炭素回収・貯留を本格的に普及させるための3つの要件

Carbon capture and storage (CCUS) technologies will be key to the decarbonization of sectors such as cement.
Carbon capture and storage (CCUS) technologies will be key to the decarbonization of sectors such as cement.Image: Leon Neal via Reuters
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  • 世界の炭素排出量を削減するには、エネルギー効率の改善や再生可能エネルギーの拡大だけでは不十分です。

  • セメントや鉄鋼など、削減が困難な分野の脱炭素化は、炭素回収・貯留技術にかかっています。

  • CCS技術に関する協力を促進し、資金を呼び込むことで、低炭素の未来への道を切り開くことができます。

世界の炭素排出量を削減するには、エネルギー効率の改善や再生可能エネルギーの拡大といった従来の解決策に頼るだけでは不十分です。

鉄鋼やセメントなど、削減が困難な分野の脱炭素化には、新たな、より優れた炭素回収・貯留(CCS)および炭素回収・利用・貯留(CCUS)技術の導入が求められます。

世界のエネルギー需要は大幅に増加すると予想され、再生可能エネルギーが相当な割合を占める一方で、依然として相当量が炭化水素由来となるでしょう。世界が本気で排出削減に取り組むのであれば、二酸化炭素(CO₂)排出を回収し、恒久的に貯留するCCSは、主要な技術的取り組みとならなければなりません。

ネットゼロ目標に沿うには、世界のCCUS技術の処理能力を長期的に100倍以上へと大幅に拡大し、次の水準に達する必要があります。2050年までにCO₂を40億~60億トンさらに、現在のエネルギー関連排出量の約15~20%を脱炭素化します。

報告によると、2024年時点で、CCSのバリューチェーン全体で628件のプロジェクトが計画段階にあり、前年比15%増となっています。投資額は2022年以降3倍に増え、64億ドルに達しました。これは、世界の気候目標の達成におけるCCUSの認知度を高める重要性を示しています。

さらに、世界で発表されたすべてのプロジェクトが予定どおりに完成し、フル稼働すれば、二酸化炭素を4億3,000万トン超回収できる可能性があります。2030年までに毎年達成できる量です。

一方、CO₂を貯留したり、燃料や化学製品などの製造に利用したりするCCUS技術のプロジェクト計画は、かつてないほど充実しています。しかし、世界の気候目標を達成するには、さらに大幅な投資が必要です。

CCSとCCUSの潜在力を最大限に引き出すには、次の3つの要件が鍵となります。

ハブモデルを通じた、協力に基づくCCUSプロジェクトの構築

CCUSプロジェクトには多額の投資が必要なため、複数の業界関係者が資源やインフラを共有するハブ型プロジェクトの実施が有効な解決策です。これにより、各社の投資負担と操業リスクを軽減できます。

こうした協力は、多量のCO₂を排出する産業が集中する地域で特に有効であり、費用対効果の高い回収・貯留の仕組みを可能にします。ノルウェー、英国、カナダ、オーストラリアではこの分野で大きな進展が見られ、複数のハブが開発中で、一部はすでに稼働しています。これは、排出削減と低炭素技術の推進に取り組む姿勢を示しています。

湾岸協力会議(GCC)加盟国のエネルギー企業、たとえばサウジアラムコ、ADNOC、カタールエナジーは、産業ハブの脱炭素化に向けてCCUSプロジェクトに投資しています。ジュベイルCCUSハブはアラムコとパートナー企業が建設を進めており、計画処理能力は900万トンで、同地域で最大規模の施設となる見込みです。

欧州では、ポーランドとフランスを北海およびバルト海の貯留地と結ぶCO₂ネットワークが、インフラ共有に向けた国境を越える協力を示しています。プロジェクトの一つは、CO₂を回収し、鉄道でグダニスクへ輸送するもので、そこからCO₂は北海の貯留地へ船で運ばれます。こうしたネットワークの開発は、経済成長への貢献と雇用機会の創出につながると期待されています。

サウジアラビア、リヤド、2024年4月 - グローバルパートナーシップを通じた二酸化炭素回収・利用技術革新の推進 - アラビア語 - 字幕付き
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また、「サービスとしてのCCS」は企業に広く採用されており、排出事業者はCO₂回収量に応じて料金を支払うことで、技術への初期投資を避けられます。回収したCO₂を産業用途向けに販売するパートナーシップから、追加収益を得ることもできます。ハブモデルはインフラ共有によって民間投資のリスクを大きく抑え、コストを低減します。

ノルウェーでは、ノーザン・ライツ・プロジェクトが、需要の増加を受けて第3期拡張の準備を進めています。同プロジェクトは世界初の国境を越えたCO₂輸送・貯留施設です。一方、英国では、公共投資を担う炭素回収・貯留インフラ基金が、CCUSプロジェクト支援のため217億ポンドの投資を発表しました。

既存インフラを活用すれば、大幅なコスト 削減が可能です。その代表例が、オーストラリアにおけるサントス社のムーンバCCSプロジェクトです。パイプラインやガス処理施設を再利用し、枯渇した貯留層を活用することで、ライフサイクルコストを1トン当たり30ドル未満に抑え、世界で最も低コストのCCSプロジェクトの一つとなっています。

