セメントとコンクリートの生産は世界のCO₂排出量の7～8%を占めています。
ファースト・ムーバーズ・コアリションの加盟企業は、この分野の脱炭素化に取り組んでいます。
2030年までのFMCのコミットメント達成に向けて、これまでの進捗状況を紹介します。
コンクリートは、人類が作り出した素材の中で最も広く使用されており、水に次いで2番目に多く使用されている素材です。私たちはコンクリートに依存していますが、セメントとコンクリートの生産は世界のCO₂排出量の7～8%を占めているため、この産業を持続可能なものにするには大きな変革が必要です。
したがって、産業界の脱炭素化は、産業革命前の水準からの気温上昇を1.5°Cの目標に抑えるうえで極めて重要です。多くの地域でネットゼロの目標年とされている2050年は、この産業における資本資産の耐用年数が長いことを考えると、投資サイクルにしてわずか1回先に迫っており、無駄にできる時間はありません。
セメントとコンクリート分野の脱炭素化には、さまざまなソリューションが含まれます。現在、セメント製造に伴う排出量の約90%はクリンカーの製造に由来しています。クリンカーの製造では、石灰石の焼成による化学反応と、クリンカー化に必要な1,450°Cに達するための燃料燃焼の両方から排出が生じます。クリンカーはポルトランドセメント製造の中核であり、ほとんどのセメント製品でバインダーとして使用されています。これらのセメント製品は、コンクリートの主要な原料でもあります。クリンカー関連プロセスからの排出を削減するには、本ブログで取り上げる深層脱炭素化技術の活用が必要です。
過去1年間に、7社がセメント・コンクリート分野のファースト・ムーバーズ・コアリション（FMC）に加わりました。FMCは、7つの脱炭素化が困難な分野全体でニアゼロ技術への需要を示すため、購買力を結集する企業の連合です。これらの企業は、2030年までにセメントとコンクリートの10%をニアゼロ製品として年間購入することを約束しています。FMCのセメント・コンクリート加盟企業を合わせると、需要規模は約6,000万ドルに上り、潜在的な温室効果ガス削減量は10万トンに相当します。
この分野の脱炭素化の進捗状況を概観するため、主要なセメント・コンクリートサプライヤーであり、FMCの運送部門の加盟企業でもあるホルシムとハイデルベルク・マテリアルズに、どのような画期的技術を活用しているかを尋ねました。あわせて、FMCのセメント・コンクリート加盟企業には、より広範な脱炭素化の取り組みを共有してもらいました。
ソリューション1：CCUS（炭素回収・利用・貯留）によりプロセス排出を削減できます
CCUS技術は、クリンカー製造プロセスから炭素を回収することを可能にし、そのままでは削減が困難なプロセス排出の抑制に役立ちます。回収された炭素は、その後、長期にわたって貯留または利用することができます。
ハイデルベルク・マテリアルズは、年間1億7,600万メトリックトンのセメントを生産するドイツの多国籍建材企業です。同社はCCUSを用いて、クリンカー化プロセスからの排出を回収しています。
ハイデルベルク・マテリアルズの最高サステナビリティ責任者であるニコラ・キム氏は次のように説明しました。「ハイデルベルク・マテリアルズは、CCUSの技術面、経済面、社会面に集中的に取り組んでいます。ノルウェーのブレビクにある炭素回収・貯留（CCS）施設は、セメント業界で初の大規模CCS施設であり、2024年末に稼働を開始する予定です。回収技術と大規模CCUSプロジェクトのポートフォリオを通じて、ハイデルベルク・マテリアルズは、2030年までに累計で1,000万トンの炭素排出を削減できると見積もっています。」
CCUS技術の活用は、他のセメント・コンクリート生産者の間でも広く見られます。ホルシムは、2億6,000万メトリックトンのセメント生産設備を持つ大手国際建材企業です。最高サステナビリティ責任者のノライグ・フォレスト氏は、ホルシムがCCUSと低炭素セメント・コンクリートの生産を組み合わせて、ネットゼロの実現に取り組んでいると付け加えました。「ホルシムは、業界で最も幅広い低炭素・循環型建材ソリューションを提供しています。これには、低炭素コンクリートのECOPactや低炭素セメントのECOPlanetが含まれ、いずれもすでに急成長している数十億規模のブランドです。さらに、建物の使用時のエネルギー効率を高める先進的な屋根材・断熱システムも提供を拡大しています。」同氏はまた、ホルシムが欧州連合（EU）から、業界最多となる6件のCCUSプロジェクトに対する助成金を受けており、さらに8件を開発中であると説明しました。脱炭素化への取り組みを通じて、ホルシムは2030年までに年間500万トン超のCO₂を回収することを約束しています。
ソリューション2：補助セメント質材料（SCM）の利用拡大
SCMの利用も、セメント・コンクリート産業の脱炭素化に有効な手段です。フライアッシュや、製鉄の副産物である高炉スラグ微粉末（GGBS）などのSCMを使用することで、コンクリート配合におけるセメント使用量を減らすことができ、その結果、排出量を抑えることができます。
