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CO2 の驚くべき回収: 直接空気回収の背後にある科学とは?
気候変動がますます深刻な問題になるにつれ、科学者や技術者は二酸化炭素（CO2）排出量を削減する方法を積極的に模索しています。その中でも、化学的または物理的なプロセスを使用して周囲の空気からCO2を直接抽出する技術である直接空気回収（DAC）が徐々に注目を集めています。世界的な炭素削減の取り組みが強化される中、DAC は多くの驚くべき科学的原理と技術的課題を伴う「ネガティブ エミッション テクノロジー」(NET) として注目されています。
直接空気回収プロセスは、CO2を除去するだけでなく、それを安全に長期貯蔵庫に保管します
直接空気回収の仕組み
DAC システムのワークフローは、接触段階、キャプチャ段階、分離段階の 3 つの主要な段階に分けられます。接触段階では、DACシステムは大型ファンを使用してCO2を含む周囲の空気をデバイスに送り込みます。次に、捕捉段階では、CO2は液体溶媒または固体吸着剤と迅速かつ効率的に結合されます。最後に、分離段階では、 CO2は外部エネルギー源によって除去されます。CO2は溶媒から分離され、貯蔵または利用のために純粋なCO2が生成されます。
低温 DAC プロセスでは固体吸着剤が使用され、高温プロセスでは液体溶媒が使用されますが、これらは速度論と熱伝達に関して異なる特性を持っています。
DACの現状
2023年現在、DAC技術はまだ開発中ですが、米国とヨーロッパではすでにいくつかの商用プラントが稼働しています。 DAC は幅広い用途があるため、魅力的な研究分野であり、将来の技術革新によってその運用コストが大幅に削減される可能性があります。しかし、DAC技術の現在の運用コストは1トンあたり1,000米ドルを超えており、炭素取引市場に参入することができません。
環境への影響と課題
DAC支持者は、これが気候変動との戦いにおいて最も重要な手段の一つであると信じていますが、この技術に過度に依存すると必要な排出削減措置が遅れる可能性があり、また、この技術の実現に必要な膨大な資源が、 DAC を運用するためのコストが大きすぎるため、DAC がもたらす環境上の利点が相殺される可能性があります。
2020年の分析では、DACの導入には大量の資材が必要となり、毎年必要な30億トンのCO2を回収するにはおそらく不十分だろうと指摘されている。
DAC 適用事例
DAC には、石油およびガスの回収強化、カーボン ニュートラルな燃料およびプラスチックの合成、飲料の炭酸化など、幅広い実用的な用途があります。これらのアプリケーションでは、CO2 濃度の要件が異なり、DAC の費用対効果に影響します。
今後の展望と政策推進
DAC の適用を加速させるためには、政策的インセンティブが非常に重要な要素となります。米国エネルギー省は、複数のDACハブに35億ドルを投資する計画で、毎年少なくとも100万トンのCO2を大気から回収し、技術の商業化を進めることができることを期待している。
DAC 技術の開発は、技術革新だけでなく、政策立案者がこの技術の成熟を促進するための良好な環境をどのように作り出すかということも重要です。
結論
DAC の調査はまだ進行中です。テクノロジーと政策の共同の取り組みを通じて、気候危機に対処するより効果的な方法を見つけることができるでしょうか?
