[論文レビュー] Information and communications technologies for carbon sinks from economics and engineering perspectives

Yuze Dong, Jinsong Wu|arXiv (Cornell University)|Mar 2, 2026

Forest Management and Policy被引用数 0

ひとこと要約

この論文は炭素吸収プロジェクトにおけるICTの経済的・工学的観点からの適用を分析し、ブロックチェーンは取引速度を約40％、AIは運用コストを約15％削減することを示し、今後の統合と課題について論じる。

ABSTRACT

Climate change has intensified the urgency of effective carbon sink solutions, yet the integration of Information and Communications Technologies (ICT) in these systems remains fragmented despite its transformative potential. This paper provides a comprehensive analysis of ICT applications in carbon sink projects from both economic and engineering perspectives, a dual lens approach rarely explored in the existing literature. In carbon trading, blockchain has improved transaction speed by 40%, while AI-based optimizations have reduced operational costs by 15% in projects such as Petra Nova.Through systematic examination, we identify three key findings: (1) ICT transforms carbon economics through digital financing platforms and blockchain-based trading systems, with AI enhancing price prediction, though data interoperability remains challenging; (2) digital technologies advance both natural and artificial sequestration from forest monitoring to Carbon Capture, Use and Storage (CCUS) optimization, yet lack integrated real-time control solutions; (3) realizing ICT's full potential requires addressing its environmental costs, strengthening policy support, and fostering interdisciplinary collaboration. By bridging the economic engineering divide and mapping current applications alongside future opportunities, this paper demonstrates that deeper integration of digital technologies is essential to scale carbon sink solutions to meet climate targets.

研究の動機と目的

• 炭素吸収プロジェクトの運用基盤と工学的基礎を紹介し、読者がコアフレームワークを把握できるようにする。
• ICTが炭素吸収の経済運用（資金調達、取引、予測）にどう統合されるかを分析する。
• 自然的および人工的な隔離の工学的実施におけるICTの役割を検討し、技術的ボトルネックを特定する。
• 環境コスト、政策の必要性、学際的協力を強調し、ICTの潜在能力を最大限に発揮するための条件を示す。

提案手法

• 炭素吸収経済学と工学における現行のICT応用をレビューし、統合する。
• ブロックチェーンベースの取引、デジタル資金調達、AIベースの予測を実証的・理論的資料とともに検討する。
• 従来のブラウザ/サーバーアーキテクチャと分散型ブロックチェーン構成を炭素取引の観点から比較する。
• 炭素価格と市場シグナルの予測モデルを評価し、ハイブリッド・深層学習を含むアプローチを検討する。
• 標準化、相互運用性、環境影響の課題を特定し、将来の方向性を示す。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 現在、炭素吸収プロジェクトの経済運用（資金調達、取引、予測）においてICTはどのように用いられているか？
• RQ2 自然および人工的な隔離（森林モニタリング、CCUS、その他）におけるICTの工学的応用とボトルネックは何か？
• RQ3 環境要因、政策、学際的要因は、ICTを炭素吸収において効果的かつ拡張可能に統合するためにどのように影響するか？

主な発見

• ブロックチェーンを用いた取引は、炭素市場における取引速度を約40%向上させ、コストを約15%削減できる。
• AIベースの予測モデルは炭素価格の予測精度を向上させ、特定の研究でRMSEとMAPEの改善例を示す。
• ICTは市場の透明性を高め、スマートコントラクトによる自動化とプラットフォーム間の相互運用性を促進するが、データ相互運用性は依然課題である。
• デジタル資金調達プラットフォームとトークン化資産（例：NFTs）は、炭素ファイナンスの効率化とレジストリ間の将来的な相互運用性に寄与する。
• 自然環境と工学的隔離の両方の経路における統合ICT応用は、効率性・モニタリング・ガバナンスを前進させるが、環境コストと政策支援の対応が必要である。