FAQ - Direct Air Capture Coalition

DACとは

Direct Air Capture （DAC、直接空気回収）とは？

Direct Air Capture (DAC) は、空気中の二酸化炭素を除去する技術の一つです。ネガティブ・エミッション・テクノロジー（NET）と呼ばれることもあるDAC技術は、大気中からCO2を直接回収します。回収したCO2は、深い地層に永久に貯蔵することでCO2除去に繋がったり、建設資材のような長寿命の製品に利用したり、食品や飲料の加工に利用したり、水素と結合させて合成燃料を製造したりすることができます。¹

DACの仕組みは？

DAC技術には、様々な種類があります。熱、湿気、圧力、電気を利用することで、大規模な産業設備から建物一体型へのアプリケーションまで、さまざまな規模で空気からCO2を分離することができます。現在は、(1) 化学液体溶媒DACと (2) 化学固体吸着剤DAC の2つの手法が主流です。これらの技術は、塩基性溶液（化学液体溶媒）または塩基性修飾表面（化学固体吸着剤）との接触によって、周囲の空気（約415ppm）からCO2を選択的に除去します。

炭酸塩またはカルバメート結合に固定されたCO2は、熱を加えることによって捕捉媒体から放出され、高純度のCO2と、何サイクルものCO2除去が可能な再生溶剤（吸着剤）を生成します。技術に関係なく、平均的なエネルギー必要量は約80％が熱、20％が電気です。元々この技術は数十年前、潜水艦や宇宙船の小規模な空気調整のために開発され、実証されました。より大規模になれば、DAC技術は、地球大気中の過剰な温室効果ガスであるCO2を安全かつ永久的に除去することで、気候変動に対処するための重要なツールとなりえます。²

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技術はどのように導入されるのか？

いくつかの企業が多様なDAC技術の導入を開始しており、効果を向上させるための研究開発が進められています。空気からCO2を回収するために研究されているその他のアプローチには、パッシブシステム、膜分離システム、電気化学システムなどがあります。 DACの研究は非常に活発化しており、様々な新しい手法が急速に開発されています。

回収したCO2で何ができるか？

回収されたCO2の主な用途は、地下への貯留（CCS、Carbon Capture and Sequestration）と、商品や工業プロセスへの利用（CCU、Carbon Capture and Utilization）です。

CCSは大気からCO2を永久に除去するものですが、CCUと違って特に製品を生み出さないため、プロジェクトの組成・運営は政府やスポンサーの資金に依存してしまいます。 CCSは一般的に ①地下の岩層での鉱物化 ②含塩水層への貯留の二種類です。 CO2は炭酸ガスとしてはすでに多くの産業プロセスで活用されており、大気由来のCO2を供給する用途は急速に拡大しています。

商業用CO2の現在の世界市場規模は？

今現在、CO2市場は年間およそ1億8000万トンです。³様々なイノベーターが、飲料や化学製品、建設資材など、大気由来のCO2を活用する方法を開発しています。⁴また、CO2を自動車や船舶、さらには航空機やロケットの動力源となる高度な燃料に変換する方法も研究開発されています。 CO2を市場性のある製品に転換する技術「カーボンテック」を用いた製品の市場規模は100兆円以上と推定されています。⁵

気候変動対策におけるDACの役割（なぜ必要なのか？）

なぜDACが重要なのか？

DACの導入は、気候の壊滅的な変化を防ぐために必要不可欠です。二酸化炭素が大気中に何千年も残ることを考えると、今後10年以内に何十億トンもの二酸化炭素を大気中から永久に除去する必要があると言えます。 CO2の排出削減は必要ですが、もはやそれだけでは十分とは言えません。気温上昇を1.5℃に抑えるためには、2050年までにCO2排出量を大幅に削減する必要があります。そしてさらに、航空、海運など排出削減困難な産業セクターからの残留排出量とバランスをとるため、また大気中の歴史的に累積したCO2濃度をより安全なレベルまで下げるために、他のネガティブエミッションの手法とともに、DACが必要なのです。

IPCC（気候変動に関する政府間パネル）の報告書では、次のように述べられています。第6次評価報告書は、気候変動の影響が「広範囲に、急速に、そして激しさを増している」ことを示しました。大気中のCO2やその他の温室効果ガス（GHG）の人為的な排出によって、洪水、干ばつ、熱波、山火事、降雨パターンの変化、氷河の融解などに大きな影響が出ています。

DACは、大気中のCO2を直接除去することができます。最新の気候科学によれば、壊滅的な気候変動を避けるためには、今世紀中に数千億トンのCO2を大気中から永久に除去する必要があることが明らかです。よりクリーンな電力源への切り替え、エネルギー効率の向上、経済の大部分における脱炭素化といった、従来の排出量を削減することに加え、CO2を大気中から除去することも追求しなければいけません。 DACは、大気中からCO2除去をする様々なアプローチの中で、中心的な役割を果たすことができます。

