二酸化炭素を削減する6つの画期的技術!気候変動対策の未来

気候

Could we cure climate change? Geoengineering researcher Tim Kruger wants to try. He shares one promising possibility: using natural gas to generate electricity in a way that takes carbon dioxide out of the air. Learn more — both the potential and the risks — about this controversial field that seeks creative, deliberate and large-scale intervention to stop the already catastrophic consequences of our warming planet.

気候変動を治すことはできるのでしょうか?地球工学研究者のティム・クルーガー氏は、試してみたいと考えています。彼は、天然ガスを使用して空気から二酸化炭素を除去する方法で発電するという、有望な可能性を 1 つ共有しています。

地球温暖化によるすでに壊滅的な影響を阻止するために、創造的で計画的かつ大規模な介入を求める物議を醸しているこの分野について、可能性とリスクの両方について詳しく学びましょう。

タイトル Can we stop climate change by removing CO2 from the air?
空気から二酸化炭素を除去することで気候変動を止めることはできるでしょうか?
アップロード 2017年11月22日
キャスト ティム・クルーガー
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Can we stop climate change by removing CO2 from the air?(空気から二酸化炭素を除去することで気候変動を止めることはできるでしょうか?)

要約

急速な排出削減の必要性

  • 危険な気候変動を避けるためには、急速に排出量を削減するだけでなく、大気中の二酸化炭素を除去する必要もある。現行の炭素予算では1.5度の気温上昇を数年で、2度の予算も20年程度で使い果たしてしまうためだ。

大気中の二酸化炭素除去技術

  • CO2を取り込む技術には、植物を使った方法や、大規模な機械を使った方法(人工樹木)などがある。これらの技術を組み合わせることで、気候変動を食い止める「銀の散弾」を作ることができる。

具体的な技術提案

  • 天然ガスを燃料電池に供給し、化学エネルギーを電力に変換しつつ、生成されるCO2を純粋な形で回収する「オリジェンパワープロセス」という技術を提案。このプロセスはカーボンネガティブであり、1キロワット時あたりマイナス600グラムのCO2を除去する。

規模とガバナンスの課題

  • 二酸化炭素除去の技術は、数兆トンのCO2を除去するために、膨大な産業活動と巨額の支出が必要であり、環境への影響も完全には理解されていない。段階的なガバナンスと責任ある実験が必要。

海洋酸性化の緩和

  • 石灰を海水に加えることで、海洋酸性化を緩和し、より多くのCO2を吸収することが可能。しかし、これも環境への影響を十分に評価する必要がある。

試みる必要性

  • 排出削減の重要性を強調しつつも、これらの技術を検討し、試みる必要がある。気候変動に対処するためには野心が必要であり、将来の世代が完了できるような長期的な取り組みを始める必要がある。

社会的なライセンス

  • 大規模な環境技術を試みるには、社会的な許可と透明性が重要。人々との関わりを持ち、慎重に段階を進めていくことが必要。

文字起こし

To avoid dangerous climate change, we’re going to need to cut emissions rapidly. That should be a pretty uncontentious statement, certainly with this audience. But here’s something that’s slightly more contentious: it’s not going to be enough. We will munch our way through our remaining carbon budget for one and a half degrees in a few short years, and the two degree budget in about two decades. We need to not only cut emissions extremely rapidly, we also need to take carbon dioxide out of the atmosphere. Thank you.

(Laughter)

I work assessing a whole range of these proposed techniques to see if they can work. We could use plants to take CO2 out, and then store it in trees, in the soil, deep underground or in the oceans. We could build large machines, so-called artificial trees, that will scrub CO2 from the air. For these ideas to be feasible, we need to understand whether they can be applied at a vast scale in a way that is safe, economic and socially acceptable. All of these ideas come with tradeoffs. None of them are perfect, but many have potential. It’s unlikely that any one of them will solve it on its own. There is no silver bullet, but potentially together, they may form the silver buckshot that we need to stop climate change in its tracks.

