從空氣中直接回收二氧化碳
2021/12/29
回收空氣中二氧化碳的「大回收時代」已開啟。瑞士和加拿大的初創企業正在啟動和建設大型工廠,日本國內的IHI及三菱重工等也將設置實證工廠。直接回收二氧化碳是實現碳中和(溫室氣體凈零排放)的有力手段,作為實用的脫碳技術已開始發揮影響力。
直接從空氣中回收二氧化碳的DAC(Direct Air Capture,直接空氣碳捕獲)技術最近幾年已進入實用階段。DAC就是直接從空氣中回收二氧化碳的技術。主要利用風扇抽取空氣,通過噴灑的胺溶液及裝有胺的過濾器等收集二氧化碳。二氧化碳通過加熱等獲取,保存在地下或轉換成塑膠的原料等。
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如果能確保動力源,還可以在沙漠及火山地帶等難以利用土地的地方設置,因此最大的優點是在任何場所都可以回收二氧化碳。如果設在儲存二氧化碳的場所附近,就不需要運輸和成本,有可能成為實現脫碳社會的王牌技術。
在實用化上領先的是國外企業。瑞士初創企業ClimbWorks公司9月啟動了在冰島建設的每年可以回收4千噸二氧化碳的工廠。據説二氧化碳回收量目前為全球最高,利用臨近的地熱發電站生産的電力提供所有動力。回收的二氧化碳將利用合作夥伴冰島企業開發的技術埋入地下。
加拿大初創企業Carbon Engineering公司也將於2022年在美國建設每年回收100萬噸二氧化碳的設施。
也有的企業想利用DAC擺脫化石燃料。英國勞斯萊斯將於2020年代後半期實現DAC技術商用化。正與製造DAC高性能試驗設備的澳大利亞聯邦科學産業研究機構合作推進開發,計劃利用該公司開發的核電站小型模組化反應爐(SMR)製備的氫氣與利用DAC回收的二氧化碳合成,製造清潔的航空燃料,主要用於飛機引擎。
在實用化上落後的日本企業將在節能技術與其他産業的融合上發起反擊。
IHI將從2022年8月開始在福島縣相馬市的研究機構開展將利用DAC回收的二氧化碳應用於植物工廠的試驗。使用利用固態胺每天回收3kg左右二氧化碳的裝置回收的二氧化碳設想供應給植物工廠內培育的萵苣等。IHI還同時推進養魚的迴圈型農業「魚菜共生(Aquaponics)」形式的試驗,設想2023年實現實用化,投入銷售。
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IHI在福島縣相馬市驗證DAC |
三菱重工也將於2022年4~6月開始DAC實證試驗。將在研究所內驗證利用與其他企業合作開發的自主固體吸附劑每天回收幾十公斤的二氧化碳。2025年將建立更大規模的每天回收數噸二氧化碳的驗證設備。
日本的東邦氣體(Toho Gas)及名古屋大學等開始開發利用城市燃氣製造過程中多餘的冷熱氣的DAC裝置。裝置通過冷卻二氧化碳,做成乾冰,産生壓力差,從而獲取二氧化碳。大大減少了加熱工序,有利於削減成本。2024年度之前,將製造出每年回收1噸二氧化碳的試製機,力爭2030年以後達到實用化。
普及面臨的課題是削減成本。胺等吸附物質反覆使用,回收能力就會下降,並且蒸發之後,量會減少。現在回收1噸二氧化碳需要500~1000美元左右,即使只需要500美元,回收日本每年排放的10億噸二氧化碳,也需要花費57萬億日元,達到國家預算的一半以上。佳能全球戰略研究所的研究主幹杉山大志認為「需要通過量産回收裝置降低成本及開發降低吸附物質使用量的技術等,將價格降到1噸100美元左右」。
如果DAC普及,二氧化碳就會減少,可以抵消排放量,因此也出現了擔憂人們不再努力減排的擔憂。也有的在研究階段被視作「‘惡魔技術’,難以拿到政府等的研發預算」(大型重工企業的高管)。但全世界設定了實現碳中和的期限,各國政府和企業最重要的課題是確保實效性強的減排手段。
在買賣減排成果的碳信用(carbon credit)交易中,出現了懷疑源於森林保護的信用過量發行等問題,脫碳業務和技術也受到嚴厲目光。DAC業務能否走上軌道取決於今後的業績。
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