吸収剤として水酸化ナトリウムを使用し、溶媒の再生を含む直接空気回収プロセスのフロー図。 直接空気回収技術 (ちょくせつくうきかいしゅうぎじゅつ)、DAC (Direct Air Capture) ) は、二酸化炭素 （CO2 ）を大気中から直接回収する技術のことである。工場や発電所などの点源の排出源からCO2 を分離回収するのではなく、大気中にすでに薄く拡散してしまったCO2 を大気から直接取り除く技術である。回収したCO2 は別途、利用したり、地下廃棄などする必要がある。
この技術は1999年にKlaus S. Lacknerによって初めて提案された[ 1] [ 2]
ほとんどのDACの商用技術において、周囲の空気を通気させるために大きなファンを必要とする。
ファンを用いない方法を用いる場合もあり、最近では、アイルランドを拠点とする企業であるCarbon Collect Limited [ 3]
2022年現在商業化されている回収方法としては、液体溶媒 （通常はアミン ベースまたは苛性アルカリ）をCO2 吸収剤として用いるのが一般的である。 [ 4] 水酸化ナトリウム はCO2 と反応し、安定した炭酸ナトリウム を沈殿させ、炭酸塩は加熱することで高純度のガス状CO2 を放出することができる。 [ 5] [ 6]
アルカリおよびアルカリ土類水酸化物による苛性化、炭酸 化[ 7] 吸着剤 に担持されたアミンからなる有機-無機ハイブリッド吸着剤などの研究が進んでいる[ 1]
CO2 を透過させる半透膜に圧力をかけることで、CO2 を選択的に濾し取る方法。この方法は水をほとんど必要とせず、設置面積も小さくなる。 [ 4]
DACの支持者は、DACが気候変動緩和 の不可欠な要素であると主張している。 [ 8] [ 9] [ 10] パリ協定 の目標に貢献するのに役立つ可能性があると考えている。しかし、他方で、この技術に依存することは危険であり、後で問題を解決することが可能であるという考えの下で排出削減を延期するかもしれないと主張し[ 2] [ 11] [ 5] [ 12]
アミンベースの吸収に依存するDACは、大量の水を必要とする。年間3.3ギガトンのCO2 を回収するには、300 km 3 の水、つまり灌漑 に使用される水の4％が必要になると推定される。一方、水酸化ナトリウムを使用すると、必要な水ははるかに少なくて済む[ 2]
DACはまた、 大気中のCO2 の濃度が低いため、煙道ガス などの点源からの回収と比較して、はるかに多くのエネルギーを必要とする。 [ 5] [ 11] 2 を抽出するために必要な理論上の最小エネルギーは、 約250kWh/t-CO2 である [ 8] [ 2]
DACで回収したCO2 を、炭素回収貯留（CCS）システム で地下貯留すれば、大気中のCO2 濃度を低下させ、カーボンネガディブなプラントを実現することができる[ 11] 2 削減効果が薄くなってしまう [ 2] [ 6]
DACの実用的なアプリケーションは次のとおり。
これらのアプリケーションでは、捕捉されたガスから形成されるさまざまな濃度のCO2 生成が必要である。CCSには、純粋なCO2 製品（濃度> 99％）が必要だが、農業などの他のアプリケーションは、より希薄な濃度（〜5％）でも用途となりうる。ただし元の大気中のCO2 濃度が0.04%程度と薄いため、濃縮には多くのエネルギーとコストが必要となる[ 14] [ 15]
CO2 直接空気回収プラントの技術経済的評価[ 16] DACを実装する上での最大のハードルの一つは、 CO2 と空気を分離するために必要なコストである。 [ 14] 2 を回収するように設計されたプラントのコストは22億ドルであった。 [ 5] 2 1トンあたり200〜1000ドル[ 8] [ 5]
カナダのブリティッシュコロンビア州で 2015年から2018年に実施されたパイロットプラントの経済調査では、除去された大気中のCO2 1トンあたり94〜232ドルのコストと試算された。 [ 9] [ 17]
SyncMOF株式会社は、2019年に設立された名古屋大学発ベンチャー企業。多孔性材料「MOF」の研究開発や、製品・サービスの開発を行う。[ 18] [ 19]
