大気中からのCO2直接回収技術のコストとその評価

第1部 空気中CO2の直接回収技術の概要、動向および展望

(2022年4月26日 10:00〜11:30)

　2021年の世界のCO2排出量は約330億トンであった。2050年に実現すべきカーボンニュートラル社会において、CO2を全く排出しない世界を思い描くことは難しい。そこで、ネガティブエミッション技術の必要性が顕在化している。ネガティブエミッション技術とは、産業革命以降、大気に蓄積した温室効果ガスを除去する技術で、Bioenergy with Carbon Capture and Storage (BECSS) やDirect Air Capture (DAC) などが挙げられる。これらの技術の重要性は、所謂「2°C目標」で良しとされていたパリ協定締結 (2015年) 以前から認識されており、既に多くの検討で特徴や課題も明らかになってきている。 　本講では、空気から直接CO2を分離回収する技術、すなわちDAC技術の概要、動向、そして展望について概観する。

1. CO2排出削減シナリオ
2. ネガティブエミッション技術
3. Direct Air Capture (DAC) の特徴
4. DACの所要エネルギー
5. DACのコスト
6. 日本におけるDACの位置づけ
7. DACの先行事例
8. 主なDACプロジェクト
9. アミン系DAC材料の反応機構
10. DACの技術開発動向
11. DACのエネルギー源
12. DACの課題
13. DAC普及の鍵
14. DACの社会実装シナリオ
15. DACの意義
• 質疑応答

第2部 LNG未利用冷熱による大気中のCO2直接回収技術

(2022年4月26日 12:15〜13:45)

　大気中400ppmの二酸化炭素を分離回収することは極めて困難である。化学吸収、物理吸着、膜分離など、いくつかの分離技術があるが、そのうち化学吸収法は、二酸化炭素分離回収技術として最も古くから利用されている。化学吸収法は、文字通り、化学結合を介して二酸化炭素を捕捉するので、一端、二酸化炭素を吸収した液から、二酸化炭素を回収する際には、結合エネルギー以上のエネルギーを投入する必要があり、エネルギー多消費型という欠点がある。一方、大量の大気を処理せざるを得ない大気中二酸化炭素直接回収の場合、大気中の超低濃度の二酸化炭素をより確実に、あるいは、より高確率に捕捉することは、送風エネルギーの低減につながる。この観点から、再生にエネルギーを要するが、二酸化炭素との高い親和性を示すアルカリ溶液を用いた化学吸収法も、大気中二酸化炭素直接回収の有力な選択肢の一つであるといえる。 　本講演は、各地で進む大気中二酸化炭素の技術開発の動向、演者が開発を進めている冷熱を利用した化学吸収法による大気中二酸化炭素直接回収技術の開発状況を含む。

1. 大気中二酸化炭素回収の想定される規模、市場
2. なぜDACが必要か
3. 各地で進む大気中二酸化炭素の技術開発の動向
4. Carbon Engineering
5. Climeworks
6. Global Thermostat
7. 低濃度二酸化炭素回収に適した分離技術
8. 各回収技術のコストマップ
9. 冷熱を利用した大気中二酸化炭素直接回収
10. 冷熱利用方法の検討
11. Cryo – DAC予備実験の結果
12. 超低濃度CO2を吸収する液の開発
13. プロセスシミュレーション
14. エネルギー評価
15. CO2固化特性の調査
16. 吸収塔の開発
17. 今後の展開
• 質疑応答

第3部 CCSの現状と、膜DACによる低純度CO2の貯留などの新たな取り組み

(2022年4月26日 14:00〜15:30)

　近年、太陽光発電や風力発電といった様々な再生可能エネルギー技術が普及してきた。しかし再生可能エネルギーを大幅に増やすには、蓄電技術の低コスト化等の技術開発には時間を要する。つまりCO2排出の主原因となっている化石燃料を利用した発電をゼロに近づけるためには、供給量、安定性、価格の面等でまだ不十分であり、しばらくは化石燃料の利用は避けることはできない。気候変動は、このような技術開発を待つことはできず、一刻もはやくCO2を削減する必要がある。このような状況において、CO2回収・貯留 (CCS) は近未来的に大量のCO2を削減できる方法と考えられている。 　本講演では、CCSの概要と課題、膜DACによって回収された低純度CO2を貯留する技術など、新しいコンセプトを紹介する。

1. CO2削減技術について
2. CO2回収・地中貯留の概要
3. CO2回収
4. CO2輸送
5. CO2貯留
6. 超臨界CO2の特徴
7. 新しいCO2貯留技術の紹介
8. 膜DACを用いて回収した低純度CO2を貯留する技術
9. 地層内でCO2を鉱物化し、安定して貯留する技術
10. CO2を地球表層の岩石と反応させ、CO2を減らす技術
11. 安全なCO2地中貯留に向けた連続モニタリング技術の開発
• 質疑応答

第4部 アミン系化合物による大気中CO2の選択的回収技術

(2022年4月26日 15:45〜17:15)

　現在、CO2削減技術として大気中のCO2を回収するDAC技術に注目が集まっています。CO2を回収する方法として、アミンを用いた化学吸収法があります。アミンは親水性基、炭酸水に代表されるようにCO2は水溶性のため、アミンとCO2における反応では含水することが常識となっていました。含水は、CO2の加熱放出時に水加熱分の余分な熱エネルギーを必要とします。一方、我々は、大気中の水分を含まずCO2を選択的に回収する技術を開発しました。これにより、水加熱分の余分なエネルギーの削減が期待されます。また、条件によってはCO2のみを回収することができるため、放出時には高純度のCO2を得られることになります。 　本発表ではその経緯を含め、我々の技術について紹介します。

1. CO2回収技術について
   1. CCS (Carbon dioxide Capture and Storagege) およびDAC (Direct Air Capture) 技術について
   2. CCSとDACの違い、長所短所
2. 低分子アミンを活用したDAC手法の開発
   1. 開発の経緯
   2. 化学吸収法の課題点の抽出
3. 水分をも分離する耐水性DAC手法の開発
   1. 概念技術の獲得
   2. 応用技術の最新情報
• 質疑応答