第三に、セメントは、二酸化炭素を吸収して無機化する新しい結合剤に取って代わられることがあります。 (CO2 コンクリートを参照)

第四に、最も推測的ですが、EU の Low Emissions Intensity Lime & Cement (LEILAC) プロジェクトによって推進されている有望な技術です。 セメントと石灰の製造工程は、化学反応（化石燃料の燃焼ではない）を伴うため、必然的にCO2を排出します。 LEILAC は、プロセスを微調整して、簡単に回収して隔離または再利用できる精製された CO2 排出ストリームを作成しようとしています。

少なくとも理論的には、セメント製造プロセスからの精製された CO2 排出物を回収し、次に CO2 鉱物化結合剤と CO2 系骨材を混合して、プロセスに再投入することが想像されます。 もし、このようなことが実現すれば、（まだ世界のどこでも実現されてはいないが）ライフサイクルベースで真にカーボン・ネガティブな建材となる可能性がある。 それは、純排出量 (CO2ρ) を削減するだけでなく、炭素 (CO2s) を半永久的に貯蔵することになります。

しかし、セメントが CO2s ではなく CO2ρ だけ達成したとしても、ここでの機会は大きく、直接的です。 これらの技術 (少なくとも最初の 2 つ) は確立された比較的低エネルギーで、潜在的に数十億トン規模の炭素隔離をもたらす可能性があります。 その代わりに空気中の炭素を使って作ることができます。

「合成燃料」は、さまざまな方法、さまざまなプロセス、化学的性質で作ることができ、結果としてさまざまな燃料が生まれます。

合成燃料について考える最も簡単な方法は、炭素ベースの分子（通常はCO2）、水素、エネルギーの3つのものの混合物として考えることです。 エネルギーは、炭素から酸素を引き離し、炭素を水素にくっつけるために使われます。

得られた燃料の炭素集約度は、CO2、電気、水素の3つの要素すべての供給源に依存します。

CO2が地下堆積物から、電気が化石燃料から、水素が天然ガスの蒸気改質から（今日の水素の約95％がそうです）来る場合、得られた燃料は非常に炭素集約度が高くなります。

CO2が大気から、電力が自然エネルギーから、水素が太陽光発電による電気分解（水から直接水素を取り出します）から得られる場合、得られる燃料は非常に低炭素です。 世界にはたくさんの液体燃料があり、低炭素燃料基準（LCFS）のあるカリフォルニア州やオレゴン州など、よりクリーンな代替燃料の既存市場があります。

HyTech Power

炭素捕集のコストを削減すれば合成燃料に役立ちますが、コストの大部分は他の2つの成分、水素およびエネルギーが占めているのです。 水素を電気分解するには大きなエネルギーが必要ですし、CO2を分離するにはさらに大きなエネルギーが必要です。 (

非常に安価な再生可能エネルギーは、カーボンニュートラルな合成燃料を実現するための鍵です。 エネルギー転換委員会は、産業や航空など脱炭素化が困難なセクターに関する特別報告書の中で、合成燃料の必要性、つまり水素の必要性を強調している。「ネットゼロCO2排出の経済を達成するには、世界の水素生産量を現在の年間60から今世紀半ばまでに425～650 Mt程度に増加させることが必要であろう。「

たとえ水素が輸送において大きな直接的役割を果たさないとしても（おそらく果たさないだろう）、合成燃料に必要であり、それ自体、産業など手の届かない分野の脱炭素化に必要である。 グリーン水素」の電気分解を可能にするには、再生可能エネルギーが本当に安くなる必要があります。

良い場所にある実用規模の太陽光発電は、まもなくメガワット時あたり 20 ドル、あるいは 10ドルまで下がって、世界で最も安い電気を生産するようになると考えるアナリストはたくさんいます。 そして、余剰の太陽エネルギーを吸収する必要があり、そうしなければ無駄になっていたかもしれないエネルギーを吸収する時期が来るでしょう。

「より複雑な炭化水素の生産はエネルギー的に、したがって経済的に高価ですが、総コストの大きな割合を占める再生可能エネルギーが安価になり続け、政策によって他のコスト削減が促されれば、急速なコスト削減が起こる可能性があります」と、ネイチャー誌は述べています。「合成燃料は、現在、事実上、どのような市場規模でも存在しませんが (「現在のフローはゼロに近い」と Nature 誌は述べています)、すべてが一緒になってそれをサポートするなら、世界の燃料市場のかなりの部分を占める可能性があり、これは決して小さなことではありません。 CO2ではないですが、大量のCO2です。

はっきり言って、未来は電化です。 脱炭素化に関しては、エネルギーの最終用途を電化すること、つまり、変換で大きな割合を失うのではなく、電気を直接使用することが常に良いのですが、楽観的なシナリオのもとでも、電化が困難な部門があるはずです。

脱炭素化が困難な部門向けのカーボンニュートラル液体燃料は、大きな市場であると同時に脱炭素化のパズルの重要なピースと言えます。

MIT

Chemicals and plastics

各種触媒を使って、CO2は、メタノール、合成ガス、ギ酸など他の工業プロセスの原料になる材料、さまざまな化学中間体を作ることができます。

また、CO2 は触媒によって、プラスチック、接着剤、および医薬品の前駆体であるポリマーに変換することができます。 今のところ、CO2由来のポリマーは非常に高価ですが、プラスチックも潜在的に大きな市場であり、液体化石燃料の需要に占める割合が高まっています。 また、プラスチックは数十年から数百年の寿命があるので、CO2が利用できる可能性があります。

