グリーントランスフォーメーション（GX）を切り開くAERIカーボンニュートラル・カーボンリサイクル二酸化炭素循環回収技術ADACとは?①

Kazuto Kamuro

2023年12月13日

読了時間: 12分

グリーントランスフォーメーション（GX）を切り開くAERIカーボンニュートラル・カーボンリサイクル二酸化炭素循環回収技術ADACとは?

part1

Quantum Physicist and Brain Scientist

Visiting Professor of Quantum Physics,

California Institute of Technology

IEEE-USA Fellow

American Physical Society-USA Fellow

CALTECH Prof. PhD. Dr. 神室一翔（Kazuto Kamuro）

人工進化研究所AERI：Artificial Evolution Research Institute

Pasadena, California

HP: https://www.aeri-japan.com/

and

株式会社ザイロニクス（Xyronix Corporation）

Pasadena, California

HP: https://www.usaxyronix.com/

巻頭言

A．人工進化研究所（AERI：Artificial Evolution Research Institute, https://www.aeri-japan.com/）とザイロニクス（Xyronix Corporation, https://www.usaxyronix.com/）主席研究員神室一翔教授（Doctor of Engineering (D.Eng.) and Ph.D. in Quantum Physics, Semiconductor Physics, and Quantum Optics）が提供するProfessor Kamuro's near-future science predictionsは、量子物理学・生物量子物理学・脳科学・人工頭脳学・知能バイオコンピューター・次世代・量子半導体・衛星光電子工学・量子光学・コンピューターサイエンス・ナノサイズ半導体・超LSI工学・非破壊検査・寿命予測工学・超短パルス・超高出力レーザーサイエンス・衛星光電子工学・再生エネルギー工学といったの先端研究分野での未踏破領域・極限領域における研究開発成果に基づき人工進化研究所AERIとザイロニクス（Xyronix Corporation）が提供するGenerative Artificial Intelligence、第６世代コンピューター、核抑止・軍事無人化・ミサイル防衛、再生可能・クリーンエネルギー、温暖化・気候変動抑止、環境保全、グリーントランスフォーメーション（GX）、国土強靭化等の成果を通じて、工科大学博士課程修了後の研究者諸君に本物の学びと発見の機会を提供することで、『考えることのできる葦としての一歩を歩み始めた葦』を、『考え行動し成長を追い求める葦』へと完全変態させるための思考指針を諸君に賦与することを主目的とするとともに、未踏破領域・極限領域へ挑戦するための導きを提供し、新しい時代の先駆者としての使命を果たすことを目指している。

B．【先端研究分野での未踏破領域・極限領域での人工進化研究所AERIとザイロニクス（Xyronix Corporation）における研究開発成果例】

　1. AERI･HEL (petawatt class ultra-high power terawatt-class ultra-high power femtosecond laser)

◦ ペタワットクラスの超高出力テラワット級超短パルスレーザー（AERI･HEL）

2. 第6世代コンピューター

◦ 意識駆動型バイオコンピュータ

◦ 脳インプラント型バイオコンピュータ

　3. カーボンニュートラルAERI合成燃料ケミカルプロセス（グリーントランスフォーメーション（GX）技術）

◦ CO₂回収システム（DAC）による合成燃料（LNGメタノール）の生産

4. グリーン合成燃料生産技術グリーントランスフォーメーション（GX）技術）

◦ カーボンニュートラル・カーボンリサイクルシステム型AERI合成燃料ケミカルプロセス

5. 直接空気回収技術（DAC）

◦ カーボンニュートラル・カーボンリサイクル二酸化炭素循環回収システム

6. バイオLSI

◦ バイオ半導体と脳神経を直接ナノスケールで接続する神経接続素子

◦ Brain LSI Chip Set、バイオコンピュータLSI、BMI LSI、BCI LSI、

　　　　BrainコンピューティングLSI、BrainインプラントLSI

7. CHEGPG system (熱回生バイナリーエンジン搭載型閉鎖サイクル熱交換発電システム)

◦ 発電能Terawatt（TW）・年間発電量10,000TWh（terawatt hour）クラス

◦ 1～0.01円/kWh・無限大クリーンエネルギー源・再生可能エネルギー源

8. 意識駆動型Generative自律ロボット

9. Brain Implemented Robot･Cybernetic Soldier

10. Generative Robot・Generative Android Army・Generative Android

11. 高高度ミサイル初動迎撃システム、敵基地無効化システム、核兵器・通常兵器無効化システム、対ICBM用次世代迎撃レーザーシステム、対戦闘機用次世代迎撃レーザーシステム

