大気中の二酸化炭素を分離する装置の開発に成功 98
分離した二酸化炭素はどうしようか 部門より
Anonymous Coward 曰く、
本家Slashdotの記事を見てびっくりしたのだけども、Global Research Technologiesという企業とColumbia Universityが、大気中から二酸化炭素を抽出する装置のプロトタイプのデモに成功したらしい。
この装置は、毎年1,000tの二酸化炭素を大気から分離することができ、100万台で10億tを除去できるとのこと。産業革命以前の二酸化炭素濃度を維持するためには、2025年までに110億tの二酸化炭素排出を削減する必要があるとのことで、元記事ではこれに期待する 記述が並んでいるが、この装置の原理や動かすためのエネルギー等についてはよく分からない。うーん。
調べてみたところ、Global Research Technologiesは、2004年にコロンビア大のKlaus Lacknerの発想を実現するために作られた企業。Lacknerの発想は、Discovery Magazineの2005/10/24の記事で読むことができる。
このシステムは、基本的には水酸化ナトリウムに二酸化炭素を吸着させるものである。水酸化ナトリウムは炭酸ナトリウムに変化するが、これを水酸化カルシウムと水溶液中で反応させて、水酸化ナトリウムと炭酸カルシウムに変える。炭酸カルシウムは熱して酸化カルシウムと二酸化炭素に分離させる。このとき、純粋な二酸化炭素が(大気から分離して)取り出されることになる。酸化カルシウムは水と化合させて水酸化カルシウムに戻すことになる。
2004年のNEDOワシントン事務所のデイリーリポート(10月25日号)によると、エネルギー源は風力利用を想定しているとのこと。ただ、プレスリリースについているイメージには、風力施設は見られない。なお、Global Research Technologies設立当初には、この装置には膨大なエネルギーが必要であり、むしろ二酸化炭素排出量増加の可能性があるとの批判もあったようだ。
できるなら (スコア:2, 興味深い)
例えば各家庭の屋根に太陽電池を設置します。日中は留守の家庭が多いので電力はそれほどが必要が無いから発電した電力はせっせとメタノールにして蓄え、夜間は蓄えたメタノールを使って燃料電池で発電するとか。あまったメタノールは、メタノール回収業者が集めて、足りないところに販売する。これは既存の灯油宅配業者とかプロパンガス業者を利用できるなぁ。普及が進んでくれば発電所の数を減らすとかすれば、どうでしょうか。
・・・で、普及が進んで安くなってくると、大気中の二酸化炭素が減りすぎて問題になったりして・・・。
Re:できるなら (スコア:2, 参考になる)
光反応でメタノールまで生成できたというのは、
たしか、報告例がなかったんじゃないかな。（１例あったかな？もう忘れた）
いわゆる人工光合成の分野ですが、実現はとても難しいです。
ＣＯ２→ＣＯまでは光触媒で結構進みますが、
その光触媒も触媒サイクルが短いとか、紫外線でないと働かないとか。
Re:できるなら (スコア:1)
ですので、通常は系統連系といって、生み出した電力を送電線に戻して(売電)して
います。地域全体をまかなうほどの電力を、家の上のパネルからでは生成できないので、
そうやって発電所からの電力を補う形で使っています。
一旦他のエネルギー形態に変換する、あるいは電力そのものを蓄えるためには、
それなりの設備が必要なので、今必要なところに回してしまえ、ということが
一番素直ではないかと。
非常に疑問 (スコア:2, 参考になる)
どういったサイクルで装置を稼動させるのか分かりませんが、1年1サイクルの
稼動で1000トンの二酸化炭素を吸収する計画であれば、装置内にはそれを吸収
するだけの水酸化ナトリウムが必要です。
1000トンの二酸化炭素を吸収するのに必要な水酸化ナトリウムの量は、
H2O + CO2 → H2CO3
H2CO3 + 2 NaOH → Na2CO3 + 2 H2O
分子量はCO2が44、NaOHが40なので、1000t /44 *(40*2) ≒ 1820トン
100万台体制で10億トンの二酸化炭素を吸収する計画であれば、装置に必要な
水酸化ナトリウム量は実に18億トン。
Wikipediaによると、水酸化ナトリウムの世界生産量は4218万トン（2001年） [wikipedia.org]
なので全世界の43年分の生産量が必要です。（単純に「水酸化ナトリウムを
