Terraformがカーボンニュートラルな天然ガスを生産
(terraformindustries.wordpress.com)- Terraform Industriesは2024年3月27日、統合型の power-to-gas（電力からガスへ）デモ機を稼働させ、電気と空気だけで合成天然ガスを作れることを実証した
- システムは自社開発の 水素電解、直接空気回収（DAC）、メタン化プロセスを組み合わせ、太陽光と空気を化石燃料フリーの天然ガスへ変換する
- コスト面ではH2 1kgあたり 2.50ドル未満、CO2 1トンあたり 250ドル未満を提示しており、太陽光DC電力の基準は20ドル/MWh
- メタン化反応器は水素とCO2から、97%以上がメタン（CH4） のパイプライン等級天然ガスを作り、希少または高価な触媒は使わないという
- Terraformerは3つのプロセスを1つの モジュール型化学プラントにまとめる装置で、同社は初の生産用Terraformerの予約を受け付け、需要に合わせて生産を拡大する計画
電気と空気から合成天然ガスを作るデモ機
- Terraform Industriesは2年間の開発を経て、太陽光と空気から 合成天然ガスを作れるという実証結果を得た
- 2024年3月27日に統合型の power-to-gasデモ機をコミッショニングし、電気と空気を安価な化石燃料フリー天然ガスへ変換する構成を検証した
- 自社開発の3つのサブシステムが中核構成となる
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水素電解
- 直接空気回収（DAC）
- メタン化
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設計方針：既存の産業プロセスを低コスト太陽光に合わせる
- 要点は、実証済みの産業プロセスを超低コストの太陽光電力に合わせて変えることにある
- 低い設備利用率を補うために CAPEXを大幅に下げ、天候・昼夜・季節ごとの電力変動に耐えるプロセスを開発した
- 生産コスト削減は、3つの要素が組み合わさることで可能になる
- 超低コストの 太陽光電力
- 低コストの グリーン水素
- 低コストの 大気中CO2回収
- 目標は、商品グレードの電気燃料代替品を競争力のある価格で生産すること
水素とCO2回収のコスト
- Terraform Industriesは、従来の目標だったより安価なグリーン水素と直接空気回収CO2で進展を遂げた
- 電解装置のコスト指標は以下の通り
- 現在のH2生産コストは 1kgあたり2.50ドル未満
- 電解装置のCAPEXは 100ドル/kW未満
- 太陽光PV DC電力の基準は 20ドル/MWh
- IRA 45Vグリーン水素税額控除の対象で、価値は H2 1kgあたり3ドル
- DACのコスト指標は以下の通り
- 大気中CO2の濃縮コストは 1トンあたり250ドル未満
- DACのCAPEXは 600ドル/T-year-CO2未満
メタン化反応器とTerraformerの構成
- 自社開発の多段式 Sabatier化学反応器は、水素とCO2を入力として受け取り、パイプライン等級の天然ガスを生産する
- 生産される天然ガスは 97%以上がメタン（CH4） の水準
- 反応器は希少または高価な触媒を使わず、選別されたデータなしでも数時間にわたり定常状態で動作するという
- Terraformerは3つのサブシステムを1つの モジュール型化学プラントとして結合する
- 装置はスキッド搭載型で、太陽光PVアレイの横に配置する形態
生産方式と次の段階
- 3つのサブシステムは、カリフォルニア州Burbankの社内施設で開発・製作された
- 内部での生産と製造は、より速い反復、低いサプライチェーンリスク、コスト効率の高い化石燃料フリー天然ガス生産モデルの実証に寄与する
- 現在の人類は1日 1億バレル規模の従来型石油・ガスに依存しており、これにより年間約 500億トンCO2 の排出が発生している
- Terraformerは、化石燃料依存を減らす産業規模の 再生可能炭化水素供給源につながる可能性がある
- 同社は初の生産用Terraformerの予約を受け付けており、需要に合わせて生産を拡大する計画
1件のコメント
Hacker News のコメント
炭素産業を見守っている立場として、かなりワクワクするニュースです。Terraform Industries はしばらく注目してきましたが、彼らの取り組みは気に入っています
カーボンニュートラル経済へ移行するには何が必要なのかを本当に理解している、数少ないチームの一つに見えます。大気中の炭素から燃料を合成する経済性についての中心的な洞察も、「聞けば当然」と思えるアイデアです。太陽光発電の電気は今後も安くなり続けるので、高価な装置で効率を最大化するより、安価な「非効率」な装置を作れば全体コストを下げられ、それがスケール拡大への道を開くというものです
この分野に関心があるなら、最近の記事「Terraformer Environmental Calculus」も読む価値があります: https://terraformindustries.wordpress.com/2024/02/06/terrafo...