12. ブーストフェーズ・ミッドコースフェーズ・ターミナルフェーズ弾道ミサイル迎撃システム

13. 火山性微動レーザーリモートセンシング

14. 噴火予知技術噴火予兆検知システム

15. Mega地震予兆・予測システム

16. レーザー劣化診断・非破壊検査システム

17. 超低高度衛星・超高速移動体非破壊検査システム

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グリーントランスフォーメーション（GX）を切り開くAERIカーボンニュートラル・カーボンリサイクル二酸化炭素循環回収技術ADACとは・・・・

１．AERIカーボンニュートラル・カーボンリサイクル二酸化炭素循環回収技術ADAC（AERI直接空気回収技術：AERI Direct Air Capture）とは

・ADAC型二酸化炭素回収システムであるAERIカーボンニュートラル・カーボンリサイクル二酸化炭素循環回収技術ADACは、CHEGPG（地熱発電方式）が生成するグリーン電力（1円/kWh～0.01円/kWh）を電力源としてAERI合成燃料ケミカルプロセス（グリーン合成燃料生産技術）がグリーンメタノール、グリーンLPG、グリーンLNG、SAF（アルコール合成パラフィンATJ-SPK等）等のグリーン合成燃料を生産するための原材料である二酸化炭素（CO2）を直接大気中から年間100ギガトン（1ギガ：giga＝10億）～数テラトン（1テラ：tera＝1兆）レベルで回収するCO２供給源である。

・AERIの所有技術であるCHEGPGは、発電能Terawatt（TW）・年間発電量10,000TWh(terawatt hour）クラスの無炭素・無限エネルギー源であって、1kWh当たり1円～0.01円程度の超低廉なグリーン電力を、24時間365日永久的に生成し続ける地熱発電技術である。

２．研究成果と展望：

一般社団法人人工進化研究所（AERI :Artificial Evolution Research Institute, Pasadena, California HP: https://www.aeri-japan.com/）と、バイオコンピュータ半導体設計の株式会社ザイロニクス（Xyronix Corporation, Pasadena, California HP: https://www.usaxyronix.com/ ）は、他のどの企業に先駆けて、CO2を直接大気中から年間100ギガトン（1ギガ：giga＝10億）～数テラトン（1テラ：tera＝1兆）レベルで回収できる直接空気回収（ADAC）技術を誇っている。

・気候モデルによれば、地球温暖化を産業化以前の水準のプラス２℃以下に抑えるには、

大気中からギガトン（giga ton）、つまり数10億トンの二酸化炭素を除去する必要がある。炭素吸収システムは、植林のような自然な解決策よりも、必要な土地がはるかに少なく済み、温室効果ガスがどれだけ隔離されたかをより確実に測定できるため、炭素を除去するには魅力的な選択肢である。しかし従来、年間数10億トンの二酸化炭素を回収できるADAC技術は、乗り越えがたい多くの技術課題が山積しているため、発展途上にあった。

・人工進化研究所AERIは、地球温暖化の主原因の一つであるCO２を年間数10億トンレベルで回収できるADAC技術を実用化・商業化し、このADAC技術で製造したCO2を原材料としてAERI合成燃料ケミカルプロセス（グリーン合成燃料生産技術）が生成したグリーンメタノール、グリーンLPG、グリーンLNG、SAF（アルコール合成パラフィンATJ-SPK等）等のグリーン合成燃料をクライアント企業に供給しようとしている最初でかつ最先端の研究所の1つだ。

・特殊なフィルターで炭素を取り込んで捕捉するエアコレクターを使用し、CHEGPG（地熱発電方式）が生成する超廉価なグリーン電力（＝再生可能エネルギー　1円/kWh～0.01円/kWhを動力源とする、AERI合成燃料ケミカルプロセス（グリーン合成燃料生産技術）と連結された拡張可能なモジュール式ADACプラントの建設を計画している。

・2017年に人工進化研究所AERIとザイロニクスXyronix は米国にAERI合成燃料ケミカルプロセス（グリーン合成燃料生産技術）と連結した世界初の商用ADACプラントを開設し、回収したCO2を用いて製造したAERI合成燃料ケミカルプロセス（グリーン合成燃料生産技術）が製造したグリーンメタノール、グリーンLPG、グリーンLNG、SAF（アルコール合成パラフィンATJ-SPK等）等のグリーン合成燃料を航空企業や船舶企業、運輸企業等の契約クライアントに試験供給を開始した。