ホルシムのECOPlanet Zeroセメントは、SCMを含むさまざまな脱炭素化の手段を活用しています。同社の公共政策・社会的インパクト担当グループ責任者であるセドリック・ド・メウス氏によると、使用されるSCMには焼成粘土や、リサイクルされた建設・解体材料が含まれます。また、同社は代替燃料を使用して製造プロセスをさらに脱炭素化しています。ホルシムは、焼成粘土などの低排出材料の活用を拡大しており、これによりCO₂排出量を最大50%削減したセメント製造が可能になります。さらに、ノライグ・フォレスト氏は、SCMの使用やCCUSを含む対策を組み合わせることで、「2030年までに、完全に脱炭素化されたECOPlanet Zeroセメントを少なくとも800万トン供給し、ECOPactとECOPlanetがコンクリートとセメントの純売上高の半分以上を占めるようになります」と説明しました。これは、2030年までに年間500万トン超のCO₂を回収するというホルシムのコミットメントに貢献するものです。
SCMの利用はセメントサプライヤーに限られません。Consolidated Contractors Company（CCC）は、中東最大の建設会社です。CCCの事業開発マネージャーであるサジ・クーリー氏は、同社が中東・北アフリカでSCMの利用に注力しており、「2030年までに、土木工事および機械工事プロジェクトにおいて10%のグリーンコンクリートの導入を目指しています。このコミットメントは、従来のセメントを、GGBSやフライアッシュなど、より環境に優しいSCMに置き換えることを含みます」と説明しました。同氏はさらに、ポルトランドセメントの最大60%をGGBSで代替しても、4000～5000psiの強度を確保できるため、グリーンコンクリートの品質は損なわれないと強調しました。
最終製品の品質を損なわずに、効率的な配合設計によってコンクリート中のセメント含有量を減らすことは、企業が使用するセメントのカーボンフットプリントを大幅に改善するのに役立ちます。スウェーデンの多国籍電力会社であるヴァッテンフォールは、セメント含有量を低減し、二酸化炭素排出量を約30%削減した気候配慮型コンクリートを開発しました。同社の最高サステナビリティ責任者であるアニカ・ラムショルド氏と最高調達責任者であるビョルン・ステネッカー氏は、このコンクリートが、スウェーデン・ヨーテボリ近郊のイエータ川にあるリラ・エデット水力発電所で、新しい越流式ダムの建設に使用されていることを教えてくれました。両氏は、大規模なコンクリート構造物でセメント使用量を減らすと「養生過程での温度が低くなり、その結果、ひび割れのリスクが低減します。建設工事に適した堅牢なコンクリートの概念を確立するため、広範な試験と検証が行われており、特に今後100年以上にわたる安全性と耐久性の要件を満たすことを目指しています」と説明しました。
成功の鍵はパートナーシップと協働
ZGFアーキテクツも、SCM含有量の高い配合の採用を推進しています。ワシントンDCにあるZGFアーキテクツのマネージング・パートナーであるティム・ウィリアムズ氏は、最近、地元のコンクリートサプライヤーが低炭素の環境製品宣言（EPD）を作成することに挑戦した2件のプロジェクトに携わりました。その結果、SCMの利用が増加しました。EPDは、製品のライフサイクル全体における環境影響について第三者が検証した報告書であり、特定の製品カテゴリールール（PCR）に従って作成されます。PCRは、同じ製品カテゴリー内のすべてのEPDが同じ種類の情報を開示できるよう、計算ルールとガイドラインを定めています。
これには、SCM含有量の高い配合、タイプ1Lセメント（ポルトランド石灰石セメントとも呼ばれ、石灰石含有量の高いセメント）、そして現場バッチプラントが含まれていました。この取り組みは、低炭素セメントの生産を促進しただけでなく、この2件の主要プロジェクトでは、「地域の平均的な慣行と比べて、地球温暖化係数が20～34%削減」を達成しました。ウィリアムズ氏が説明したように、この取り組みは「ワシントンDC地域に、知識共有と継続的な成功の基盤を築きました」。ポルトランド石灰石セメント、石灰石含有量の高いセメント
ベストプラクティスの共有が鍵となります。例えば、軽量建材のパイオニアであるエテックスのイノベーション最高責任者であるエリック・ベルトラン氏と、グループ・サステナビリティ責任者であるセルジオ・サンドバル氏は、さまざまな分野におけるパートナーシップの重要性を強調しました。両氏は次のように述べています。「エテックスは、より持続可能になるために、サプライヤーや革新的なスタートアップと協働しています。サプライヤーと連携し、補助セメント質材料の比率を高めたセメントの使用を進めるとともに、繊維セメント製品のリサイクルという課題に取り組んでいます。2024年の開始を目指し、すでにリサイクルプログラムを試験的に進めています。」セメントとコンクリートの脱炭素化という難しい課題は、個々の企業だけで取り組むことはできないことは明らかです。
今後の展望
世界のCO₂排出量のかなりの割合を占める産業において、ここで紹介したものは、現在進行中の脱炭素化の取り組みのほんの一部です。この分野の脱炭素化をさらに進めるため、セメント製造に向けて新たな代替化学プロセスが開発されています。例えば、キルンの使用を省いてクリンカーを製造する方法や、石灰石ではなくケイ酸カルシウム岩から石灰を調達する方法があり、石灰石の処理によって生じるCO₂排出を排除できます。そして何より、最終製品の品質を損なうことはありません。電気または水素を利用したキルンの開発と拡大も進められています。
課題は、これらの技術を必要な規模で拡大すること、需要側の企業に脱炭素化されたソリューションが適切な品質であることを納得させること、そしてさまざまな新技術を用いたセメント・コンクリートの脱炭素化に関する指針を提供するため、EPDとPCRを開発・更新することです。しかしながら、当面および長期的には、本記事で紹介したソリューション、効率的な建築・設計、そして燃料転換による化石燃料依存の低減によって、依然として大幅な脱炭素化を実現できます。
