CO2回収装置は大規模集中か小型分散か、ムーンショット成果報告で考えた

日経クロステック／日経ものづくり

2023.01.25

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　大気中の二酸化炭素（CO₂）を直接回収して固定化する技術「ダイレクト・エア・キャプチャー（DAC）」は、2050年のカーボンニュートラル（温暖化ガス排出量の実質ゼロ）達成の決め手の1つとして期待されている。実際、政府主導の「ムーンショット型研究開発事業」では目標の1つに「地球環境の再生」を掲げ、DACに関する7つの研究プロジェクトが走っている（図1）。

　2023年1月17、18日に新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）主催で同事業の「ムーンショット型研究開発事業目標4 2022年度成果報告会」が開催された。

　大気中の濃度の低いCO₂をいかに効率的に回収し、価値のある資源に変換するか――。それぞれのプロジェクトが独創的な発想のもと描く将来像は、どれも野心的だった。ところが今、社会実装を見据えた”ある問題”で議論が分かれている。

図1　ムーンショット目標4の概念図

ムーンショット目標4では「2050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」を掲げ、地球温暖化問題の解決（Cool Earth）と環境汚染問題の解決（Clean Earth）を目指す。このうち、温室効果ガスを回収・資源転換・無害化する技術開発としてDAC技術の確立やライフサイクルアセスメント評価基盤の構築など、合計13プロジェクトが採択されている。（出所：内閣府）

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問題は立地、平地の少なさがネックに

　その問題とは、CO₂回収装置の立地に関するもの。つまり、広大な土地に大型装置を大量に設置する”大規模集中”と、ビルや家庭の屋上などに小型装置を設置する”小型分散”とでは、日本においてどちらが普及を進めやすいかだ。

　一般に、大気中に400ppm程度しか存在しない低濃度のCO₂を回収するには、大規模集中が向くとされる。なぜなら、既存技術では回収したCO₂を分離するのに加熱などのエネルギーが必要で、効率的に正味CO₂回収量を増やすにはスケールメリットを生かす他ないからだ。

　ところが、平地が少ない日本の国土では、大規模なDAC施設を建設する場所が限られる。とはいえ、DAC施設のために山岳地域の木を切り開いてしまっては本末転倒だ。この他、CO₂濃度が高い人口集中地域や工業地帯に小型の回収装置を分散設置したほうがよいとの見方もあり、普及に向けて意見が分かれている。

欧米では大型集中が先行

　既に実用化が進む欧米諸国では、大規模集中型の方がスケールメリットを生かせるとみて、大型DACプラント建設が始まっている。スイスのClimeworks（クライムワークス）は、72基のコンテナ形CO₂回収装置で構成する大型プラント「Mammoth（マンモス）」を着工したと2022年6月に発表した（図2）。年間3万6000tのCO₂回収能力を持つ。