二酸化炭素回収技術は高性能CO2センサに依存する
グローバルサウスで初めての直接空気回収（DAC）企業として、Octavia Carbon社は世界で2番目のDAC+地層貯留プラントを稼働させた。
ケニアの豊富な再生可能地熱エネルギーを活用し、大気中から二酸化炭素を回収して地下に安全に貯留するOctavia Carbon社は、ヴァイサラのCO2計測センサの独自の性能特性に依存した、拡張可能な技術を開発した。
背景
気候変動と戦うための世界的な取り組みは、大気中の温室効果ガス（GHG）のレベルを下げることを目指している。これは、産業、建物、輸送などからのGHG排出を削減すること、そして大気中からGHGを除去することによって達成できる。二酸化炭素回収は、これら両方のシナリオで活用できる。すなわち、ポイントソース排出からのCO2回収、そして大気から直接CO2を回収するDAC（Direct Air Capture、直接空気回収）である。
DACプロセスにはエネルギーが必要であるため、このプロセスがGHGの正味削減をもたらすためには、エネルギー供給がカーボンニュートラルである必要がある。この点で、ケニアには大きな利点がある。大地溝帯のケニア部分は、地熱エネルギーに関して莫大な可能性を秘めている。約2,500万年前のプレート運動により、水が地表下1〜3kmの高温の岩石と接触するようになり、過熱された高圧の水と蒸気の混合物が生成された。これは地熱エネルギー生成に最適な条件である。
現在、ケニアの電力の約90%は再生可能エネルギー源から生成されており、その中で地熱が最も重要な供給源となっている。同国の地熱発電プラントは廃熱も生成しており、Octavia Carbonの技術はこのリソースを活用するように設計されている。さらに、この地下の火山地質は、永久的な地下CO2貯留に理想的である。
DACの成功は、大気中からCO2を除去する効率に大きく依存している。特に、DAC事業者は、回収されたCO2の流れと回収プロセスのCO2排出との差を最大化する必要がある。したがって、CO2濃度の正確な計測は極めて重要である。
Octavia Carbon社
2022年に2人のイノベーターによって設立されたOctavia Carbon社は、現在60人以上を雇用し、DAC技術のコストカーブを下げ、インパクトカーブを上げることをミッションとしている。同社の目標は、持続可能な二酸化炭素除去のための効果的なソリューションを提供し、グローバルサウスにおけるグリーン産業成長と気候正義の触媒として機能することである。
2025年9月、第2回アフリカ気候サミットは、アフリカを気候変動の被害者としてではなく、世界の気候経済におけるソリューションの推進者として位置づけるという明確な呼びかけで終了した。Octavia Carbon社は、これらのソリューションの1つとなるために設立された。
Octavia Carbon社は、個人や組織が慈善寄付や二酸化炭素排出量のオフセットを可能にする多数のCarbon Dioxide Removal（CDR）パッケージを提供している。さらに、二酸化炭素取引に参加している組織は、Octavia Carbon社からCDRクレジットを直接購入できる。
大気中から直接CO2を回収した後、Octavia Carbon社はガスを液化し、永久的な地下地層貯留のためにパートナーに移送する。
CO2計測の課題
可能な限り効率的なDACプロセスの開発が求められる中、Octavia Carbon社の最適化チームは、プロセスのあらゆる段階でインラインの正確な計測を行う必要があった。さらに、Octavia Carbon社の二酸化炭素回収プロセスの検証は、正確で信頼性の高いCO2計測によってのみ可能となる。
Octavia Carbon社のスタッフは、ヴァイサラの製品を採用する前に、複数のCO2センサメーカーの製品を試験し、却下した。Octavia Carbon社のProcess Optimization LeadであるKhamis Mwalwati Muniru氏は次のように説明する。「私のチーム内では、CO2回収効率を評価するために材料を厳密にテストしています。このプロセスには、CO2放出段階での0〜100% volから、CO2回収時の400 ppm未満に至る広い濃度範囲での正確なCO2モニタリングが必要であり、極めて高い計測精度が求められます。」
Khamis氏は、一部のセンサは特定の濃度では正確に計測できるものの、すべての濃度ではできず、一部のセンサでは信頼性が問題になることを発見した。「私たちは、約430 ppmの大気濃度から99.99%の回収CO2まで、二酸化炭素レベルを正確に計測できる必要があります」と彼は言う。「ヴァイサラのセンサは、このような広範囲にわたって必要な精度を実現できる唯一のセンサでした。」
計測精度に加えて、Khamis氏のチームは計測の安定性も必要としていた。「私たちのDACは本質的にバッチプロセスであり、センサの計測値は非常に低いものから非常に高いものまで短時間で変化します。通常は約1時間です。初期の（現在は却下した）センサの一部は、1サイクルで精度を失うことがわかりました。これには2つの重要な結果がありました。第一に、頻繁に面倒で時間のかかる再校正を行う必要があり、第二に、最も重要なことですが、吸着剤が完全に飽和した時点を特定するために計測値を信頼できませんでした。」
ヴァイサラのソリューションはCO2回収に理想的であることが判明