石油を掘削するときは、ほぼ必ず巨大な地下メタン層を通過します。そのため天然ガスのパイプラインが飽和して搬出できない場合、掘削現場はメタンを放出するか燃焼させます。そういう瞬間にはメタン価格が実際にマイナスになることもあり、今年も MMBtu あたり -1.20 ドルを見たことがあります。実質的には、誰かにお金を払って引き取ってもらう状態です
そうなると、新しく費用効率の高い合成メタンが市場にあふれた場合、石油を掘削する企業がさらに多く燃やしてしまうのではないかと心配になります
彼らのミニマルな Web サイトが格好いいです: https://terraformindustries.com/ プレーンテキストの化学反応式まで入っています
「なぜ私たちの Web サイトはこう見えるのか？ TI では、世界規模で化石炭化水素の生産を置き換えることで世界を変えられると信じている。私たちの Web サイトと同じように、私たちの機械もシンプルで、できるだけ早く何百万台も作れる。私たちの Web サイトは、最も重要な問題を解く場所へ資源を配分するという文化的な約束を体現している」
ずっと HR ソフトウェアに携わってきた立場からすると、こういう一度きりのチャンスのシナリオに合わせた代理店向けスコアボード／ランキングシステムが思い浮かびます。優秀な候補者を 5 人提供したら、その後は 1～2 人程度の失敗作は許容する、という形もあり得ます
ただ、http://bettermotherfuckingwebsite.com/ も思い出します。すでにスタイル要素は入っているので、width 属性を追加するだけで全体が読みやすくなります。中央揃えにすればずっと良くなり、それで終わりです
誰かが本当に 5 分だけ使えば、世界で最も使われている Web 閲覧デバイス上でもそれなりに見えるようにできたはずです。レトロ風の美徳アピール的な美学を保ったままでも可能ですし、「中核ミッション」のようなものから資源を奪うことにもならなかったでしょう
気にするつもりがないなら、Web サイトをそもそも置かないほうがましです
Terraform がこの地点に到達したとは本当に興味深いです。本当であってほしいし、エイプリルフールの冗談でなければいいのですが
創業者の Casey Handmer もかなり興味深い人物です。Vesuvius Challenge の巻物のパチパチした痕跡に関する初期分析を手伝い、巻物から最初の一節を読み取る突破口に貢献したこともあります: https://caseyhandmer.wordpress.com/2023/08/05/reading-ancien...
Terraform Industries のブログと Casey の個人ブログの記事も、もっと読んでみることをお勧めします
Terraform についてさらに見るなら、Jason Carman の最近の動画をお勧めします
概要とツアー、約 20 分: https://www.youtube.com/watch?v=NngCHTImH1g
より深いインタビュー、約 40 分: https://www.youtube.com/watch?v=ekEdq6PhC0Q
大気中への温室効果ガス排出の大きな発生源であるメタン漏出をどう扱うのか気になる。CO2をメタンに変えても、漏出すればカーボンニュートラルではない
空気から回収したCO2と、水を電気分解して得た水素で天然ガスを作ることはできる。だがそうすると、なぜ単に水素を直接使わず、CO2の直接空気回収とメタン製造の非効率やコストを引き受けるのかを問う必要がある
炭素を含む合成燃料をどうしても作るなら、なぜメタンなのか。メタノールや、より重い炭化水素のような保存しやすい物質ではないのか。あるいは、完全に酸化されたCO2を空気から苦労して集める代わりに、その水素で紙のような廃棄バイオマスを含むバイオマスを脱酸素化してはだめなのか？
それに、これは二者択一でもない。人々が水素を望むなら、Terraformの電解槽は原理的には提供できる
kgあたりのエネルギー密度は素晴らしいが、体積あたりの密度は、水素が最も小さく軽い分子なのでひどい。液体または気体の状態で、同じエネルギー量あたりではメタンのほぼ3倍の体積になる。水素車への供給のように圧縮ガスとして輸送すると、ディーゼルの約18倍の体積になる。ガソリンスタンドに燃料を供給するような規模には合わない
