今こそ強力な温室効果ガスであるメタンガス排出の対策が必要です

牛、ガスパイプライン、埋め立て地に共通するものは何でしょうか。CH4 は、メタンとしてよく知られている有機分子です。これまで、温室効果ガスの排出量を抑制する取り組みで焦点を当てられてきたのは二酸化炭素でした。ところが、放射線を取り込む能力はメタンガスの方が 25 倍以上強いため、メタンガスは潜在的な危険性がより高い温室効果ガスです。

科学者やエンジニアが、メタン排出量を特定する方法とそれが地球温暖化に与える影響を定量化する方法を改善するにつれ、最近の研究の結果、大気中のメタンガスレベルが以前の予想を上回っていることが確認されました。また、石油・ガス産業、埋め立て、農業、廃水からメタンガスの排出が続くため、そのレベルは、パリ協定の温室効果ガス削減目標を手の届かないものにするペースで成長しています。

政策や気候変動アクティビズムでも、メタンガスがもたらす課題を取り上げるようになっています。2021 年 11 月にグラスゴーで開催された COP26 気候サミットでグローバル・メタン・プレッジ（GMP）が発表されて以来、2030 年までに世界のメタンガス排出量を 2020 年と比較して 30% 削減することに、112 か国が自発的に同意しました。GMP 起草者によると、こうしたメタンガス排出量削減目標に向けた迅速な行動は、「地球温暖化を 1.5°C 以内に抑えるという目標を最も効率的に維持するための 1 つの戦略」です。

このような世界規模の取り組みに加え、特に石油・ガス産業では、国および地域レベルでのメタンガス排出量規制が現れています。メタンガス排出量規制には、技術要件の改善、情報開示および透明性の要求、メタンガス排出量の削減に対するインセンティブ、メタンガス排出が環境および健康にもたらす損失を補填するための税金や手数料が含まれます。国際エネルギー機関は、こうした取り組みのロードマップを策定しましたが、世界の各地域によって大きく異なります。例えば、アメリカでは、バイデン政権が農業、廃棄物管理、建設、重工業など、さまざまな分野でメタンガス排出量を削減するための包括的計画の採用を強く求めています。

今日のテクノロジーが提供するソリューション

規制状況が変化するにつれて、企業ではメタンガス排出量を削減する圧力が高まっています。メタンガス排出量の削減は困難に見えるかもしれませんが、良いニュースもあります。それは、メタンガスの温室効果は二酸化炭素より強いのですが、メタンが大気中に残る期間はごく短く、やがて分解されてしまうことです。メタンガス排出量を短期間で削減することに焦点を当てると、地球温暖化を遅らせることに大きな短期的影響を与えます。その結果、大気中の二酸化炭素を削減するという複雑かつ大きな使命を果たすための時間を稼ぐことができます。

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さらに良いニュースがあります。メタンガス排出量を早急に、しかも低コストで、あるいは利益を上げながら削減できる方法が数多くあります。国連環境計画に従い、化石燃料および廃棄物管理セクターで現在目標としている制御手段は、この 10 年間にメタンガス排出量の 30% 以上を削減する可能性があります。新しいデジタルツール、リモートセンサ、衛星および航空機による追跡、センサおよびバルブを組み合わせた高度な画像技術を含む技術により、バリューチェーン内の任意のポイントでメタンガス漏れやその他の排出を特定できます。この技術は、問題および改善点のより包括的な画像を提供するデータを生成します。

また、食品サービス施設から石油・ガスのパイプラインまで、さまざまな場所で使用されるエマソンの技術やシステムを使用すると、メタンガス排出量を軽減、削減、または完全に排除でき、企業の排出量削減目標の達成に一役買います。

食品廃棄物の削減、エネルギー生成、埋め立ての排除

メタンガスの大きな供給源でありながら、まだあまり知られていないものとして食品廃棄物があります。アメリカ合衆国環境保護庁（EPA）によると、アメリカだけでも 2018 年に 3,500 万トンを超える食品廃棄物が埋め立て地に送られており、埋め立てはアメリカ全体のメタンガス排出源として第 3 位となっています。EPA とアメリカ合衆国農務省（USDA）が主導する取り組みでは、2030 年までに食品廃棄物を 50% 削減することを目標としています。