炭素回収・利用・貯留技術への資金を呼び込む

CCUS技術は、より拡張性が高く、費用対効果に優れたものへと進化しています。こうした進歩の鍵となるのが鉱物化技術です。CO₂を安定した固体に変換し、従来の地質学的貯留に伴うリスクをなくすとともに、回収したCO₂をコンクリートや合成製品に取り入れるなど、新たな商業用途を可能にします。

クライムワークス、44.01、ランザテック、MCiカーボンなどの企業がこうしたイノベーションに取り組んでいます。CCUSが排出を緩和し、より持続可能で低炭素な未来を支え、ネットゼロの目標達成に貢献できることを示しています。確立された手法から、直接空気回収(DAC)、藻類を用いた回収、炭素変換などの革新的なアプローチまで、事業規模の拡大とコスト削減に向けた投資が重要です。

鉱物化のプロセスは、たとえば玄武岩やかんらん岩などの鉱物とCO₂の自然反応を促進します。クライムワークスのDACシステムはCO₂を玄武岩に注入して恒久的に隔離します。一方、44.01はかんらん岩を用いて鉱物炭酸化を加速し、複雑な地質インフラを不要にします。MCiはCO₂を建設資材に組み込み、インフラ内に炭素を固定して、循環型経済の取り組みを支えます。同様に、ランザテックは微生物発酵を利用してCO₂をエタノールなどの有用な製品に変換し、さらに精製してバイオ燃料やその他の素材を製造できます。

一方、アラムコの炭素養生技術は韓国科学技術院(KAIST)との協力で開発され、コンクリートの養生工程に組み込まれています。これにより、コンクリート自体にCO₂を最大20%回収・貯留できます。

コンクリートの養生期間を従来の28日からわずか1日に短縮することで、コンクリート製造の環境負荷を低減するとともに、材料の強度を最大30%高められます。プレキャストコンクリート業界で世界的に展開されれば、この方法によって最大2億4,600万トンのCO₂を回収・再利用できる可能性があり、世界で5,300万台の自動車の排出量をなくすことに相当します。

こうした進歩は、炭素回収技術が世界の排出削減に大きく貢献し、コンクリートのような不可欠な材料の持続可能性や性能向上にも役立つことを示しています。また、収益源を多様化しながら持続可能性への取り組みを強化できることは、CCUSの汎用性をさらに示しています。

CCUS推進を支える政策枠組み

CCUS技術の推進には、それを支える政策枠組みが不可欠です。各国の気候目標達成を後押しするとともに、雇用創出と経済成長を促進します。

たとえば欧州連合(EU)の排出量取引制度は、排出量を制限するキャップ・アンド・トレード方式を採用しています。近年の制度改革では炭素価格が引き上げられ、CCS投資が促進されています。また、多くの国では炭素税の仕組みが導入されています。

ノルウェーは、引き上げが続く炭素税を通じて効果的な気候政策を示しています。炭素税は、2030年までにCO₂ 1トン当たり2,000ノルウェークローネ(220ドル)に達すると予測されています。同国はCCUSの取り組みに多額の公的資金も提供し、気候分野のイノベーションと技術開発を促す財政支援に重点を置きながら、さまざまなCCUSプロジェクトに投資しています。

研究によると、CCSへの直接補助金を1%増やすと、中国だけでも排出削減量が0.28%増加する可能性があります。したがって、直接的な財政支援と市場主導の仕組みを組み合わせた包括的な政策アプローチが、投資やイノベーション、CCS・CCUS技術の費用対効果の高い導入を促すうえで不可欠です。最終的には、持続可能な低炭素の未来への道を切り開きます。

米国では、連邦政府の45Q税額控除により、産業由来の排出や発電から回収・貯留したCO₂ 1トン当たり最大85ドル、DACでは1トン当たり最大180ドルが控除され、大規模なプロジェクト導入を促してきました。また、カリフォルニア州の低炭素燃料基準は、炭素クレジットや同州のキャップ・アンド・トレード制度への統合の可能性を通じて、CCUSプロジェクトを促進しています。

自主的炭素市場(VCM)の役割も拡大しています。組織が自主的に炭素クレジットを売買できる分散型市場であるVCMは、産業排出削減とネットゼロ目標達成に向けた、拡張可能な道筋を提供するうえで重要です。高い信頼性を備えた炭素クレジットの需要が高まるなか、CCSプロジェクトは炭素除去または排出回避のクレジットを生み出し、長期的な気候対策を求める企業の買い手を引きつけることができます。

VCMは民間資金をCCS開発へ導く仕組みとして、現在のコストと大規模導入に必要な投資との隔たりを埋めるのに役立ちます。この文脈で、複数企業・複数分野によるCCS+イニシアチブは、CCS活動によるCO₂除去量を測定・検証し、クレジット化する堅牢な手法を開発することで、最先端の気候技術の規模拡大を目指しています。

堅牢な炭素会計手法を用いて、排出削減量と除去された炭素を測定・収益化するための政策・規制支援は、CCUSによる除去・貯留ソリューションの潜在力を引き出すことができます。また、VCMはCCSの商業化を加速し、より広範な脱炭素化戦略への統合を支援できます。

直接的な財政支援と市場主導の仕組みを組み合わせた包括的な政策アプローチは、CCSおよびCCUS技術への投資とイノベーションを促すために不可欠です。こうした技術に関する協力を促進し、資金を呼び込むことで、持続可能な低炭素の未来への道を切り開くことができます。

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