増産すればいいのでは」と思う人は、水酸化ナトリウムと同時に生成される
塩素の用途も考慮してください）
「2025年までに110億tの二酸化炭素排出を削減」というレベルではとても間に
合いません。
# この程度の計算は、きっと発案者もやっているだろうと思いますが。
炭酸以外の酸性ガス（亜硫酸、亜硝酸）で吸着剤が劣化するだろうとか、他にも
疑問点は多々あるのですが、とりあえず「装置を作るだけの原料がない」ことを
示せば十分でしょう。
Re:非常に疑問 (スコア:1)
この装置でそんなばかげた長いサイクルをやるとはとても思えません．
反応自体はすぐに済む簡単なものしか使ってませんし，普通に設計すればサイクルに1日も必要ない
レベルです．連続的にフローさせるようにして一日に数十サイクル相当とかそういう設計になるかと．
#そもそも，何で年に1サイクルとかいう非現実的なとんでもない値を仮定されたのでしょうか？
Re:非常に疑問 (スコア:1)
First Successful Demonstration of Carbon Dioxide Air Capture Technology Achieved [physorg.com]
この記事は本家のストーリーで採り上げられたときには読みました [slashdot.jp]が、
残念ながら元論文は参照できていません。
元論文で違う値が出ているなら教えてください。計算しなおします。
個人的な見解としては、「10平方メートルの開口部を1年運用で1000トン吸収」は
別に「非現実的なとんでもない値を仮定」とは思えません。
# むしろ、大気中に400ppmも含まれていない二酸化炭素を1000トン、1日で
# 集められると仮定されるほうが疑問ですが、それを実現する「普通の設計」
# とはどのようなものでしょう。
Re:非常に疑問 (スコア:1)
（元記事の値は、「1年に収集できる量」であって「サイクル」とは言ってない）
確かにフィルター交換サイクルを短くすれば水酸化ナトリウム量は削減できる
かもしれません。
なんにしても、元論文でどう考えているのかは参照したいところです。
Re:非常に疑問 (スコア:1)
なんでこの装置だけで二酸化炭素を減らそうと考えるんでしょうか？
この装置自身も二酸化炭素削減のための一つの手段として、
他の方法や分野でも二酸化炭素を減らす努力は十分必要だと思うのですが。
削減のための１つの方法としての提示であれば、プロトタイプということもあり、
これはこれで十分かと思うんですけどねぇ・・・・
Re:非常に疑問 (スコア:1)
別にこの装置だけでどうこうできるとは思っていませんよ。
「そもそも、発案者がこの装置で達成目標としている値そのものに実現性がない」
ということを指摘しているに過ぎません。
Re:非常に疑問 (スコア:1)
ご存知であれば計算しなおしますので教えてください。
Re:非常に疑問 (スコア:1)
１サイクルを１年とした理由は何でしょう？１サイクルを１日とした場合は必要となる苛性ソーダの量は1/365になると思いますが。
それはさておき。
大気中の炭酸ガス濃度は0.037%程度である事を考えると、2.7t/日(1000t/年)の炭酸ガスを大気から回収する場合、処理しなければならない空気量は377万立米/日、43.6立米/秒ですね。ボイラーの廃ガスや自動車の排気ガス等の炭酸ガス濃度が通常よりも相当に高い空気を扱う方が効率的ですね。となると、反応速度重視と思われる苛性ソーダ＋消石灰のサイクルでなくても、生石灰単一のサイクルでも良さそうに思えます。
まあ、技術的な可否と事業的な可否は異なるものですし、またその様な可否と投資家への訴求力も異なりますから。
どうもね (スコア:2, すばらしい洞察)
なぜ24コメントもついてるのにみんな気付いてないのかと。
Re:どうもね (スコア:5, すばらしい洞察)
この計画の目的は株価をつり上げるためです．
別に二酸化炭素が増えようが，緑が減ろうが関係ない．
投資家の気を引いて，株価を上げるためには
”夢の新技術”と言った派手な売り文句が必要なのです．
業務計画が「植林します！」じゃ /. にさえスルーされますよ．
Re:どうもね (スコア:2, おもしろおかしい)
一方ロシアは(略
と書こうと思ったけどマンネリだから自粛したんだよ。
Re:どうもね (スコア:2, すばらしい洞察)
藻類のような下等な生物を使った方が効率はいい。
問題は利用方法。
notice : I ignore an anonymous contribution.