I’m working independently on one particular idea which uses natural gas to generate electricity in a way that takes carbon dioxide out of the air. Huh? How does that work? So the Origen Power Process feeds natural gas into a fuel cell. About half the chemical energy is converted into electricity, and the remainder into heat, which is used to break down limestone into lime and carbon dioxide. Now at this point, you’re probably thinking that I’m nuts. It’s actually generating carbon dioxide. But the key point is, all of the carbon dioxide generated, both from the fuel cell and from the lime kiln, is pure, and that’s really important, because it means you can either use that carbon dioxide or you can store it away deep underground at low cost. And then the lime that you produce can be used in industrial processes, and in being used, it scrubs CO2 out of the air. Overall, the process is carbon negative. It removes carbon dioxide from the air.

If you normally generate electricity from natural gas, you emit about 400 grams of CO2 into the air for every kilowatt-hour. With this process, that figure is minus 600. At the moment, power generation is responsible for about a quarter of all carbon dioxide emissions. Hypothetically, if you replaced all power generation with this process, then you would not only eliminate all of the emissions from power generation but you would start removing emissions from other sectors as well, potentially cutting 60 percent of overall carbon emissions. You could even use the lime to add it directly to seawater to counteract ocean acidification, one of the other issues that is caused by CO2 in the atmosphere. In fact, you get more bang for your buck. You absorb about twice as much carbon dioxide when you add it to seawater as when you use it industrially.

But this is where it gets really complicated. While counteracting ocean acidification is a good thing, we don’t fully understand what the environmental consequences are, and so we need to assess whether this treatment is actually better than the disease that it is seeking to cure. We need to put in place step-by-step governance for experiments to assess this safely. And the scale: to avoid dangerous climate change, we are going to need to remove trillions — and yes, that’s trillions with a T — trillions of tons of carbon dioxide from the atmosphere in the decades ahead. It will cost a few percent of GDP — think defense-sized expenditure, lots of industrial activity and inevitably harmful side effects. But if the scale seems enormous, it is only because of the scale of the problem that we are seeking to solve. It’s enormous as well. We can no longer avoid these thorny issues. We face risks whichever way we turn: a world changed by climate change or a world changed by climate change and our efforts to counter climate change. Would that it were not so, but we can no longer afford to close our eyes, block our ears, and say la-la-la. We need to grow up and face the consequences of our actions.

(Applause)

Does talk of curing climate change undermine the will to cut emissions? This is a real concern, so we need to emphasize the paramount importance of reducing emissions and how speculative these ideas are. But having done so, we still need to examine them. Can we cure climate change? I don’t know, but we certainly can’t if we don’t try. We need ambition without arrogance. We need the ambition to restore the atmosphere, to draw down carbon dioxide back to a level that is compatible with a stable climate and healthy oceans. This will be an enormous undertaking. You could describe it as a cathedral project. Those involved at the outset may draft the plans and dig the foundations, but they will not raise the spire to its full height. That task, that privilege, belongs to our descendants. None of us will see that day, but we must start in the hope that future generations will be able to finish the job.

So, do you want to change the world? I don’t. I do not seek to change the world, but rather keep it as it’s meant to be. Thank you.

(Applause)

Chris Anderson: Thanks. I just want to ask you a couple of other questions. Tell us a bit more about this idea of putting lime in the ocean. I mean, on the face of it, it’s pretty compelling — anti-ocean acidification — and it absorbs more CO2. You talked about, we need to do an experiment on this. What would a responsible experiment look like?

Tim Kruger: So I think you need to do a series of experiments, but you need to do them just very small stage-by-stage. In the same way, when you’re trialing a new drug, you wouldn’t just go into human trials straight off. You would do a small experiment. And so the first things to do are experiments entirely on land, in special containers, away from the environment. And then once you are confident that that can be done safely, you move to the next stage. If you’re not confident, you don’t. But step by step.

