ページ番号1010020 更新日 令和6年1月30日

米国OccidentalのDirect Air Capture(DAC)開発が商業化に向け進展中

レポート属性
レポートID 1010020
作成日 2024-01-30 00:00:00 +0900
更新日 2024-01-30 11:08:10 +0900
公開フラグ 1
媒体 石油・天然ガス資源情報
分野 技術CCS
著者 高木 路子
著者直接入力
年度 2023
Vol
No
ページ数 10
抽出データ
地域1 北米
国1 米国
地域2
国2
地域3
国3
地域4
国4
地域5
国5
地域6
国6
地域7
国7
地域8
国8
地域9
国9
地域10
国10
国・地域 北米,米国
2024/01/30 高木 路子
Global Disclaimer(免責事項)

このウェブサイトに掲載されている情報はエネルギー・金属鉱物資源機構(以下「機構」)が信頼できると判断した各種資料に基づいて作成されていますが、機構は本資料に含まれるデータおよび情報の正確性又は完全性を保証するものではありません。また、本資料は読者への一般的な情報提供を目的としたものであり、何らかの投資等に関する特定のアドバイスの提供を目的としたものではありません。したがって、機構は本資料に依拠して行われた投資等の結果については一切責任を負いません。なお、機構が作成した図表類等を引用・転載する場合は、機構資料である旨を明示してくださいますようお願い申し上げます。機構以外が作成した図表類等を引用・転載する場合は個別にお問い合わせください。

※Copyright (C) Japan Organization for Metals and Energy Security All Rights Reserved.

PDFダウンロード529.3KB ( 10ページ )

概要

  • 米国の石油ガス会社Occidentalは、世界最大規模の年50万tの回収能力を有するDirect Air Capture(DAC)を現在米国テキサス州に建設中。2025年半ばの稼働開始を予定。
  • 同DAC事業に対して、2023年後半以降、Blacklockが資本参加(参加比率不明)を表明、また大手企業らによるファウンデーション事業者としてDAC CDRクレジットの購入が相次ぐ。2022年11月時点で、Occidentalは、2030年までの同プラントのCO2回収量の70%近くが売約済み、初期交渉を含めた場合85%に達することを明らかにした。
  • また国外展開を視野に、国営石油会社ADNOCとの間でUAEにおけるDAC開発に向けたエンジニアリングスタディを開始することに合意。提携してきたDAC技術を提供するCarbon Engineering(加)を完全子会社化し、将来的に技術ライセンス販売による収益化を目指す。

 

1. Direct Air Capture(DAC:CO2直接大気回収)開発

国際エネルギー機関(IEA)によると、現在操業中のDACのCO2回収事業は世界であわせて27か所、CO2回収量はわずか年間10万tで、その他少なくとも130の計画が提案されている[1]。将来的には、IEAは、ネットゼロシナリオ(NZE)においてDACは2030年時点のほとんどゼロのところから2050年までに発電所でのCO2回収量と同規模のCO2回収量が必要だと試算する[2](図1)。他方でIEAは、DAC開発の可能性は無限ではないとも指摘しており、CO2の貯留キャパシティ、他燃料との競合やCO2クレジットバイヤーの多数参加、毎年700億ドル規模が必要とみられる開発資金、さらには回収時に費消する大量のクリーン(ゼロエミッション)電力など、進展するためには様々なハードルがあるとして過度な期待をけん制する。

図1.IEAのWorld Energy Outlook 2023によるDirect air capture見通し
図1.IEAのWorld Energy Outlook 2023によるDirect air capture見通し
出所:IEA
IEAの3つの将来シナリオ:STEPS:Stated Policies Scenario、APS:Announced Pledges Scenario
NZE:Net Zero Emission Scenario

現在、DAC-S(Direct Air Carbon Capture and Storage)ないしDAC‐CCSによるCDR(Carbon Dioxide Removal)クレジットは、植林等の他のCO2除去技術よりも信頼度が高く位置づけられ、他のCDRクレジットよりも数倍の高値が付いている。DAC開発は、世界初の大型プラントは稼働前であり、大型化の技術的な確立やコストダウンの問題など商業化実現の予見性は依然として低いことに変わりないが、ゼロエミッション技術の一つとして大きな期待が寄せられている。

