エネルギー
メタン管理 – ビットコイン採掘から持続可能なジェット燃料の製造まで
メタンを気候兵器から資源へ転換
Methane（CH4）、天然ガスの主成分は温室効果ガス（GHG） CO2の28倍の温室効果がある。したがって、メタン排出は短期的に地球温暖化を加速させる可能性があります。唯一の「朗報」は、メタンは大気中で約12年で分解され、CO2のように何世紀も残らないことです。
しかし、最終的に上層大気で分解されても、CO2に変換されることで温室効果を引き起こします。
したがって、気候に関してはメタン排出はCO2排出と同等、むしろそれ以上に重要であり、最も重要な温室効果ガスの一つです。
出典： EPA
メタンは多くの源から生成され、その多くは人間活動と直接関係しています。
最初の源は化石燃料で、主に天然ガスの漏出が主要な原因ですが、石炭鉱山や油田からの漏出も含まれます。
もう一つは農業で、酸素がない状態で有機物が発酵する際に発生します。これは主に反芻動物（牛、羊、ヤギなど）の消化系で起こる（腸内発酵）ですが、洪水した水田や酸素供給が不十分な有機物の山でも起こります。
最後に、埋立地は埋められた有機物が分解してメタンを生成する主要な源です。下水処理施設も同様に、有機物が放置されればバイオガスを生成する可能性があります。
出典： EPA
メタンは「火氷」と呼ばれる固体メタンハイドレート（深海に存在）や北極の氷に閉じ込められたメタン埋蔵量により、さらに大きな問題となり得ます。
気候変動によりこれらの自然メタン貯蔵が不安定化し、排出が増加し、さらなる温暖化を招き、再び不安定化するという破滅的なフィードバックループが生じる可能性があります。このトピックについては「メタン管理は気候目標達成の鍵かもしれない – その出所と対策は？」で詳しく議論しました。
しかし、すべてが悲観的である必要はありません。メタンは貴重なエネルギー資源であり、産業用途に利用できる強力な有機材料です。
最近発見された新しい方法は、埋立地からのメタンを持続可能なジェット燃料に変換することさえ可能です。
廃棄物からジェット燃料へ
バイオガス利用の主要な課題は、以下の二つの選択肢のいずれかが必要になることです。
- 化石燃料由来の天然ガスに代わるため、バイオガスを工業・都市部へ輸送する広範なパイプライン網を構築すること。
- 現場で直接利用する方法を見つけること。
この制約は、バイオガスが非常に揮発性であり、長距離でそのまま輸送しにくいことに起因します。油のように長鎖炭化水素であれば、濃縮した液体形態で容易に輸送できます。
同時に、航空業界のように脱炭素化が極めて困難な産業もあり、航空機は依然として飛行に必要な高エネルギー密度の液体炭化水素燃料に100％依存しています。
したがって、埋立地や下水処理施設からバイオガスを回収し、価値あるジェット燃料に変換することは理にかなっています。
私たちは記事「カーボンニュートラルバイオガス – トップ5バイオメタン株」でバイオガスとその現在の利用について詳しく議論しました。
ジェット燃料製造のためのプラズマ
オーストラリア・シドニー大学と中国・西安交通大学の研究者は、メタンを利用した手法である大気圧非熱プラズマ（NTP）を改良する方法を発見しました。この手法の大きな利点は、CO2とメタンを常温で有用な炭化水素に変換できることで、必要な資本とプロジェクトの複雑さを大幅に削減できる点です。
NTPの課題は、蟻酸（HCOOH）、エタノール（CH3CH2OH）、イソプロパノール（CH3CHOHCH3）、酢酸（CH3COOH）といった非常に単純な炭化水素化合物しか生成できないことです。
「長鎖炭化水素の非熱プラズマ駆動バイオガスアップサイクル」という科学論文で、研究者はNTP手法でより複雑な炭化水素を生成できたと発表しました。
出典： JACS
研究者は、メタンが豊富でCO2が少ないガス混合物にNTPを適用すると、最終生成物により多くの複雑な炭化水素が含まれることを発見しました。また、主に合成ガス（H2 と CO）を中心とした気体生成物と、液相のアルコールや酸も生成されます。
合成ガスはほぼすべての石油化学産業の主要原料です。アルコールやカルボン酸などの酸素含有生成物は、飽和長鎖炭化水素へと変換可能です。
出典： JACS
したがって、埋立地からの大部分のメタン（バイオガス）は、石油化学原料やジェット燃料製造に使用される液体長鎖炭化水素へと変換可能です。
効率的で環境に優しいプロセス
さらに、メタン濃度を制御することで、最終生成物の組成を調整できたことが大きな成果です。
このプロセスは、メタン排出から炭素ニュートラルなジェット燃料を製造するために必要な特定の炭化水素を生成するよう、さらに微調整が可能です。
