地球温暖化というと、とかく二酸化炭素（CO2）に注目が集まります。しかし、温室効果ガスは二酸化炭素だけではありません。それどころか、最も強力な要因でさえありません。ただ、人間社会は、何百万年もかけて地球に蓄積された化石燃料を燃やし続けており[1]、それが年間何十億トンもの二酸化炭素の排出につながっています。
それと比較すれば、年間5億7,000万トンのメタンが大気中に放出されているという事実は、特に重要ではないように思えます。[2]しかしメタンは、地球に熱を反射させる断熱性の高い温室効果ガスとしては、単位質量あたりCO2の86倍の威力があります。この事実に加え、急速に増加する排出量によって、メタンは地球温暖化の第2の原因となっています。[3]また、メタンは地上付近のオゾンの主な発生源であり、毎年100万人もの早期死亡を引き起こす原因ともなっています。[4]
また、地球の地質学史上見られる過去の急激な温暖化現象の原因はメタンであったとも考えられています。地表におけるメタンガスは、深海などの高圧下ではメタンハイドレートと呼ばれる氷状の物質に固形化します。膨大な量のメタンが、この状態で海底に「凍結」されています。これらのハイドレートは、温水のようなエネルギーの投入が起こらない限り、通常は安定した状態にあります。
5,500万年ほど前、地球では温暖化現象が起こったと言われており、一部の科学者の説によれば、その原因は不安定になったハイドレートにあるとされています。大量のメタンが海底から大気中に溶け出し、そのガスが大気中の熱を閉じ込めたことで急激な温度上昇を引き起こしたと言われています。今日、この現象は極北の森林湖で凍結したメタンの泡として見ることができます。
近年では、大気中のメタン濃度は急激に上昇しています。今日のメタン濃度は、1750年と比較すると150%以上も増加しています。この傾向が今後も続くかは不明ですが、国連気候変動に関する政府間パネル（IPCC）は、さらなる地球温暖化を防ぐためにはメタン排出を継続的に抑えていくことが不可欠であると警告しています。
メタン排出の削減は、ネットゼロ達成のためにも必須です。喜ばしいことは、これがCO2排出の削減よりも容易であることです。残念なのは、私たちの対応が遅れをとっているということです。
メタンとは何か、どこからやってくるのか
メタンは、最も単純な有機炭化水素分子で、1つの炭素原子と4つの水素原子からなる、宇宙に広く存在する気体（地球上の気温と気圧において）であり、CH4と呼ばれます。[5]
人間により生み出される（人為的な）メタンの3大発生要因は、次の通りです[6]。
- 農業（42%）：畜牛、より具体的には牛の消化器官の微生物を介し、消化プロセスの副産物としてメタンが発生します。水田で繁殖するバクテリアからも発生します。しかも、その量は大量です。世界には14億頭の畜牛がおり、その数は牛肉や乳製品の需要拡大に伴い増加しています。その他の放牧動物も同様です。家畜からの排出だけで、人為的なメタン排出の32%以上を占めています。[7]また、森林火災やバイオマス燃焼も発生要因の一つです。
- 化石燃料（36%）：メタンは天然ガスの主成分であり、炭鉱や石油・天然ガスのパイプラインからの漏出や、自動車やトラック、バスの排気ガスなどから排出されます。[8]最近の研究では、米国の油井だけでも、米国環境保護庁が以前試算したより約60%も多くのメタンが発生していることが示されています。[9]
- 人間の排泄物（18%）：埋立地、廃棄物集積場、そして下水道は、メタンを放出する微生物の繁殖に最適な環境です。
メタンをどのくらい懸念すべきか
さまざまな温室効果ガスが気候へ与える影響は、主に2つの重要な特性により決定されます。大気中にとどまる時間の長さと、エネルギーを吸収する能力です。メタンはCO2に比べると大気中での寿命は非常に短い（数百年に及ぶCO2に対し、メタンは約12年）ものの、断熱体およびエネルギー吸収体としての効力が強いため、より懸念される存在です。
地球温暖化への影響を算出する際、IPCCはメタンの地球温暖化係数（GWP）を、20年では84～87、100年では28～36としています。これは、わずか1トンのメタンが、100年間での影響を考えると28～36トンのCO2に相当し、20年間では84～87トンに相当するということです。言い換えれば、大気中に存在する最初の20年間で、メタンは同量の二酸化炭素の80倍以上の熱を閉じ込めるのです。
問題なのは、メタンの効力だけではありません。メタンの排出量もまた、1980年代に記録が開始されて以来最速のペースで上昇しています。現在、大気中のメタンは産業革命前の2.5倍となっており、これは新型コロナウイルス（COVID-19）パンデミックの影響などによりCO2が減少した2020年でさえも、急激に上昇しています。[10]パリを拠点にするデータ企業、Karryos（カイロス）によると、2020年の最初の8カ月の「ロックダウン」期間中に、大規模なメタンガス漏れの発生率が約32%上昇しました[11]。
