(57)【要約】  カーボンを含む燃料の燃焼又は使用に関連する人間活動による二酸化炭素排出からの二酸化炭素排出量を中和（neutralizing）又は削減する方法である。この方法は、二酸化炭素を捕獲する最初のステップ、及び、続いて、それを化学的にリサイクルして、後に大気中の二酸化炭素含量を増加させることなく燃焼又は使用することができるカーボンを含む燃料又は製品の恒久的で無尽蔵な供給を形成して提供する。したがって、環境に害を与えることなく、従来のカーボンを含む燃料及び製品に高く依存している現在のライフスタイルを無期限に続けることができ、次世代の利益のために、地球の大気を保存し、且つさらに改善する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素を捕獲すること、及び
それを大気中の二酸化炭素含量を増加させることなしに燃焼又は使用することができるカーボンを含む化合物又は製品に化学的にリサイクルすること、
を含むカーボンを含む燃料の燃焼又は使用に関連する人間活動による二酸化炭素排出を中和又は削減する方法。
【請求項２】
前記二酸化炭素は、石炭又は他の化石燃料を燃焼させるプラントの煙道又はオフガス、地熱エネルギー施設、セメント、アルミニウム、又はその他の工業プラント或いは工場、産業又は農業廃棄物、又は、天然ガス製造の副生成物から捕獲されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記二酸化炭素は、空気又は大気から捕獲されて取り除かれることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
入手可能な二酸化炭素源は大気であり、適切な吸着剤に大気中の二酸化炭素を吸着させて、続いて、前記吸着剤を処理又は加熱して吸着された二酸化炭素をそこから放出することによって前記二酸化炭素を得ることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記カーボンを含む化合物は、カーボンを含む燃料又は合成炭化水素を含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記捕獲された二酸化炭素は、水素還元工程によってメタノールに化学的に変換されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
ジメチルエーテルが十分に製造される条件下で、前記メタノールを脱水することをさらに含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記メタノール又は前記ジメチルエーテルを酸性−塩基性又はゼオライト系触媒の存在下でエチレン又はプロピレンに変換することをさらに含む請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記エチレン又はプロピレンを化学薬品の原料として、又は輸送燃料として使用される高級オレフィン、合成炭化水素、又は芳香族化合物、及びそれらの製品に変換することさらに含む請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
前記エチレン又はプロピレンを水和してエタノール、プロパノール、又はイソプロパノールを形成することをさらに含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ジメチルエーテルは、加熱目的の家庭用又は工業用使用のディーゼル燃料、天然ガス又はＬＰＧの代用として使用されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記メタノールとホスゲンとの反応、又は前記メタノールの酸化的カルボニル化によって、ジメチルカーボネートを形成することをさらに含む請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、従来のカーボンを含む燃料の燃焼又は使用に関連する人間活動による二酸化炭素排出からの二酸化炭素排出量を無効化、又は削減するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の２１世紀において、重大な懸案事項の一つは、地球上における人間活動による“二酸化炭素排出量（carbon footprint）”の環境的に有害な増加であるとしばしば言われている。二酸化炭素排出量は、エンティティ（entity）によるカーボンを含む燃料などの使用の結果として生成される二酸化炭素の量である。カーボンを基にする燃料、物質、の燃焼や分解或いはそれらのあらゆる存在過程（live process）から必然的に生成される二酸化炭素は、有害な地球温暖化によって引き起こされる気候の変動に大きく関与しているとして重大な懸案事項となっている。カーボンを含む燃料や物質の使用を大幅に減らし、且つ、化石燃料をカーボンを含まないエネルギー源に置き換えることが広く提案されている。カーボンを含まないエネルギー源、特に、水力、地熱、太陽エネルギー、風力などや原子力といった代替源は、使用を増大させるべきであることが強調されている。しかしながら、当面は、化石燃料源が、代替源に比べて入手し易く、比較的低いコストであるため、主要な役割を果たし続けるだろう。
