炭がCO2固定に役立つ？そんな話が世界で大きく話題になっています。地球温暖化を防ぐための強力な武器として注目されており、今後も技術の発展が期待されます！
バイオ炭とは？
バイオ炭は、植物性の有機物（例えば、木材チップ、農作物の残渣など）を高温で無酸素状態で炭化させたものです。このプロセスは「熱分解」と呼ばれ、CO2を放出せずに有機物を炭化物に変えることができます。バイオ炭は、土壌改良やCO2固定に効果的であり、持続可能な農業や気候変動対策に利用されています。
バイオ炭のCO2回収の科学的根拠
炭素の安定化
バイオ炭は、その作成過程（熱分解）により、非常に安定した形で炭素を含んでおり、土壌中で数百年から数千年にわたって固定することができます。これにより、大気中にCO2が再放出されることなく、長期間にわたり炭素を固定することができます。
土壌への炭素貯蔵
しかし、炭を燃やしてしまえば光合成で集められたCO2は大気に戻ってしまいます。それではどうすればいいのか。
有効な方法の一つとして期待されているのが農地への利用です。バイオ炭を土壌に添加することで、土壌の炭素含有量が増加し、土壌中の微生物の活動が促進されます。
バイオ炭は多孔質構造を持ち、微生物や水分を保持する能力が高く、これが土壌の肥沃度を向上させます。結果として、植物の生育が促進され、さらなるCO2の固定が期待できます。
バイオ炭の利点
長期間の炭素固定
バイオ炭は、土壌中で非常に安定しているため、数百年から数千年にわたり炭素を固定します。これにより、大気中のCO2濃度を効果的に減少させることができます。
土壌改良効果
バイオ炭は土壌の物理的・化学的特性を改善し、保水性、通気性、栄養保持力を向上させます。これにより、農作物の収量が増加し、持続可能な農業が可能となります。
廃棄物の有効利用
農業や林業で発生する有機廃棄物をバイオ炭に変えることで、廃棄物の有効利用が可能となり、廃棄物処理による環境負荷を軽減することができます。
バイオ炭の応用例
農業
バイオ炭を土壌に混ぜることで、土壌の品質を向上させ、農作物の生産性を高めます。また、肥料の使用量を減らすことができるため、コスト削減にもつながります。
廃水処理
バイオ炭はその多孔質構造により、汚染物質を吸着する能力があります。これを利用して、工業廃水や家庭排水の浄化にも応用されています。
建設材料
バイオ炭をコンクリートに混ぜることで、強度を高めつつ軽量化することができます。これにより、建設コストの削減や耐久性の向上が期待されています。つまり強度を上げながら建造物にCO2を固定することができるのです！
以下のノートでさまざまなプレーヤーや認証機関が紹介されています。おすすめ記事です！
まとめ
バイオ炭は、比較的安価でかつ効果的なCO2回収技術です。熱分解プロセスを通じて有機物から炭素を固定し、土壌に長期間貯蔵することができます。さらに、土壌改良や廃棄物の有効利用、温室効果ガスの削減に貢献できるため経済的にも成り立ちやすく大規模な導入が期待されます。
1.Lehmann, J., & Joseph, S. (2009). “Biochar for Environmental Management: Science and Technology.” Earthscan.
2.Laird, D. A. (2008). “The charcoal vision: A win-win-win scenario for simultaneously producing bioenergy, permanently sequestering carbon, while improving soil and water quality.” Agronomy Journal, 100(1), 178-181.
3.Woolf, D., et al. (2010). “Sustainable biochar to mitigate global climate change.” Nature Communications, 1, 56.
4.Lehmann, J. (2007). “Bio-energy in the black.” Frontiers in Ecology and the Environment, 5(7), 381-387.
5.Sohi, S. P., et al. (2010). “A review of biochar and its use and function in soil.” Advances in Agronomy, 105, 47-82.
6.Glaser, B., et al. (2002). “Ameliorating physical and chemical properties of highly weathered soils in the tropics with charcoal–a review.” Biology and Fertility of Soils, 35(4), 219-230.
7.Atkinson, C. J., et al. (2010). “Biochar and its practical implications.” Soil Use and Management, 26(2), 169-176.
8.Brown, R. A., et al. (2006). “Production and characterization of synthetic wood chars for use as surrogates for natural sorbents.” Organic Geochemistry, 37(3), 321-333.
9.Beesley, L., & Marmiroli, M. (2011). “The immobilisation and retention of soluble arsenic, cadmium and zinc by biochar.” Environmental Pollution, 159(2), 474-480.
10.Ronsse, F., et al. (2013). “Production and characterization of slow pyrolysis biochar: influence of feedstock type and pyrolysis conditions.” GCB Bioenergy, 5(2), 104-115.