現在、CO2 の化学的用途で商業化されているのは、尿素やポリカーボネート ポリオールの生産など、ごくわずかです。

Algae

回収した CO2 は藻類の成長を加速させるために使用でき、他のどのバイオマス資源よりもはるかに速く、より多くを吸収する能力を持っています。 そして、藻類は他に類を見ないほど有用です。 食品、バイオ燃料、プラスチック、さらには炭素繊維（No.5参照）の原料として利用することができる。 5 年ほど前、藻類は一種の不思議な植物と見なされていましたが、この分野はまだ本格的ではなく、初期の企業の多くは潰れてしまいました。

新素材

ここで、より推測的で最先端の、しかし重大な市場の可能性を見出すことができます。 例えば、C2CNT のチームは、「溶融電解」を使用して、CO2 をカーボン ナノチューブに直接変換しており、これは鉄よりも強く、高い導電性を持っています。 すでにボーイング社のドリームライナーや一部のスポーツカーなど、ハイエンドな用途で使用されている。

一例を挙げると、電気配線の銅をカーボン・ナノチューブで代用することを考えてみてください。 (宇宙ステーションから電気自動車、家庭用電化製品まで、事実上あらゆる電気の用途で、より軽量で伝導性の高い配線の恩恵を受けるでしょう。

そして、世界で最もよく使われている金属、鉄がありますが、化石燃料による世界の二酸化炭素排出の7～9パーセントを担っています。 もちろん、この種の材料研究はまだ初期段階にあり、他の材料を大規模に置き換えるのに十分なコスト削減を実現するには、いくつかの技術的なブレークスルーが必要になるでしょう。

Comparing CCU technologies on cost and potential

The Nature paperは、ここでは除外した自然のものと、前回の記事で取り上げたEORを含む10種類のCCU経路を比較しています。 そのため、下のグラフには、私たちの目的からすると余計な情報が含まれています。 しかし、コスト、CO2利用の可能性、技術的準備（TRL）別にパスウェイを示したものであり、よく検討する価値がある。 1511>

Nature

縦軸のゼロは、現在の「損益分岐コスト」（2015年ドル）で、ある技術が既存技術と競争できる点です。 この線より下にあるものは、すでに競争力があります。

棒グラフの幅は、2050年までにその技術が利用できる年間CO2量を示している（予測や専門家の意見に基づいている）。

楽観的な高シナリオに基づくと、いくつかの化学経路（ポリオール、尿素、メタノール）は、CO2利用の可能性は比較的小さいものの、累積で1ギガトン近くあり、すでにコスト競争力があります。

コンクリートの経路（骨材と硬化）は、コスト競争力にかなり近く、特に硬化はかなり大きな潜在力をもっています。

合わせて、合成液体燃料 (メタノール、メタン、ジメチル エーテル、およびフィッシャー トロプシュ燃料) は、2050 年までに年間 4 ギガトン以上の CO2 を使用する可能性があります。 (ちなみに2018年の世界のCO2排出量は約37ギガトン）しかし、現状では競争するために1トンあたり500ドルのCO2補助金のようなものが必要です。

それにもかかわらず、ネイチャー紙が言うように、”多くの技術は開発のごく初期段階にあり、研究開発によるコストの最適化はこれらの見積もりを大幅に変更する可能性があります。”

ここで、同じ情報を表形式で示します。

Nature

この表からわかることは、これらの予測の範囲が非常に広く ($0 から $670?) 、不確実性が非常に高いことを反映しています。

これらの CCU テクノロジーがどのように発展するかは、再生可能エネルギーの価格曲線、グリーン水素の価格曲線、さまざまな市場の発展、R&D のレベル、議員から受ける政策支援に左右されるでしょう。 これらはすべて、個々に予測することは困難です。2050 年までそれらがどのように相互作用するかを探ることは、教養ある推測のゲームです。

CCU は、それをサポートする政策があればもっとできる

Nature 論文の結果は、現在のコストと何が起こるかを判断しようとした、膨大な数の研究と専門家の平均を反映しています。

2016年、Global CO2 Initiativeは、Lux ResearchにCCUの包括的なロードマップを依頼しました。 1511>

以下は、ロードマップがさまざまなCCU技術のCO削減ポテンシャルを評価したものです：

GCI

ご覧のように、報告書が推奨する「戦略行動」に従えば、骨材と合成燃料の両方のCO2吸収能力を根本的に拡大することが可能です。 ロードマップでは、上限で「年間CO2排出量の10%以上をこれらの製品で吸収できる」と試算しています。

CCU 市場の総収益の可能性は次のとおりです。

ここでも、燃料と骨材は巨大な潜在力を示し、良い政策の下では 10 ～ 20 倍に拡大します。 ロードマップでは、これらを合わせた市場の年間収益は、2030 年までに 8000 億ドルから 1 兆 1000 億ドルに達すると推定しています。

申し上げたように、これらはすべて不確かな見積もりですが、それでも、もし CCU 技術が 1 兆ドル以上のビジネスに発展し、世界の排出量を 10%削減できる可能性があるなら、注目と資源を真剣に投資する価値があるように思われます。 より多く利用できれば、より少ない排出量になります。

政策立案者は CCU テクノロジーにどのようにアプローチすべきでしょうか。 また、より広い意味で、より大きな気候変動との戦いの中で、これらの技術について考える正しい方法は何なのでしょうか。