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二酸化炭素を海洋を利用して吸収する一方法として、海洋にリン、窒素をまくことにより海洋中の生物体を増やし保持炭素量を増すという施肥法がある。本研究では本法の工学的評価として非定常応答のシミュレーションを行い、環境影響を考察するとともにエネルギー評価を行うことを本年度の目的とした。併せて他の自然界への二酸化炭素吸収技術、特に植林による二酸化炭素吸収の効果についても一次評価を行い、そのほかの対策技術との相互比較、評価を行うことを目的とした。
植物プランクトンにより合成(表層での光合成量と分解量との差)された有機炭素と炭酸カルシウムの循環を組み入れた海洋のTwo Boxモデルにさらに人工的に散布された肥料量に相当する合成量を加えた。全ての肥料は植物プランクトンに固定されると仮定した。大気からの窒素固定は考えず、また窒素のみの挙動を追った。
施肥開始後数年で大気中の二酸化炭素濃度は一定となった。表層、深海中の有機、無機、炭酸塩炭素、窒素の濃度の経時変化を求めた。百年間施肥を行ったところ、海洋表層の有機物濃度はほぼ定常となり、その濃度は現在の濃度の約2倍となった。肥料製造工程までを含めた過程で放出される二酸商炭素量は全固定量に対し約1割となった。
海洋を利用する他の対策技術として、新エネルギーとして期待される海洋温度差発電採用による二酸化炭素発生量抑制効果を、化石燃料代替効果に加えて、深海水汲み上げによる吸収効果についても計算したところ、後者は前者の数%に相当することがわかった。
一方、森林破壊、砂漠化を防止し、さらに従来の森林破壊速度と同速度で植林を行えば、大気中の二酸化炭素濃度の増大は抑えられる。本研究では併せて温暖化問題から考えた砂漠の工学的利用技術について、総合的検討を行い、その複合的利用の重要性を示唆した。
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