不溶性CO2鉱物化のパラメータ化されたライフサイクルアセスメント、オリビンを事例研究として

科学分野:

• 気候科学
• 環境工学
• 地球化学

背景:

• 地球規模の気候目標を達成するには、大気中の二酸化炭素（CO2）の捕捉と貯留のための新しい技術が必要である。
• 不溶性鉱物化は、CO2とケイ酸塩鉱物を反応させる有望なアプローチであるが、その正味の気候便益は不確かである。
• 技術経路、エネルギー需要、および排出量回避を定量化することは、炭素フットプリントを評価するために不可欠である。

研究 の 目的:

• 不溶性鉱物化の正味CO2等価（CO2e）排出量を定量化するためのパラメータ化されたライフサイクルアセスメント（LCA）モデルを開発し、提示すること。
• 直接排出および回避された排出を含む、さまざまな不溶性鉱物化シナリオを評価すること。
• 米国ワシントン州のオリビン原料を使用した事例研究の炭素フットプリントを評価すること。

主な方法:

• さまざまな技術や鉱物に適用可能なパラメータ化されたライフサイクルアセスメント（LCA）モデルを開発した。
• 副産物（セメント産業、金属回収）の利用からの直接的なCO2e排出量と回避された排出量を定量化した。
• さまざまな最適化要因を考慮して、米国ワシントン州のオリビン原料を使用した事例研究を分析した。

主要な成果:

• 不溶性CO2鉱物化シナリオは、正味CO2陽性から高度にCO2陰性の範囲であった。
• 最適なシナリオは、100%を超える効率（総CO2貯蔵量1トンあたり1トン以上のCO2eを貯蔵/回避）を達成した。
• 捕捉効率は、低炭素電力、短い輸送距離、受動的なCO2捕捉技術、および最大化された排出量回避によって大きく影響される。

結論:

• 不溶性CO2鉱物化は、シナリオ最適化次第で、大幅な炭素ネガティビティへの道を提供する。
• 特にセメント産業における副産物の利用は、大幅な排出量回避の鍵であるが、スケーラビリティには限界がある可能性がある。
• 開発されたLCAモデルは、技術と鉱物に依存しないため、将来の分析を容易にし、プロジェクト開発をガイドする。