【先端技術を学ぶ】大気中のCO2を直接回収して利用する「ダイレクト・エア・キャプチャー」の仕組み

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NEDO、大気中のCO2回収・利用

政府は2050年のカーボンニュートラル(温室効果ガス排出量実質ゼロ)を目標に掲げ、脱炭素の動きを加速する。その中で、大気中の二酸化炭素(CO2)を直接回収して利用する技術「ダイレクト・エア・キャプチャー(DAC)」が注目される。CO2を材料として活用できることが大きなメリットだ。再生可能エネルギーなどを組み合わせることで、CO2を有効利用する循環システム構築が期待できる。(冨井哲雄)

【商用化成功】

近年、CO2を資源として捉え、CO2を分離・回収することで大気中への排出を抑える「カーボンリサイクル」の考え方が浸透し始めた。DACは、大気中のCO2を直接回収できる技術として、カーボンリサイクル実現に貢献すると期待されている。

従来、CO2の排出量と吸収量を相殺することで過去に排出され大気中にたまったCO2を回収し、地中に貯留する「ネガティブエミッション」を実現する技術として研究されてきた。

DACは、吸収液や吸着材に空気中のCO2を吸収・吸着させ、その後加熱や減圧などの操作で吸収液や吸着材からCO2を分離・回収する方法が代表的だ。他に膜分離や冷やしてドライアイスとして回収する方法もある。DACはここ数年で注目され、スイスのベンチャーであるクライムワークスが商用化に成功している。

そうした中、2020年開始の政府主導で革新的な研究開発を呼び起こす支援プログラム「ムーンショット型研究開発制度」の目標の一つとして、「50年までに地球環境再生に向けた持続可能な資源循環を実現」が掲げられた。その中のテーマとして、新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)のプロジェクトとしてDACの研究が進む。例えば、全遺伝情報(ゲノム)を自在に変えられる技術「ゲノム編集」で反応性を高めた微生物やコンクリートの廃材、液化天然ガス(LNG)の未利用冷熱などを利用し、大気中のCO2を吸着・回収する技術を開発するなど野心的なものだ。

【課題はコスト】

プロジェクトを主導する山地憲治プログラムディレクター(PD、地球環境産業技術研究機構理事長)は、「大気中に拡散した低濃度の400ppm(ppmは100万分の1)のCO2をDACで回収することは大きな挑戦」と強調する。

現在、発電所などで発生した高濃度のCO2は、CO2の回収・貯留(CCS)で固定する試みが実現しているが、CO2を貯留する場所が必要な点が課題だ。

山地PDは「ムーンショットではDACでCO2を回収するだけでなく、回収したCO2を燃料や材料にして使う観点が盛り込まれたのが面白い」と評価する。

一方で「DACで回収したCO2を使うハードルは高い」と経済的な課題を指摘。その上で、「技術実装という出口に向け、企業との連携を進めることが重要」と主張する。

今や全地球的な課題となった温暖化防止。その元凶の一つであるCO2を化学品や燃料などに有効利用するDACの実現には、技術やコスト面でまだまだ課題が多い。循環型社会を推進するためにも、官民で知恵を出し合う必要がある。

日刊工業新聞2021年7月19日

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