海洋学教授らが研究ツールを海水から二酸化炭素を吸い取るスタートアップ企業に転換

10年前、ワシントン大学の海洋学者ジュリアン・サックスとアレックス・ガニオンは、熱帯の楽園で、フランス領ポリネシアの離島を囲むサンゴ礁に対する気候変動の影響を研究していた。

彼らは、化石燃料の燃焼によって生み出される過剰な二酸化炭素の多くを海水が吸収することで起こっている海洋酸性化に注目していた。

科学者たちは今世紀末の海洋環境予測に興味を持ち、深海から二酸化炭素を抽出し、実験場の海水をより酸性度の高い状態に保つシステムを考案しました。この技術は見事に成功しました。

しかし、サックスとガニオンは、サンゴ礁の悲惨な未来をシミュレートするのではなく、海洋の二酸化炭素をさらに大量に除去して処分したらどうなるだろうかと考えました。最も深刻な気候変動を予測するのではなく、それを予防しようとしたらどうなるでしょうか。

2年前、教授らはシアトルを拠点とする新興企業、バンユー・カーボンを共同設立した。同社は海洋から二酸化炭素を抽出し、大気中の二酸化炭素濃度を下げる技術を開発している。

これまでのところ、取り組みは順調に進んでいる。インドネシア語で海水を意味する「バンユ」は、投資家から850万ドルを調達した。フロンティア社とは50万ドルの契約を結び、2026年までに350トンの二酸化炭素を除去する。米国エネルギー省、アクティベート・フェローズ、そして二酸化炭素除去への取り組みを助言する非営利団体オーシャン・ビジョンズなどの支援プログラムからも支援を受けている。

Banyuは、ワシントン大学キャンパス内のスタートアップインキュベーターであるCoMotion Labsに拠点を置いています。霧雨のシアトルは、太陽が降り注ぐ熱帯地方ほど魅力的ではないかもしれませんが、サックス氏は気候変動に取り組むことに大きな喜びを感じています。

「何が問題なのかを研究し、その問題について教えた後、その問題の解決策、あるいは潜在的な解決策に取り組めることは、まさに恵みです」とサックス氏は語った。「まさに贈り物です。」

海から炭素を引き出す

世界が危険なほどの温暖化に向かって突き進む中、国際的な専門家たちは、最悪の気候変動を回避するためには炭素除去が不可欠だと勧告しています。多くのスタートアップ企業が、大気中の炭素を吸収・回収する手法を考案しています。しかし、大きな課題の一つは、大気中の二酸化炭素濃度が、効率的に吸引するのが困難なレベルにあることです。

サックス氏とガニオン氏の解決策は、大気中よりも高い濃度で二酸化炭素を濃縮する海洋の自然特性を利用したもので、他のスタートアップ企業もこれに追随しています。非営利団体[C]Worthyは、海洋ベースの二酸化炭素除去に取り組むスタートアップ企業19社をリストアップしています。

「海の広大な面積と自然の化学反応を利用した新たな二酸化炭素除去技術は、大規模な炭素削減の手段として有望だ」と、オーシャン・ビジョンズのシニア・プログラム・オフィサー、ニヒル・ニーラカンタン氏は、バンユを含む最新の「ランチパッド」プログラム・コホートを発表した際に述べた。

スタートアップ企業は、海藻の栽培や電気分解といった除去戦略を追求しています。バンユ社の技術の秘密は、「可逆性光酸」と呼ばれる特殊な化学物質です。

スタートアップ企業のラボで行われたデモでは、血のように赤い光酸溶液がフラスコの中で攪拌されている。サックス氏はLEDライトを点灯させ、ガラスに光を当てて反応を誘発する。

「光酸分子の形状を変化させます」とサックス氏は説明する。「そして、それが起こると、陽子が放出され、色が変わり、異なる方法で光を吸収し始めます。」

まるで魔法のように、液体は急速にオレンジ色に変わり、そして淡黄色になります。放出されたプロトンは溶液を酸性に変化させます。光が遮られると、この効果は逆転し、化学物質は元の状態に戻り、溶液は再びアルカリ性に戻ります。