CA: And who would fund such experiments? Because they kind of impact the whole planet at some level. Is that why nothing is happening on this?

TK: So I think you can do small-scale experiments in national waters, and then it’s probably the requirement of national funders to do that. But ultimately, if you wanted to counter ocean acidification in this way on a global scale, you would need to do it in international waters, and then you would need to have an international community working on it.

CA: Even in national waters, you know, the ocean’s all connected. That lime is going to get out there. And people feel outraged about doing experiments on the planet, as we’ve heard. How do you counter that?

TK: I think you touch on something which is really important. It’s about a social license to operate. And I think it may be that it is impossible to do, but we need to have the courage to try, to move this forward, to see what we can do, and to engage openly. And we need to engage with people in a transparent way. We need to ask them beforehand. And I think if we ask them, we have to be open to the possibility that the answer will come back, “No, don’t do it.”

CA: Thanks so much. That was really fascinating.

TK: Thank you.

(Applause)

和訳

危険な気候変動を避けるためには、急速に排出量を削減する必要があります。この点については、この会場の皆さんも異論はないでしょう。しかし、ここで少し議論を呼ぶかもしれないことをお話しします。排出量を削減するだけでは十分ではありません。1.5度の気温上昇を抑えるための残りの炭素予算は数年で消費され、2度の予算も20年程度で使い果たされてしまいます。したがって、排出量を極めて迅速に削減するだけでなく、大気中の二酸化炭素を除去する必要もあるのです。

(笑い)

私はこれらの提案された技術の全範囲を評価し、それらが実際に機能するかどうかを研究しています。植物を使ってCO2を取り込み、木々や土壌、地下深くや海洋に貯蔵することが考えられます。あるいは、大規模な機械、いわゆる人工樹木を建設して、空気中のCO2を洗浄することも可能です。これらのアイデアが実現可能かどうかを理解するためには、それらが広範囲で安全に、経済的に、そして社会的に受け入れられる形で適用できるかどうかを確認する必要があります。これらのアイデアには全てトレードオフが伴います。完璧なものはありませんが、多くの可能性があります。どれか一つの技術だけで問題を解決することはおそらくありません。銀の弾丸(万能の解決策)は存在しませんが、これらの技術を組み合わせることで、気候変動を食い止めるための銀の散弾を作ることができるかもしれません。

私は、天然ガスを使って電力を生成しながら、大気中の二酸化炭素を取り除くという特定のアイデアに独自に取り組んでいます。え?どうやって?という感じでしょう。オリジェンパワープロセスは、天然ガスを燃料電池に供給します。化学エネルギーの約半分が電力に変換され、残りは熱に変わり、石灰石を石灰と二酸化炭素に分解するために使われます。この時点で、皆さんは私が狂っていると思うかもしれませんが、実際には二酸化炭素を生成しています。しかし、重要なポイントは、燃料電池と石灰窯から生成される二酸化炭素はすべて純粋であるということです。これは、その二酸化炭素を利用するか、低コストで地下深くに貯蔵することができることを意味します。そして、生成された石灰は産業プロセスで使用され、その使用中に空気中のCO2を洗浄します。全体として、このプロセスはカーボンネガティブであり、大気中の二酸化炭素を除去します。

通常、天然ガスから電力を生成すると、1キロワット時あたり約400グラムのCO2を排出します。しかし、このプロセスでは、その数字はマイナス600グラムになります。現在、発電は全二酸化炭素排出量の約4分の1を占めています。仮にこのプロセスで全ての発電を置き換えた場合、発電からの排出を全てなくすだけでなく、他のセクターからの排出も除去し始めることになり、全体の炭素排出量を60%削減する可能性があります。さらに、生成された石灰を海水に直接加えて、海洋酸性化を緩和することもできます。これは大気中のCO2が引き起こす問題の一つです。実際、石灰を海水に加えると、産業利用する場合の約2倍のCO2を吸収することができます。