あらゆる規模の商業施設が貢献し、大きな影響を与えることができます。アメリカ最大のコンベンションセンターであるシカゴのマコーミックプレイスは、同施設のメタンガス排出量を削減するためにエマソンの Grind2Energy システムを設置しました。Grind2Energy システムは、同施設の食品廃棄物を処理してスラリーにします。スラリーは施設内の安全に密閉されたタンクに貯蔵され、嫌気性消化施設に運ばれます。

「屋上庭園から現場のリサイクルプログラム、近隣慈善団体への余剰食料の寄付まで、マコーミックスクエアで行うすべての活動に持続可能なアプローチが深く根付いています」そう語ったのは、Metropolitan Pier and Exposition Authority の最高経営責任者 Lori T. Healey 氏です。「エマソンの Grind2Energy システムは、こうした取り組みを飛躍的に進めるのに役立っています」

2019 年以降、マコーミックプレイスの Gring2Energy の高エネルギースラリーから生成された再生可能エネルギーは、1 か月に 12 軒の住宅に電力を供給しています。廃棄物を埋め立てないことで削減される二酸化炭素量は、自動車の走行距離 101,000 マイル分に相当し、栄養豊富な肥料の潜在的な生成量は 3.5 トンです。

2014 年以降、エマソンの Grind2Energy システムは、大学、大規模スタジアム、商業施設全体で 1 億ポンドの食品廃棄物を埋め立て地に送らないようにすることに貢献してきました。その排出削減量は、自動車の走行距離 8,300 万マイル分に相当します。

改善のパイプライン

石油・ガス業界では、漏れや換気によるメタンガスの直接放出や、燃焼中に放出される二酸化炭素など、さまざまな種類の排出物に対処することが課題です。換気は、操業中に過圧を低減する目的で意図的にガスを大気に放出する例の 1 つです。アメリカとカナダにおける最近の環境規制では、ガス作動式直動バルブやガス・オーバー・オイル式油圧システムなど、天然ガスで動作する機器から排出されるガスの削減を特に重視しています。

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エマソンのエンジニア Lura Parrent と Spartan Controls のテクニカル・セールス・スペシャリストの Brian Van Vliet 氏が共同執筆した記事によると、多くの上流石油・ガス施設は非常に離れた場所に位置します。坑口や早期分離現場での制御要件は比較的単純ですが、バルブやその他の計器を操作するには、空気圧または電気エネルギーの供給源が必要です。圧縮空気と電力は利用できない場合が多いため、多くの企業が加圧天然ガスを使用して空気式計器や制御バルブを動かしています。システムはうまく機能しますが、大量のメタンガスを排出します。

石油・ガスのバリューチェーン全体で多くの目的に使用される「高圧ブリード」空気圧コントローラは、業界のメタン放出のかなりのシェアを占めています。これは、 EPA によると、アメリカ国内の産業から放出される量の約 25% に相当します。

エマソンの技術は、オペレーションの種類に応じて、メタンガス排出量を削減または実質的に排除する選択肢をパイプライン事業者にいくつか提供します。その中には、新規施設の建設もあれば、既存システムの改修もあります。例えば、カナダでは、新しい厳格なメタン規制の導入に伴い、ブリティッシュコロンビア州のあるパイプライン会社は、油圧オペレータを強制的にゼロエミッション要件に準拠させる必要がありました。そこで、同社は、各ストロークでメタンガスを放出するコントローラを、エマソンの ECAT（エミッション制御アクチュエーション技術）システムに置き換えました。このシステムは、パイプライン内のガスによる圧力を使用して油圧システムに電力を供給するもので、太陽光エネルギーで動く小型の電動機を活用してガスを強制的にパイプラインに戻し、メタンガスの排出をなくします。この改修により、このカナダ企業は手頃な価格で新しい要件を満たし、既存の空気圧機器を維持することができました。

最新のメタンガス削減規制は、エネルギー生産者に労力とコストを要する負担をかけません。Parrent と Van Vliet 氏によると、「回収されたガスおよび/または炭素クレジットのコストを考慮すると、交換機器は迅速な ROI を生成でき、現場で規制要件を満たすのにも役立ちます」。

将来に向けての解決策

メタンガス排出量の問題には、その潜在性と、非常に多くの人間活動領域で生成される性質から、緊急に対処する必要があります。しかし、過去 10 年間で、目標を設定するために必要な情報が豊富に手に入り、技術ソリューションや専門知識の多くはすでにいつでも利用できるようになっています。問題を解決することは、環境面でも収益面でも良い結果をもたらすことになります。