脱炭素に向けた取り組みが世界的に進められるなか、アメリカ・スペースX社の創業者であるイーロン・マスクが2021年1月に、あるコンペティションの賞金として1億ドル（約110億円）を寄付すると表明したことが話題となりました。

｢XPRIZE Carbon Removal｣。

コンペティションのテーマは｢二酸化炭素除去技術｣です。

実は今、地球温暖化を抑制するための手段の1つとして、今回のXPRIZEで募集している｢二酸化炭素を除去する技術｣や、｢太陽光を遮断して地球が暖まるのを防ぐ技術｣など、｢気候工学｣と呼ばれる技術の研究分野に注目が集まっています。

XPRIZEを主催するXPRIZE財団は、企業の競争力を利用して新しい産業を創出しようと、これまでにもさまざま様々なテーマのコンペティションを開催してきました。

2007年から2018年には、月面に探査車を着陸させて走らせるレース｢Google Lunar X Prize｣を開催し、日本の宇宙開発ベンチャーispace社が誕生するきっかけにもなりました。

XPRIZEの出場者に最終的に求められているのは、年間1000トンの二酸化炭素を回収するデモ機を作成し実際に稼働させることや、年間数十億トン規模の二酸化炭素を除去する持続可能なソリューションへの道筋を描くことです。

出場チームの受付は、2021年4月からに2023年12月まで。その後2024年4月にファイナリスト15チームが選出され、2025年4月に結果が発表される予定です。大賞受賞者に授与される賞金は5000万ドル（約55億ドル）。

2021年6月の段階で、既に日本の12チームを含む、約3300チームがエントリーしています。

この分野では、近年、世界中で多くのベンチャー企業が現れ始めています。

例えば、スイスのクライムワークスは世界で初めて商業用の二酸化炭素除去プラントを開発し、大気から年間900トンの二酸化炭素を回収しています。ここで回収された二酸化炭素の一部は、コカ・コーラが購入し、炭酸水の製造に再利用されています。

なぜ今、人工的に地球環境を変えようという技術｢気候工学｣に注目が集まっているのでしょうか。

気候工学は、地球温暖化の進行を防ぐ解決策になり得るのでしょうか。

6月の｢サイエンス思考｣では、『気候を操作する 温暖化対策の｢最終手段｣』の著者であり、東京大学未来ビジョン研究センターで気候工学を横断的に研究している杉山昌広准教授に、気候工学のメリットとリスクを聞きました。

｢タブー｣だった気候工学

IPCC（気候変動に関する政府間パネル）によると、気候工学は温暖化による気候変動の影響を軽減するために、意図的に気候システムに手を加える手法の総称とされています。

英語では、geoengineering（ジオエンジニアリング）といいます。

｢人の手で気候を変える｣という気候工学のコンセプト自体は以前から知られていました。しかし、脱炭素の取り組みなどの既存の温暖化対策への意識が削がれてしまうのではないかという懸念から、気候工学の研究を進めることは長年タブー視されていました。

状況が変わったのは2000年代になってからのことでした。

オゾンホールに関する研究で1995年にノーベル化学賞を受賞したパウル・クルッツェン博士が、2006年に｢気候変動のリスクを踏まえると、気候工学の研究も必要である｣という内容のエッセイを発表するなど、専門家の間でも徐々にその必要性が認識されていったのです。

2009年には、イギリスの王立協会が、科学技術や法制度、ガバナンス、倫理などの視点から気候工学を総合的に評価した報告書を発表しています。

二酸化炭素の排出量を削減する世界の取り組みが成功する確信が見えない中で、人為的に気候を改変するような技術に関心が集まっていったのです。

それからさらに10年以上が経った今、杉山准教授は

｢温暖化のリスクについて理解が深まったのに加え、気候工学の研究が進み、やり方によっては、うまく使えるのではないかと認識されるようになってきたように思います｣

と、さらに潮目が変わってきたと話します。

二酸化炭素除去と太陽放射改変

気候工学といっても、方法や規模はさまざまです。

その技術は、冒頭で紹介したとおり主に2つあります。

1つは、コンペティションで募集されている｢二酸化炭素除去｣。もう1つは、太陽光が地表に届く前に人工的に反射させて気温が上がらないようにする｢太陽放射改変｣です。

この2つの技術は｢気候工学｣として一括りにされがちですが、まったく別の技術であり、最近ではIPCCでも区別して考えられています。

二酸化炭素除去は、大気中の二酸化炭素を吸収する手法です。

化学薬品に大気中の二酸化炭素を吸収させて処理する｢直接回収技術｣はもちろん、植物を育てることで大気中から二酸化炭素を吸収し、その植物を燃焼させる際に発生する二酸化炭素を｢二酸化炭素貯留（CCS）｣の手法で回収・貯留する｢バイオマスCCS｣などの方法があります。

地球温暖化を抑制する効果が出るまでに時間がかかるものの、温暖化の原因である二酸化炭素を除去できることが特徴です。ただし、莫大なコストがかかるため、これだけで地球温暖化を解決できるほどの二酸化炭素を回収することは難しいとされています。

この側面は、

｢どこか1カ国が二酸化炭素除去技術を使って、地球全体の気候をコントロールすることは無理でしょう｣（杉山准教授）

と、悪用されにくさとも表裏一体だと言えるでしょう。

一方で、太陽放射改変は太陽光を遮ることで、地球の気温上昇そのものを止めてしまおうという技術です。

その中でも注目されているのは、上空にエアロゾルを散布し、人工的に雲をつくって太陽光を遮る｢成層圏エアロゾル注入｣です。

これは、大規模な火山噴火によって地球全体の平均気温が低下する現象と同じ原理です。

太陽放射改変にはそのほかにも、建物を白く塗装して反射率を高めたり、砂漠に反射板を設置して太陽光を反射したりする手法などもあります。いずれもローテクで、技術的なハードルはさほど高くありません。

効果が現れるまでに1〜2年程度しかかからないとも言われており、アメリカなどの大国にとっては、コストもかなり安い点が特徴です。

ただし、太陽放射改変の中でも特に注目されている成層圏エアロゾル注入の実用化には、技術的な課題もあります。

エアロゾルの散布自体はローテクですが、冷却効果を調整しながらエアロゾルを撒くために、スーパーコンピューターや専用の人工衛星などのハイテクな機器を使ったシミュレーション、いわば｢太陽放射改変予報｣が必要だといわれています。

気候工学がはらむ、予想できないリスク