本稿では、大型開発として現在建設中のテキサス州DACプラント(Occidental社)に関して先行事例としてこれまでの経緯を紹介する。

 

2. Occidentalの第1号「Stratos」

米国の石油ガス開発会社Occidentalは、現在、2025年稼働開始に向けてDACプラントを建設中である。同プラントの建設場所はテキサス州のシェール開発を行うPermian地域。第1号の大型案件となる「Stratos」事業は第1プラントがCO2回収能力50万t/年、将来的に100万t/年に拡張の計画である。2022年8月にすでに自前資金を投じて建設を開始し、来年の2025年半ばの稼働開始を予定する。2023年11月現在、建設進捗率30%。現在、米国連邦環境保護局(EPA)に対してCCS向けの掘削井ClassⅥの認可を申請中である。Occidentalは、プラント建設中のPermian地域において長年、CO2地下圧入の知見と経験を蓄積してきた大手の国内石油・ガス開発会社で、回収したCO2を地下に貯留する予定である。

この事業の目的としてOccidental社は、(1)DACの商業化の実現、(2)長期にわたるキャッシュフローと確実なリターンの確保、そして(3)カーボンニュートラルに向けた道筋を挙げる。

 

3. 第2号のSouth Texas DAC Hub開発とそれ以降

同社は、すでに次の大型開発となるSouth Texas DAC Hub計画にも着手しており、2022年11月に不動産会社King Ranchとの間で同じくテキサス州メキシコ湾岸に近いKleberg郡で11万エーカーの用地をリース契約した。同事業は回収プラント能力を100万t/年に引き上げ、最大回収能力3000万t/年まで事業拡張及び地下圧入(CCS)を計画する。

同事業は、2022年に成立したインフラ投資・雇用法(IIJA)に盛り込まれたDACハブ開発支援プログラムの一つに2023年8月に選定されており、政府資金が得られる見込み。連邦政府はDACの技術開発(R&D)支援を主に行ってきたが、IIJAにて開発案件への予算付与が決定した(表1)。連邦政府の本DAC支援プログラムは、年間回収能力100万t以上のDAC大型開発に対して5年間で1件あたり最大5億ドル、開発事業4件に対して助成される「地域DACハブプログラム(Regional Direct Air Capture Hubs program)」。South Texas DAC Hubは本プログラムのうち産業地域を対象に選出された2件のうちの一つ。他1件はルイジアナ州のProject Cypress事業(Battelle, ClimeworksとHeirloom Carbon Technologiesのコンソーシアム)である。これらは、エネルギー省の支援の元、地元雇用やコミュニティとの関係構築等を図りながら進められる見通し[3]

第3号以降については、DAC技術ライセンスの第3社への提供を含めて、国内外を視野に収益化を追求する計画である。OccidentalのVicki Hollub CEOは、すべてを自前資金で開発するのではなく、技術ライセンスを第3社に付与し、パートナー会社との間で建設・操業管理を行えるような仕組みを検討していると述べている。

表1.米国DOE(エネルギー省)のDAC支援プログラム
発表時期 内容 発表サイト
2020年8月 R&D事業(補助総額1,350万ドル)3件を選定 https://www.energy.gov/articles/department-energy-awards-135-million-direct-air-capture-research(外部リンク)新しいウィンドウで開きます
2021年6月

R&D事業(同1,200万ドル)6件を選定

https://netl.doe.gov/node/10816(外部リンク)新しいウィンドウで開きます

2021年8月 R&D事業(同600万ドル)4件を選定 https://www.energy.gov/fecm/articles/us-department-energy-announces-additional-6-million-funding-four-direct-air-capture(外部リンク)新しいウィンドウで開きます
2023年8月 開発事業(最長10年間)2件、その他FS案件14件、FEED 5件(総額12億ドル) https://www.energy.gov/articles/biden-harris-administration-announces-12-billion-nations-first-direct-air-capture(外部リンク)新しいウィンドウで開きます