単純な事実として、もしメタン排出が増加し続ければ、どれほどCO2を削減しようとも、地球温暖化をパリ協定の目標値である1.5°C以下に抑制することはできません。ただし、温室効果ガスとしての力は強いものの、メタンが急速に分解するという事実は、今すぐ対策をとればただちに地球の気温を低下させる効果があることを意味します。それにより、私たちは化石燃料からの移行を容易にするための貴重な時間を稼ぎ、ネットゼロの目標を確実に視野に置くことが可能となります。
メタン排出に対して何ができるのか
なぜメタンの排出量がこれほど多いのでしょうか。その大きな原因の一つは、人間の動物性タンパク摂取の増加にあります。世界の人口は100億人に達しようとしており、またこれまで以上に食肉が手に入るようになると、この需要は2050年までに最大70%増加すると予測されます。[12]
では、私たちに何ができるのでしょうか。実際のところ、できることは多くあります。国連環境計画（UNEP）によれば、今すぐ実行可能で（その多くが）コスト効率のよい方法で、1年で放出される3億8,000万トンのメタンをほぼ半減させることが可能です。[13]これにより、2050年までに地球の温度を0.18°C下げることができます。
もしこれが十分な数値に思えなければ、これはパリ協定の目標値の温度を維持するための道のりの20%から45%にあたると考えてください。[14]そしてこのことが、すぐさま健康衛生上の便益をもたらすことは言うまでもありません。UNEPによれば、これに伴う地上レベルのオゾンの減少により、毎年26万人の早期死亡と77万5,000人のぜん息関連の通院、猛暑による730億時間の労働損失、そして2,500万トンの農産物損失を回避することが可能となります。[15]
幸いなことに、私たちには多くの選択肢があります。そして、私たちはそれらを必要としています。メタン排出は、断続的かつ広く分散しているため、データの収集、対策の調整、すべての費用負担が困難です。
特に農業分野は、世界中に散らばる無数の生産者や小規模農家が対象となることから、対策は困難を極めます。また、多くのメタン削減の解決策にはトレードオフという方法もあります。たとえば、石油・天然ガス業界での漏出の検出と補修を行うことは、通常、炭鉱で同じ作業をするよりコスト効率が高くなります。同様に、家畜の飼料を変更することでメタンの排出量を減らすことができますが、これは収益の減少につながる可能性もあります。世界的に動物性タンパクの需要が高まっている中、理想的とは言えません。端的に言えば、メタンの排出量を削減するには、技術的ソリューションおよび消費パターンの変更が必要になります。しかし、特に世界規模での消費パターンを変えるのは困難が予想され、期待は技術面にかかってきます。
消費を減らす
UNEPの食糧システムおよび農業アドバイザーのジェームズ・ロマックス氏は、世界はまず「農業栽培と家畜生産の方法論を見直す」[16]ことから始める必要があると述べています。食品の「メタンフットプリント」が役立つでしょう。植物性食品と代替タンパク源への移行は、先進国の健康志向の強い層には魅力的な選択肢かもしれません。しかし、中所得国の人々に、今でさえ比較的少ない肉の摂取をさらに控えることを期待するのは現実的ではありません。彼らにとって、タンパク質の摂取を増やすことは、むしろ健康増進の鍵なのです。
生産を減らす
McKinsey & Co.（マッキンゼー・アンド・カンパニー）によると、農業、化石燃料、そして廃棄物処理の各業界は、世界の年間メタン排出量を2030年までに20%、2050年までには46%削減することが可能です。[17]それは以下の方法によるものです。
農業
農業によるメタン排出の大部分は、今すぐ適用可能な、既存の技術によって削減可能です。畜牛飼料の改善や添加剤の使用により、排出されるメタンの量を低減できます。たとえば牛に海藻を与えれば、排出量を最大80%削減することができます。[18]土地管理も非常に重要な分野です。稲田に常に水を溜めておくのではなく、周期的に落水することで、費用と水を節約しながらメタン排出量を半減させることができます。[19]これらの解決策やその他の利用可能な解決策を採用することで、農業分野は2050年までに30%の排出削減が可能であるとMcKinseyのレポートは指摘しています。[20]
