気候変動の緩和策では、製品の生産と消費に伴う排出が見過ごされがちです。
素材転換は、効率性の向上、排出集約型素材の代替、循環性の強化を通じて、現在の素材のあり方を進化させることを目指します。
素材転換は、拡張可能なエネルギー転換の能力を高めるとともに、排出削減の取り組みを製品や用途の深部にまで広げます。
最新のIPCC報告書は、気候の破局を防ぎ、世界の気候目標を達成するには、今こそ行動しなければならない「今しかない」局面に達したことを明らかにしました。この警告は、エネルギー転換を支える投資や野心的な政策が何年も続いたにもかかわらず発せられたものです。2010年以降、エネルギー転換への世界の年間投資額は100%増加して合計年間5,000億ドルとなり、再生可能エネルギーによる発電の割合は29%に上昇し、世界の道路を走る電気自動車（EV）の累計台数は20倍に増えました。
さらに、日本への世界初のブルーアンモニア輸送は、水素がゼロカーボン発電に持つ可能性を示しました。こうした取り組みにもかかわらず、現在の気候危機に対処する世界の気候変動対策は依然として不十分だと、IPCC第6次評価報告書（2021年）は指摘しています。グラスゴーで開催されたCOP26では、次の10年が行動の10年と位置づけられ、気候変動対策の成果を拡大するよう呼びかけられました。さらなる取り組みが必要であることは明らかです。
これまで気候変動の緩和策は、主にエネルギー生産に直接関わる排出の削減に重点を置き、製品の生産や消費活動に伴う排出を見過ごしがちでした。製品のバリューチェーン全体とライフサイクルを通じた包括的な視点が欠けています。こうしたシステム全体を捉える視点こそ、気候への影響が深刻化するのを防ぐために必要な「さらなる取り組み」です。
素材転換とは
製品に使われる素材の設計、製造、導入のあり方を根本から変えることも、排出にシステム全体で取り組むためのもう一つの重要な転換です。この「素材転換」は、素材による効率性を高め、素材の代替によって排出集約型素材を減らし、素材の直接・間接的な再利用と循環性を広げることで、現在の素材のあり方を進化させることを目指します。
素材による効率性の向上とは、従来の素材を、強度、軽量性、耐久性においてはるかに優れた先進素材に置き換え、製品寿命を延ばし、エネルギー消費を最適化することです。例えば、鉄筋の代わりにガラス繊維強化ポリマー（GFRP）を使用すれば、コンクリート構造物の寿命を延ばし、その設置、維持管理、交換に伴う排出を削減できます。
製造と生産に関して、世界経済フォーラムはどのような取り組みを行っていますか？
先進製造・サプライチェーンセンターは、製造業と世界のバリューチェーンを再編する変化を理解するため、企業、政府、市民社会のリーダーをつなぎます。複雑さを増す世界経済の中で、レジリエンス、持続可能性、競争力を探るための信頼できる場を提供しています。
業界や地域を越えた協力と共通理解を促すことで、同センターはパートナーが共に適応し、革新し、サプライチェーンを強化するための実践的な道筋を見いだせるよう支援します。
一方、素材の代替は、製造と生産に伴う排出をなくすことで、排出集約型素材をより持続可能な素材に置き換えることを目指します。これには、製品や用途において、鋼材、セメント、ガラスをポリマーコンクリート、ガラス繊維、エンジニアードウッド、集成材に置き換えることが含まれます。最後に、この枠組みの持続可能性を支えるのが素材の循環性です。素材とそれに伴う排出をリサイクルし、製品や代替エネルギーの形に再利用するもので、カーボン・サーキュラー・エコノミーの枠組みが求める再利用、リサイクル、除去に沿っています。
持続可能な素材の活用例
こうした先進的で持続可能な素材を導入できる分野や用途は幅広くあります。再生可能エネルギー、自動車、建設、包装、電子機器、家電、農業などでは、すでに確立された用途や試験導入の実証を通じて、経済面と持続可能性の両面で効果が確認されています。以下にいくつかの例を示します。