Re:どうもね (スコア:1)
炭素を循環サイクルから除去することを考えると、こういった方法にならざるを得ないでしょう。
Re:どうもね (スコア:1)
伐採した大量の木材は・・・邪魔だから燃やそう。じゃなくて、どうしたもんですかね。
海水より比重が重い木を育てて、海溝に捨てるとか・・・
（そんな木があったとしても成長が遅そうだなあ）
二酸化炭素って悪いの？ (スコア:1, すばらしい洞察)
どうも最近気になる風潮が・・・
二酸化炭素を減らせればそれだけで良いって・・・
二酸化炭素が単に減るだけでいいんですか？
温室効果ガスと言われて目の敵にされていますが
むしろ二酸化炭素と同時に排出されるものが有害だと思うのです。
排出規制というのは、それを抑える意味でよいとは思いますが
二酸化炭素を減らされても・・・という気分です。
今の大気系は、植物の光合成によって二酸化炭素を酸素に変換する
ことで回っていると思うのですが、二酸化炭素だけ減らされると
植物を含め他に悪影響が無いか気になります。
しかし何より怖いのは、
「二酸化炭素除去装置、これだけ動かしてるから
ウチの国は排出量の基準クリアね」
という逃げ道にされることです・・・・・・
# 個人的な主観では、
# 二酸化炭素大気から除去して何が嬉しいんだか、ケッ。という気分。
# もっと他に除去するものがあるだろうに・・・
Re:二酸化炭素って悪いの？ (スコア:1, 興味深い)
それでいいと思いますよ。なんでかというと、
> 今の大気系は、植物の光合成によって二酸化炭素を酸素に変換する
> ことで回っていると思うのですが、二酸化炭素だけ減らされると
> 植物を含め他に悪影響が無いか気になります。
っていいますけど、光合成などの二酸化炭素の吸収速度よりも、
二酸化炭素の増加速度が大きいから、二酸化炭素が大気中に蓄積されているんでしょ？
二酸化炭素が減りすぎ、なんていう事態はいまのところ夢のまた夢でしょう。
それに、植物だって夜間など、光がなければ二酸化炭素を放出してますし。
> 温室効果ガスと言われて目の敵にされていますが
> むしろ二酸化炭素と同時に排出されるものが有害だと思うのです。
> 排出規制というのは、それを抑える意味でよいとは思いますが
> 二酸化炭素を減らされても・・・という気分です。
化石燃料に話を絞りますが、化石燃料を大気中で燃焼した場合の排気ガスの組成を考えてください。
一番目は窒素ですが、二番目、三番目は？それらの比は？
最低でも高校化学の知識でわかります。
え？ネタにマジレスだった？
Re:二酸化炭素って悪いの？ (スコア:1)
それとも二酸化炭素を二酸化炭素(の化合物)のままで大気中から取り出すだけだと、大気中の酸素濃度が下がっちゃってまずいって話？。
Re:二酸化炭素って悪いの？ (スコア:0)
「すばらしい洞察」なんだけど、
>二酸化炭素が単に減るだけでいいんですか？
>温室効果ガスと言われて目の敵にされていますが
>むしろ二酸化炭素と同時に排出されるものが有害だと思うのです。
この「同時に排出されるもの」をコメント中で明確にしていないで批判をしている点で
似非科学的コメントですね
>しかし何より怖いのは、
>「二酸化炭素除去装置、これだけ動かしてるから
> ウチの国は排出量の基準クリアね」
>という逃げ道にされることです・・・・・・
これも排出権取引市場の黒さとか知っていると（発言規制）なのだけども…
Re:二酸化炭素って悪いの？ (スコア:1)
＞似非科学的コメントですね
おＫ。
炭素、硫黄、ジハイドロキシオキシゲン、あたりでしょうか。
取りあえず言いたかったのは、車が走ったり、工場煙突から
出たもののうち二酸化炭素だけ騒ぎすぎーって事でした。
出るものを減らすのと、出たものを減らすのは同じようでいて
二酸化炭素だけに注目しているので実は意味が全然違うよねー、と。
# 何故誰も言わないのかというと二酸化炭素が既に市場を形成しているからなんだろうなぁ・・・
# 全く誰が考えたんだこんな似非エコ市場
Re:二酸化炭素って悪いの？ (スコア:1, おもしろおかしい)