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どのくらいの炭素除去が必要なのか？

IPCCの推計によると、21世紀中に1,000億トンから1兆トン (ギガトン）のCO2除去が、気温上昇を工業化以前で1.5℃に抑えるために必要といわれています（2015年パリ協定において定められた1.5℃目標）. 広範な分析によると気温上昇1.5℃の様々なシナリオにおいて、2050年までに必要なCO2除去量は年間1.3～29ギガトンとされています。さらに、その中のほとんどが5～15ギガトンの除去を必要としています。. この大規模なCO2除去は に加えて 再生可能エネルギーの普及やその他多くの排出削減策を通じて、人類が排出し続けているCO2を削減するために、私たちは非常に積極的な対策を講じる必要があります。

現在のDAC技術の能力は？

According to the IEA 現在、世界で19のDACプラントが稼動しており、年間1万トン以上（乗用車約2,000台分）のCO2を回収しています。現在の技術は、高いコスト（CO2除去量1トンあたり数万円）と膨大な必要エネルギー量（CO2除去量1トンあたり7ギガジュール以上）により制限されています。⁶

炭素除去は排出削減の代わりになるか？

いいえ。

今日の大気中のCO2量を考えると、排出量削減と大気中のCO2除去は、気候変動の最悪の影響を回避するために必要な相互補完的な戦略と言えます。

DAC以外にどのような炭素除去ソリューションがある？

DACは、いくつか開発されているCO2除去手法のひとつに過ぎません。その他のCO2除去手法は、BECCS（BioEnergy with Carbon Capture and Storage）のような技術的アプローチから、森林再生、土壌炭素貯留、人工木材などの生物学的・自然科学的アプローチ、そして風化促進や海水炭素貯留のような地質学的アプローチなど多岐に渡ります。⁷

樹木だって空気中の二酸化炭素を除去できるのに、なぜDACが必要？

今後数十年の間に気候変動に対処するために必要な大量のCO2を大気から除去するには、世界中のさまざまな状況に応じて最適化された、幅広いソリューションのポートフォリオが必要です。ポートフォリオがあることで、1つの手法が期待された除去を達成できないリスクを軽減し、全体的なコストを削減します。

複数の研究によって、DACにはいくつか利点があることが明らかにされており、気候変動への対応において重要な役割を果たす必要があると示唆されています。現在の推定では、DACは2050年までに年間10ギガトン以上の二酸化炭素を除去できるとされています。⁸自然科学的アプローチのみでは気候変動の解決にはつながりません。例えば、利用可能な土地が十分でなかったり、山火事やその他の気候変動によってCO2が放出されてしまう可能性などの懸念があります。

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DACの利点とは？

DACの主な利点として、設置場所の柔軟性、スケーラビリティ、土地と水の利用効率の高さ、CO2除去量のの正確な測定、貯蔵の永続性が挙げられます。

設置場所の柔軟性：DACは、農業など他の価値ある用途と競合しない様々な場所に設置可能。さらに、クリーンエネルギー源や廃熱源の近くに設置することで、コストやエネルギーシステムへの影響を抑えることができます。
スケーラビリティ：大規模にスケールアップすることができるとともに、小規模に分散して展開することも可能。
土地の利用効率：CO2の除去効率が高いため、他の多くのCO2除去手法と比べて、土地占有面積が小さい。
正確な測定：DACによって回収されたCO2は、リアルタイムで正確に測定可能。
複数の貯留・利用オプション：回収されたCO2は、安全で永続的な多様な貯蔵形態と組み合わせることが可能。⁹

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直接大気回収（DAC）は、ポイントソース・キャプチャ炭素回収・貯留（CCS）とどう違うのか？

炭素回収・貯留（CCS）は、セメント工場や発電所の煙突などの排出源でCO2を直接回収することで大気中への放出を防ぎます。一方で、DACはすでに排出された大気中にあるCO2を除去するものです。

CCSは排出削減の方法の一つであり、DACはCO2除去の方法と言えます。¹⁰

DACが生み出す経済機会とは？

DACが本格的に導入されれば、2050年までにアメリカ国内だけで60万から135万人の高賃金雇用が創出されると予想されています。この試算を細分化すると、1メガトンのCO2を回収するDACプラントは、そのサプライチェーン全体で約3500人の雇用を生み出します。特に、建設、エンジニアリング、設備製造などの分野で、最低でも30万人の新規雇用が見込まれます。セメントと鉄鋼分野における雇用は50％増加する可能性があり、OMや化学分野、天然ガスにおいても、新たな雇用増加が予測されます。¹¹