再生可能エネルギー：風力タービンの大型ローターブレードの製造に、炭素繊維強化ポリマー（CFRP）がますます使われています。これにより重量が30%削減され、最終的により効率的な発電につながります。さらに、GE Renewable EnergyとVeoliaは最近、風力タービンをセメント製造用の原材料にリサイクルする取り組みを発表しました。これにより、関連するセメント製造の排出を27%削減できる可能性があります。再生可能エネルギー分野でのこの取り組みは、効率化、代替、リサイクル・再利用というすべての柱を示し、「素材転換」の枠組みを包括的に導入した例です。
建築・建設分野：代替コンクリートの一種であるポリマーコンクリートは、機械的特性と熱的特性で従来のコンクリートを上回ります。重量は75%軽く、耐薬品性、耐腐食性、耐湿性にも優れています。この用途も、素材転換の枠組みの二つの側面を示しています。一つは、設置や維持管理に必要なエネルギーが大幅に少ないことによる素材の効率性向上です。もう一つは素材の代替であり、従来のコンクリート製造に必要な加熱・養生と比べて、1トン当たり合計72.5kgの二酸化炭素排出を回避します。
自動車分野：CFRPを使った車両の軽量化について、実証プロジェクトでは環境性能が向上し、ライフサイクル温室効果ガス（GHG）排出量が12%削減されたことが示されています。米国エネルギー省が公表した報告書によると、次世代の炭素繊維複合材は乗用車の重量を50%削減し、燃費を約35%改善できる可能性があります。米国エネルギー省が公表した報告書によるものです。これは、素材による効率性向上と、鋼材をCFPRに置き換えることが大きな効果をもたらす可能性を示す別の例です。
製品のライフサイクル全体でエネルギー消費効率を高め、排出集約型素材に代わる、拡張可能な選択肢を提供することで、素材転換はエネルギー供給の転換をさらに後押しします。また、エネルギー生産にとどまらず、製品や用途のバリューチェーンのより深い部分にまで及ぶ並行した排出削減の仕組みを生み出し、削減の範囲を広げます。
社会経済的な便益
素材転換は排出削減の取り組みを支えるだけでなく、新たな経済活動を生み、社会の発展を支えることで、大きな社会経済的価値をもたらします。適切な素材基盤を確保して建物の効率性を高め、再生可能エネルギーの導入が最も必要とされる低所得社会でその拡大を促します。また、設計、生産、用途、リサイクルに至る各分野とバリューチェーン全体で、直接・間接の雇用を生み出します。
さらに、エネルギー転換がもたらす破壊的な影響に対応するため、製品のバリューチェーンにおける別の分野で活用できるよう、雇用の役割を転換する助けにもなります。例えば、燃料精製分野の従業員は容易に再訓練を受け、こうした先進的で持続可能な素材を幅広く生産するために必要な高付加価値の基礎化学品の製造を支援できます。
さらに何ができるでしょうか？
エネルギー転換が、低炭素排出の未来を実現するためにエネルギーの生産と消費のあり方を変えようとする一方、素材転換は最終的に、炭素原子をさまざまな形で活用し、経済全体にわたるエネルギーの供給と需要において、素材の使用と再利用のあり方を持続可能な形で変革します。
こうした効果を踏まえ、重要な問いに答える必要があります。エネルギー転換と素材転換が完全に相乗効果を発揮したとき、最終的にどのような価値が生まれるのでしょうか。複雑さを増す世界システムにおいて、政府、機関、企業、そして人々は、エネルギーと素材の相互依存をどのように受け入れられるでしょうか。排出をシステム全体とライフサイクル全体の視点から捉える考え方をどう育み、繰り返し見過ごされてきた盲点にふさわしい注意を向けられるでしょうか。
政策立案者は、エネルギーと素材の相互作用がもたらす機会を認識し、その推進力を受け入れることが望まれます。それにより、気候と社会経済の大きな便益への道筋が明確になるでしょう。
