空気中のCO2を捕まえる！自然エネルギー利用だけではない脱炭素。

2023/03/03 19:00

IEAは、 International Energy Agency（国際エネルギー機関）です。西側諸国のみで構成されていて、安価でクリーンなエネルギーを提供するための諮問機関です。日本も加盟国です。

Air Captureについて、IEAのサイトを見ました。
データについては、2022年、９月のものが最新のものになっています。

Air Capture
Technology deep dive　技術は深く進んでいる
More efforts needed　　更なる努力が必要

There are currently 18 direct air capture plants operating worldwide, capturing almost 0.01 Mt CO2/year, and a 1 Mt CO2/year capture plant is in advanced development in the United States. In the Net Zero Emissions by 2050 Scenario, direct air capture is scaled up to capture almost 60 Mt CO2/year by 2030. This level of deployment is within reach, but will require several more large-scale demonstration plants to refine the technology and reduce capture costs.

現在、世界では18のダイレクトエアキャプチャーのプラントが稼動しており、ほぼ0.01 Mt CO2/年の二酸化炭素を回収している。米国では1 Mt CO2/年の回収プラントを開発中である。2050年までのネットゼロエミッションを達成するための道筋として、ダイレクトエアキャプチャーは、2030年までに約60 Mt CO2/年を回収するま拡大される予定である。このレベルの導入は手の届くところに来ているが、技術を向上させ、回収コストを下げるために、さらにいくつかの大規模な実証プラントが必要となる。

★Direct air capture plants currently operate on a small scale but with plans to grow.
現在、ダイレクトエアキャプチャーのプラントの稼働は小規模であるが、今後拡大する予定。

★How can we capture CO2 directly from the atmosphere?
どうやって大気中から直接CO2を回収するのか？

Two technological approaches are currently being used to capture CO2 from the air: solid and liquid DAC. Solid DAC (S-DAC) is based on solid adsorbents operating at ambient to low pressure (i.e. under a vacuum) and medium temperature (80-120°C). Liquid DAC (L-DAC) relies on an aqueous basic solution (such as potassium hydroxide), which releases the captured CO2 through a series of units operating at high temperature (between 300°C and 900°C).

現在、大気中からCO2の回収は、固体DACと液体DACという2つの技術を使って行なわれている。固体DAC（S-DAC）は、常圧から低圧（すなわち真空下）、中温（80-120℃）で作動する固体吸着剤を使用していて、液体DAC（L-DAC）は、塩基性水溶液（水酸化カリウムなど）を使用し、この溶液は、高温（300℃～900℃）で稼動している一連のユニットを通すとCO2を放出する。。

★Capturing CO2 from the atmosphere through DAC is currently energy intensive
DACによる大気中からのCO2回収は、現状ではエネルギーを大量に消する

Capturing CO2 from the air is more energy intensive and therefore expensive than capturing it from a point source. This is because the CO2 in the atmosphere is much more dilute than, for example, in the flue gas of a power station or a cement plant. This contributes to the higher energy need and cost of DAC relative to other CO2 capture technologies and applications.

大気中のCO2を回収することは、発生源から回収するよりもエネルギー消費が多く、その分コストがかかる。これは、大気中のCO2が、例えば発電所やセメント工場の排ガス中よりもはるかに薄いためであるためである。このことが、他のCO2回収技術や応用技術と比較して、DACのエネルギー消費量とコストが高い要因となっている。

★A small but growing DAC technology portfolio is emerging
小規模ではあるがDAC技術のメニューができつつある

★Innovation is needed across the DAC value chain
DACの付加価値を生み出す過程全体で技術革新が必要である

★DAC still needs to be demonstrated in different conditions
DACはなお様々な条件下で実証されなければならない

★DAC deployment for carbon removal relies on the availability of low-carbon energy sources and CO2 storage
炭素除去のためのDACの導入は、低炭素エネルギー源とCO2貯蔵の可用性にかかっている

The choice of location also needs to be based on the energy source needed to run the DAC plant. The energy used to capture the CO2 will determine if and how net-negative the system is and can also be a significant determinant of the cost per tonne of CO2 captured. For instance, both S-DAC and L-DAC technologies could be fuelled by renewable energy sources, while recovered low-grade waste heat could power an S-DAC system.
Carbon removal requires the CO2 to be permanently stored. While the overall technical capacity for storing CO2 underground worldwide is understood to be vast, detailed site characterisation and assessment to render potential storage sites operational are still needed in many regions. An operating CO2 storage site can take three to ten years to develop from project conception to CO2 injection. This could become a bottleneck for DAC deployment (and CCUS deployment in general) without accelerated efforts to identify and develop CO2 storage sites.

また、DACプラントを稼働させるために必要なエネルギー源を考えて場所を選択する必要がある。CO2回収に使用されるエネルギーは、システムが全体でマイナスになること、及びその方法を見極めて決定する必要があり、またCO2回収1トンあたりのコストを決定する重要な要素になり得る。例えば、S-DACとL-DACの両技術は、再生可能なエネルギー源を使うことができるが、S-DACシステムでは回収した廃熱を動力源とすることができる。
炭素の除去には、CO2を永久に貯蔵することが必要である。世界中の地下に貯蔵できるCO2の技術的総容量は膨大であると考えられているが、貯蔵場所の予定地を利用可能にするための詳細な場所の特性評価が多くの地域で必要である。利用可能なCO2貯蔵場所は、プロジェクトの構想からCO2注入までの開発に3〜10年かかると言われており、貯蔵場所を特定し開発する努力を加速しなければ、DAC導入（およびCCUS導入全般）のボトルネックになりかねない。

★Government support for DAC is growing
DACに対する政府の支援は拡大中

Countries and regions that have taken an early lead in supporting DAC research, development, demonstration and deployment include the United States, the European Union, the United Kingdom, Canada and Japan.
The United States has established a number of policies and programmes to support DAC RD&D, including the 45Q tax credit (providing USD 35 per tonne of CO2 used in enhanced oil recovery and USD 50 per tonne of CO2 stored) and the California Low Carbon Fuel Standard credit (providing the DAC project meets the requirements of the Carbon Capture and Sequestration Protocol). Meanwhile, the Investment and Jobs Act (signed into law in November 2021) includes funding (USD 3.5 billion) to establish four large-scale DAC hubs and related transport and storage infrastructure.

DAC の研究開発、実証、導入の支援で早くから先鞭をつけてきた国や地域には、米国、欧州連合、英国、カナダ、日本がある。
合衆国は、45Q税額控除（石油回収率向上に使用するCO2 1トン当たり35米ドル、貯蔵するCO2 1トン当たり50米ドルを提供）やカリフォルニア低炭素燃料基準税額控除（DACプロジェクトが炭素回収・貯留プロトコルの要件を満たす場合に可能）など、DAC RD&D支援のための多くの政策やプログラムがある。

日本は2019年に、国内向けの、

Roadmap for Carbon Recycling Technologies
炭素リサイクル技術に向けたロードマップ

を策定しています。経済産業省のサイトにあります。
（しかしこれはダイレクトエアキャプチャーについてのものではありませんでした。）

次の画像はこちらからのものです。