中西部のパイプラインは二酸化炭素を地上に戻すことを約束

米国の周りを蛇行するほとんどのパイプラインは、何百万年もの間地下に埋もれ、その後掘り出された炭素を運び、内燃機関、炉、ボイラーで燃やされて大気中に放出される運命にあります。しかし、間もなくアイオワ州、ミネソタ州、ダコタ州を通る可能性のある新しいパイプラインは、その逆のことを約束している。

アイオワ州に本拠を置く農業会社のスピンオフであるサミット・カーボン・ソリューションズは最近、中西部に散在するエタノール精製所から回収した二酸化炭素をノースダコタ州のサイトに運び、数千人分の二酸化炭素を汲み上げる20億ドルのパイプラインプロジェクトを開発中であると発表した。足は地下にあります。 CO2は大気中で始まり、そこで地球を加熱し、トウモロコシの茎によって地球に吸い込まれます。その一部はエタノールに変えられ、ガソリンに混合されるが、残りは地殻に戻され、すべてが計画通りに進めば永久に埋められることになる。

このプロジェクトが建設されれば、バイオ燃料産業における二酸化炭素回収の新たなビジネスモデルが証明され、一部の研究者や気候変動擁護団体が米国の排出量をゼロにするために必要だと主張するインフラである二酸化炭素パイプラインの国内ネットワークが拡大することになる。

サミットはグリストに対し、プロジェクトのすべてのコンポーネントが稼働開始すれば、年間500万トンのCO2を隔離できる十分なバイオリファイナリー（有機材料から燃料を生成する施設の総称）とすでに合意していると述べ、それが実現すると期待していると語った。その目標は、肥料生産者や発電所などの他の種類の炭素排出施設を含む追加のパートナーと契約し、少なくとも1,000万トンのCO2を回収して貯蔵することです。これはバーモント州が消費する量にほぼ相当します。 1年で排出されます。

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サミット・アグリカルチュラル・グループのブルース・ラステッター最高経営責任者（CEO）は電子メールで、「プロジェクトの発表以来、バイオ精製所やその他の産業用CO2排出者からのインバウンドの関心を考慮すると、年間1000万トンを超える可能性もある」と述べた。

二酸化炭素回収・貯留（CCS）は、費用がかかりすぎて価値がないとよく批判されますが、そのプロセスは二酸化炭素が回収される場所によってかなり異なります。化石燃料火力発電所はごった煮ガスを排出するため、CO2 を分離できる回収システムの構築が困難であり、エネルギーを大量に消費します。しかし、トウモロコシや他の形態のバイオマスを発酵させてエタノールを生成するバイオリファイナリーでは、そのプロセスで少量の水蒸気が混じった純粋な CO2 の流れが排出されます。

カリフォルニア大学バークレー校のエンジニア兼エネルギーシステムアナリストであるダニエル・サンチェス氏は、生物精製所では「回収にエネルギーは必要ない」と述べ、ガスの圧縮と脱水に必要なエネルギーはほんの少量だけだと説明した。それが「これが非常にうまく機能し、安価であり、誰もがそれをやりたがる理由です」と彼は言いました。

それでも、そうする人はほとんどいません。カンザス州にある 2 つのバイオ燃料工場は、CO2 を回収して石油会社に販売し、石油会社はそれをパイプで老朽化した油田に送り、地下に汲み上げて追加の石油を回収します。このプロセスは「石油増進回収」として知られています。 CO2 を大気中から取り出すためだけに CO2 を地下に埋めているバイオリファイナリーは 1 つだけであり、このプロジェクトはエネルギー省からの多額の財政支援によって可能になりました。このプラントはイリノイ州ディケーターにあり、アーチャー・ダニエルズ・ミッドランドが所有しており、年間100万トンのCO2を回収して近くに埋める能力がある。（2019年の時点で、このプロジェクトではその約半分しか捕獲・貯蔵できておらず、エタノール生産量の減少が原因だと同社は述べている。）

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バイオリファイナリーで CO2 を回収するのは難しくありませんが、最近まで、回収された CO2 にはほとんど価値がありませんでした。しかし今、経済情勢は変化しつつあります。サミットのプロジェクトは、さまざまな要因が重なって実現しました。まず、2018年に議会は第45四半期の税額控除の金額を引き上げ、最終的には施設が回収して地下に貯蔵する炭素1トン当たり最大50ドルを支払うことになり、さらに利用しやすくした。強化された信用に関する最終規則は1月に発表された。

2番目の開発は2019年に行われ、カリフォルニア州の大気資源委員会が低炭素燃料基準に新しい炭素回収・貯蔵プロトコルを採用した。つまり、CCSを利用して燃料の炭素強度を下げるエタノール施設は、カリフォルニアで販売する際に取引可能なクレジットを生成できるということだ。カリフォルニアの基準を満たさない、より汚染された燃料の生産者は、準拠するためにそれらのクレジットを購入する必要があります。最近、クレジットは炭素 1 トンあたり約 200 ドルで販売されています。サミットはグリストに対し、パートナーのバイオリファイナリーとカリフォルニア燃料標準クレジットの価値を共有することに加えて、第45四半期の税額控除を通じて収入を得ると語った。同社はまた、同様の低炭素燃料市場が北米の他の地域や世界中で発展し、サミットのパートナー製油所に対する需要がさらに高まる可能性があると予想している。

3番目の要因は、ノースダコタ州が最近環境保護庁からクラスVI地下圧入井（CO2の地層隔離用に特別に開発された井戸のカテゴリー）を規制する権限を与えられた2つの州のうちの1つであるため、これを望む企業にとって許可プロセスがはるかに容易になるということだ。炭素を地下に注入する。アイオワ、ミネソタ、サウスダコタとは異なり、ノースダコタの大部分は、深層塩層と呼ばれる CO2 貯留に適した地質条件の上に位置しています。

