論文・プレプリント

Kantouros, Babis, Prousalis, Thomas, Tsivintzelis, Ioannis +2

セメントおよび天然ガス排ガスを対象に、回転充填層(RPB)方式のCO2回収システムのコスト最小化最適化フレームワークを構築した研究。アミン溶剤の選定と運転条件を比較し、回収コストを左右する要因を定量化する。RPBの高効率・省スペース性を活かしたCCUS導入の経済性評価に資する。

David Lowing, Adrien Nicolle, Cyril Rouault

EUのネットゼロ産業法は石油・ガス生産者にCO2貯留能力の整備を義務付けるが、義務と適地は偏在するため事業者間の協定が必要となる。本研究は、どの集団も単独行動の誘因を持たない安定性と規範的原則を両立する「実効価格ルール」を提案し、4つの公理による一意な特徴づけと、最低競争価格での分散市場の支払い再現を示す。デンマーク・オランダ・フランスのデータで例示する。

Jinxin Liu, Chengning Pan, Chao Yang +8

二次元共役MOF（Cu3(HHTP)2）を用い、太陽光照射や10Vの電圧印加によりCO2を直接脱離・再生する光・電気熱スイング法を実証した研究。1〜50%のCO2濃度域で4〜5回/hのサイクル運転が可能で、アルキルアミン導入により吸着容量が3倍以上に向上し、再生エネルギー消費は1%CO2で145、10%CO2で60 kJ/molまで低減する。吸着サイトとエネルギー変換機能を単一多孔質材料に統合する新設計指針を示す。

Pacheco-Torgal F, Mofrad S, Srikhamma T +2

炭素固定型セメント系材料5分類について2023年以降の査読文献をレビューし、排出回避・CCU・CDRを厳密に区別して評価。TRLと耐久性の証拠マトリクスを示し、世紀半ばに0.4〜3.5GtCO₂/年（純除去は0.1〜1.5Gt）の貢献可能性を試算。原料・低炭素CO₂供給・標準化・耐久性が制約であり、会計の透明性と実証が導入条件だと結論づける。

Elsayed AE, Nasr HE, Samaha SH

スチレン・ブチルアクリレート・アクリル酸・GMAの乳化重合で新規ポリマー複合体を合成し、中和にtert-ブチルアミン(TBA)を用いることでエポキシド開環副反応を抑制しつつ高密度の三級アミン吸着サイトを導入した。TBA官能化ラテックスは30℃で49.2%のCO₂除去率を示し、アンモニウム体(0-3%)を大幅に上回った。低コスト・低エネルギーで常温CO₂捕集や室内空気質改善に資する固体吸着材の基盤技術を提示する。

Martinsen, Emil Skov, Frandsen, Sten, Scharling, Tejs +4

溶媒ベースのCO2回収パイロットプラントを対象に、ニューラルネットワークを用いたグレーボックスモデルを構築し、経済的モデル予測制御（EMPC）を適用した研究。再現用コードを公開し、炭素回収プロセスの運転最適化と省エネ・コスト低減の可能性を示す。CCUSの実装段階における制御技術の高度化に貢献する。

Stefania Bempeli, Julian Nöhl, Hitesh Sewani +2

膜による炭素回収の最適設計を、機械学習代理モデル・技術経済分析・ライフサイクル評価を統合した多基準最適化で検討。廃棄物焼却炉とセメント工場の排ガス回収では、電力がコストと気候影響の主要因であり、CO2/O2選択性が支配的。高性能膜でも電力が高炭素強度なら気候便益は損なわれ、電源構成が優先すべき膜特性と目標値を左右することを初めて示した。

Di Tommaso, Devis

CO₂を電解により酢酸へ変換するタンデムプロセス（CO₂→CO→酢酸）の定常状態物質収支モデル群の改訂版v4.3。v4.2で炭素収支が閉じなかった問題を修正し、CO供給量の算出方法とグリセロール炭素の計上を見直した結果、全ワークブックで炭素収支が1.000に収束。アルカリ性・酸性両経路の電極面積、電力原単位、CO₂供給量などを算出し、Excelワークブックと技術マニュアルを公開。

Mosca, Marco, Mosca, Roberto, Miroglio, Tiziano +1

イタリアの製材所に導入予定の80kWe木質ガス化CHPから発生するバイオCO2について、温室施肥・炭酸カルシウム析出・電気炉スラグや再生コンクリート微粉の炭酸化・e-メタノールという5つの利用経路を比較するPythonモデル。年間の物質・エネルギー・炭素収支を2万回のモンテカルロ試行と複数の会計前提で評価し、6つのスクリーニング基準で経路選定を支援する。

Osamu Nishiura, Shinichiro Fujimori, Tomoko Hasegawa +46

本プレプリントは、CMIP7で用いられる低排出シナリオにおける二酸化炭素除去（CDR）の展開量と、それに伴う持続可能性への影響を評価する。CDRの規模・手法・土地利用や水・食料とのトレードオフをシナリオ横断で検討し、気候モデル比較に必要な整合的な想定を提供することを狙う。各国の脱炭素経路設計やCDR依存度の妥当性を議論する基礎資料となる。

