最近のIPCC報告書と国連の気候変動に関する報告書は、大気中のCO2濃度を抑えるための取り組みを始めるべき重要な時期が来ていることを明確に示しています。その「何か」に取り組んでいるスタートアップ企業は数百社に上ります。
4月に1億1000万ドルを調達したクライムワークスのように、直接大気回収技術に取り組んでいる企業もあります。これらの人工ソリューションは、高価で複雑な機械を用いて大気中の二酸化炭素を回収し、地中に注入して長期貯留します。
しかし、もっと効率的に炭素を固定する方法があり、それはずっと昔から存在しています。それは光合成です。自然由来の解決策は、このアプローチを中心に展開される傾向があります。例えば、植樹や土壌修復などが挙げられます。これらは、ザ・ネイチャー・コンサーバンシーやアメリカン・フォレストといった非営利団体によって推進されてきました。
気候変動緩和の世界では、自然由来の解決策は安価で豊富ですが、森林火災や人間による伐採によって多くの炭素が大気中に放出されるリスクがあるため、短期的な炭素除去策とみなされています。人工的な解決策ははるかに耐久性があり定量化可能ですが、高価で供給が不足しています。
3月にステルスモードを脱したサンフランシスコ拠点のスタートアップ企業Living Carbonは、気候変動に対する自然と工学的解決策の融合に取り組んでいます。同社は、より多くの炭素を貯蔵できるよう、樹木を遺伝子操作しています。
「植物は光合成という、大気中の炭素を固定する独自の力を持っています」とリビング・カーボンの最高科学責任者、ユミン・タオ氏は語る。
このスタートアップ企業は、光合成能力の高い樹木を作り出すことで、その力を高めたいと考えている。
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「このアイデアは、自然のプロセスを活用し、さらに貯蔵能力と耐久性を高めた人工ソリューションを提供することです」と、CEOのマディ・ホール氏は同社について語った。
植物をより大きく、より強く育てるための品種改良や遺伝子操作は、目新しいものではありません。食品・農業の世界では、長年にわたり行われてきました。リビングカーボンが用いている特定の科学的イノベーション、つまり光呼吸と呼ばれる非効率的な生物学的経路を回避する酵素でさえも、数十年にわたって研究されてきた分野です。光呼吸は植物が大気中に二酸化炭素を放出し、光合成で生成されたエネルギーの一部を無駄にしてしまう原因となります。しかし、リビングカーボンは、これらのツールを使ってより多くの食料をより容易かつ安価に生産するのではなく、その生物学的イノベーションを炭素隔離へと転用しています。
「私は、食糧供給に特化して行われている植物バイオテクノロジーの研究の多くを、炭素除去という新たな問題の解決に向けることができるだろうか、というアイデアに魅了されました」とホール氏は語った。
リビングカーボンの真のイノベーションは、タバコ植物向けに開発された光呼吸を抑制する遺伝子組み換えプロセスを、ハイブリッドポプラやテーダマツなどの樹木に導入した点にあります。タオ氏によると、リビングカーボンはカボチャや藻類由来の酵素の遺伝子を樹木に組み込むことで、葉緑体内部で二酸化炭素が分解され、大気中への放出を抑えながらCO2を糖に変換するプロセスがより効率的になるという。このプロセスは、トウモロコシやモロコシなど、光合成効率の高いC4植物に見られる天然のプロセスに基づいています。
「炭素固定量が増えると、植物の成長が速くなり、植物が大きくなります」とタオ氏は述べた。タオ氏によると、植物のバイオマスの約50%は炭素であるため、植物が大きくなれば大気中の炭素量は減少する。
リビング・カーボンが発表した、まだ査読を受けていない研究論文によると、屋内で管理された生育環境での実験で、5か月間で、リビング・カーボンの技術で遺伝子操作された樹木は、対照植物よりも地上部の重量が53%増加したことが判明した。
リビングカーボンの次のステップは、遺伝子組み換え樹木の実地試験です。同社はオレゴン州立大学と4年間の提携契約を結び、樹木研究を継続しており、今月、ペンシルベニア州、ジョージア州、カリフォルニア州の民間地主と共同で植樹を開始しました。
Living Carbonは、急成長を遂げる新たな炭素経済の中で事業を展開しています。同社は、遺伝子組み換え樹木を土地所有者に販売することで利益を得るのではなく、樹木を無料で提供し、植林プロジェクトから生み出される炭素クレジットの権利を保持します。そして、そのクレジットを、自社のネットゼロ化を目指すマイクロソフトやセールスフォース・ドットコムなどの企業バイヤーに販売します。土地所有者も売上の一部を受け取ります。
VerraやThe Gold Standardといった組織は、プロジェクトの炭素クレジットの検証、評価、付与に利用されています。Living Carbonの樹木は遺伝子組み換えによって大きく成長し、より多くの炭素を蓄積するため、この状態が継続すれば、通常の樹木を使ったプロジェクトよりも多くのクレジットを獲得できるでしょう。
「土地所有者は今、優れた遺伝子を持ち、従来の木よりも早く成長する木を植えることができます」とホール氏は述べた。「これは炭素除去を目的として成長を促進するものです。」
Living Carbonは、分解プロセスを遅らせる遺伝子を見つけることで、反対側からのCO2排出量削減にも取り組んでいます。木々はいずれ枯れていく生き物であり、常に予測不可能な山火事のリスクにさらされているため、木々に蓄えられた炭素は真に永続的なものにはなりません。しかし、分解を遅らせることで、そのライフサイクルを長くすることができ、分解過程で排出されるCO2と、森林に残る燃えやすい薪の量を減らすことができます。
「地球規模で分解速度を低下させると、地球規模で土壌中の炭素プールが増加し、その炭素がより長い期間大気中に放出されなくなる」とリビング・カーボンの共同創設者パトリック・メラー氏は述べた。
同社はまた、ニッケルやその他の重金属に対する耐性が高い樹木を作り出すことで、以前は樹木を生育できなかった土地、例えば古い鉱山跡地などでも樹木を生育できるかどうかも研究している。メラー氏によると、リビングカーボンは研究対象となった樹木の中には、ニッケル耐性が高く、分解速度が低いものもあることを実証しているが、これらの研究はまだ屋内での生育試験段階にある。
樹木は、気候危機と闘うための最も強力かつ最も広く利用されているツールの一つです。人間のイノベーションを活用して樹木をさらに強力にしようと、設立3年のこの企業は、Felicis Venturesを筆頭に、Lowercarbon Capital、Goat Capital、Prelude Venturesなどの投資を受け、シリーズAで1,500万ドルを調達しました。
「生物の高度なエネルギー効率の特性を活用し、それを恒久的に炭素を隔離できる方法で実現する能力、それが私たちにとっての究極の目標です」とホール氏は語った。