サミットのプロジェクトは、中西部に点在する生物精製所とノースダコタ州の塩水層を接続することを目的としている。デーン・マクファーレンとエリザベス・アブラムソン / / グレートプレーンズ研究所

二酸化炭素の回収と貯留の拡大を支援する政策を提唱するエネルギー非営利団体、グレートプレーンズ研究所のブラッド・クラブツリー氏は、このプロジェクトは気候に利益をもたらすだけでなく、地域に大きな経済的機会を生み出すと述べた。「気候変動への対処と二酸化炭素の管理という点で何が可能なのかについての見方や態度を変える可能性があるという点で、これは画期的だと思います」と同氏は語った。

燃料として作物を栽培することは、食料生産から土地を奪う危険性があり、森林やその他の重要な生息地を破壊することによって農地が作られることもあるため、常に議論の的となってきました。特にトウモロコシの栽培には大量の肥料が必要ですが、肥料が近くの水に流れ出て有害な藻類が発生する可能性があります。しかし、温室効果ガス排出量のみに基づいてトウモロコシエタノールを評価すると、エタノールの製造と燃焼の全ライフサイクルからの平均 CO2 排出量はガソリンよりも約 20% 低いことが過去の研究で判明しています。米国農務省が実施した最近の研究では、エタノール生産はより効率的になり、現在ではガソリンよりも平均して CO2 排出量が 40% 少ないと主張しています。 (エタノールはガソリンを完全に置き換えることはできません。通常、エタノールは約 10% ガスに混合されます。)

憂慮する科学者同盟の上級科学者ジェレミー・マーティン氏は、世界が急速に電気自動車への移行を進めているとしても、ガソリン車の完全廃止には数十年かかるだろうと述べた。航空機や貨物船のゼロエミッションソリューションを見つけるにはさらに時間がかかるだろうが、その間、バイオマスや水素から作られた低炭素燃料の採用が進むと予想される。「我々は今後数年間、かなりの量のエタノールを使用し続けることになるだろう」と彼は語った。「私たちは、使用しているすべての燃料を脱炭素化するためにできる限りのことを行うと同時に、可能な限りクリーンな燃料に移行する必要があります。」

サンチェス氏は、サミットが行っているように発酵プロセスにCCSを加えれば、おそらくエタノールの炭素強度が30～40パーセント減少するだろうと述べた。しかし、さらにきれいにする方法は他にもあります。ほとんどのバイオリファイナリーは化石燃料を燃やして発酵プロセスの熱を生成しており、その段階からの排出物を回収するか、化石燃料の代わりにバイオマスを燃やすか、あるいはその両方を行うことで、エタノールの炭素強度はさらに低下します。肥料工場では大量の排出物が発生しますが、そこに CCS 技術を導入すれば、エタノールのライフサイクル排出量も改善されるでしょう。エタノール用のトウモロコシの栽培には肥料が必要であることを思い出してください。長期的には、トウモロコシをスイッチグラスなど、成長にそれほど多くの資源を必要としない他の作物に置き換えることで、エタノールの二酸化炭素排出量も大幅に改善されるでしょう。サンチェス氏は、カリフォルニア州の低炭素燃料基準のような仕組みが、今後も業界をこれらのよりクリーンな選択肢に向けて推進していくだろうと楽観視している。

サミットのパイプラインプロジェクトは、エタノールに関連する排出量を削減するだけでなく、一部の研究者や気候変動擁護団体が米国の排出量をゼロにするために必要だと主張するインフラの構築に向けた一歩でもある。

米国が2050年までに実質ゼロ排出をどのように達成できるかを調査した昨年発表された報告書で、プリンストン大学の研究者らは、成功はCO2パイプラインの新たな全国ネットワーク（潜在的には7万マイル相当）に依存していることを発見した。研究者らは、たとえ米国が車両や建物を電化し、化石燃料による電力のほぼすべてを再生可能エネルギーに置き換えたとしても、おそらくセメント生産（まだ電化できない）やガス火力発電所からCO2を回収する必要があるだろうということを発見した。残っている場合は）、バイオ燃料や水素の生産、さらには空気中から直接炭素を吸引し、それを使用できる場所に輸送したり、地下に隔離したりできる機械からも可能です。

新しいエネルギー長官のジェニファー・グランホルム氏も同意しているようだ。「明らかに、CO2排出量を捕捉する技術はまだ初期段階にあるが、ネットゼロを目指すのであれば、あらゆる種類の燃料でそれを行う必要がある」と彼女は最近のE&E Newsのインタビューで語った。「そのために必要となるCO2パイプラインは多くの人を働かせる可能性があるので、これは大きな雇用の機会であり、大きな二酸化炭素削減の機会であると思います。そして私たちはそれについて強気でいるつもりです。」

気候変動擁護者の中には、二酸化炭素回収は、できるだけ早く段階的に廃止すべき二酸化炭素集約型の産業や技術へのライフラインを延長するという理由で、二酸化炭素回収を拒否する人もいます。また、炭素回収は、提案されている工業プロセスに関連する大気汚染や水質汚染の問題を解決するものではありません。しかし、炭素排出の解決策を見つけることに関しては、選択肢をテーブルから外すのは無責任だとクラブツリー氏は言う。

同氏は、私たちは政治的な背景の中で脱炭素化を目指しており、企業や労働者を含む多くの利害関係者が気候変動政策を支持する必要があると強調した。同氏は、二酸化炭素回収により、高賃金の仕事を支払っている既存の施設が排出量を管理できるようになると述べた。同氏は「選択肢をテーブルに載せておかなければ、近いうちにゼロには到達しないだろう」と述べた。

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