【０００３】
化合物を含むカーボンの環境的に有害な原因は、その燃焼又は分解の際に二酸化炭素が生成されるということであり、これが温室効果ガスである。石炭、他の化石燃料の使用という事情を問題とすると、そのような燃料を燃やす発電所は、毎年３００億トンを超える二酸化炭素を生成しており、それは、様々な産業活動、石油や天然ガスの使用、農業、生命活動（live process）、様々な天然資源の放出によって、さらに多量に増大される。自然における海や光合成の過程が人間活動に関連するＣＯ２の半分程度を吸収し、リサイクルするが、その残量だけでも、非常に負担が大きく、地球のＣＯ２バランスを崩している。
【０００４】
したがって、京都議定書や他の取り組みによって反映されているように、我々は人間活動によって生成されるＣＯ２を大幅に減少させなければならないことが強調される。カーボンを含まず、且つ、再生可能なエネルギー源の使用は、海底又は地下における二酸化炭素排出の捕獲及び離隔と同様に、実現可能であれば使用されるべきである。しかしながら、これらのアプローチ（approach）には明らかに限界がある。離隔は、コストがかかるプロセスであることに加えて、一時的な解決に過ぎない。離隔された二酸化炭素は、大気外に長く存在しないかもしれない。あらゆる地殻変動（地震、地滑り、火山噴火など）は、空気より重くあらゆる生物を大規模に窒息させることが可能な致命的な多量の二酸化炭素の瞬間放出を引き起こす可能性がある。
【０００５】
あるエンティティの二酸化炭素排出量を削減するための他に知られている方法がある。二酸化炭素排出量は、以下のステップ：
第１にエンティティの現在の二酸化炭素排出量を正確に測定する；
エネルギー消費の期間（term）におけるホットスポット及び削減が可能であるかもしれない関連ＣＯ２排出を特定する；
ＣＯ２排出の削減のためのエネルギー効率及び生産過程から寄与される他の温室効果ガス（GHG）排出の削減を最適化する；
省エネによって削減することができないＣＯ２排出を無効化するための解決法を特定すること：
を適用することによって、効果的に且つ効率的に削減することが可能である。最後のステップは、例えば、バイオ燃料や植林活動などのＣＯ２排出の削減を目的とするプロジェクトの投資といったカーボンオフセット（carbon offsetting）を含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらは全て賢明な代替手段でありアプローチであり、代替エネルギー源および燃料の使用は、いくばくかの助けを提供することができるが、これらは、この問題に対する重要な解決法を提供するには本質的に不十分であり、新しい技術的アプローチが必要である。本発明では、いくつかの新しいアプローチを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、従来のカーボンを含む燃料の燃焼又は使用に関連する人間活動による二酸化炭素排出からの二酸化炭素排出量を中和（neutralizing）、又は削減するための方法に関する。この方法は、燃料、合成炭化水素又は他の製品の形でカーボンを含む化合物の新しく且つ恒久的な無尽蔵の供給を形成し提供するために、二酸化炭素を捕獲する初めのステップ、次に、化学的にそれをリサイクルすることを含み、それらの燃料及び製品は、後に大気中の全体の二酸化炭素量を増大させることなく燃焼又は使用することが可能である。また本発明は、カーボンを含むそのような新しい化合物又は製品を生成して、結果として地球の全体の二酸化炭素排出量をもたらす二酸化炭素排出を制御し削減するために、捕獲されリサイクルされた二酸化炭素の使用に関する。したがって、従来のカーボンを含む燃料又は製品に広く依存している現在のライフスタイルは、次世代のためになるように地球の大気を保ち、できれば改善するために、環境に悪影響を与えることなしに二酸化炭素をリサイクルすることによって得られるカーボンを含む新しい化合物又は製品に置き換えることによって無期限に続けることができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下の記述は、本発明に適用される。
【０００９】
二酸化炭素排出量は、“二酸化炭素を単位にして生成されて測定される温室効果ガスの量を単位として、人間活動が環境に対して持っている影響力の基準”である。個人、エンティティ、及び組織が地球温暖化に与える個人（又は組織）の影響を概念化するために役に立つ。二酸化炭素排出量に応じる概念的なツールは、カーボンオフセット（carbon offset）、又は、太陽エネルギー、風力や森林再生といった生物学的過程によるカーボンリサイクル（carbon recycling）などの代替の炭素源プロジェクト（alternative carbon sources project）の発展を通じての炭酸ガス放出の軽減である。二酸化炭素排出量は、生物学的足跡（ecological footprint）の概念の以前の用途の一部であると考えることができる。
【００１０】
“エンティティ”は、個人、家族、又は他のグループ、事務所、会社、他の組織であってもよい。特に、エンティティは、化石燃料の燃焼、産業活動、二酸化炭素の他の生成に適した過程（fine process）による二酸化炭素排出量を生成するもの又は生成する能力があるものである。
