鉄鋼スラグのCO2隔離能力定量化における方法論的差異の批判的評価
A Critical Evaluation of Methodological Discrepancies in Quantifying Steel Slag CO2 Sequestration
鉄鋼スラグはCO2隔離に適しているが、研究によってその能力の解釈が異なり、比較が困難になっている。本研究は、熱重量分析、質量増加測定、ガス消費モニタリング、酸分解法、元素分析、燃焼赤外吸収分光法、X線回折の7つの従来法を評価し、それらの定量目標、適用範囲、系統的バイアス、失敗シナリオを議論する。4つの分析経路での7日間のCO2隔離値は6.5~10.2 g CO2/100 gの範囲を示し、分析手法間の差異は測定誤差だけでなく、特定の炭素プール、前処理プロトコル、炭酸塩種の特定基準、相限界の分類、統計的不確実性の評価方法の違いに起因することが示された。この問題を解決するため、材料背景、プロセス質量平衡、生成物関連炭素測定、統計的融合の4層からなる証拠連鎖構造を提案し、背景ベースライン除去、質量閉鎖確認、4点クロスバリデーション、不確実性の広範な報告を含む標準を策定した。このモデルは、鉄鋼スラグの炭素隔離能力測定を、孤立した単一測定から、追跡可能、確認可能、検証可能な複数の証拠源を持つシステムへと転換する。これにより、大規模実験、プロセス拡張、炭素排出削減の確認、統一試験手順の開発に強力な方法論的裏付けを提供する。
- 熱重量分析、質量増加測定、ガス消費モニタリング、酸分解法、元素分析、燃焼赤外吸収分光法、X線回折の7手法を評価し、定量目標・適用範囲・系統的バイアス・失敗シナリオを整理した
- 4つの分析経路での7日間のCO2隔離値は6.5~10.2 g CO2/100 gと最大1.6倍程度ばらつき、差異は測定誤差ではなく炭素プール・前処理プロトコル・炭酸塩種の特定基準・相限界の分類・統計的不確実性評価の違いに起因するとした
- 材料背景、プロセス質量平衡、生成物関連炭素測定、統計的融合の4層からなる証拠連鎖構造を提案し、背景ベースライン除去、質量閉鎖確認、4点クロスバリデーション、不確実性の広範な報告を含む標準を策定した
鉄鋼スラグによるCO2隔離は、鉄鋼業の脱炭素・CCUS投資やカーボンクレジット算定の根拠になり得る領域だが、本稿は測定手法間で隔離量の解釈が6.5~10.2 g CO2/100 gとばらつく実態を整理し、証拠連鎖構造と標準策定を提案している。つまり現状の「隔離量」データは手法依存で比較不能であり、この数値を前提にした回収・貯留事業や炭素会計の収益モデルには過大評価リスクがあるという点が投資判断上重要。