2024年

新たに開発事業(2件)選定の可能性  

出所:DOEエネルギー省プレスリリースを参考に作成

 

表2.Occidentalの具体的なDAC事業(第1号、第2号)
 

Stratos事業(第1号)

South Texas DAC Hub事業(第2号)
場所 テキサス州Ector County
シェール産地Permian Basin
テキサス州Kleberg County
メキシコ湾沿岸
事業計画

DAC回収プラント設計50万トン/年
将来的に能力100万トン/年に拡張
回収したCO2を地下圧入


投資額(2023年時点)最大13億ドル
EPC作業 Worley(豪)社


2022年8月 建設開始
2025年半ば 稼働開始予定

DAC回収プラント設計100万トン/年
最大3000万トン/年まで拡張可能
帯水層に圧入


エンジニアリング会社としてWorley(豪)予定

概況
(2023年11月時点)
建設工期30%完了
環境保護局(EPA)に対してCCSのClassⅥ井の掘削認可を申請中
米国エネルギー省DAC開発支援対象
FEED実施中
地質構造調査のための掘削作業中

出所:Occidental社発表資料より作成

図2.2件のDAC開発の位置
図2.2件のDAC開発の位置
出所:公表資料を基に作成

4. 第1号の「Stratos」事業のこれまでの経緯

途中経過としてここまでの経緯を、同社資料をもとにとりまとめた(表3、表4)。

ここまでは、技術エンジニアリングサイドでの収益化体制の構築、オフテーカーや共同事業者となるパートとの関係構築、そして政府サポートの開拓やクレジット需要の持続的な開拓を同時並行して推進している。

まず、当初Occidentalは、現在のCEO Vicki Hollub氏の下、脱炭素ソリューションへの投資戦略転換において、2019年にカナダのDAC技術エンジニアリング会社であるCarbon Engineering(CE)に資本参加するとともに、CE社のDAC技術と自社の既存事業との戦略的な統合シナジーを見出し、スケールアップの可能性を追求、1プラント50万t/年の大型開発の設計に踏み切った。CEへの資本参加比率を徐々に引き上げるとともに、FEED実施後、CO2排出削減を掲げる地元企業や大手企業のオフテーカーの資金提供や米連邦政府の資金支援を取り付け2022年8月に手元資金でプラント建設を開始。DACに必要なクリーン電力の調達に目途をつけた。

Occidentalは1年後の2023年夏にはこのDAC開発で国外に進出。2023年8月、OccidentalはADNOCとクリーンエネルギーに関して戦略的な連携関係を構築するMOUを締結。これは、米国連邦のホワイトハウスが主導した、ADNOCとの間で2022年に結成したPartnership for Accelerating Clean Energy(PACE)に基づくもの。合意内容はADNOCがOccidentalが推進するDAC開発やCO2貯留ハブへの参画を検討し、さらに両社でUAEでの大規模な100万トンクラス/年のDAC‐CCSを1‐2か所の共同開発を評価するもの。その後、ADNOCとの間でUAEにおけるDAC開発に向けエンジニアリングスタディを開始することにも合意した。

表3.ここまでの「Stratos」事業(赤字:連邦政府支援)
出所:Occidentalの2023年発表資料及びプレスリリースを参考に作成
表4.商業化に向けたマイルストーン
技術面 パートナーシップ面 マーケット面(DAC CDR需要)
  • Carbon Engineering(CE)技術のスケールアップ可能性を見出す
  • 自社ケミカル部門や主要事業(油・ガス田開生産)とのシナジー効果に着目
  • IIJA法及びIRA法成立し、政府資金が拡充。
  • 早期に大手企業がCDR購入
  • BlackRockが資本参加
  • 世界展開に向け新たなパートナー(ADNOC)
  • GHG排出企業の低炭素燃料ポートフォリオに新たな選択肢
  • IRA支援対象にDACが追加され「DAC」の認知度上昇
  • 航空利用燃料の排出削減規制によるCDR需要の期待