このスタートアップ企業の二酸化炭素除去システムでは、太陽光が化学物質を活性化し、酸性の陽子が海水タンクに流れ込みます。すると、炭酸飲料のように、水から二酸化炭素が泡立ちます。システムは二酸化炭素を回収して処分し、陽子を光酸に戻します。海水は海に戻されます。

この光酸は、分解が始まるまで10日間リサイクル・再利用できる不思議な化学物質で、研究者たちはその寿命を延ばす研究を進めています。比較的安価な原料から作られており、入手困難な金属や微量元素、あるいは有毒元素は含まれていません。

そして、このシステムはいずれにせよ太陽光を必要とするため、バンユーの共同設立者たちは装置にソーラーパネルを追加し、余分な光線を利用して装置のポンプや機械を動かすためのエネルギーを生産している。

「まさに商品だ」

今夏、バンユーのチームはワシントン大学フライデーハーバー研究所に自社技術の試験版を導入する予定です。この海洋研究施設では既に科学研究のために海水を汲み上げており、バンユーはその一部を回収します。このプロジェクトの目標は、1キログラムの二酸化炭素を除去することです。

そこからバンユーはパートナーと協力し、米国最大の石油精製所の近く、また二酸化炭素回収・地中貯留のインフラ整備も行われているテキサス州ポートアーサーでの商業実証の準備を進めている。

同社は従業員6名を抱えており、少なくとも5名の追加雇用のための資金を確保しています。バンユーは2回のベンチャーキャピタルラウンドで資金を調達しており、1回はグランサム環境保護財団が主導した約200万ドルのプレシードラウンド、もう1回はグランサム、ユナイテッド・エアラインズ・ベンチャーズ、カーボン・リムーバル・パートナーズ、リジェン・ベンチャーズなどの投資家による650万ドルのシードラウンドです。

このスタートアップ企業は、国立科学財団から27万ドルの中小企業革新研究助成金も受け取った。

サックス氏によると、バンユの技術は実証されれば、幅広い場所で展開できる可能性があるという。必要なのは、海洋へのアクセスと、回収した炭素を地層に閉じ込めるか、持続可能な航空燃料などの製品にリサイクルする手段だ。このシステムには土地も必要だ。年間1キロトンの二酸化炭素を除去できる規模の設備には、約5,000平方メートルの敷地が必要になると予想されている。これはサッカー場よりわずかに小さい程度だ。

この技術は研究室では有望視されているものの、今後は大きなハードルが待ち受けている。

ハワイ大学の海洋学者デビッド・ホー氏は、海水から二酸化炭素を抽出しようとする企業は、多くの課題に直面していると述べた。その課題には、除去された二酸化炭素量を正確に監視、報告、検証することが含まれる。海水から二酸化炭素が除去されると、海は大気から二酸化炭素を吸収する能力を新たに得るが、その量を計算するのは難しい場合がある。

海から水を汲み出すと、海洋生態系や海洋生物にも危険が及びます。

同時に、海洋二酸化炭素除去会計に取り組む[C]Worthyの共同設立者であるホー氏は、全体的なアプローチは陸上ベースの戦略よりも「規模を拡大する可能性が高い」と考えています。

ホー氏によると、バンユ社の最大の強みは、そのアプローチのエネルギー効率にある。「バンユ社にとっての課題は、同社の光酸と、それを大規模かつ経済的に運用できる能力にあります」と彼は述べた。

サックス社はコストの問題を認め、除去される二酸化炭素1トンあたり100ドルから200ドルの価格を目指していると述べた。フロンティア社との現在の契約では、1トンあたり1,400ドル弱のコストとなっている。

「永久的な炭素除去がどこから来るかなんて誰も気にしません。CO2分子はどれも、それが永久に消え去ることが証明できれば同じです」と彼は言った。「人々は一番安いものを買うだけです。まさにコモディティです。価格がすべてです。」