Direct Air Capture（DAC）技術の詳細解説
Direct Air Capture（DAC）は、大気中から直接二酸化炭素（CO₂）を捕捉・除去する技術です。合成燃料（e-fuels）の生産で重要な役割を果たし、CO₂を原料として活用することでカーボンニュートラルを実現します。特にEUのe-fuels規制では、気候中立性を確保するためCO₂源として100% DAC由来が求められる場合が多く、点源捕捉（工場排ガスなど）は制限されます。
DACの主な技術方式
DACは主に2つの成熟したアプローチに分けられます：
- 液体DAC（Liquid DAC: L-DAC）
- 代表企業: Carbon Engineering（カナダ、Occidental Petroleumの子会社1PointFiveが商用化）。
- プロセス:
- 大気を強アルカリ溶液（水酸化カリウム: KOH）と接触させ、CO₂を炭酸塩に変換。
- ペレット化後、高温（900℃前後）で加熱（カルシナー）し、純粋CO₂を放出・回収。
- 再生された溶液をリサイクル。
- エネルギー: 高温熱が必要（天然ガスや再生エネ由来）。
- 利点: 大規模連続運転に適し、1施設でメガトン級捕捉可能。
- 2025年更新: 1PointFiveのStratos施設（テキサス）が2025年中盤稼働予定で、世界最大の年50万トン捕捉を目指す。
- 固体DAC（Solid DAC: S-DAC）
- 代表企業: Climeworks（スイス）、Heirloom Carbon Technologies（米国）。
- プロセス:
- 固体吸着材（アミン系フィルターやゼオライトなど）に大気を通過させCO₂を吸着。
- 中温（80-120℃）または真空で加熱し、CO₂を脱着・回収。
- フィルターを再生して繰り返し使用。
- エネルギー: 主に低中温熱と電力（地熱や太陽熱活用）。
- 利点: モジュール式で柔軟、ダウンタイムが少ない。
- 2025年更新: ClimeworksのMammoth施設（アイスランド）が稼働中、設計能力年3.6万トン（実際捕捉はフィルター問題で低調だが改善中）。Heirloomは炭酸カルシウムを使った低コストアプローチ。
その他新興技術: 電気化学DAC（ESA）、水分変動吸着（MSA）、膜分離など、開発段階。
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エネルギー要件と効率
- DACはエネルギー集約的: 1トンCO₂捕捉あたり1.5-2.5 MWhの電力 + 熱エネルギー。
- 再生エネ（風力・太陽光・地熱）依存で、立地が鍵（アイスランドの地熱活用例）。
- 全体効率: 捕捉率90%以上可能だが、ライフサイクルでネット除去を確保。
コストの現状と見通し（2025年時点）
- 現在の捕捉コスト: 400-1,000 USD/トン（規模・技術による）。
- Climeworks: 過去700-1,200 USD、改善中。
- Carbon Engineering: 大規模化で97-168 USD（2025年推定）。
- 将来: スケールアップと技術進化で100 USD/トン以下を目指す（2030-2050年）。GoogleのHolocene契約例で早期に100 USD達成の動き。
- 主因: 設備費（エアコンタクターが半分以上）、エネルギー費。低炭素エネルギー活用で低下。
主な企業とプロジェクト（2025年更新）
- Climeworks: Mammoth（年3.6万トン、アイスランド）。Orcaの10倍規模。
- 1PointFive / Carbon Engineering / Occidental: Stratos（年50万トン、テキサス、2025稼働）。南テキサスハブで1Mt目指す。
- Heirloom: 低コスト鉱物化アプローチ、Project Cypress（Climeworks共同、1Mt目標）。
- その他: CarbonCapture Inc.（モジュール式）、Capture6など。グローバルDAC企業150社超。
e-fuelsとの関連とEU要件
EUの2035年以降内燃機関車容認では、e-fuelsのCO₂源として100% DAC由来が厳格に要求され、気候中立性（GHG削減100%）を確保。点源CO₂はネット増加を招くため制限。DACはe-fuelsのボトルネックだが、供給拡大で自動車用ニッチ（高級車）から航空・船舶優先へ。
課題と展望
- 課題: 高コスト、大量エネルギー需要、供給不足（2035年で道路燃料の数%しか賄えず）。
- 展望: 政策支援（米国DOEハブ、EU認証枠組み）でスケールアップ。2050年までにギガトン級除去が必要で、DACはCDR（Carbon Dioxide Removal）の鍵技術。
DACは合成燃料の実用化を支える基盤技術ですが、コスト低減とエネルギー供給が今後の鍵です。EUの転換政策では、DAC進展が内燃機関車の存続幅を決める要素となります。
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