炭素汚染を何千年も地下に閉じ込めることが気候変動と戦う鍵である

炭素排出を地殻の奥深くに閉じ込めることは、地球の大気中に温暖化温室効果ガスが蓄積するのを防ぐ賢い方法かもしれない。

巨大な風力タービンやソーラーパネル付き屋根それがエネルギーの未来であることはほぼ間違いありませんが、燃料燃焼からの大規模な移行が完了するまでは、燃料燃焼プラントは炭素を大気中に排出し続けることになり、それがすでに急速かつ加速しています。地球の気候の混乱。

現在、研究者らは、炭素が地球に送り込まれたとしても、漏出する可能性はわずかであっても微量である可能性が高いと述べている。

これらの排出物を地中に数千年以上貯蔵すること、つまり二酸化炭素回収・貯留 (CCS) と呼ばれる技術は、すでに解決策となっています。雇用されているノルウェーの北海のような場所では普及していますが、まだ広く採用されていません。

ただし、CCS が広く受け入れられれば、新しい研究火曜日に雑誌に掲載されましたネイチャーコミュニケーションズ正しく保管されれば、この炭素の 90 パーセントをはるかに超える量が約 10,000 年間留まる可能性が高いことを示唆しています。

このカーボンマイルを地中に永続的に貯蔵することは、今世紀末までに地球の温暖化を産業革命以前よりも摂氏2度（華氏3.6度）未満に抑える上で重要な役割を果たす可能性が高く、この野心的な目標は国連総会で約200カ国が合意した野心的な目標である。パリ気候変動交渉。

研究共著者でCCS研究者のステファニー・フルード氏は、「温室効果ガス排出への取り組みは非常に複雑な問題で、単一の解決策はない」と電子メールで語った。

「地球温暖化を摂氏 2 度以下に抑えるには、数十億トンの CO2 [二酸化炭素] を地下に貯蔵することがおそらく不可欠ですが、消費量の削減、効率の向上、再生可能で低消費電力のものへの切り替えなど、他の解決策を適用する必要があります。炭素エネルギーと原料、そして土地利用の改善です。」

フルード氏は、これらのサイトからは二酸化炭素が一切漏洩しないという誤解を招く考えや、その逆で、一度の漏洩でサイトの炭素がすべて放出される可能性があるという誤解を招く考えがあるため、フルード氏と彼女のチームはより現実的な状況を提示したいと述べた。

そうすることで、彼らは「保管セキュリティ計算ツール」を構築しました。これは、過去に他のガスがどのように漏洩したか、あるいは漏洩しなかったかについての豊富な履歴から恩恵を受けました。

彼らは、2020年から2050年にかけて、加圧され加熱されて液体状態になった二酸化炭素が地中に貯留されると予測した。その結果、この炭素はほとんどが数千年にわたってそこに留まるという。一貫性のある他の地質学者や技術者が持っているものと見つかった。

「大気への漏出は、社会的、政治的観点からは潜在的な懸念であるが、科学的観点からはあまり懸念されていない。なぜなら、このような研究ではその可能性は低いとされ続けているからである」と、エネルギー持続可能性研究研究所の所長であるジェフリー・ビエリツキ氏は述べた。オハイオ州立大学は研究には関与していないとインタビューで述べた。

しかし、二酸化炭素が地表に戻る可能性があるかどうかだけが懸念ではない。

コロンビア大学ラモント・ドハティ地球観測所で地球・環境科学を研究するポール・オルセン氏はインタビューで、「再生可能エネルギーへの移行が遅れるのではないかという懸念がある」と語った。

「論理的なことは、化石燃料の枯渇を減らし、それを再生可能エネルギーに置き換えることです」と、研究には関与していないオルセン氏は述べた。 「しかし、それは一夜にして実現するものではありません。」

フルーデ氏は、炭素貯蔵の推進が再生可能エネルギーへの取り組みを妨げる可能性があるという議論を認めたが、CCSは発電所で生成される炭素源以外の他の炭素源も閉じ込めることができると指摘した。鉄鋼、セメント、化学工場はいずれも大量の二酸化炭素を排出しているため、再生可能電力に切り替えても、これらの産業が大気中に二酸化炭素を排出するのを止めることはできない、と彼女は述べた。

しかし、炭素は、都合の良い場所であればどこでも地面に閉じ込めることはできません。地質は正しい必要があります。

テキサス州西部の石灰岩の下のような、地面に大きな空洞がたくさんある場所は、地面に洞窟、逃げ道、穴が多すぎるため、適していません。硬い岩には多孔質の空間があまりないため、不浸透性の花崗岩の広大なスラブも機能しません。

「どこでもポンプで排出することはできません」とオルセン氏は言う。

フルーデ氏によると、最適な場所は、ガス会社がすでに膨大な量の化石燃料を地中から除去している地域だという。これらの地域は層状の堆積岩で構成されており、何百万年もの間ガスや石油のポケットを閉じ込めてきたのと同じように、逃げるガスを閉じ込めることができる複数の硬い岩の「キャップ」があります。

そして、さらに良い解決策があります。地下の岩石に二酸化炭素を送り込み、炭素と反応させて、すぐにそれを硬化した岩石 (特に石灰岩と石英) に変えることができます。この炭素は地下に永久に閉じ込められます。

しかし、これにはやはり、玄武岩として知られる古代の溶岩石のようなものを含む適切な地質が必要です。そうは言っても、ニューヨーク市の地下にはそのような岩がたくさんある、とオルセン氏は言う。

「ニューヨークのような場所や、発電所からの大規模な二酸化炭素発生源がある場所では、炭素貯蔵モデルに注目するのは理にかなっています」とオルセン氏は言う。 「そうしないのは愚かだと思います。」

しかし、オルセン氏は、液化二酸化炭素が岩石に変わることを期待して、液化二酸化炭素を地下に注入し始める前に、深い地下をよく調査する必要があると指摘した。

「どの場所も特別だ」と同氏は述べ、科学者は地下が実際に科学者が考えている通りに炭素を捕捉することを確認する必要があると付け加えた。

今後、科学者たちはこのテクノロジーが機能する可能性があることを認識しており、一部の地域ではすでに機能している。問題は、単にどこかで成功したテストサイトのようなものではなく、より大きな社会に役立つようにそれをスケールアップすることです。

「排出量を大幅に削減するには、そこに課題がある」とビエリツキ氏は語った。

この研究の著者らは、これらの保管場所が漏れの可能性について十分に監視されていない場合、炭素の 20 パーセント以上が空気中に逆戻りする可能性があることを発見しました。しかし、これが現実になる可能性は低いです。

カナダ、ノルウェー、米国など、CCS を真剣に検討している、またはすでに使用しているすべての国は、ほぼ確実にこれらのサイトを注意深く監視しているでしょう。

「おそらくそうなるだろう」とビーリック氏は語った。

しかし、漏れを監視し、これらの地下世界を熱心に調査し、高圧炭素をこれらの場所に輸送することは、簡単ではなく、また安価であるとは期待されていません。

「ここには無料のランチはない」とオルセン氏は言う。 「無料で得られる唯一のランチは再生可能エネルギーによるものです。」