2026年春夏にかけて、ヨーロッパでは高温と降雨不足が続き、干ばつがさらに悪化し、多くの地域で地下水位と河川水位が低下しています。各国が再生可能燃料の生産能力を拡大する中で、水不足の問題はさらに深刻化する可能性があります。なぜなら、グリーンメタノールなどの燃料を生産するには大量の水を消費する必要があるからです。ドイツのユリッヒ研究所(Forschungszentrum Jülich)の新しい研究によれば、乾燥した地域にあっても、空気から水分と二酸化炭素を集めることで再生可能メタノールを製造できるとのことです。この研究は、再生可能エネルギーが豊富で淡水が不足している場所で、この方法が燃料生産に役立つかどうかを探求しています。
この技術は、直接空気捕獲(DAC)システムを採用しています。装置内のフィルターは空気から二酸化炭素を吸収し、同時に水蒸気も吸着します。ユリッヒの研究者たちは、この特性を利用して、メタノール製造に必要な二つの主要原料を同じソースから取得しています。収集した水分は二酸化炭素と共に生産プロセスに投入され、地元の淡水の使用を減らすことができます。「DryHy」と名付けられた研究プロジェクトは、再生可能エネルギー発電、電解、熱貯蔵、廃熱利用、冷却などのプロセス全体をモデル化し、システムは設計上、追加の淡水を必要としません。
研究チームは、2050年までに中程度以上の水資源圧力に直面することが予想される78か国、合計20,000以上の地域を調査しました。
湿度が生産を促進 再生可能エネルギー供給がより重要
モデルの結果は、調査地域の約97%が年間を通じて大気から十分な水分を取得でき、プロセスに必要な水分を満たすことができることを示しています。非常に乾燥した場所でも、湿度が高い時期に集中して運転し、収集した水を貯蔵しておくことが可能です。主任研究員であるユリッヒのシステム分析部門のヘンリク・ヴェンツェルは、「日照と風力資源が豊富な地域は、グリーン燃料を生産するための理想的な条件を備えていますが、しばしば水資源の不足に直面しています。」と述べています。研究はまた、再生可能エネルギー供給の安定性が生産コストに与える影響が湿度の影響を超えていることを発見しました。
言い換えれば、風力と太陽光の資源が安定している地域は、競争優位性を持ちます。
ユリッヒのシステム分析部門のシナリオグループのリーダーであるヤン・ヴァイナンドは、「研究結果は、水資源の不足がグリーンメタノールの生産に必ずしも障害となるわけではないことを示しています。コストを削減するためには、豊富でできるだけ安定した再生可能エネルギー供給が、高湿度よりも一般的に重要です。」と指摘しています。条件が理想的な場所では、2050年には1トンの生産コストが数百ユーロまで低下することが予想されますが、条件が劣る場所ではコストが数倍に上昇する可能性があります。研究は、再生可能エネルギーが特に豊富な地域でグリーンメタノールを生産する場合、コストが現在の市場価格に近づく可能性があると推定しています。
ヨーロッパの現在の契約価格は、1トンあたり€1,000（約¥190,050（HK$9,360）、1トンあたり¥186,310（US$1,170））をわずかに下回っています。しかし、研究者たちは、市場価格の変動幅が大きいため、上記の比較には限界があると強調しています。技術の改善や二酸化炭素の価格上昇も、コスト差をさらに縮小する可能性があります。
大規模な水の抽出が気候に与える影響は未解決の課題
研究は同時に、未解決の問題を明らかにしました：大型施設が大気から大量の水蒸気を抽出すると、どのような結果が生じるのでしょうか？DryHyプロジェクトは、大気中の水分を抽出することが局所的な湿度、雲、降雨に与える潜在的な影響を研究しており、現在のモデルは温度と湿度が工場の運営に与える影響に焦点を当てています。エネルギーシステム転換グループのリーダーであるトーマス・シェーブは、「地元の淡水資源を使用しないことは、大気から水を抽出することがどの規模でも影響を与えないことを意味するわけではありません。大規模な工場を建設する前に、個別の立地について専門的な評価を行うべきです。」と説明しています。
この研究は技術経済モデルに基づいており、運用中の工業施設の実測ではありません。資金、人材、インフラ、潜在的な材料不足などの要因は考慮されていません。また、高温耐性の電解技術は、工業規模での検証が必要です。
ヴェンツェルは、「この研究はすべての場所に適用できる現成の青写真を提供するものではありませんが、どの条件下でこの概念が特に有望であるか、そして解決すべき技術的および環境的な問題が何であるかを示しています。」と強調しています。この研究は学術誌「Nature Communications」に発表されました。
項目 内容 研究機関 フォルシャングスツェントルム・ユリッヒ (於利希研究センター) 研究プロジェクト DryHy 核心技術 直接空気捕獲(DAC)、空気からの水分と二酸化炭素の収集 目標産物 グリーンメタノール（再生メタノール） 研究範囲 78カ国、合計20,000以上の地域 評価年期 2050年 達成可能な地域の割合 約97%が大気から十分な水分を取得可能 理想的な場所での2050年の予想生産コスト トンあたり数百ユーロ 欧州の現行グリーンメタノール契約価格 トンあたり€1,000未満（約¥190,050（HK$9,360）、トンあたり¥186,310（US$1,170）未満） 発表されたジャーナル Nature Communications