出所:Occidentalの2023年11月発表資料を参考に作成

 

5. DAC CDRクレジットの販売収入と開発コストのバランス

2023年11月時点のOccidentalの説明によると、同社はすでに2030年までのStratosプラントのCO2回収量のうち約65~70%のDAC CDRクレジットを売約済みで、初期段階の交渉を含めると2030年までのCO2回収量のうち最大85%に達すると明らかにした。現在、DAC CDRクレジットを購入する企業が相次ぎ発表されている。小ロットであるが2024年1月、大手コンサルティング会社のBCG及び大手トレーディング会社Trafiguraがファウンデーション事業者としてStratos DACのCDRクレジットを購入した旨をそれぞれ表明し、これまでにあわせて9社のDAC CDRクレジットのバイヤーが明らかになった(表5)。

またBCGはDAC CDRクレジット販売をサポートする事業プロセスの開発など、コンサルティングサービスを通じた戦略的な協力関係をすでに構築し[4]、StratosのMRV(Measurement Reporting and Verification)に関してIT構築の設計を支援してきた経緯が明かされた。BCG社は、同業のDAC開発者であるCarbonCapture(米)やClimeworks(スイス)ともCDRクレジット購入に関する契約を締結済みである。

表5.StratosプラントのCDR購入企業
購入企業 業界、国 年平均数量 購入数量 年数 発表年月
BMO 金融、加 1千t 2021/11
Airbus 航空機メーカー、仏 10万t 40万t 4年 2022/3
Houston Texas スポーツ、米 2023/1
Houston Astros スポーツ、米

2023/3
ANA 航空、日 1万t 3万t

3年

2023/8
Amazon IT、米 2.5万t 25万t 10年 2023/9
TD Groupe 金融、加 2.75万t 4年 2023/11
BCG コンサルタント、米 0.7万t 2.1万t 3年 2024/1
Trafigura トレーダー、シンガポール >5万t 2024/1

出所:Occidental及び子会社1Point Fiveのプレスリリースより作成

 

主要な収入源となるCDRクレジットの販売価格は、Occidentalによれば、1トンあたり約400~630ドル範囲をターゲットに据えていることを明らかにし、買い手側は高い入場料であるものの先行投資者としての付帯的なメリットを得ている可能性がある。買い手、売り手ともにファーストムーバーとしてのハイリターンを目指し、リスクの分散を図っている。

もう一つの収入源の政府支援は、米国では、それまで1トンあたりCO2において50ドルの連邦政府支援がインフラ削減法成立でDACを利用したCCSに対して1トンあたり180ドルに引き上げられた。

Occidentalによれば、第1号プラントの回収コストは1トンあたり400ドル~500ドルの間と試算し、政府補助金を大幅に超過する(表6)。同社は、将来的には1トンあたり125~200ドルの範囲まで引き下げたいとして、例えば、DACの回収効率向上、使用電力の削減、インフラの共有化や最適化等にコストダウンの余地はあるとみている。

開発事業者にとっては、開発コストが下げられればCDRクレジットの需要が増加し、DAC CDRクレジットのバイヤーが増えてDACの収益アップに繋がる。バイヤーにとっては、需要が持続すれば価格は高値維持され、また国際取引も行いやすいかもしれない。商業化の実現にあたっては、パートナーの間で立ち上げリスクをシェアしながら、今後の技術面及び市場面のリスクをどう引き下げていくのかが鍵を握る。

表6.第1号「Stratos」キャッシュフロー想定
(収入)
  「Stratos」の収入源(25年間、年間50万tのCO2回収)
CDR販売 $400‐630/t
IRA(45Q)政府支援

$180/t(CCS)or$130/t(EOR利用)

12年間の期限付き
その他収入
  1. ボランタリー市場での市場販売
  2. DAC操業において生成されるCO2のCCS(45Q、$85/t)

 

