鉱山の「歯磨き粉を絞る」技術革命：微生物がEV時代の金属不足を救うか

米国で唯一のニッケル鉱山であるイーグル鉱山が、寿命の終わりに近づいている。電気自動車のバッテリーに欠かせないニッケルの濃度が低下し、採掘を続ける価値がなくなりつつあるのだ。しかし今年、この鉱山の所有者は画期的な新技術のテストを開始した。

微生物が変える採掘の常識

鉱山の製錬所に新設された2つの海運コンテナの中で、スタートアップ企業Allonniaが開発した発酵由来の溶液が、濃縮鉱石と混合されている。この工程により不純物を除去し、これまで採掘価値がないとされた低品質の鉱石からもニッケルを抽出できるようになった。

Allonniaの最高技術責任者ケント・ソレンソン氏は、「最良の鉱石を使い果たした鉱山でも操業を続けられる可能性がある」と説明する。まさに歯磨き粉のチューブの端を絞り出すような技術だ。

データセンターや電気自動車、再生可能エネルギープロジェクトの爆発的成長により、ニッケル、銅、レアアースの需要は急激に増加している。しかし、最良の資源はすでに開発済みで、金属生産はより困難で高コストになっている。

日本企業への影響は避けられない

鉱業界では数十年前から銅鉱石に意図的に微生物を投入する手法が使われてきた。現在の銅バイオリーチング施設では、粉砕した銅鉱石を山積みにして硫酸を加える。Acidithiobacillus ferrooxidansのような酸性を好む細菌が山に定着し、この微生物が産生する化学物質が硫黄と銅分子の結合を切断して金属を遊離させる。

しかし、これまでは酸性度を維持し、山に空気を送り込む以外に微生物の成長を促進する方法はなかった。スタートアップ企業EndolithのCEOエリザベス・デネット氏は、「遺伝子ツールのコストが下がったことで、山の微生物群集をより積極的に管理できるようになった」と語る。

Endolithは、鉱石の山から流出する銅を含む液体中のDNAとRNAの断片を分析し、内部に生息する微生物を特性化している。化学分析と組み合わせることで、抽出を最適化するためにどの微生物を山に散布すべきかを決定できる。

技術の壁と投資家の期待のズレ

BHPの鉱石を使った実験室テストでは、Endolithの積極的技術が従来の受動的バイオリーチング手法を上回る成果を示した。11月には1650万ドルの資金調達を完了し、デンバーの研究室から実際の鉱山での実証に移行する予定だ。

しかし、1970年代から金属バイオリーチングシステムに携わってきたエンジニアのコラル・ブライアリー氏は懐疑的だ。「追加の微生物を鉱石に加える企業が、商業規模でプロセスを成功させる保証はあるのか？」と疑問を呈する。

クリーンテック調査会社Cleantech Groupで鉱業技術を担当するアナリストのダイアナ・ラスナー氏も課題を指摘する。「大手鉱業会社は既に全ての工程を最適化している。彼らを説得するのは容易ではない」。

日本が直面する戦略的ジレンマ

ベンチャーキャピタルが支援するバイオテクノロジースタートアップは、投資家が求める迅速なリターンの提供に苦労するだろう。鉱業会社は新しいプロセスを採用する前に大量のデータを要求し、それには何年もの検証が必要になる可能性がある。

大手鉱業会社Rio Tintoの子会社Nutonは良い例だ。同社は数十年にわたり、古細菌と細菌の株を組み合わせた銅バイオリーチングプロセスを開発してきたが、昨年末にアリゾナ州の鉱山でようやく技術の実証を開始した段階だ。

一方、スタートアップ1849は遺伝子工学による微生物の改変でより大きな性能向上を目指している。CEO のジャイ・パドマクマー氏は「従来の手法を取るか、ムーンショットに賭けて微生物を改変するかだ。成功すれば大きな勝利となる」と述べる。