人間は毎日のように二酸化炭素を大気中に吐き出している。クルマを運転しているときであれ、電気をつけるときであれ、肉を食べているときであれ、常にそうだ。それをやめることは誰にもできない。

一方でこの問題の要因に、排泄というわかりやすい行為が含まれていることも考えずにはいられないだろう。下水処理施設の電力消費量は世界全体の3パーセントに相当し、炭素排出量は1.6パーセントを占めている。

それがわれわれを脅かす気候変動に与える影響は、たとえれば1滴の水がバケツにしたたる程度にすぎないと思うかもしれない。ところが、気候変動による悪影響を遅らせるための手段として、汚水処理技術をどう工夫すれば、二酸化炭素を排出するのではなく回収できるのかを、研究者たちは模索し始めている。この計画がうまくいけば、少なくともわれわれの排泄物に罪はなくなるだろう。

排泄物は家庭のトイレや下水管に流され、ビールやワイン製造のような産業排水と一緒になって処理施設に送られる。これらの有機物はすべて屋外のタンクにためられ、微生物の餌になるのだ。

微生物は廃棄物を分解し、副産物として二酸化炭素を放出する。そして比較的きれいになった、といっても飲用にはほど遠い水が施設から海に流されていく。

微生物の種類が鍵

人間の排泄物そのものはカーボンニュートラルである（ただし、作物の栽培と運送に伴う炭素放出は除く）。つまり、空気中の炭素を植物が光合成によって取り込む。その植物を食べた人間が排泄物を出す。その排泄物を微生物が食べ、二酸化炭素を大気中に吐き出すことにより、振り出しに戻るというわけだ。

一連のサイクルには下水処理施設の稼働に必要なエネルギーが含まれていないが、この処理過程を少し変えることができるかもしれない。二酸化炭素を餌にするバクテリアや微細藻類など、一部の微生物を利用するのだ。

「一部の微生物は有機炭素を食べ、二酸化炭素をエタノールのような化学物質に変換します」と、プリンストン大学で環境工学を研究しているレン・ジェイソン・ジーヨンは説明する。レンが共同執筆した、下水の処理過程で利用できる可能性がある炭素回収技術に関する論文は『ネイチャー』オンライン版のレヴュー記事で発表された。

つまり改善できそうな点のひとつは、下水処理に使われている代表的な微生物を、二酸化炭素を餌にしている微生物に置き換えることだ。「下水を単に処理するだけでなく、二酸化炭素をもっと価値のあるものに変えるのです」とレンは語る。

例えば、化石燃料を動力源とする発電所で集めた二酸化炭素を下水で満たされた密閉タンクに送り込む。これらの発電所は下水処理施設の近くにあることが多い。発電所から排出される二酸化炭素を大気中に放出する代わりに、下水処理施設のタンクに送り込んで微生物に食べてもらうわけだ。

下水処理施設は発電所の二酸化炭素排出量に対価を支払う一方で、微生物を使ってエタノールのような価値のある化学物質をつくり出して販売する。発電所は炭素排出量を削減する取り組みをアピールできるし、下水処理施設は新たな収益を得られるため、誰もが「勝ち組」になるという筋書きだ。

「利益にならない」という問題

この論文は意図的に、対価が発生する新たな生産物に焦点を当てている。その理由は炭素回収において最大の障害となっている「利益にならない」という問題から逃れるためだ。

例えば植林や炭素を吸収する設備の設置は、企業が積極的に取り組みたいことではない。取り組んだとしても、資金が減るだけだからだ。炭素回収の技術を普及させるためには、それを義務づける法律を整備するか、新しいビジネスチャンスをつくるか、あるいはその両方が必要となる。

「下水処理施設は精製所になるでしょう」とレンは話す。「排出される二酸化炭素と下水を取り込み、価値のあるほかの何かにすべての技術を駆使して変えるのです」

誤解を招かないように言っておくと、下水処理の方法を変えるだけでは気候変動からわれわれを救うことはできない。本来であれば、炭素の排出量を大幅かつただちに削減する必要がある。とはいえ、食欲の旺盛な微生物たちがひと役買うことはできるだろう。

炭素回収のためのほかの方法と比較すると、技術導入後の負担はそれほど重くならない。しかも処理する下水は大量にある。ニューヨーク市だけでも13億ガロン（約49億リットル）の排水が1日に出るのだ。米国の市町村は法律に基づき、すべての下水を処理してから海に流さなくてはならない。つまり原材料は近くにあり、今後もあり続ける。

アイデアはほかにもある

二酸化炭素を餌にする微生物だけが、大量の下水を有効活用する唯一の手段というわけではない。

別のアイデアとして、下水処理の過程で発生する汚泥を使って生物資源由来のバイオ炭、つまり炭素を豊富に含む一種の活性炭をつくる方法がある。バイオ炭を土壌に加えると作物の収穫量を増やせるだけでなく、土壌が吸収する二酸化炭素の量も増える。

あるいは人工の湿地を排水処理施設にしてもいいかもしれない。人工の湿地に下水を送り込むと、それを湿地中の植物が分解する。こうして二酸化炭素は植物の成長に使われるのだ。

重要なのは付加価値

しかし、これらの提案は現時点では理論上のものに過ぎない。「現状を見れば、それが論文の著者たちの提案から大きくかけ離れているということがわかります」と、カリフォルニア大学ロサンゼルス校の環境工学者でマイケル・ステンストロームは話す。

「ネックになっているのは、優れた科学技術だけではありません。マネジメントのほか、わたしたちが望むことを多くの人々に実践してもらうことなどもそうなのです」

ステンストロームは下水処理と、二酸化炭素の大気中への放出を抑える「炭素隔離」を研究している。彼のような研究者たちは、下水処理施設に炭素隔離をはじめとする先進的な技術の導入を検討してもらうどころか、施設の効率を高めてもらうことさえ苦労しているのだ。施設はエネルギーを節約するために設備を新調することはできるが、それは同時に投資が膨らみ、作業員の業務量が増すことも意味する。

「施設の効率化を通じたお金の節約について尋ねると、作業員たちはこう答えます。『そのお金は都会に流れていくばかりで、自分たちが目にすることはありません』と。だからやる気にならないのです」

こうした状況は、気候変動による悪影響がより深刻かつ甚大になるにつれて変わるかもしれない。単に下水処理の効率を高めるだけでなく、炭素隔離によってお金を稼ぐことができるようになれば、作業員たちも意欲が湧くだろう。

このように考えることはできないだろうか。われわれの排泄物が大気の浄化に役立つようになれば、最悪の事態から脱することができる。そこがスタート地点だ。