Octavia Carbon社のプロセス最適化チームは、ヴァイサラのGMP343 二酸化炭素プローブを評価し、このアプリケーションに理想的であることを発見した。「広範囲に加えて、400 ppm未満での高精度も必要でしたが、これは試したセンサのほとんどでは不可能でした」 とKhamis氏は説明する。「そこで、GMP343が±3 ppmの精度と長期安定性でこれを達成できることを知り、大変喜びました。幸いなことに、これは毎回のテスト前に再校正する必要がないことを意味しました。」
GMP343は、ヴァイサラのCARBOCAP® 技術を採用している。これは、可動部品のないシリコンベースの非分散赤外線(NDIR)シングルビーム・デュアル波長センサ（単光源二波長式）である。CARBOCAP®センサは、光源強度の潜在的な変化や、光路における汚染や汚れの蓄積を補償する基準計測を提供するマイクロメカニカルFPIフィルタを備えているため、長期にわたって高いレベルの安定性を提供する。Octavia Carbonにとって、この安定性は年間±2%の読み取り値という優れた性能を意味した。
GMP343に加えて、Octavia Carbon社は、CO2回収プロセス専用に開発されたMGP241も採用しており、湿潤で過酷な条件下で信頼性の高い計測を実現している。自動温度・圧力補償によるインライン計測を行うMGP241の範囲は0〜100 vol-%CO2に及び、長期安定性のためにCARBOCAP®技術も採用している。MGP241は、吸着後の計測に理想的であることが判明した。
ヴァイサラのアフリカ産業計測セールスマネージャーであるSamy Oumaziz氏は次のように述べている。「Octavia Carbon社がプロセス制御を改善し、CO2計測への信頼を確立するのを支援できることを嬉しく思います。さらに、このDACプロセスはスケーラブルであり、将来の展望に非常に期待しています。私たちはOctavia Carbon社と緊密に協力してDACプロセスを深く理解し、厳しい計測要件を定義し、Octavia Carbon社の将来の成長を支援し、アフリカの気候イノベーションのより広範な進歩に貢献するカスタマイズされたCO2計測ソリューションを提供しました。」
Octavia Carbon社のDACプロセス
プロセスには主に3つのフェーズがある。吸着、脱着、液化/注入である。各フェーズにはエネルギーが必要だが、ケニアの再生可能地熱エネルギーへの容易なアクセスにより、Octavia Carbon社のプロセスは低コストでカーボンネガティブである。
第1フェーズでは、大気（約430 ppm CO2を含む）がDACマシンに引き込まれ、化学吸着剤を含むフィルタを通過する。これらの化学物質は二酸化炭素と選択的に結合し、空気から効果的に除去し、フィルタ材料がCO2で完全に飽和するまで続く。
脱着フェーズでは、真空下でフィルタ材料に間接熱を加えることで、濃縮されたCO2を放出させ、抽出する。このプロセスにより、フィルタが再生され、再利用可能になる。
最終段階では、回収されたCO2が圧縮および冷却され、液化されるため、安全な地質サイトに輸送できる。そこで、適切な岩層の地下深くに注入される。これらの条件下で、時間の経過とともに、CO2は炭酸化として知られるプロセスを通じて徐々に鉱物化し、岩石の永久的な一部となる。
重要なのは、Octavia Carbon社のDACプロセスが完全にモジュール式であり、したがってスケーラブルであるため、同社には野心的な成長目標がある。2026年までに最初の商業規模プラント（Project Hummingbird）で年間1,000トンのCO2を回収することを目標としており、2030年までに年間100万トン以上の除去を目指している。
まとめ
ヴァイサラのプロダクトラインマネージャーであるAntti Heikkilä氏は次のように述べている。「このエキサイティングなプロジェクトでOctavia Carbon社を支援できることを嬉しく思います。私たちのユニークなCO2プローブは、このような困難なアプリケーション専用に開発されました。しかし、『地球のためのあらゆる計測』を私たちのコアパーパスとして、このプロジェクトは、ヴァイサラの計測技術が気候変動との戦いにどのように貢献しているかを示す完璧な例です。」
「最終的に、DACの役割は、回収されたCO2トンあたりのコストによって決まります」 とKhamis氏は説明する。「私たちは大地溝帯で、カーボンフリーの地熱エネルギーの恩恵を受けることができて幸運ですが、私たちの技術のスケーラビリティは、プロセスの最適化に大きく依存します。」
正確で信頼性の高いCO2計測は、Octavia Carbon社のプロセス最適化チームと運用チームの両方にとって不可欠である。正確な計測がなければ、吸着剤の性能を選択し改善することは不可能である。同様に、正確な計測により効果的なプロセス制御が可能になり、たとえば運用スタッフが吸着剤飽和の正確な瞬間を特定できるようになる。
吸着剤飽和点の正確かつタイムリーな特定は、プロセス効率にとって不可欠であり、CO2回収を最大化しながらコストを最小化し、時間を節約し、プロセスエネルギー消費を削減するのに役立つ。
最後に、そしておそらく最も重要なことだが、Octavia Carbon社の顧客が購入するCDRの正確性と信頼性に完全な信頼を持つことが不可欠である。これは第三者認証によって裏付けられるが、それもまた完全に正確なCO2計測に依存している。
