アルミニウム産業の抜本的な脱炭素化は、新技術の活用による一次アルミニウム生産の規模拡大の成否に依然として左右されます。
バージン・アルミニウムの生産に使用されるエネルギーのわずか5%しか利用しない、低炭素の二次(再生)アルミニウムの生産への移行は、依然として力強く進んでいます。
産業構造の転換と人口増加を背景とした世界のアルミニウム需要の拡大に対応するには、一次アルミニウムと二次アルミニウムの供給も同様に拡大させる必要があります。
世界のアルミニウム需要はほぼ40%増加する見通しです(2030年までに)。これは、ビジネスインテリジェンスアナリストのCRU Internationalが国際アルミニウム協会(IAI)の委託により実施した最新の報告書によるものです。
アルミニウム部門は、すべての産業分野における需要増加に対応するため、さらに33.3百万メトリックトン(Mt)を生産する必要があります。これは2020年の86.2Mtから2030年には119.5Mtへの増加に相当します。輸送、建設、包装および電気分野が需要を牽引し、必要とされる金属全体の75%を占める見込みです。
なぜアルミニウムの生産は排出集約型なのでしょうか。
世界で生産されるアルミニウムの約70%は、依然として一次アルミニウムです。一次アルミニウムの精錬と製錬の段階は非常にエネルギー集約的です。そのため、一次アルミニウムの生産プロセスから排出されるCO2も相当な量となります。
IAIの世界平均データによると、アルミナの溶解とアルミナの製錬の工程では、アルミニウム1トンあたりのGHG排出量がそれぞれ1.8トンおよび12.8トンCO2e(二酸化炭素換算)であり、一次アルミニウムの排出量の世界平均において最大の割合を占め、一次アルミニウム1トンあたり16トンCO2eに相当します。
個々の生産者のカーボンフットプリントはエネルギー源の利用に大きく左右されるため、一次アルミニウムがどこで、どのように生産されるかが極めて重要です。現在、業界最高水準の生産者は、一次アルミニウム1トンあたり約4トンのCO2を排出しており、これは世界平均の3~4分の1のCO2排出量です。
これらの顕著な成果は、いくつかの脱炭素化の手段を活用することで達成されています。中でも最も重要なのは、ゼロカーボンの電力供給を安定的かつ継続的に確保することです。これらの数値をさらに下回るには、新技術の導入と追加投資が必要になります。
一次アルミニウムの生産を持続可能にする
アルミニウム生産の脱炭素化を含む、排出削減が困難な分野における産業の抜本的な脱炭素化という幅広い目標は、First Movers Coalition(FMC)の中核をなすものです。FMCには100を超える加盟企業および政府が参加しています。FMCの購入者による連合は、アルミニウム1トンあたりのCO2排出量が3トン未満の低炭素一次アルミニウムに対する強い需要シグナルを送ることで、抜本的に脱炭素化された製品の供給を生み出す後押しをしています。
以下のA Roadmap for Decarbonizing Australian Alumina Refining(オーストラリア再生可能エネルギー庁(ARENA)が公表した業界ガイド)によれば、一次アルミニウムの精錬には、排出削減の2つの経路が考えられます。技術を迅速に導入する「イノベーター排出削減経路」と、潜在的な障壁をより十分に考慮して、技術をより長期にわたって段階的に導入する「段階的削減経路」です。いずれの経路も、主要な脱炭素化技術に依拠します。すなわち、機械式蒸気再圧縮および電気ボイラー(バイヤー法)、電気式および水素式のか焼(か焼工程)、ならびに蓄熱の利用です。アルミニウムの製錬については、排出削減の突破口として、不活性アノード技術の大規模な商業化が必要になります。
精錬および製錬における新技術の利用は、全般的に、再生可能エネルギーへの転換および炭素回収システムの利用と組み合わせられています。
FMC加盟企業の経験は、個々のアルミニウム生産者が直面する複雑な課題に対する万能の解決策や単純な答えは存在しないことを示しています。むしろ、各生産者は、ノルウェーのHydro社の事例のように、多層的な脱炭素化戦略に支えられた、意欲的かつ動機付けとなる独自の排出削減目標を設定する必要があります。
一次アルミニウムの生産に伴う排出量を削減するには、さまざまな技術革新、再生可能エネルギー源、そして人材への継続的な投資が必要です。ブラジルのCompanhia Brasileira de Alumínio(CBA)の経験がこれを物語っています。同社のCEOであるLuciano Alves氏は次のように述べています。「排出量を削減するため、再生可能電力の100%利用を推進し、アルミナボイラーの天然ガスをバイオマスに置き換える投資を行い、製錬技術を向上させ、新たなスキルを身につけています。」
二次アルミニウムの役割
排出削減が困難なアルミニウム産業に関するこの話にも、明るい兆しがあります。それは、金属が無限に再生利用可能であることに由来します。現在、二次(再生)アルミニウムは世界のアルミニウム供給量の3分の1を占めています。これまでに生産されたアルミニウムのうち、最大75%(15億トンに相当)が、いまだに流通しているとの試算もあります。
スクラップ金属から得られる再生アルミニウムは、一次アルミニウムの生産に必要なエネルギーの95%を節約して生産されます。そのため、再生アルミニウムの生産におけるGHG排出量は大幅に低く、現在、リサイクル事業者や低炭素の再生製品の生産に注目が集まっています。増大する需要には、有望な投資が応えています。その中には、リサイクル事業者とその製品の顧客のように、バリューチェーンのパートナーが共同で行う投資もあります。
好例は、NovelisとBall Corporationの協業です。両社はいずれもFMC加盟企業です。両社は閉ループ型の取り決めを有しており、また、世界中の他の関係者とも連携して、リサイクル率の向上と、リサイクル用アルミニウムスクラップの供給拡大に取り組んでいます。
リサイクル業界では、スクラップを溶解・鋳造し、さまざまな産業で使用される再生アルミニウム製品に加工しています。再生製品における炭素含有量、スクラップ原料の定義、スクラップの入手可能性、製品の循環性、炭素関連政策、その他の課題について、調和の取れたアプローチを策定する作業は、依然として残されています。
消費後のスクラップを排出ゼロとして扱うことについては合意が形成されている一方、消費前のスクラップの異なる扱いが、業界にとって依然として障害となっています。市場参加者間で公平な競争条件が欠如していることは、最終的なアルミニウム製品の購入者にとって特に混乱を招いており、業界関係者自身にとっても同様です。明確なルールがあれば、協業と低炭素製品の普及が促進されるでしょう。
今後の展望
かつては流行していましたが、一次生産と二次生産の分離は、現在では逆転しています。一次生産者の数は、リサイクルへの多角化を進める傾向が増えています。ポストコロナの環境において、リサイクルは多くの一次生産者にとって、短期から中期にかけての主要なマーケティング戦略となっています。これに加えて、一次生産に関する「セクター移行戦略」によって設定された中長期の脱炭素化目標が伴っており、これには、イノベーション、新技術、再生可能エネルギーおよび人材への信頼できるアクセスへの多額の投資が必要です。
イノベーションと市場統合の取り組みを通じて一次アルミニウムの生産を脱炭素化する協力の取り組みや、再生アルミニウムの回収と生産の効率向上を目指す取り組みが拡大していることは、明日の世界における一次アルミニウムと二次アルミニウムの双方の役割を改めて確認するものです。直接の利用者およびエンドユーザーにとって未来をより環境に優しいものにするには、抜本的に脱炭素化された一次アルミニウムの生産規模を拡大するとともに、炭素の追跡が可能な二次アルミニウムの生産を増やす必要があります。世界には両方が必要だからです。