#このトピックの書き込みを見ていると、日本の理科教育はそうとうまずいなぁ、という印象を受けた。
Re:二酸化炭素って悪いの？ (スコア:1)
> #このトピックの書き込みを見ていると、日本の理科教育はそうとうまずいなぁ、という印象を受けた。
っていうのは、まったくそのとおりですよね。
かなり危機感を感じます。
ジハイドロキシオキシゲン＝一酸化二水素(DihyrodogenMonooxide:DHMO)＝Ｈ２Ｏ＝水
っていうのは、わかんないのかな・・・。
（ネタにマジレスしたかなぁ？）
Re:二酸化炭素って悪いの？ (スコア:1)
たぶん、エコノミーとくっつけたのがそもそもの間違いなんだよ。
貨幣は他の価値の代替にはならないという事例がまた一つ積み上がったということで。
Re:二酸化炭素って悪いの？ (スコア:2, 興味深い)
> 知らないけれど、仮に全てが人間によるものだとする。
もともと0.03%くらいだった、ってのは常識だと思ってたけど。
正確には、産業革命以前は280ppm (0.028%) だったようです。 [tohoku.ac.jp]
> 0.04％と言えども温暖化係数がめちゃくちゃ大きければ意
> 味を持つが、不幸にして、二酸化炭素の温暖化係数は「1」
> なのでありました。
えっと、0.04%という数字が非常に小さい数であるという
印象を持っていらっしゃるのではないでしょうか？
それは違いますよ。二酸化炭素は大気中に、窒素、酸素、
アルゴンに次ぐ量があります。これはかなりの大きな
量です。
ちなみに、二酸化炭素の量の増加予測と、それに基づく
気候予測シミュレーションは、ぐぐれば出てきますよ。
地球シミュレータを使ったのだって、あります。
Re:二酸化炭素って悪いの？ (スコア:1, すばらしい洞察)
ほとんどは水蒸気によるものです。が、地球の水蒸気の
量なんて昔から一定ですし、逆に、水蒸気による温室効果が
あってこそ、地球が今までのような気候を保てているわけです。
もし水蒸気による温室効果がなくなれば、地球は極寒の地に
なることでしょう。また、もし、大気中の水蒸気量が急激に
変化しているという兆候があれば、憂慮の対象になるでしょうが、
そんなことはないと思います。（もしそんなことがあれば、
地球の環境はすでに大規模な変化を受けてしまった後のこと
でしょう）。
メタンの温暖化係数は、検索してみると、21とか23とか40とか
出てきます。これは、二酸化炭素の21～40倍もの温室効果が
あるということですが、大気中のメタン濃度は二酸化炭素よりも
ずっと低い（二酸化炭素400ppm程度、メタン2ppm程度）ので、
やはり全体としては二酸化炭素のほうが温室効果が高いです。
さらに、産業革命以降における二酸化炭素の増加量は約100ppm
程度ですが、この二酸化炭素による温室効果の増加分だけで、
メタンによる温室効果全体を軽く上回ってしまいます。
なお、メタンの大気中濃度は、かなりの速さで上昇している
らしいので、将来的には問題になるかもしれません。
（二酸化炭素に匹敵するほどではなさそうですが）。
ドライアイスが百十億屯 (スコア:1)
必要電力、エネルギーをクリーンなもので賄えたとして、この装置で分離した
二酸化炭素はどう始末つけるんですか？
Re:ドライアイスが百十億屯 (スコア:2, おもしろおかしい)
Re:ドライアイスが百十億屯 (スコア:1, 興味深い)
# 大気中の二酸化炭素濃度対策なら、
# 木を植えまくって切りまくって地面に埋めまくるのが手っ取り早いと思うけど。
常時運転する必要はなさそうだから、水力発電や原子力発電の余剰電力（ピーク時に合わせて発電所を設計すると、需要が少ないときに電気が余る）が使えないかしらね。
# 電力会社はCO2放出量もさすがに多いから、
# そういった努力をしてみるのも悪くないと思う。
Re:ドライアイスが百十億屯 (スコア:1)
セメント原料とか、いろいろ使えるでしょ?