・2021年には、有限会社知財戦略研究所との資本提携により、CO2を回収して地下に永久保存する初の商用ADACプラントの開発プロジェクトを立ち上げた。

・2023年には、上記航空会社等の契約クライアントに対して世界初の二酸化炭素回収サービスを提供するとともに、ADACを使用して回収したCO2を用いて製造したAERI合成燃料ケミカルプロセス（グリーン合成燃料生産技術）が製造したグリーンメタノール、グリーンLPG、グリーンLNG、SAF（アルコール合成パラフィンATJ-SPK等）等のグリーン合成燃料の本格供給サービスを契約クライアント企業に対して開始した。

３．ADACにおける二酸化炭素回収プロセス

AERIカーボンニュートラル・カーボンリサイクル二酸化炭素循環回収技術ADACは、気候変動対策において二酸化炭素の除去と削減に貢献するものであり、以下の4プロセスから構成されている。

a. 吸収プロセス（Adsorption Process）:

AERIカーボンニュートラル・カーボンリサイクル二酸化炭素循環回収技術ADAC の吸収段階では、大気中のCO2ガスを取り込むプロセスが行われる。吸収剤は通常、多孔質材料または化学的に修飾された固体表面を使用して、CO2を捕捉する。この段階では、吸収剤の物性、表面積、吸収速度などが重要である。さらに、吸収温度や圧力、およびCO2の濃度などの条件も制御される。

b. 分離プロセス（Separation Process）:

吸収されたCO2と吸収剤を分離する段階は、吸収剤の再生を可能にするために重要である。分離には通常、温度スイング吸着（TSA）、圧力スイング吸着（PSA）、または真空スイング吸着（VSA）などの方法が使用される。これらのプロセスは、吸収剤からCO2を取り除き、再生された吸収剤を再び吸収段階に戻す役割を果たす。

c. 圧縮プロセス（Compression Process）:

CO2を取り込むとき、得られるガスは通常低圧であり、これを圧縮する必要がある。CO2を高圧状態に圧縮することで、ガスを液体または超臨界状態に変換し、運搬や貯蔵が容易になる。圧縮段階はエネルギー消費がかなり高いプロセスであり、効率化が必要である。

d. 利用または貯蔵プロセス（Utilization or Storage Process）:

収集されたCO2は、さまざまな方法で利用または貯蔵される。一般的な貯蔵オプションには、地下埋設（地下貯蔵）やCO2の地下注入が含まれる。一方、CO2の利用には、合成燃料、炭酸飲料製造、温室ガス効果の低減、農業プロセス向上などが考えられる。

AERIカーボンニュートラル・カーボンリサイクル二酸化炭素循環回収技術ADACは、吸収剤の選択、再生効率の向上、エネルギーコストの削減、スケーラビリティの確保、地下貯蔵の長期的な安全性などの点で、他の回収システムより優位技術を備えている。

４．二酸化炭素回収・貯留（CCS）技術とAERI直接空気回収技術（ADAC）の違い

CO2を回収するという点で似ている技術として、二酸化炭素回収・貯留（CCS）というものが存在する。二酸化炭素回収・貯留技術（CCS：Carbon dioxide Capture and Storage）とは、CO2を発電所や化学工場でといった排出源から集め、地中深く等の貯留場所に安全に補完する技術をいい、温室効果ガスの排出削減と気候変動対策の一環として注目されている。一方で、直接空気回収技術（ADAC）は、前述のとおり大気中のCO2を回収する技術をいいる。つまり、両者の違いは、回収源であるということができる。もっとも、直接空気回収技術（ADAC）により回収されたCO2を地中深くに貯留する場合もあるため、その意味でADACはCCSにおける回収作業を担うことができるといえるでしょう。

５．AERIカーボンニュートラル・カーボンリサイクル二酸化炭素循環回収技術ADACと二酸化炭素回収・貯留（CCS）技術の違い

二酸化炭素回収・貯留（Carbon Capture and Storage, CCS）技術とAERIカーボンニュートラル・カーボンリサイクル二酸化炭素循環回収技術ADAC（AERI直接空気回収技術：AERI Direct Air Capture, ADAC）技術は、どちらも二酸化炭素（CO2）の排出削減と気候変動対策に関連した技術であるが、異なるアプローチを取る。

a. 原始的なアプローチ:

・CCS: CCSは、CO2を主に産業プロセスやエネルギー生産施設からキャプチャし、その後地下に貯留する技術である。これは、既存の排出源からのCO2の取り込みを対象とし、排出源が明確な場所にあることが前提である。