液体のほうがましではあるが、それでもメタンの3倍、ディーゼルの4〜5倍程度だ。液体水素を維持するには通常、一部を継続的に沸騰させて逃がす必要があるため、長期保存には向かない。メタンにも同じ問題はあるが、温度と圧力の条件ははるかに極端ではない。液体水素は数ケルビンまで冷却する必要があり、輸送すれば全行程で無視できない量を失うことになる
そのため、今日生産される水素の大半は現場で別のものを作るために使われる。移動させるとコストと複雑さが増すだけだ
Terraformは電解槽の側で進展を見せているようだが、シャンパンを開けるには早い。彼らの合成ガスは依然として天然ガスより一桁規模で高い。最も安い部類の汚い燃料を、はるかに高価なクリーンな代替に置き換えようという価値提案は限定的だ。回収炭素を使うプロセスも、最終的にはすべて大気中に戻す。大半の用途では、合成ガスに変えると深い赤字領域に入り、その前に多くの代替案を検討することになるだろう
彼らが示した価格帯のグリーン水素は、グレー水素を置き換えて既存の水素利用をクリーン化するために、追加コストを受け入れられる段階に近いように見える。肥料生産や他の化学プロセスのような用途だ。依然として高価ではあるが、補助金やインセンティブで差を埋められる
既存の化石燃料産業を迂回し、地中ではなく空気から炭化水素を取り出せば、カーボンニュートラルを維持できる。産業全体を新たに発明し直す必要はない
貯蔵と密度の面ではるかに扱いやすく、大気成分から合成するので、より重い炭化水素の使用で問題になる汚染物質、特に硫黄化合物を心配しなくてよい
多くの面で、より良いのは非晶質炭素へ向かうことかもしれない。大気中のCO2で石炭を作れるなら、輸送性、とりわけ安全性と信頼性の面で大きな利点になる
どんな容器に入れても簡単に抜け出し、金属で封じ込めようとすると水素脆化を引き起こす。放棄された岩塩鉱山には貯蔵できるようで、いつかはそう使うことになるだろうが、そうした場所が常に近くにあるわけではない
HNでは別のTerraformをより頻繁に見るので、タイトルはおそらく「Terraform Industries...」にしたと思う
どの用途で、電気という高級なエネルギーを液体燃料のような低級なエネルギーに変えることが、その用途を電化するより価値があるのだろうか？
電気を運動に変えるのは、燃料を燃やして熱を作り、気体膨張でピストンを動かし、回転に変えるという連鎖より、入力エネルギーに対してはるかに効率がよい。私は何を見落としているのだろう？
4月の正午には、電力を無料で渡しても誰も引き取らない。この事実が新規太陽光建設の大きな障壁だ。このテーマに関する「Learning is not enough」のような学術研究を見るとよい
また私たちは化石燃料を肥料やプラスチックの原料としても使っているため、非効率な燃焼とは無関係の重要なPower-to-X用途がある
化石燃料から脱却するには、Terraformのような何かはおそらく存在しなければならない
時間によって発生する余剰電力は、再生可能エネルギー比率の高い電力網では事実上保証された状況で、ほぼ無料なので、効率の心配は概して重要度が下がる
余剰容量を捨てる代わりに化学燃料を作り、後でピーク負荷発電所で燃やす蓄電手段として使うか、トラック・航空機・船舶のようにエネルギー密度が重要な移動用途の燃料として使える
ガス貯蔵はバッテリーよりはるかに安い。すべての新築が電気式になったとしても、私たちは数十年にわたってガス中心のインフラを作ってきた。ドイツの全住宅のボイラーを10年以内にヒートポンプへ置き換えることは起こらないだろう
ある程度印象的ではあるが、今日 Climate Town の「Natural Gas is Scamming America」(https://youtu.be/K2oL4SFwkkw)を見た後では、天然ガス業界全体が信じがたいほど汚染されているように見える
もともと好意的に見ていたわけではないが、全体として天然ガスは気候変動の観点では石炭と同じくらい、あるいはそれ以上に有害に見える。主な理由は膨大な漏出で、天然ガスを他国へ輸送するのにかかるエネルギーも大きい
カーボンニュートラルな天然ガスを作るというアイデアは素晴らしく見えるが、気候変動を最も強く引き起こすガスの一つにエネルギーを詰め込むのは避けられないのだろうか？
現在は地下から化石燃料を採掘できる場所に縛られているため、ある場所から別の場所へ輸送しなければならない。大気からの抽出はそうではない
https://link.springer.com/article/10.1007/s10311-021-01322-8
興味深い論文だ
石油業界も食肉業界にならって、これは実は人工ガスなので消費者を誤認させている、と言い出すのだろうか？