無理して二酸化炭素単体まで持っていく必要ないんじゃないかと....。
セメント (スコア:1)
だから、コンクリートが固まるときは空気中の炭酸ガスが必要なのでは？(気硬性セメントの場合)
the.ACount
Re:ドライアイスが百十億屯 (スコア:1)
セメント材料よりも普通の砂利として出荷されるものが多いし。
山林を伐採して露天採掘している石灰石鉱山の現状を考えると
自然破壊とか環境破壊といった言葉が浮かんできます。
まあ石灰石のまま使用する分には炭酸ガスに戻るわけではない
ので、温暖化とは直接関係ないですけどね。
Re:ドライアイスが百十億屯 (スコア:0)
Re:ドライアイスが百十億屯 (スコア:0)
つ二酸化炭素の海底下地層貯留、検討へ [srad.jp]
眉唾な話に思えるのですが (スコア:1)
本当に出来るものなのか、いまいち納得できません。
リンク先を見ても、「CO2を分離したよ」以上の事は書いて無いようですし。
現実に可能な事ならば、それはすばらしい事だとは思いますがね。
装置の稼動に、回収するCO2以上のエネルギー損失が発生しそうな予感がします。
Re:眉唾な話に思えるのですが (スコア:2, 参考になる)
大気の酸性度は、二酸化炭素や窒素酸化物、硫黄酸化物で、だいたい決まります。
酸性雨の元である窒素酸化物や硫黄酸化物がない場合は、大気の酸性度は5.8くらい。
つまり、通常は大気は酸性です。
そこに、アルカリ性のものを持って行けば、両者は反応（中和）します。
水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）は、ものすごく強いアルカリ性です。
そこに酸性であるCO2があれば、簡単に反応します。
水酸化ナトリウム水溶液をポリ瓶に保存して使い回していると、
結構簡単に瓶の口に白色固体（炭酸ナトリウム）が蓄積します。
本当は、同じアルカリ性でもアミン類を使った方が、反応効率はいいはずです。
でも、これらは揮発性が高く、しかも悪臭なので一般には使えない。
水酸化ナトリウム水溶液は揮発性はない（はず）だし、安価でもあるので、
こういった一般化をねらうには適任かと。
でも、効率よく反応させるには表面積が必要でしょう。
どうやってそれを得るのか、
その広い表面積からどうやって選択的・効率的に炭酸ナトリウムを排出させるのか。
炭酸ナトリウムから二酸化炭素を分離するサイクルに、エネルギー的な不利がないのか・・・
soltioxさんと同様に、ちょっと疑問が残る方法と感じます。
Re:眉唾な話に思えるのですが (スコア:1)
意味が良く分からないんですが、大気中に放散してしまった炭酸ガスを回収するのですから、エネルギーを消費するのは当たり前ではなかろうかと。
ではなくて、回収した炭酸ガス以上にエネルギー由来の炭酸ガスの放出があると困る、ならは首肯出来ます。まあ、東京原発よろしく、23区内に原発でも作ってやるのがよさけかと。
Re:眉唾な話に思えるのですが (スコア:2, 興味深い)
世の中が便利になって人口密度が上がって排熱が増える、
あるいは都市がアスファルトやコンクリートで覆われて
植物が減って太陽光が光合成に回される代わりに
地熱をより温める結果となると
まぁ、詳細な原因はどうであれ、
都市部におけるヒートアイランド現象みたいに
排熱がよどんで、それらの場所では冷房なしでは生活できない。
実際、首都圏の熱帯夜は冷房なしでは大分きつい。
で、冷房の稼働率が上がって結局排熱が積み重なっていく。
便利になったはずの世の中で、冷房なくして生活できない。
冷房を使うことが広まると、皆が冷房を使わないと耐えられなくなる。
排熱が二酸化炭素で、冷房がこの装置みたいですよね。
そう考えると、こういった装置って救済措置があるが故に
森林破壊や二酸化炭素の増加につながる行為が普及してしまうかもしれない。
景気回復とか高度経済成長というスローガンの元に。
で、この装置を全力稼働させてどうにか均衡がとれる
