サステナビリティ
Mammoth施設：直接空気捕集技術の基準を高く設定する
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米国政府のエネルギー省は、極めて重要な課題である直接空気捕集技術を「大気中、または静止した空気から二酸化炭素を取り除く炭素除去の形態であり、分離されたCO2は深く地下に永久に貯蔵することも、製品に変換することもできる」と定義しています。
利用可能な推定によると、直接空気捕集市場規模は今後数年で驚異的な成長を遂げ、2022年の2360万米ドル以上から2028年には6億1407万米ドルを超える見込みです。これは年平均成長率（CAGR）が72％以上、6年間で約30倍の成長に相当します。
しかし、DAC技術の成長を牽引しているのは何でしょうか？二酸化炭素の除去は、地球の温度を下げることを目的としています。二酸化炭素は、地表から放射される赤外線波としての太陽光を吸収し、熱を捕らえます。赤外線波に影響を与えない酸素や窒素とは異なり、二酸化炭素は赤外線エネルギーを吸収します。
この吸収プロセスの一環として、赤外線エネルギーは振動し、全方向に再放射されます。そのエネルギーの約半分は宇宙へ放出され、残りの半分は熱として地球に戻り、科学者が指摘する「温室効果」に寄与します。
大気中の二酸化炭素を除去すれば、差し迫った地球温暖化の脅威、すなわち世界的な温度上昇を解消する助けとなります。
この脅威に対抗する方法は多数ありますが、直接空気捕集は地球資源への影響という点で優位性があり、際立っています。
例えば、この技術におけるエネルギー使用は「無視できない」ものです。推定によると、2030年までに米国で年間700〜900万トンの捕集能力に達するには、現在の米国電力生成量の0.3〜0.4％を使用することになります。
この技術は耕作地を侵食する必要がなく、固体吸着剤DACシステムの開発により水使用量も大幅に削減できる可能性があります。
DACシステムの利点と地球への貢献可能性は、多くの人々に革新的で最適化されたDACソリューションの開発を促しています。近年、この分野で一貫して称賛に値する成果を上げている企業はClimeworksです。最近では、最新施設「Mammoth」を立ち上げました。
以下のセクションでは、アイスランドに位置し、Climeworksの前身であるOrcaプラントの約10倍の規模とされるこの施設について詳しく見ていきます。
Climeworks Mammoth施設：何を達成しようとしているのか？
Mammoth施設設置の主な目的は、増大するDACプロジェクトの需要に応えることでした。同社は、新施設が「年間数千トンから数万トンへ」規模を拡大し、2030年までにメガトン規模、2050年までにギガトン規模へと進む重要なマイルストーンになると主張しています。
Climeworksがこの課題をどのように実行するかを詳しく掘り下げる前に、その規模と野望の背景をよりよく理解するために、いくつかの運用面を見てみましょう。
このプロジェクトは現在稼働中で、拡大ビジョンを継続しています。アイスランドのヘリスヘイディに位置するこの施設の年間設計容量は最大で36,000トンのCO₂に達する可能性があります。施設は基本的にはClimeworksの10倍規模拡大のためのエンジニアリングと運用経験を提供するだけでなく、サプライチェーンの開発を支援し、市場に高品質な炭素除去能力を追加することで価値を高めます。
施設は正確には2022年6月28日に着工し、現在からさかのぼって18か月が経過しました。現在、同社はプラントのインフラが順調に整備され、システムの90％が稼働しており、貯蔵パートナーのCarbfixも含まれていますと報告しています。
最も成功したスケールアップ曲線に基づけば、2050年にギガトン規模に達するには2030年にメガトン規模で提供することを意味します。DACで私たちが構築しているものは誰も作ったことがなく、最も確実な成功への道は、技術をできるだけ早く実世界で稼働させ、絶え間なく展開することだと、私たちは謙虚かつ現実的に考えています。
わずか18か月でコアインフラを整備し稼働させたことは、Climeworksが急速にスケールアップできる能力の証明であり、破格の開発サイクルで2050年にギガトン規模へと向かう道筋を示しています。
しかし、メガトンからギガトンへの道筋はどのように計画されているのでしょうか？理解してみましょう。
施設はどのように機能するのか？
Climeworks Mammoth施設の中心には処理ホールがあり、捕集された二酸化炭素を地下貯留前に処理・調整します。このプロセスは二酸化炭素を浄化・凝縮し、水に溶解させた後、Carbfixによって地下に貯留され、鉱化プロセスで石に変わります。運用ユニットに加えて、処理ホールには制御室、オフィス、訪問者センターも備えられます。
期待される処理能力に見合って、Mammoth施設は空気からCO₂を捕集するために72個のコレクタ容器を備え、Orcaは8個のコレクタ容器で構成されています。
さらに、Mammoth施設にはメンテナンスホールがあり、保守作業が必要な際の効率向上を目指しています。
これは、DAC業界を牽引するClimeworksのアプローチ、すなわち最も厳格な運用基準を実現しながら継続的に加速する姿勢を非常によく示しています。
他にも多数の企業がDAC分野で活発に活動しています。次のセクションでは、そうした企業のうち数社を取り上げます。
#1. Aircapture
Aircaptureの独自の機能は、顧客の製造拠点にモジュール式直接空気捕集（DAC）ユニットを設置し、製造プロセスにクリーンなCO2を直接供給することです。同社は、大気中の二酸化炭素を商業化することが環境と経済の改善に最も効果的でスケーラブルなソリューションであると主張しています。