国連は、これらの問題に対応するために、食料生産者を積極的に支援しています。たとえば、国連食糧農業機関（FAO）によって2017年に設立された「農業に関するコロニビア共同作業」は、生産者が気候変動に対応してより効率的に生産活動を行うための支援を行っています。また2021年9月にニューヨークで開催された「食料システムサミット（FSS）」では、より再生可能な食料生産システムへの移行を支援するために各国がさらなる努力をすることが呼びかけられました。また、農業からのメタン排出は、国連気候変動枠組条約（UNFCCC）でも議題となっており、2021年10月から11月にかけて英国で開催された「国連気候変動枠組条約第26回締約国会議（COP26）」の中でも重要議題となりました。
化石燃料
石油・天然ガス業界には、漏出検知・修理プログラム（LDAR）、電動化、計器用空気システム、蒸気回収装置など、メタンガス排出に対処するための多くの実証済みの技術があります。[21]これにより、2050年までに排出量を70%削減することができます。[22]
採炭からの排出は対策と捕捉がより困難ですが、2050年までに13%の削減が可能です。中国は世界の石炭鉱業の排出量の70%を占めているため、同国が先駆的に削減投資をリードすることは、経済的にも環境的にも理にかなっています。
廃棄物処理
人間の排泄物からのメタンを処理するためには、いくつかの選択肢があります。可能な場合は、有機廃棄物を堆肥に転用したり、食品業界は嫌気性消化処理へ移行することもできます。その後は、食料廃棄物から放出されるメタンの最小化が問題になります。
固形廃棄物については、最終的に埋立地で発生するガスを収集し、回収し、利用することになります。同様に、廃水処理に関しては、屋根付きラグーンや微細藻類の利用がガスの発生の回復・防止に有効だと考えられています。[23]これらの選択肢の多くは、高価な改修を必要とし、そのコストを回収する機会が限られるという事実があるため、国によっては実行しにくい場合もあるかもしれません。それでもなお、2050年までに固形廃棄物は91%、廃水は77%削減できる可能性が残されています。[24]
実現のための費用規模は
これらのメタン削減策の実施費用は、今後30年間で最大5兆1,000億米ドルになると言われています[25]。
幸運なことに、メタンはCO2と違って価値のある商品となるため、削減努力にかかるコストを相殺しやすくなります。捕捉したメタンは直接収益化できることが多く、一般的にエネルギー業界の他の部門に比べ、石油・天然ガス部門でより容易にそれが実現できます。これは、排出削減が、費用対効果の向上や低コストでの運用につながることを意味します。たとえば、国際エネルギー機関（IEA）は、石油・天然ガス部門では排出量の40%は、正味のコストをかけずに削減できると試算しています。安価とはいえませんが、これよりさらに高コストであった可能性もあります。[26]
測定と報告
ウィリアム・トムソン、すなわちケルヴィン卿は、かつて1883年に次のような趣旨の発言をしています。「測定できれば、理解できたも同然である」。現在、あまりにも多くのメタンに関するデータが、推定や推測に基づいています。政府、NGO、業界は、測定方法を改善するための投資や協力体制を強化する必要があります。たとえば、石油・天然ガス企業は、データ収集に長けてはいるものの、通常それを対外的に共有することはありません。これを変える必要があります。メタンの排出量をCO2と区別して報告することで、必要な明確性が得られると同時に、最大の排出者に対する監視が強化され、排出量の少ない製品の市場をサポートすることができます。
国連の石油・ガス・メタン・パートナーシップ（OGMP）は、世界の石油と天然ガスの30%を産出する加盟66カ国のメタン排出データの標準化に取り組んでいます。[27]
OGMPは、近日中に、UNEPと欧州委員会の共同イニシアチブである国際メタンガス排出量観測所（IMEO）にデータを提供し、民間および公共部門による排出量の情報の把握・管理を可能にする予定です。[28]
これらのデータはどのように収集されるのでしょうか？ ここで、技術が重要な役割を果たします。
常に世界のどこかで、およそ100カ所の大規模なメタン漏出と、無数の小規模の漏出が起こっています。[29]問題なのは、それらが散在的であるため見落とされがちだということです。地上に設置されたセンサーでは、カバーできる範囲に限界があります。飛行機やドローンでの調査は、費用と時間がかかり、また飛行が禁止されている区域もあります。そこで登場するのが人工衛星です。
衛星は、この5年間で相当数の打ち上げがあり、今後もさらに増えることが予想されます。その中でも画期的なのは、NASAとカリフォルニア大気資源委員会、衛星企業のPlanet（プラネット）、大学、NPOが協力し、共同で行っている「Carbon Mapper（カーボンマッパー）」です。これはBloomberg Philanthropies（ブルームバーグ・フィランソロピーズ）などの民間の寄付者から資金提供を受けています。[30]