Powell, Patrick, Grogan, Dr. Jared

化石燃料発電所の低品位排熱を利用し、湿潤バイオマス廃棄物を滅菌・保存して腐敗を止めるコンセプトを提案。燃料1バレル当量で6トンの廃棄物を処理し、腐敗による5.5トンのCO2を抑制、排出は0.43トンで約13:1の比率となる。埋立地メタン削減時はさらに効果が高い。発電を継続しつつ炭素を固定するが、パイロット試験と資金提供者が必要。

ECCSEL ERIC

ECCSEL ERICは、CCUS・BECCS/DACCSによるCDR・低炭素エネルギー貯蔵・地熱の研究施設へのオープンアクセスを提供する欧州の研究インフラネットワークである。165以上の施設を通じ、TRL1からTRL7へのイノベーション加速と産業・発電のネットゼロCO₂達成を目指す。研究者・産業・政策立案者の連携、EU資金獲得支援、知識主権の確保を強みとする。

ZHOU, Yinbang

本研究は、CO2地中貯留サイト選定が定性的手法に依存している課題に対し、帯水層の選定分類と指標体系を整理し、AHPを用いた半定量的スクリーニングと地質モデリングを組み合わせた階層的選定手法を提案する。油田Aの帯水層に適用し、優先貯留候補を提示した。大規模CCUS展開と二酸化炭素排出削減目標の達成に資する基盤を提供する。

Cremona, Riccardo, Quevedo Parra, Sebastian, Gatti, Manuele +1

セメントクリンカー製造の脱炭素化に向け、予備焼成炉での部分酸素燃焼とMEA溶媒による燃焼後CO2回収を組み合わせたハイブリッドプロセスを提案・評価。50%酸素富化と3+3段予熱器が改修難易度と熱効率の最適バランス。廃熱利用で溶媒再生の熱自立を実現し、99%超の回収率を達成。RDF全量代替燃料併用時にはネットマイナス排出（-181.9 kg CO2/t clk）を実現し、高炭素税下で競争力が高い。

Hodjati-Pugh, Oujen, Ntoulaveris, Vasileios, Mukerjee, Subhasish +1

Ceres Endura™の可逆固体酸化物スタックは燃料電池と電解を切り替え可能で、設備稼働率を高め投資回収を短縮する。バイオガス発電と廃CO2・水蒸気の共電解を組み合わせ、スタック内でe-メタンを生成する可逆炭素回収を実証した。数百回の実運転サイクルで動的挙動と堅牢性を示し、100kW級FC／250kW級共電解システム規模まで検証。実験データを多物理モデルに組み込み予測・最適化を可能にした。

Elangovan, S. Elango, Hafen, Tyler, Oldham, Claire +4

OxEon Energyは、火星探査機Perseverance搭載のMOXIEプロジェクトで固体酸化物スタックの材料と設計を厳格な条件試験により飛行認定した。Ni系燃料極の改質により、外部還元ガスなしで完全酸化後の性能回復を実現し、乾式CO2電解およびCO2-H2O共電解で75%超の高転換率をコーキングなしで達成した。この堅牢な運転は、下流分離プロセスのコストと複雑さを低減する工業脱炭素プロセスに直接応用可能である。

Amrhein SKT, Most T, Walther C

地中CO2貯留サイトの長期漏洩リスクを、透水係数や粘度などの不確実な岩層パラメータを考慮した一次元漏洩モデルで評価する手法を提案。ドイツのKetzinとカナダのQuestの2サイトで検証し、シール層特性のばらつきがモデル出力変動を支配することを示した。パラメータ数が少なく初期構想段階の安全性評価や追加知見の必要性定量化に有用。

Cheng, Tianjiao, Onoda, Hiroshi

日本の代表的ごみ焼却施設（300t/日）を対象に、13の炭素管理経路を化石炭素収支で統一し、10電力地域別・時間分解・モンテカルロ分析で気候影響を評価した研究の完全なデータとコード。R1改訂版として捕捉境界の統一や地域層の再構築を行い、全数値・図表を単一スクリプトで再現可能にした。

Akpabli G, Rahnema H, Marfo WA +1

CCUSサプライチェーンの要となる地下注入ノードの容量喪失リスクを予測するデジタルツイン対応のリスク管理手法を開発。18件の滑り事象を7つの力学変数で表現し、機械学習でWatch・Mitigate・Holdの3状態に分類。粗面から平滑面への政策移転では全6事象を検知し、警告中央値16.5秒・3.5秒を達成した。予測リスク・領域妥当性・人間の権限・物理フォールバックを分離するIndustry 5.0アーキテクチャを提案。

Xingqi Wang, Juwen Su, Kaiping Zhu +3

フルオフラビン二スルホン酸（FFDS）を用いた対称型フローリアクターで、電気化学的にCO2を連続回収・放出する手法を報告。プロトン共役電子移動によりアルカリ性陰極液と酸性陽極液を同時生成し、吸収材再生・炭酸塩化・CO2放出を並行して実現する。模擬排ガス条件下で高い酸素耐性と安定性を示し、電流密度で放出速度を制御可能。予備的技術経済分析では電力消費が主要コストで、レドックス分子コストは無視できる。