目に見えない強力な温室効果ガス、メタン排出に取り組むべき時が来た

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。温室効果ガス排出抑制の取り組みは長らく二酸化炭素に焦点が当てられてきましたが、メタンが放射線を閉じ込める能力はその 25 倍を超えるため、メタンはより危険な温暖化ガスになる潜在的可能性があります。

科学者や技術者がメタン排出量を特定し、気候温暖化への影響を定量化する方法を改善した結果、最近の研究では、大気中のメタン濃度が以前の想定よりも高いことが確認されています。しかも石油・ガス産業、埋め立て地、農業、廃水からのメタンガス排出が続いているため、メタンレベルは、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上がり続けています。

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気候サミットにおいて世界メタン削減誓約が発表されて以降、112か国が自主的に、2020年比で2030年までに世界のメタン排出量を30%削減することに合意しています。 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、「単独戦略としては、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できる戦略」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（IEA）は、これらの取り組みに関するロードマップを提示しており、その内容は地域ごとに大きく異なります。例えば米国では、バイデン政権が農業、埋立地管理、建設、重工業などのさまざまな分野におけるメタン排出削減に向けた包括的な計画の導入を推進しています。

最新のテクノロジーがソリューションを提供

規制の変化に伴い、企業にメタン排出量の削減を迫る圧力が強まっています。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 CO₂ 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。メタン排出量の迅速な削減に注力すると、短期間で大きな気候温暖化抑制効果を出し、大気中の CO₂ を削減するという大規模で複雑なミッションの時間を確保できるのです。

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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即座に低コストで、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。国連環境計画によると、化石燃料および廃棄物分野における既存の重点的な管理対策により、今後10年間でメタン排出量の30%以上を削減でき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役立ちます。

食品廃棄物の削減、エネルギーの産出、埋め立て地の回避

割合は大きいのに認知度の低いメタン排出源の 1 つは食品廃棄物です。環境保護庁（EPA）によると、米国では2018年だけで3,500万トン以上の食品廃棄物が埋立地に送られており、埋立地は米国におけるメタン排出量の中で第3位の排出源となっています。 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、皆で大きな効果を出すことができます。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内のあらゆる活動に持続可能なアプローチが深く根付いています」と Metropolitan Pier and Exposition Authority の最高経営責任者、Lori T. Healey 氏は語っています。「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、毎月住宅 12 軒分の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 CO₂ 量は、自動車の走行距離 10 万 1,000 マイル分に相当し、栄養豊富な肥料の潜在的生成量は 3.5 t です。

全体として、2014年以降、エマソンのGrind2Energyシステムは、大学や大規模スタジアム、商業施設において、埋立地から 1億ポンドの食品廃棄物を転換することに貢献しており、これは自動車の走行距離にして8,300万マイル分の排出削減に相当します。

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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多くの上流の石油・ガスサイトは非常に遠隔地に位置しています。エマソンのエンジニアであるLura Parrent氏と、Spartan ControlsのテクニカルセールススペシャリストであるBrian Van Vliet氏による記事によれば、そのように指摘されています。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さまざまな用途に使用される「ハイブリード」空気圧コントローラーは、業界におけるメタン排出の大きな割合を占めており、米国では業界全体の排出量の約25%に相当します。これは EPAによるものです。

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いくつか、パイプライン事業者に提供します。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、エネルギー生産者が大きな労力とコストを負担しなくても達成できます。 Parrent と Van Vliet 氏によると、「回収されたガスの価値やカーボンクレジットの収益を考慮すると、交換機器は現場の規制要件への適合を支援しつつ、短期間で ROI を実現できます」。

未来に配慮した解決

メタンガス排出量の問題は、温室効果が大きいこと、非常に多くの人間活動領域で生成されることから、緊急の対処が必要です。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。この問題を解決すれば、環境面にも収益面にも良い結果をもたらすことになります。