温暖化をすぐに止めるためにCO₂を除去するのは途方もない事業となるだろう

温室効果ガス排出量の均衡をより早く達成するための選択肢の一つは、大気中から_{二酸化炭素を積極的に除去することです。これは、エネルギーシステムの移行期に二酸化炭素}除去を開始する方が、気候変動対策目標の達成に向けて移行を急ぐよりも、費用対効果が高く容易であるという考え方です。当然のことながら、タダ飯はあり得ません。これらのアイデアは、その副作用と実現可能性の両面から、多くの批判を受けています。

農作物 vs. BECCS

今週発表された3つの研究は、ネガティブエミッションのいくつかの問題を詳細に検証しています。最初の研究は、主にBECCS（二酸化炭素回収・貯留を伴うバイオエネルギー）に焦点を当てています。これは技術的に魅力的な戦略で、バイオ燃料作物を栽培し、それを燃焼させて発電し、発電所から排出されるCO2を回収して、そのCO2_をどこか（おそらく地中深く）に貯留します。発電による付加価値を考えると、同量のCO2を大気中から回収できる多くの方法よりも安価に見えるでしょう_。そのため、気温上昇を1.5℃または2℃で抑制できる多くの排出シナリオは、その目標を達成するためにBECCSの大規模な導入に依存しています。

主な欠点は、食用作物や森林との土地の競合の可能性です。より明確な全体像を把握するため、この研究ではまず、作物栽培が想定される土地を除外した上で、BECCSの世界規模での潜在的可能性を算出しました。研究者たちは、スイッチグラスやサトウキビなどの作物、あるいは成長の早いポプラなどの木本植物に焦点を当て、これらの用途に転換された土地に存在する植生中の炭素は、当初から失われている（例えば、焼却されている）と仮定しました。彼らは、BECCSに加えて、バイオディーゼルやエタノールなどの液体燃料についても数値を計算しました。これらの燃料から発生するCO2の多くは、_回収されるのではなく、放出されます。

結果は細部にまでこだわることの重要性を浮き彫りにしています。地理的な場所や方法によって、成果は大きく異なるからです。農作物のために土地を開墾すると、気候面で何らかの成果を上げる前に返済しなければならない大きな炭素「負債」が生じる可能性があります。特定の気候帯と土壌タイプにおいてバイオ燃料作物の生産性が高いほど、その負債を早く返済できます。そのため、事業期間、つまり会計期間が長ければ長いほど、状況は良く見える可能性があります。80年間で、ほとんどの地域ではBECCSによって炭素貯留で「利益」を上げることができます。しかし、最初の30年間で見ると、多くの地域では初期の負債を返済できないでしょう。

では、適切な場所に留まり、農地をそのまま残しておけば、BECCSは1.5℃の温暖化シナリオを実現するために必要な二酸化炭素回収量を全て賄えるのでしょうか？研究のシミュレーションによると、完全には達成できないものの、それに近づく可能性はあります。しかし、その取り組みは膨大なものになるでしょう。2100年までに、これらのバイオ燃料作物は、二酸化炭素排出量の減少速度に応じて、地球の陸地面積の5～16%を占めることになります_{。その時点で、BECCS発電所は現在の世界}全体の総発電量を上回る電力を発電していることになります。

タンクを満タンにする

2つ目の研究は、航空機や船舶などの液体バイオ燃料の生産に焦点を当てました。米国東部の複数の研究地点に基づく生態系モデリングを用いて、さらに詳細なスケールに焦点を絞りました。その目的は、一般的な推定値を超えて、土壌プロセスやバイオ燃料生産プロセスの詳細を考慮し、バイオ燃料農地における炭素の正確な移動経路を明らかにすることでした。もし、その土地を森林再生するだけで、より大きな炭素排出量をもたらす可能性があるのでしょうか？

このシナリオは、エタノールまたはバイオ燃料用に栽培されたスイッチグラスを70年間の期間とし、転換地の初期植生を焼却ではなくエネルギー源として収穫することを前提としています。また、スイッチグラスの栽培方法や燃料製造プロセスの改良、そして燃料生産時に排出される炭素の回収の可能性についても検討されています。

当然のことながら、この研究では、農地やかつての牧草地を利用することで、森林をスイッチグラスの栽培に転換するよりもはるかに明確な炭素削減効果がもたらされることが明らかになりました。しかし、農地と牧草地に関しては、既存の方法でさえ、草地に戻すよりも気候への効果が大きいことが分かりました。一方、土地が再植林に適している場合は、再植林はバイオ燃料よりも効果的でしょう。しかし、スイッチグラスの収量とバイオ燃料の生産効率をある程度向上させれば、気候変動緩和効果は再植林を上回ります。つまり、適切な状況であれば、ここには前向きな道筋があると言えるでしょう。

著者らは、「セルロース系バイオ燃料の導入によって気候やその他の生態系サービスにもたらされる恩恵は当然のものではないが、我々のシナリオは、従来型バイオ燃料システムとカーボンネガティブ型バイオ燃料システムが、気候変動問題に対して短期的かつ強力かつ際立った貢献を果たす可能性があることを示している」と述べている。