同社は機能にハイパーローカルなアプローチを採用し、サプライチェーンリスクを軽減し、従来の市場における炭素フットプリントを排除しています。Aircaptureを際立たせる要因として、信頼性の向上、品質基準の強化、コスト削減、そして排出量を大幅に削減したクリーンな製品があります。
Aircaptureが提供するソリューションは、飲料製造や温室農業など、さまざまな応用シナリオに対応できる市場準備が整っています。例えば、さまざまな容量と生産スケジュールで、低酸素含有の飲料グレード液体二酸化炭素を製造することが可能です。
高品質でクリーンな二酸化炭素により、合成燃料製造に必要な排出集中的な原料を置き換えることができます。Aircaptureは顧客の成長施設での二酸化炭素生産も支援し、顧客が日々の需要サイクルを満たし、作物収量を向上させるのに役立ちます。
Aircaptureの二酸化炭素は、コンクリートブロックやプレミックスコンクリートに永久的に注入でき、従来の硬化方法の基準を向上させます。
Mammothプロジェクトと同様に、Aircaptureも廃熱と脱炭素エネルギーを活用して大気中の二酸化炭素を地質的に貯留する研究・実験に取り組んでいます。
最後に、Aircaptureの液体二酸化炭素はドライアイスに変換でき、小売、輸送、物流の顧客のニーズに応えます。ドライアイスは、腐敗しやすい商品の輸送支援やその他の産業用途で有名です。
2022年4月、Aircaptureは二酸化炭素変換会社OCOchemおよび他のパートナーと共に、米国エネルギー省から293万ドルの助成金を獲得し、ワシントン州ケンニューックのNutrien肥料事業所に併設された統合型二酸化炭素捕集・変換プラントの設計とエンジニアリングを行いました。
助成金とその利点について語る際、Aircaptureの創業者兼CEOであるMatt Atwoodは次のように述べました。「私たちのモジュラー型オンサイト技術は、空気中のCO2を取り出し、顧客の生産プロセスに直接投入することで、気候課題に対応しつつ顧客に価値を提供し、Nutrienとのこのプロジェクトに最適です。」
#2. Greenlyte Carbon Technologies
DAC分野で顕著な成果を上げているもう一つの企業はGreenlyte Carbon Technologiesです。2022年に2人のシリアル起業家と高度なDAC研究者によって設立されたGreenlyteは、ドイツ・エッセンに拠点を置き、先進的な工科大学や世界的な化学・産業・エネルギー大手が集まるエコシステムから大きく恩恵を受けています。
2022-23年度の運用期間に、Greenlyteは最初の連続サイクルプロトタイプと100トン規模のDACデモンストレーターの構築を完了しました。
同社の将来ビジョンは、2027年までに実質的な規模で堅牢かつ効率的で収益性のある事業を構築することです。2035年までに「プラットフォーム化」の課題を完了し、実質的な規模で堅牢・効率的・収益性のある事業を実現することを目指します。そして2050年までに、年間生産量を100メガトンに拡大し、DAC分野の世界的リーダーになることを目指しています。
GreenlyteがDACリーダーシップに適した主な利点の一つは、低エネルギー・低資本コストで二酸化炭素の捕集と利用を行うプロセスです。対象となるガスは大気中のガス流から抽出されます。その後、二酸化炭素と水素を変換して炭化水素を生成し、プロセスに付加価値を与えて技術を収益化します。
Greenlyteは、使用済み吸収剤を電解で再生し、再び吸収に利用する完全循環型アプローチを採用することで技術をさらに最適化しています。液体吸着剤溶液での吸収、炭酸水素塩としての沈殿、電解による脱着など、いくつかのプロセスベンチマークにはGreenlyteの特許が適用されています。
2024年3月、Greenlyte Carbon Technologiesは1,050万ユーロのプレシリーズAラウンドを完了しました。投資家全員の大規模な参加に加え、Earlybird Venture Capital、Green Generation Fund、Carbon Removal Partners、取締役のUdo Jung博士、そしてPartechが投資グループに加わりました。
この資金調達は、Greenlyteが最近獲得したパートナーシップや高価値のオフテイク契約の牽引力を裏付けています。同社は欧州地域開発基金から2つの助成金を獲得し、設立から18か月で株式と助成金を合わせて2,000万ユーロ以上調達しました。
調達資金の重要性を説明する際、GreenlyteのCEO兼共同創業者であるFlorian Hildebrandは次のように述べました。「新たな資金により、チームを30名から50名に拡大でき、技術開発と市場投入を同時に進め、スケールアップを加速し、コストをより迅速に削減できます。このラウンドは、グローバルなDACチャンピオンを迅速に構築するという当社の野望の証です。」
より効率的な直接空気捕集技術の未来
世界各国の政府は直接空気捕集技術の利点を認識し、できる限りの支援と奨励を行い始めています。
例えば、米国エネルギー省は、化石エネルギー・炭素管理、クリーンエネルギー実証、先端研究プロジェクト機関（ARPA-E）の3つの部門を、直接空気捕集の研究・開発・実証支援の任務に割り当てました。この研究は、材料、化学物質、バイオ化学的・地質的プロセスに関わるCO2の捕集、変換、貯留の科学技術を探求するなど、多岐にわたります。
この分野で最も注目されている取り組みの一つがCarbon Negative Shotイニシアチブです。これは、大気からCO2を捕集し、10億トン規模でCO2当量1トンあたり100ドル未満で貯蔵する炭素除去経路のイノベーションを呼びかけるものです。
このような取り組みと民間セクターへの投資が組み合わさることで、基準を高く設定するだけでなく、世界中の産業や二酸化炭素排出者が利用できるようにするという重要な進展が確実に促進されます。