【００１１】
したがって、二酸化炭素排出量は、エンティティによって放出されているか、製品又は業務の全ライフサイクル（life cycle）に亘って蓄積された二酸化炭素（ＣＯ２）及び炭素を含む他の温室効果ガスの全体量である。
【００１２】
通常、二酸化炭素排出量は、ＣＯ２同等物（通常、キログラム又はトン）として表され、それは異なる温室効果ガスによる同じ地球温暖化効果の原因となる。二酸化炭素排出量は、全ての二酸化炭素源から計算されることが可能であるか、又は、二酸化炭素の主な源に制限されることも可能であり、二酸化炭素は化石燃料の使用、工業、様々な過程から生成される。二酸化炭素排出量は、一般的に、家、職場、輸送（車、飛行機、鉄道やその他の公共輸送手段による移動を含む）において使用されるエネルギーからの直接的な放出だけでなく、（商品、業務の消費の結果としてのＣＯ２排出を含む）間接的な放出も考えられる。
【００１３】
本発明は、エネルギー生成のためのカーボンを含む燃料の使用、輸送燃料、様々な由来物質及び製品の生産物を制限又は禁止することなく、代わりに、二酸化炭素を生成する植物から捕獲された二酸化炭素からそのような燃料又はカーボンを含む関連する製品を準備するか、大気から二酸化炭素を除去することによって、人間活動に起因する二酸化炭素排出量を軽減する実現可能な方法を提供する。ＣＯ２排出を捕獲し、化学的にリサイクルすることによって、二酸化炭素排出量の中和（neutral）又はマイナス移行（a negative carbon footprint）の場合が達成される。これは、産業の及び自然のＣＯ２源及び放出の一極集中を優先的にリサイクルするだけでなく、直接大気か空気自体からＣＯ２の等量又は海ではそれ以上の量を捕獲し、リサイクルすることによって実現可能である。
【００１４】
もちろん、自然界は、それ自身で農作植物や木を通して二酸化炭素をリサイクルするが、油や他の化石燃料の燃焼及び使用は、そのシステムに過負荷をかけているため、生成される二酸化炭素の量に対応していくことができない。本発明は、この欠点を認め、この優れたリサイクルプロジェクトにおいて自然界の助けとなることを試みるものである。最初に環境から二酸化炭素を捕獲するか、或いは、少なくとも、さらなる量が放出されることを防ぎ、次いで、捕獲した二酸化炭素をカーボンを基にする燃料又は原料に変換することにより、次世代は、環境にさらなる悪影響を引き起こすことなしに、そのような燃料や原料、そのような化学製品から作られた製品を利用し続けることができる。したがって、二酸化炭素の排出又はその結果である二酸化炭素排出量を増加させずに、これらの燃料及び製品の将来の源を提供できる。この製品は、環境面でニュートラル（neutral manner）に使用されることができる。
【００１５】
特に、捕獲されて回収されたＣＯ２は、メタノール又はジメチルエーテル、それらの派生製品や材料（米国特許５，９２８，８０６号、米国特許出願２００６／０２３５０９１、米国特許出願２００６／０２３５０８８、米国特許出願２００７／０５４９６９に開示されており、これらの全ての内容は、ここに参照として明確に組み込まれる）といった適切で再生可能な燃料を製造するために使用されることができる。
【００１６】
これらの特許文献に開示された方法では、石炭、或いは他の化石燃料を燃焼させるプラントの煙道又はオフガス（off-gasses）、地熱エネルギー施設、セメント、アルミニウム、又はその他の工業プラント或いは工場、産業又は農業廃棄物、又は、天然ガス製造の副生成物から二酸化炭素を捕獲することができる。また、適切な吸着剤によって吸着させることにより、二酸化炭素を空気又は大気から捕獲して取り除くことができ、その吸着剤に加熱又はその他の処理を施すことにより、吸着された二酸化炭素は放出される。
【００１７】
好ましくは、捕獲された二酸化炭素は、様々な水素還元工程（hydrogenative reductive process）によって、化学的にメタノールにリサイクルされる。ジメチルカーボネートといったその他の製品は、メタノールとホスゲンとの反応、又はメタノールの酸化的カルボニル化（oxidative carbonylation）によって形成される。有利なことに、メタノールは、脱水してジメチルエーテルに変換することができ、ジメチルエーテルは、そのままでも使用でき、或いは、さらなる製品を形成するための出発物質として使用することもできる。ジメチルエーテルは、加熱目的の家庭用又は工業用使用の天然ガス及びＬＰＧの代用として使用することができる。ジメチルエーテルは、酸性−塩基性又はゼオライト系触媒の存在下で加熱されて、エチレン又はプロピレンを形成することができる。エチレン又はプロピレンは、両方とも、高級オレフィン、合成炭化水素、又は芳香族化合物、及びそれらの製品に変換でき、化学薬品の原料として、又は輸送燃料として使用される。エチレン又はプロピレンは、水和させてエタノール又はプロパノール、そして特にイソプロパノールを形成することができる。これらのカーボンを基にする燃料及び製品は、個人又はエンティティの二酸化炭素排出量を増加させることなく、且つ、さらなる二酸化炭素の放出による大気へのさらなる悪影響を引き起こすこともなく、従来どおりに燃焼又は利用することができる。これら全ての過程は、ここに参照された先行特許文献から一般的に知られているが、二酸化炭素を収集又は捕獲した後の燃料及び製品の生成だけは、新しい概念であり、人々が慣れたライフスタイルを変えなくてもさらなる環境被害を防ぐものである。また、これは、カーボンを基にする物質の使用の維持又は削減に依存しない。
