。

Crusoe Energy Systemsは、石油・ガス事業からの廃棄メタン排出を捕捉し、ビットコインマイニングデータセンターの電力として利用する別の企業です。2021年、ExxonMobil (XOM )はCrusoeと提携し、同社の油田から余剰ガスを利用してビットコインをマイニングしました。

#1. Mara Digital Holdings (MARA )

このビットコインマイニング企業は、持続可能でオフグリッドなエネルギーソリューションを模索しており、さまざまなエネルギー供給者と協力しています。その一環として、埋立地からのメタンガスを利用して事業を稼働させる実験を行っています。

2023年11月、同社は再生可能エネルギー資産を開発・運営するNodal Powerと提携し、ユタ州でBTCマイニングプロジェクトを開始すると発表しました。この280kWのパイロットプロジェクトは埋立メタンガスのみで稼働しており、すでにフル稼働しています。当時のMarathon CEO Fred Thielは次のように述べました：

「Marathonでは、事業の多様化、エネルギーコストの削減、ビットコインマイニングの独自性を活かして、運営環境を改善する革新的な方法を常に模索しています。」

埋立地から排出されるCH4を捕捉し、電力に変換して同社のビットコインマイナーを稼働させることで、ThielはMarathonが「この有害ガスをクリーンで再生可能なエネルギーの生産的な源に変換するために独自の位置付けにある」と指摘しました。

同社の株式（MARA: NASDAQ）は現在$16で取引されており、年初来（YTD）で31.93％下落しています。一方、ビットコインは同期間で価値が61.4％上昇し、約$62,300で取引されています。時価総額は$47億で、MaraのEPS（TTM）は1.73、P/Eは9.22、ROE（TTM）は26.26％です。

先週、世界最大級の上場ビットコインマイナーの一つが9月の未監査の更新を報告し、ハッシュレートを36.9 EH/sに増加させ、前月比5％増となりました。同社は年末までに50 EH/sに達する見込みです。一方、BTCの生産量は5％増の705 BTCとなりました。

「9月にビットコインHODLのマラソンを超え、現在約27,000 BTCをバランスシートに保有できたことを誇りに思います。」

– CEO Fred Thiel

MaraはClimate Disclosure Project（CDP）に開示を提出し、環境透明性と企業責任への「コミットメント」を裏付けました。

結論

気候変動は依然として深刻な課題であり、世界平均気温は10年ごとに0.175°C上昇しています。この現在の温暖化に大きく寄与しているのは、CO2よりはるかに多くの温暖化効果を持つメタン（CH4）です。

家畜生産からのメタン排出削減は困難な課題と見なされてきましたが、報告したように、温暖化抑制に大きく迅速な効果をもたらし、化石燃料の代替として経済的機会を提供します。また、動物廃棄物からのメタンをエネルギーに変換してBTCマイニングに活用することは、ビットコインマイニングのエネルギー集約的な性質に対処し、すべての廃棄物を経済的価値に変える、さらにユニークで収益性の高い解決策です。これらの取り組みは、持続可能な未来への道を効果的に切り開くことができます。