このプロジェクトは2023年に2基の衛星を打ち上げ、将来的に最大で20基の衛星が事実上24時間体制で世界中のメタン排出を監視する計画です。一方で、ベンチャー企業のMethaneSAT（メタンSAT）は、2022年に打ち上げを予定しています。[31]まさにその名を冠した衛星は、より低い軌道を周回し、1Km2の解像度を提供できることから、特に石油・天然ガス部門から放出されるより小規模なメタンの排出を特定するのに役立ちます。
道のりは始まったばかり
規制や国際的な合意はまだ不十分ではありますが、[32]世界がメタンについて関心を深めつつあるという有望な兆候は見えています。欧州には以前、2030年の排出を2005年比で29%削減するという目標がありました。現在、その目標は35%～37%に上方修正されています。[33]2021年9月、米国と欧州は「グローバル・メタン・プレッジ」を発表しました。これは、2030年までにメタン排出を30%削減し、2050年までに地球温暖化を0.2℃以内に抑制することを目指すものです。[34]この取り組みはCOP26で正式に発表され、すでに世界のGDPの3分の2以上を占める100カ国以上が署名しています。[35]また、2021年11月には、米国が国内の石油・天然ガス採掘場から漏出するメタンを対象とした一連の対策を含む「メタン排出削減行動計画」の提案[36]を発表しました。
NGPの分野では、2021年9月、20の慈善団体が、これまでで最大規模の貢献となる2億2,300万米ドルを拠出しメタン排出削減を支援していくことを発表しました。[37]
メタンは、CO2のように数十年にわたって注目は浴びることはないかもしれません。しかし、どこにでも存在し、危険性を増しているこの温室効果ガスの脅威を抑制するために、世界各国で対策が進められています。
実行すべきことは多くありますが、メタン排出の削減は、確実に私たちの視野に入っています。
私たちには、すぐに実行できる数多くの選択肢があり、その多くはCO2の削減よりも容易なものです。ただし、躊躇している時間はありません。行動を起こすのは、今なのです。
[1] https://www.theworldcounts.com/challenges/climate-change/global-warming/global-co2-emissions/story
[2] https://www.iea.org/reports/methane-tracker-2020
[3] https://www.carbonbrief.org/scientists-concerned-by-record-high-global-methane-emissions
[4] https://www.ccacoalition.org/en/slcps/tropospheric-ozone
[5] https://www.epa.gov/ghgemissions/overview-greenhouse-gases#methane
[6] https://www.ccacoalition.org/en/slcps/methane
[7] UN Environment Programme August 20, 2021
[8] https://www.americangeosciences.org/geoscience-currents/methane-emissions-oil-and-gas-industry
[9] https://www.science.org/doi/10.1126/science.aar7204
[10] https://research.noaa.gov/article/ArtMID/587/ArticleID/2742/Despite-pandemic-shutdowns-carbon-dioxide-and-methane-surged-in-2020
[11] https://www.reuters.com/article/us-climate-change-energy-methane-idUSKBN26Z1DA
[12] https://www.wri.org/blog/2018/12/how-sustainably-feed-10-billion-people-2050-21-charts
[13] https://www.unep.org/news-and-stories/press-release/global-assessment-urgent-steps-must-be-taken-reduce-methane