そんな世の中になってしまうのかもしれない。
・・・とまぁ、そういう危惧もあるのかな、と。
すみません、ホント非科学的なイメージの話しで。
Re:眉唾な話に思えるのですが (スコア:3, 興味深い)
一つの惑星において、熱（エネルギー）を生成する地域と、余剰の熱を排出する地域が描かれています。 生成地域の住民は虐げられ、排出地域の住民は、権力と富を享受する。
作中では、エネルギーを利用するのはたやすくても、その余りをどうするかが問題、という論調。 排出（放熱）できる地域がかなりの権力を有していました。
二酸化炭素も似たような状況かも。 権利が売買されていますから。
1970年代からオゾン層破壊に警鐘を鳴らし、人口増加の危険を訴えてきた著者らしく、環境問題を別の切り口で見せてくれたのかな、と思う。
Re:眉唾な話に思えるのですが (スコア:0)
「大気からCO2を分離する」ぐらいなら、
「本当出来るか納得できない」とか「回収するCO2以上の…」ってほどじゃないでしょう。
最大の問題は「回収したCO2をどう処理するか」ってところじゃないですかね。
分離するだけなら (スコア:1)
エネルギー消費が少ないのがキモなんじゃなかろうか。
# でなけりゃただの「りかのじっけん」だな。あるいは別解のヒントになるか。
それとも、取り出した二酸化炭素の純度が高いのがキモ？
Re:分離するだけなら (スコア:1)
普通に蒸留すればいいはず。
しかも歴史ある単純な構造の機械で十分。
ポンプで圧縮して冷やして分離して終わり。
濃度もこっちのほうが高そう。
(エネルギー的な無駄が大きくなるとは思うけど)
問題は、いかに有機物に固定するかじゃないかなぁ。
太陽エネルギーだけで、有機物に固定できればいいけど、
そうでなければ、CO2の濃度をいじってるだけにすぎなくて。
しかもエネルギー使うから、何のために何をやっているの？と。
Cの固定(=エネルギー・資源への循環)が、Cの大気への放出に比べて、うまく行かないから、問題が解決されないんでしょ？
CO2問題/温暖化問題は、広い意味で考えれば、短期サイクルで回らないように、資源・エネルギーを使うから発生してる訳で。
(例:バイオエタノール。)(細かい議論は無視してます)
これは果たして、短期サイクルで回るエネルギー・炭素循環モデルの構築に寄与するんでしょうか。
CO2を集めるのは、大気からCO2を抜き取ってしまおう、そうすれば解決する(というか、CO2の長期循環サイクル、エネルギー・資源の短期循環サイクルの解決の先延ばしができる)、というような無謀な論理にしか思えません。
実際、そんなにたくさんCO2集められるの？
それに使うエネルギーや資源は膨大だと思うけど、調達できるの？
もし、調達できるなら、別の方策も可能じゃない？
(藻を利用した炭素固定モジュールの大量生産・配置等)
Re:分離するだけなら (スコア:1)
エタノールとか油脂類、最悪でも炭が得られればよし。赤道直下の海上に作っても電気よりは持って来やすいし。
# 生物使っても良いんだろうけど。
実用化してはいけないもの (スコア:1)
植物にとっては必要不可欠なものです。二酸化炭素が減れば、酸素の生産や
炭素の固定化も減ってしまいます。植物をこれ以上減らさずに、逆に増やす
方面の努力の方が必要不可欠ではないでしょうか。
純粋な二酸化炭素にするのがキモ？ (スコア:0)
#ソーダ水スキーなのでぜひ飲み水に！ゲフッ
Re:純粋な二酸化炭素にするのがキモ？ (スコア:3, おもしろおかしい)
# 牛さんとか羊さんも!
取り出しちまって・・・ (スコア:0)
大気が窒素だらけになりそうだなぁ・・・
それってすでに (スコア:0)
いや、ほんとに空中に浮かぶ庭園があるって思ってたんですよ。古代文明ってすごいんだなって。
Re:それってすでに (スコア:1)
地球の自転と同じ速度で飛行させれば問題無しです。
＃時速1600Kmで飛行する巨大建造物（ぉ