NTPは大気条件下でプラズマを生成するため、熱や圧力を必要としません。これによりエネルギー消費が大幅に削減され、再生可能エネルギーだけでプロセス全体を賄うことが可能になります。
メタン廃棄物の終焉
メタンをジェット燃料に変換するこの新しいプラズマ利用は、これまで廃棄されてきたメタンを活用しようとする多くのイノベーションの一例です。
このようなイノベーションの別例として、廃メタンをビットコイン採掘に利用する手法があります。これは、遠隔の油井や石炭鉱山などからのメタンに特に有効です。これらのメタンは通常フレアで燃焼させられ、エネルギーが無駄になり、未燃焼のまま大気中に放出されます。
このことは、ビットコインや暗号通貨のエネルギー消費、あるいはジェット燃料を「グリーン」にできないという短期的な批判が、しばしば先見性に欠け、新技術間の相乗効果の可能性を考慮していないことを示しています。
メタン活用企業
1. Greenlane Renewables Inc. (GRN.TO)
Greenlaneはバイオガスアップグレード、すなわち下水処理プラントや埋立地など既存施設にバイオガス生成を追加するプロセスを専門としています。世界で140システムを展開し、業界でナンバーワンです。
出典： Greenlane
Greenlaneは機械で生産されるバイオガスの総量で競合他社を大きくリードしており、Air Liquidのような産業大手をも上回ります。また、Air LiquidとWartsila（バイオガスは全体活動のごく一部）を除き、Prodeval、DMT、Bright biomethaneといったGreenlaneの最大競合他社は上場していないことも注目に値します。
出典： Greenlane
同社はバイオガス生成のために3つの異なる技術（膜、ウォーターワッシュ、PSA（圧力揺動吸着））を提供しており、現地の条件や原料に応じて最適なものを選択できます。これにより、窒素、CO2、酸素、または潜在的に有害な不純物などのガス中の汚染物質を除去できます。
2023年9月、Greenlaneは各バイオガス生成分野（サトウキビ残渣、埋立地、糞尿など）向けにハンドヘルド設計を備えた新製品ラインを開始しました。
同社は3つすべてのソリューションを提供できる唯一のプロバイダーであり、独自の状況に最適な技術を導入したい顧客にとって有力な選択肢です。
出典： Greenlane
同社にとって重要な成長分野はブラジル（世界的な農業大国）で、最近産業規模の大量生産を確立するための合意に署名しました。
この合意は、Petrobras（国営石油会社）の燃料流通部門であったVIBRAが50％出資するZEG Biogásと締結されました。目標は5年で75カ所以上での生産に達することです。
Greenlaneはバイオガスの生産者ではなく、バイオガス生産機械の販売者であるため、「ピックとシャベル」型の株式と見なすべきで、売上は世界的なバイオガスソリューションの導入速度を反映します。また、このカテゴリで最大の上場株式でもあります。
バイオガスを回収するエンジニアリングソリューションを専門とする企業として、Greenlaneはこの資源の収益化と活用の継続的な改善から大きな恩恵を受けるはずです。埋立地だけでなく大規模農業施設からもバイオガスを取得できるため、メタン排出の主要3源のうち2つをカバーし、有用に活用できます。
2. Biokraft International AB (BIOGAS.ST)
BioKraftはスウェーデン（230 GWhのバイオガスとバイオLNG）、ノルウェー（155 GWhのバイオLNG）、韓国（60 GWhの圧縮バイオガス）でバイオガスの販売・生産を行っています。
2023年4月、同社は2025年に完了予定の2つのプロジェクトで240 GWhの将来発電を見込んでドイツ市場への参入を決定しました。
同社はパイプライン上に総計875 GWhのバイオガスと825 GWhのバイオLNG新プロジェクトを抱えており、2025〜2026年までに完了する予定です。
これにより、現在の445 GWhの生産能力は2026年までに1,200 GWhに拡大されます。長期目標は2030年までに総計3 TWh（3,000 GWh）に達することです。新プロジェクトのほぼすべては糞尿や農業系廃棄物を原料とします。
出典： Biokraft
同社は過去数四半期にわたり、特にスカンジナビアで電力とガスの販売価格が低迷したため、いくつかの損失を被っています。これにより、欧州ガス価格の回復に賭ける側面もあります。
このメタン供給は、将来的にプラズマを用いてジェット燃料や合成ガスの製造にさらに活用でき、事業の収益性向上につながります。
積極的な成長目標と現在の赤字状態を踏まえると、Biokraftはリスクを取って同社の回復に賭ける投資家に最適です。特にドイツ市場への進出と欧州ガス市場全体の転換が期待されます。