DACのエクイティへの影響とは？

慎重に、かつ公平な方法でのDAC展開は、環境的、社会的、そして経済的な公平性を推進する強力な力となりうるでしょう。

第一に、DACなどネガティブエミッション技術への投資は、現在累積している大気中CO2の大部分を排出してきた先進国が、その過剰に排出してきたCO2の除去を主導するための手段となります。

「What Economic Opportunities Does DAC Create」に述べられている通り、DACの拡大は今後数十年の間に、数十万～数百万人規模の雇用を創出するでしょう。 DACプラントの運営に必要とされるスキルは、エネルギーの脱炭素化によって影響を受ける業界の労働者が持つスキルと大きく重なるでしょう。このような労働者のスキルと知識をDACに活用することで、よりサステナブルな経済への公正な移行を実現することが可能です。

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なぜDACのスケール化が重要なのか？

気候変動の影響は緊急性が高いため、DAC技術の規模拡大をできるだけ早く開始することが重要です。科学研究の結果と現実の異常気象の両方が、気候変動の影響が加速化しており、社会的アクションを必要としていることを明確に示しています。

DACの規模拡大とコスト削減は、時間をかけて経験と学習を積んでいくことで達成できます。そのためにも、一刻も早くDACの導入に着手し、コスト削減と技術・プロセスの改善を加速させる必要があります。主要な気候モデルは、今世紀半ばまでに技術的に数ギガトンの二酸化炭素を除去することを求めている。

今この技術に投資することで、将来さらに多くのDACが必要になったときに、コストを下げることができます。 DACを商業規模で展開し始めるのに最適なタイミングは、数十年前だったでしょう。 2番目に良いタイミングは、今です。¹²

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DACは化石燃料への依存を後押しするのか？

一部では、DACやその他のネガティブエミッション技術が化石燃料を燃やし続けるための都合のよい口実となることを懸念する声もあります。これは、一般に「モラルハザード」問題と呼ばれます。しかし、世界的な目標を達成するために必要なのは①脱炭素化による排出削減と②過剰なCO2の大気中からの除去の両方であることは明確です。どちらか一方だけで解決できる状況にはもはやなく、現在の炭素排出量を削減し、大気中のCO2を安全なレベルに戻すために過去のCO2排出量を除去するという、包括的なアプローチが不可欠なのです。

DACのコストは高すぎる？

1.5℃の気温上昇に抑えるために必要なCO2除去量を達成するためには、様々な技術でポートフォリオを組むアプローチが必要と言われています。
DACは、森林再生などの他のCO2除去手法に比べ土地面積をほとんど必要とせずに、永久的かつ測定可能な方法で、毎年ギガトン級のCO2を大気から回収できる可能性を秘めています。しかし、現在のDAC技術は、大規模に展開するにはコストが高すぎるのが現実です。

DACのコストは技術によって様々ですが、平均すると1トン当たり約600ドルと推定されます。参考までに、ほとんどの森林再生にかかる費用は以下の通りです。 $50/トン . 市場の発展次第では、DACのコストは1トン当たり150ドル程度まで下がる可能性もあります。 $150 /トンまで、もしくはシナリオによってはさらに下がる可能性もあります。

DACが高価な根本的理由は、まだ非常に新しい技術だからです。 DACを開発している企業はほんの一握りで、2021年現在、世界全体で19のDACプラントが稼動していますが、その多くは非常に小規模なパイロット・プロジェクトや実証規模のプロジェクトです。ソーラーパネルやコンピュータのハードディスク、最近では洋上風力発電など、新技術のほとんどは非常に高いコストでスタートし、規模が拡大し技術革新が進むにつれて大幅にコストが低下していきます。

Third Derivative とRMIのレポートでは、DACの規模拡大に伴い大幅なコスト削減をもたらす革新的な技術を記載しています。 Third Derivative DAC レポート では、DAC装置自体のコストやCO2吸着のマテリアルコスト、プラント稼働に必要なエネルギーコスト削減の方法を示しています。

この報告書の総括としては、DACのコストはCO2除去量1トン当たり50ドル近くとまで削減されるだろうとのことです。

ここ10年は、技術開発にとって決定的な10年となります。 DACへの投資 を今すれば、将来のコストを低く抑えることができます。 2050年以降、人類はギガトン規模の緊急なCO2除去が必要な状況に陥るかもしれません。 1トンあたり50ドルが達成できれば、世界は年間5000億ドル以下のコストで年間10ギガトンのCO2除去を達成できます。これはまだ大きな金額ではありますが、人類は気候危機に対する解決策の価値を今後ますます認識するようになるでしょう。

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誰がDAC技術を開発しているのか？

DAC Directoryで、この分野をリードするイノベーターをご覧ください！

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