二酸化炭素 生産

二酸化炭素

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/07/08 03:58 UTC 版)

生産

日本で工業原料としての利用される炭酸ガスは、石油化学プラントなどから排出されたものを回収し、洗浄・精製を繰り返すことで生産される[5]。工業製品としての炭酸ガスの 2018 年度日本国内生産量は 991,138 t[注釈 1]、工業消費量[注釈 2]は 149,035 t である[6]。実験室レベルでは石灰石に薄い塩酸を加えるか、炭酸水素ナトリウムを加熱することで発生させる。清涼飲料水で使用する炭酸ガスも石油由来のものを回収して使用している。

イギリスでは、アンモニアを製造する際の副産物を利用している[7]

用途

工業用途

工業においては、以下の用途がある。

農業用途

農業においては、以下の用途がある。

  • イチゴ促成栽培、観賞用水槽の水草など、植物の成長を加速させる二酸化炭素施肥に使用されている。
  • 鮮農産物のCA貯蔵(controlled atomosphere storage)にも二酸化炭素が使用される。
その他
  • 炭酸飲料入浴剤、消火剤などの発泡用ガスとして用いられている。
  • 冷却用ドライアイスとして広く用いられている。
  • 自転車の緊急補充用エアーとしても使われるようになった。
  • 超臨界状態の二酸化炭素はカフェイン抽出溶媒として、コーヒーデカフェなどに利用されている。
  • げっ歯類や小動物などの動物を殺処分する方法にも使われる。通常は麻酔状態になった後意識を喪失し、窒息死に至るため安楽死の手段として使われる。二酸化炭素単独では低コストだが、酸素に対するヘモグロビンの親和性が高いため、15分以上かかることもあり、苦しみ続ける場合もある[10]
  • ドライアイスは昇華時に白煙を生じることから、舞台やパレードでの演出などでも用いられる。これを放送業界などでは俗に「炭ガス」と呼ぶ。この白煙は二酸化炭素そのものではなく、雰囲気の温度低下に伴い空気中の水分が氷結して見えるものである。

二酸化炭素による温室効果

ハワイ島マウナロア火山で観測された二酸化炭素の大気中濃度(Y軸が 310 ppm から始まっていることに注意。また周期的に濃度が上下しているのは、冬と夏とで植物が吸収する二酸化炭素の量が異なるためである。植物が枯れる冬は、夏に比べ植物の二酸化炭素の吸収量は低下する)。

二酸化炭素は赤外線の 2.5 - 3 μm、4 - 5 μm の波長帯域に強い吸収帯を持つため、地上からの熱が宇宙へと拡散することを防ぐ、いわゆる温室効果ガスとして働く。

二酸化炭素の温室効果は、同じ体積あたりではメタンフロンにくらべ小さいものの、排出量が莫大であることから、地球温暖化の最大の原因とされる。

世界気象機関(WMO)は2015年に世界の年平均二酸化炭素濃度が400ppmに到達したことを報じたが[11]氷床コアなどの分析から産業革命以前は、およそ280 ppm(0.028 %)の濃度であったと推定されている。濃度増加の要因は、主に化石燃料の大量消費と考えられている。

また、二酸化炭素そのものの海水中への溶存量が増えることによって海水が酸性化し、生態系に悪影響を与える海洋酸性化も懸念されている。

1997年には京都議定書によって二酸化炭素を含めた各国の温室効果ガス排出量の削減目標が示され、各国でその削減を努力することを締結した。

その手法は多岐に亘る。エネルギーや農業・畜産業など人為起源の二酸化炭素の排出量を抑制する努力、および森林の維持・育成や二酸化炭素回収貯留(CCS)技術の開発など、二酸化炭素を固定する努力が進められている。また排出権取引などを活用して、世界的に二酸化炭素の排出量を削減を促進する努力も行われている。

2013年5月、米国ハワイ州マウナロア観測所サンディエゴのスクリップス海洋研究所の観測で日間平均二酸化炭素量が人類史上初めて400ppmを突破したことが発表された[12]

世界平均濃度の算出

二酸化炭素濃度は様々な研究機関によって世界各地で測定されているが、それらは必ずしも統一的な基準で測定されているとは限らない(つまり各測定値の比較可能性が保証されていない場合がある)。世界気象機関(WMO)の全球大気監視(Global Atmosphere Watch)プログラムは世界各地で統一した基準や手法で二酸化炭素濃度を含む様々な地球の大気成分の測定を行っている[13]。そして、それを用いた世界平均された二酸化炭素濃度は、WMO温室効果ガス年報WMO Greenhouse Gas bulletin)で発表されている。これは気候変動枠組み条約の締約国会議に合わせて毎年1回刊行され、この世界平均濃度は世界の主要メディアによって報道されている。また、全球大気監視プログラムにおける各地の測定データは、WMO温室効果ガス世界データセンター(World Data Centre for Greenhouse Gases)から無償で公開されている(データを利用する場合には利用ポリシーに従う必要がある)。このデータセンターはWMOから委託を受けて日本の気象庁が運営している。


注釈

  1. ^ 肥料、清涼飲料製造用の自家使用分は除く。
  2. ^ 当該工場で他の製品の原材料用、加工用、燃料用として消費されたものをいう。従って他の工場での生産に消費した量は含まない。

出典

  1. ^ a b Merck Index 12th ed., 1857.
  2. ^ カーボンフリーな水素社会の構築を目指す「水素基本戦略」経済産業省資源エネルギー庁(2018年2月13日)2019年1月27日閲覧。
  3. ^ 2014 年度(平成26年度)の温室効果ガス排出量(確報値)<概要>環境省 (PDF)
  4. ^ 二酸化炭素(CO2)の人体における影響 沖縄CO2削減推進協議会 (PDF)
  5. ^ 昭和電工ガスプロダクツによる解説または日本液炭による解説
  6. ^ 経済産業省生産動態統計年報 化学工業統計編
  7. ^ W杯観戦のビールが飲めない?炭酸ガス不足、英で業界を直撃”. CNN (2018年6月28日). 2018年6月30日閲覧。
  8. ^ 二酸化炭素原料化基幹化学品製造プロセス技術開発国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(2018年7月6日閲覧)
  9. ^ ドライアイスブラスト 日本液炭 (PDF)
  10. ^ 安楽死法 動物実験手技
  11. ^ WMO温室効果ガス年報の和訳 12号”. 気象庁. 2019年4月3日閲覧。
  12. ^ 大気中のCO2量が歴史的水準を突破、専門家らが行動を呼びかけ”. AFP (2013年5月11日). 2013年5月11日閲覧。
  13. ^ 堤 之智 (2017). “新たなWMO/GAW 実施計画:2016-2023について”. 天気 64: 607-614. 
  14. ^ 「CO2 大気から直接回収/脱炭素の救世主に 経済活動に制約なく」日本経済新聞』朝刊2021年2月1日(科学技術面)同日閲覧
  15. ^ 「希薄な二酸化炭素を捕捉して資源化できる新触媒の発見 低濃度二酸化炭素の直接利用に道」東工大ニュース(2018年12月4日)2019年1月27日閲覧。
  16. ^ 朝日新聞』朝刊2011年1月25日22面






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