しかし、ここからが本当に複雑になります。海洋酸性化を緩和することは良いことですが、その環境への影響を完全には理解していないため、この処置が治療しようとしている問題よりも良いかどうかを評価する必要があります。実験を安全に評価するための段階的なガバナンスを整える必要があります。そしてその規模です。危険な気候変動を避けるためには、今後数十年で数兆トンの二酸化炭素を大気から除去する必要があります。これはGDPの数%を費やす必要があります。防衛費並みの支出、膨大な産業活動、そして必然的に有害な副作用が伴います。しかし、規模が巨大に思えるのは、解決しようとしている問題の規模が巨大だからです。私たちはもはやこれらの難題を避けることはできません。どちらの道を選んでもリスクがあります。気候変動によって変わる世界か、気候変動とそれを防ごうとする努力によって変わる世界か。できればそうでなければいいのですが、もはや目を閉じ、耳を塞ぎ、「ラララ」と言っているわけにはいきません。私たちは成長し、自分たちの行動の結果に向き合う必要があります。

(拍手)

気候変動を治すという話は、排出削減の意志を弱めるのでしょうか?これは本当に懸念されることです。ですから、排出削減の最重要性と、これらのアイデアがどれだけ投機的であるかを強調する必要があります。しかし、それを強調した上でも、これらを検討する必要があります。気候変動を治すことができるのでしょうか?私にはわかりませんが、試みなければ確実に治せません。傲慢ではなく野心が必要です。大気を元に戻し、安定した気候と健全な海に適した二酸化炭素のレベルまで引き下げるという野心が必要です。これは巨大な事業です。大聖堂プロジェクトと表現することもできます。最初に関与する人々は計画を立て、基礎を掘るかもしれませんが、尖塔を完全に建てることはありません。その任務、その特権は私たちの子孫に属します。誰もその日を見ることはありませんが、将来の世代が仕事を完了できるように、私たちは今始めなければなりません。

では、あなたは世界を変えたいですか?私はそうではありません。私は世界を変えようとはせず、むしろ世界を本来の姿に保ちたいのです。ありがとうございました。

(拍手)

クリス・アンダーソン:ありがとう。いくつか質問させてください。海に石灰を投入するというアイデアについてもう少し詳しく教えてください。表面的には非常に説得力がありますね。海洋酸性化対策として。そして、より多くのCO2を吸収しますね。この点について実験が必要だと言いましたが、責任ある実験とはどのようなものですか?

ティム・クルーガー:段階的に非常に小さな実験を行う必要があります。同じように、新薬の試験を行うときに、いきなり人体実験を行うわけではありません。まず小さな実験を行います。最初に行うべきことは、環境から離れた特別な容器で完全に陸上で実験を行うことです。そして、それが安全に行えると確信したら、次の段階に進みます。確信が持てない場合は進みません。しかし、段階的に進めていきます。

CA:そのような実験は誰が資金を提供するのでしょうか?なぜなら、それは地球全体に影響を与える可能性があります。それが何も進まない理由でしょうか?

TK:小規模な実験は国内の水域で行うことができ、その場合は国内の資金提供者の責任となるでしょう。しかし、最終的にこの方法で海洋酸性化に対抗するためには、国際水域で行う必要があり、国際的なコミュニティが協力する必要があります。

CA:国内の水域でも、

海洋はすべてつながっています。その石灰は広がっていきます。惑星での実験に人々は怒りを感じますが、どう対処しますか?

TK:これは非常に重要な点です。社会的なライセンスを得ることが重要です。できないかもしれませんが、試みる勇気を持ち、前進し、何ができるかを見極め、透明性を持って人々と関わる必要があります。事前に人々に尋ねる必要があります。そして、尋ねた場合、回答が「やめておけ」という可能性があることを受け入れる必要があります。

CA:ありがとうございました。本当に興味深かったです。

TK:ありがとう。

(拍手)

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