・ADAC: ADACは、大気中のCO2を直接取り除く技術であり、排出源の位置に依存せず、ほぼどこでも実施できる。ADACは大気全体を取り込み対象とし、地理的な制約が少ない特長を持っている。

b. 排出源の範囲:

・CCS: CCSは、特定の工場、発電所、および産業プロセスなど、CO2排出源を対象とする。このため、主に大規模な工業施設に適している。

・ADAC: ADACは、CO2排出源に依存しないため、個別の工場や施設に制約されず、気象条件に左右されずに適用できる。

c. 貯留方法:

・CCS: CCSでは、CO2をキャプチャした後、地下の貯蔵施設に貯蔵する。これは地下埋設や油田の二次採掘に利用されることがある。

・ADAC: ADACで収集されたCO2は、通常、地下貯蔵の代わりにさまざまな用途に再利用されることがある。そのため、CO2の貯留だけでなく、有用な製品の製造にも貢献する。

d. アプローチと適用範囲の違い:

・CCS: CCSは、主に大規模な産業プロセスとエネルギー生産施設に適用され、これらの設備から発生するCO2をキャプチャする。具体例として、石炭火力発電所などが挙げられる。キャプチャされたCO2は、地下の貯蔵施設（例：地下埋設または二次採掘用の油田）に貯蔵される。これにより、排出源からのCO2の削減が可能になる。

・ADAC: ADACは、大気全体を対象とし、CO2を大気中から直接取り除く技術である。具体的な例として、ADAC施設では大気中のCO2が吸収剤によって捕捉され、その後分離および貯蔵または再利用される。ADACは特定の排出源に依存せず、地理的条件に制約されずに実施できる。例えば、都市部に設置されたADAC施設は、近隣の排出源とは無関係に大気中のCO2を取り込むことができる。

e. 技術の成熟度とコスト:

・CCS: CCS技術は比較的成熟しており、一部の国や地域で運用されている。例えば、ノルウェーのSleipnerプロジェクトでは、自然ガスの生産に伴うCO2をキャプチャし、地下貯蔵施設に注入している。しかし、CCSは高いエネルギーコストと設備建設の難しさがあり、実施が制約されることがある。また、CCSは比較的成熟した技術で、一部の施設で実施されていますが、高いエネルギーコストと実施の難しさが課題である。

・ADAC: ADAC技術は比較的新しいもので、まだ成長段階にある。具体的なADACプロジェクトとして、スイスのClimeworksやカナダのCarbon Engineeringが大気中からCO2をキャプチャする試みを行っている。ADACではCCSよりも高いエネルギーコストを要するが、CHEGPG（地熱発電方式）が生成するグリーン電力（1円/kWh～0.01円/kWh）を電力源として採用できることで、エネルギーコストの改善という技術課題とコスト削減を一挙に解決されている。

・すなわち、AERIカーボンニュートラル・カーボンリサイクル二酸化炭素循環回収技術ADACは、人工進化研究所が開発したCHEGPG（地熱発電方式）が生成するグリーン電力（1円/kWh～0.01円/kWh）を電力源としてAERI合成燃料ケミカルプロセス（グリーン合成燃料生産技術）がグリーンメタノール、グリーンLPG、グリーンLNG、SAF（アルコール合成パラフィンATJ-SPK等）等のグリーン合成燃料を生産するための原材料である二酸化炭素（CO2）を直接大気中から年間100ギガトン（1ギガ：giga＝10億）～数テラトン（1テラ：tera＝1兆）レベルで生産できるようになった。

END

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Quantum Brain Chipset & Bio Processor (BioVLSI)

・神室一翔（Kazuto Kamuro）, a professor at the California Institute of Technology (CALTEC) in the United States, with the title of Quantum Physicist and Brain Scientist

Doctor of Engineering (D.Eng.) and Ph.D. in Quantum Physics, Semiconductor Physics, and Quantum Optics

IEEE-USA Fellow

American Physical Society Fellow

・人工進化研究所(AERI ） & 株式会社ザイロニクス（Xyronix Corporation）

HP: https://www.aeri-japan.com/　

HP: https://www.usaxyronix.com/

email: info@aeri-japan.com

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【Keywords】　人工進化研究所AERI （Artificial Evolution Research Institute）

HP： https://www.aeri-japan.com/

株式会社ザイロニクス（Xyronix Corporation）

HP: https://www.usaxyronix.com/