[14] https://www.economist.com/science-and-technology/2021/04/03/those-who-worry-about-co2-should-worry-about-methane-too
[15] https://www.unep.org/news-and-stories/story/methane-emissions-are-driving-climate-change-heres-how-reduce-them
[16] UN Environment Programme August 20, 2021
[17] McKinsey September 23, 2021
[18] https://theconversation.com/feeding-cows-a-few-ounces-of-seaweed-daily-could-sharply-reduce-their-contribution-to-climate-change-157192
[19] https://ccacoalition.org/en/resources/rice-global-economy-strategic-research-policy-issues-and-food-security
[20] McKinsey September 23, 2021
[21] https://www.mckinsey.com/industries/oil-and-gas/our-insights/the-future-is-now-how-oil-and-gas-companies-can-decarbonize
[22] McKinsey September 23, 2021
[23] https://www.ccacoalition.org/en/slcps/methane
[24] McKinsey September 23, 2021
[25]https://www.mckinsey.com/business-functions/sustainability/our-insights/curbing-methane-emissions-how-five-industries-can-counter-a-major-climate-threat
[26] https://www.iea.org/reports/methane-tracker-2020
[27] https://globalmethane.org/challenge/ogmp.html
[28] https://fsr.eui.eu/international-methane-emissions-observatory-a-new-step-in-limiting-global-ghg-emissions/
[29] https://www.esa.int/Applications/Observing_the_Earth/Copernicus/Sentinel-5P/Mapping_methane_emissions_on_a_global_scale
[30] https://carbonmapper.org/
[31] https://www.methanesat.org/
[32] https://www.iea.org/reports/driving-down-methane-leaks-from-the-oil-and-gas-industry
[33] https://ec.europa.eu/energy/sites/ener/files/eu_methane_strategy.pdf
[34] https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/IP_21_4785
[35] https://www.theguardian.com/environment/2021/nov/02/joe-biden-plan-cut-global-methane-emissions-30-percent
[36] https://www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2021/11/US-Methane-Emissions-Reduction-Action-Plan-1.pdf
[37] https://www.bloomberg.org/press/leading-philanthropic-organizations-partner-and-commit-to-over-223m-to-reducing-methane-emissions/
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