早稻田大學與三菱重工Engineering、北海道大學、京都府立大學共同投入之「利用岩石與場域特性之風化速進技術(A-ERW)開發」研究計畫獲得新能源產業技術開發機構(NEDO)轄下探索型(Moonshot)研究開發事業之下的「探索目標四:2050年實現促進地球環境再生之永續資源循環」主題採用,今後將推動從大氣中有效率地將二氧化碳予以回收/固定化之A-ERW技術的開發,並計畫取得國際認證。
在實現氣候穩定化與碳中和所必需之負碳技術(Negative Emission Technologies)方面,將岩石粉碎、散佈,透過風化過程(碳酸鹽化作用)回收、固定大氣中二氧化碳之風化促進技術漸受關注。此次早稻田大學等投入的研究計畫即是以利用天然岩石回收二氧化碳並使其礦化之風化促進(Enhanced Rock Weathering; ERW)技術為對象。
ERW係將玄武岩等鐵鎂質岩石予以人工粉碎、微粉化,將其散佈於耕地後,透過風化(碳酸鹽化)過程吸收二氧化碳。然而此項應用對於新釋放出的二氧化碳或碳收支的定量化不夠充分,且在不同場域實施之際,因地層、岩石而有所差異的實際淨固定量與總固定量仍不明確。此次的研究計畫將ERW重新設定為「物理比表面積擴大(物理風化)」×「透過物質輸送與化學反應產生的二氧化碳礦化」,且儘可能地以較少的追加能量執行各個過程的加速法。耕地散佈亦將結合切合土壤的管理方法或耕作方法以增加實質的固定量。
此外,研究中亦計畫將各類岩石的二氧化碳礦化潛力、前處理能源、每種分散方法的二氧化碳礦化速度、預定時間經過後的礦化率等資訊予以數據化。另將投入有效率之監測法的開發,並執行實際場域測試以驗證預測模型的有效性。期藉此做為碳核算LCA的證據,以建置相關資訊基盤的雛形架構。目前A-ERW 已選定具有豐富地質調查數據的北海道做為示範場域。A-ERW除了是一項負碳技術之外,亦將可望藉由岩石散佈帶來提升農作物產量、改善土壤等促進資源循環之共同效益(Co-benefits)。另一方面,研究團隊計畫在日本國內與國際間提出高精度之碳核算LCA,以達到成為國際共識標準之目標。
※註:A-ERW為Advanced Enhanced Rock Weathering 的縮寫,「A」則包括了Accelerated、Active、Agro-industrial、Advantageous及Accurate Accounting等含義。