Planet Savers株式会社は、2023年に設立されたベンチャー企業。ゼオライトを用いたDACの研究・開発を行う[ 20]
「2050年に年間1ギガトン（10億トン）のCO₂を回収し、気候変動解決のフロンティアランナーとなる」をビジョンに、「気候変動を食い止め、次世代に美しい地球を残す」をミッションに掲げる。[ 21]
カルシウム株式会社は、2023年に設立されたベンチャー企業。人工サンゴを用いたDAC、特殊セラミックによる水質浄化の研究・開発を行う。人工サンゴは、サンゴの石灰化のプロセスから着想を得た特殊セラミックで、CO₂の海洋吸収・固定を促進する。[ 22]
これは、2009年に設立され、ビル・ゲイツ とマレー・エドワーズなどの支援を受けた商用DAC企業である。 [ 13] [ 12] [update] [ 9] 2 を回収することができる。 [ 2] [ 12] 2 のコストと試算される。 [ 9] [ 17]
カリフォルニアのエネルギー会社Greyrockと提携し、CO2 の一部をガソリン、ディーゼル、ジェット燃料などの合成燃料に変換する。 [ 9] [ 12]
同社は水酸化カリウム 溶液を使用している。 CO2 と反応して炭酸カリウム を生成し、から一定量のCO2 を除去する。 [ 13]
2017年5月にスイスのチューリッヒ州のヒンヴィールで操業を開始した最初の工業規模のDACプラントは、年間900トンのCO2 の回収能力を持つ。プラントは地元の廃棄物焼却プラントからの未利用熱を使用する。 回収したCO2 は、近くの温室で野菜の収穫量を増やすために使用される。 [ 23]
同社は回収に、約600ドル/t-CO2 かかると述べている。 [ 24] [ 4]
Climeworksは、2007年に開始されたCarbFixプロジェクトでReykjavikEnergyと提携した。 2017年にCarbFix2プロジェクトが開始され[ 25] ヨーロッパ から資金提供を受けている。
CarbFix2パイロットプラントプロジェクトでは、 回収したCO2 が地下700メートルに注入され、玄武岩質 の岩盤 に鉱化して炭酸塩鉱物を形成して貯留される。 [ 2] [ 26]
2010年に設立された民間企業で、ニューヨークのマンハッタンに あり、アラバマ州のハンツビルに 工場が立地している。 [ 13] 2 を回収する。
同社は、ハンツビルの施設において、120ドル/t-CO2 を達成すると主張している。 [ 13]
グローバルサーモスタットは、大気中CO２由来の炭酸飲料の実現を目的にしたコカ・コーラ 社や、CO2 由来燃料に関心を持つエクソンモービル との契約を締結している。 [ 13]
フィンランド のラッペーンランタ にある2016年に設立されたスタートアップである。建物内の換気ユニットからCO2 を吸収し、オフィス内のCO2 濃度を低下させ、空気の質を向上させる。オフィス内のCO2 を除去することで、従業員の認知機能を改善できるという点に焦点を当てている。 [ 27]
同社は、回収したCO2 を合成再生可能燃料の製造や、産業用途の原料として使用するとしている。
サンタクルス に本拠を置く新興企業で、2019年に立ち上げ。大気中のCO2 を除去し、ゼロネットカーボンガソリンとジェット燃料に変えることをめざしている。 [ 28] [ 29] 2 を吸着し、そこで電極触媒によってアルコールに変換、カーボンナノチューブ膜を使用してアルコールを電解質から分離し、ガソリンやジェット燃料にアップグレードするとしている。
2023年11月、カリフォルニア州トレイシー に、ヘルルーム社初の直接空気回収施設がオープンした。この施設では年間最大1,000米国トン のCO2 を除去することが可能であり、回収されたCO2 は、その後カーボンリサイクル技術を用いてコンクリートに封じ込められる。またヘルルーム社は、マイクロソフト と、315,000トン分のCO2 オフセット契約を結んだ[ 30]
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