(コスト)
  コスト
CO2回収 $400‐500/t
 
キャピタルコスト分野別比率(~$13億) オペレーションコスト
回収装置(Air Contactors): 40%
集中処理(Centralized Processing): 40%
電力&インフラ関連: 20%
エネルギー費、貯蔵、資機材・ケミカル、ライセンス料、不動産税他

Occidental社資料より作成

 

6. その他DAC開発

世界各地で計画されるDAC開発の技術提供者は、Occidentalが買収したCE以外にも、CarbonCapture(米)、Climeworks(スイス)ほかが挙げられる。

CarbonCapture(米)はFrontier Carbon Solutionsとともに、米国ワイオミング州で「Project Bison」を立ち上げ、最終的に500万tまで拡大する大型開発を実施中。第1フェーズは、回収能力1万t/年を建設中である。第2フェーズは同20万t/年、第3フェーズは同80万t/年、第4フェーズは同400万t/年の順次能力拡張を計画する。大手ソフトウエア会社Microsoftが「Project Bison」のDAC CDRクレジット(数量、金額不明)を購入し、Scope3を含めて自社のcarbon negative by 2030の目標達成に向け、CO2排出削減に取り組んでいる。https://www.carboncapture.com/(外部リンク)新しいウィンドウで開きます

Climeworks(スイス)は、アイスランドにおいてデモンストレーション開発の2基目であるMammoth Projectを推進する。同社は回収能力3.6万t/年を建設中である。本年2024年の稼働開始を予定する。第1基目のOrca Projectは2021年9月に同じくアイスランドで回収能力4000トン/年を稼働開始。大量のエネルギーを必要とするDAC事業として地熱エネルギーが豊富なアイスランドが適地に選ばれた。https://climeworks.com(外部リンク)新しいウィンドウで開きます

HIF(チリ)は国営企業Andes Mining and Energy(AME)の子会社.であるが、同社は風力発電や水力発電の再生可能エネルギーからグリーン水素を製造しDAC回収したCO2を利用してE-ガソリンやE-エタノール等の合成燃料(e-fuel)を製造する実証事業「Haru Oni」を他企業とともに推進する。HIFのほか、Porsche(独), Siemens Energy(独), Enel Green Power(伊), Enap(チリ), Empresas Gasco(チリ), ExxonMobil(米), Global thermostat(米)が参画する。

 

7. まとめ

Occidentalは、米国石油ガス会社の中でも珍しくScope3を含めた2050年までのネットゼロ目標を掲げて、脱炭素化ソリューションからのキャッシュフローやリターンを目指す。長期的には、2035年までに世界各地で最大135か所のDACプラント建設を目指す野心的な計画を有する[5]。こうした大きなリスクを伴う先行した動きは、従来の石油・ガスの新規探鉱スピリッツにも通じるところである。

最後に、大気中のCO2を除去するネガティブエミッション技術の一つとして期待されるDAC技術は、CarbonCaptureやClimeworks等競合他社も複数見受けられ、実証ステージから商業ステージ入り口に差し掛かりつつある。だが、依然としてCCSを含めると1トンあたり600‐1000ドルが必要な高コスト事業であるだけに、その進展は大規模な連邦政府の資金支援とDACのCO2クレジット(DAD CDR)のボランタリー市場に依存する収益構造が続くとみられる。

2024年から2025年も引き続き、他社を含めた技術開発の動向のほか、先行案件の稼働開始、技術最適化やコストダウンの趨勢、そしてDAC CDRの需要期待の推移に注目していきたい。

 

以上

(この報告は2024年1月29日時点のものです)

アンケートにご協力ください
1.このレポートをどのような目的でご覧になりましたか?
2.このレポートは参考になりましたか?
3.ご意見・ご感想をお書きください。 (200文字程度)
下記にご同意ください
{{ message }}
  • {{ error.name }} {{ error.value }}
ご質問などはこちらから

アンケートの送信

送信しますか?
送信しています。
送信完了しました。
送信できませんでした、入力したデータを確認の上再度お試しください。