【００１８】
本発明は、したがって、現在生成されているものと同量又はそれよりも多い二酸化炭素の初めの捕獲、そして、好ましくは、人間の二酸化炭素排出量を中和（neutral）又はさらに減少させるメタノール又はジメチルエーテルへの変換の適切な形態を使用することにより二酸化炭素を化学的にリサイクルすることによって、人間活動の二酸化炭素排出量に加えるＣＯ２の有害な生成を軽減を実現する。これらの物質は、それから、便利なエネルギー貯蔵及び輸送燃料、燃料（内燃機関又は燃料電池用を含む）、家庭用及び工業用ガス（加熱用、料理用など）としても、合成炭化水素及びそれらの製品を製造するための再生可能な原材料としても使用することができる。人間活動の有害な過剰の二酸化排出量を軽減することによって、地球温暖化を引き起こす過剰なＣＯ２の有害な環境効果を減少又は無効化しながら、過剰な二酸化炭素を大気中に放出せずに、カーボンを含む燃料又は物質の環境的に優しく再生可能な使用を継続することができる。同時に、人類には、無尽蔵で再生可能で且つ環境的に害のない、皆が極めて高く依存している燃料や製品を製造するための出発点であるカーボン源、即ち、二酸化炭素が保証される。
【手続補正書】
【提出日】平成22年5月10日(2010.5.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人間活動で生成された二酸化炭素を捕獲すること、及び
捕獲された前記二酸化炭素を大気中の二酸化炭素含量を増加させることなしに燃焼又は使用することができるカーボンを含む化合物又は製品にリサイクルすること、
を含むカーボンを含む燃料の燃焼又は使用を要求する人間活動による二酸化炭素排出を中和又は削減する方法。
【請求項２】
前記二酸化炭素は、石炭又は他の化石燃料を燃焼させるプラントの煙道又はオフガス、地熱エネルギー施設、セメント、アルミニウム、又はその他の工業プラント或いは工場、産業又は農業廃棄物、又は、天然ガス製造の副生成物から捕獲されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記二酸化炭素は、空気又は大気から捕獲されて取り除かれることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
入手可能な二酸化炭素源は大気であり、適切な吸着剤に大気中の二酸化炭素を吸着させて、続いて、前記吸着剤を処理又は加熱して吸着された二酸化炭素をそこから放出することによって前記二酸化炭素を得ることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記カーボンを含む化合物は、カーボンを含む燃料又は合成炭化水素を含み、
前記燃料又は合成炭化水素を燃焼させて二酸化炭素を生成させて、
前記二酸化炭素を捕獲して前記生成された二酸化炭素前記大気へ放出することなしに前記方法を継続することをさらに含む請求項１、２及び４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記捕獲された二酸化炭素は、水素還元工程によってメタノールに化学的に変換されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ジメチルエーテルが十分に製造される条件下で、前記メタノールを脱水することをさらに含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記メタノール又は前記ジメチルエーテルを酸性−塩基性又はゼオライト系触媒の存在下でエチレン又はプロピレンに変換することをさらに含む請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記エチレン又はプロピレンを化学薬品の原料として、又は輸送燃料として使用される高級オレフィン、合成炭化水素、又は芳香族化合物、及びそれらの製品に変換することさらに含む請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
前記エチレン又はプロピレンを水和してエタノール、プロパノール、又はイソプロパノールを形成することをさらに含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ジメチルエーテルは、加熱目的の家庭用又は工業用使用のディーゼル燃料、天然ガス又はＬＰＧの代用として使用されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記メタノールとホスゲンとの反応、又は前記メタノールの酸化的カルボニル化によって、ジメチルカーボネートを形成することをさらに含む請求項６に記載の方法。
【国際調査報告】
2011523587.tif 000002
2011523587.tif 000003
2011523587.tif 000004