コンクリート製造は、世界の二酸化炭素排出量の7%を占めています。
しかし、都市インフラへの需要の高まりにより、コンクリートの年間生産量は2050年までに3分の1以上増加する可能性があると、最新のデータは示唆しています。
変革をもたらすゼロカーボン技術への投資は、最も削減が困難な産業分野の脱炭素化に役立つ可能性があると、二人の専門家が説明します。
世界経済フォーラムの「First Movers Coalition（ファースト・ムーバーズ・コアリション）」のようなグローバルな取り組みは、企業の購買力を活用し、支援を確実にすることを目指しています。
コンクリートは地球上で最も消費されている人工資源であり、毎年生産される140億立方メートルは2050年までに200億立方メートルに増加すると予測されています、人間社会の都市化とインフラ需要の増大に伴って増加します。橋や病院から集合住宅、オフィス、学校に至るまで、コンクリート構造物は地域社会をつなぎ、私たちが働き、学び、眠る場を守っています。
熟練した建築家の手にかかれば、コンクリートは次のような畏敬の念を抱かせるほどの美しい作品を生み出すことができます。例えば、ル・コルビュジエのノートルダム・デュ・オー礼拝堂、メキシコシティのLos Manantiales（ロス・マナンティアレス）レストランやインドネシアのメラ・プティ橋。しかし、気候変動活動家にとって、コンクリートは地球上で最も醜い素材の一つです。その製造が世界の二酸化炭素排出量の7%を占めているためです。
そのため、セメント（コンクリートの主要成分）の製造を脱炭素化する方法を早急に見つける必要があります。地球温暖化を摂氏1.5度に抑えるためには、それが不可欠です。本記事では、変革をもたらすゼロカーボン技術への投資をいかに拡大できるかを、世界経済フォーラムのFirst Movers Coalition（FMC）は、企業の購買力を活用し、世界の排出量の3分の1を占める「最も削減が困難な」産業分野の脱炭素化を目指す取り組みです。その取り組みなどのグローバルな施策を通じて検討します。
クリンカーの炭素排出量を削減する
コンクリートの人気は、その汎用性に由来します。さまざまな形に成形・流し込みが可能で、鋼材で補強すると非常に耐久性が高く、比較的安価です。その汎用性の秘密は、セメントに使用されるクリンカーの結合能力にあります。クリンカーは、石灰石を華氏2,552度以上で焼成して製造され、通常は石炭、天然ガス、または産業用化石燃料使用に伴う廃棄物を燃料とするキルンで行われます。問題は、このプロセスで大量のCO2（セメント1メトリックトン当たり約622キログラム）を排出することです。
低排出セメントへの2つのルートが特に有望です。それぞれがクリンカーの炭素排出量をおよそ半減させます。1つはクリンカーの製造を脱炭素化すること、もう1つはクリンカーの使用を完全に避けることです。両方のプロセスが必要ですが、現時点では技術の実用性の段階は異なり、それぞれに克服すべき課題があります。詳しく見てみましょう。
クリンカーの脱炭素化には、化石燃料の代わりに電気などの代替熱源を用いて石灰石を焼成することが必要です。このプロセス向けの新技術には、再生可能エネルギーで駆動するプラズマトーチが含まれます。
クリンカーを脱炭素化するもう一つの方法は、その製造で排出されるCO2を回収し、利用、あるいは不活性な形で永久に安全に貯留することです。このプロセスは「炭素回収・利用・貯留（CCUS）」として知られ、初期段階にあり、コストが高く、エネルギー集約型になる可能性があります。特に、クリンカー製造中に回収される排ガスに含まれるCO2濃度が低い（15～20%）場合はそうで、そのCO2を濃縮するには大量のエネルギーが必要です。
クリンカー製造の電化や、燃焼プロセスで空気を酸素に置き換えるといったイノベーションは、排ガス中のCO2濃度を高めることにつながります。これによりコストが削減され、CO2排出を持続可能な航空燃料の生産など、産業プロセスでの直接利用に適したものにできます。
低排出セメントへの2つのルートが特に有望です。それぞれがクリンカーの炭素排出量をおよそ半減させます。1つはクリンカーの製造を脱炭素化すること、もう1つはクリンカーを完全に使用しないことです。
クリンカーを回避することは、業界が脱炭素化を進めるもう一つの方法であり、現実的かつ効果的な短期的選択肢です。クリンカー代替品は既に存在し、好都合なことに、産業用化石燃料使用に伴う廃棄物もその一つです。石炭燃焼の副産物であるフライアッシュは、そのような選択肢の一つです。もう一つは、製鉄の際に残る厄介な溶融スラグで、乾燥すると粉砕・水砕高炉スラグ（GGBS）として知られる廃棄物の塊になります。どちらの選択肢を用いても、クリンカー製造による排出を避けると同時に、そうでなければ環境上の危険となる廃棄物を利用できるという、2つの問題を解決できます。
皮肉なことに、石炭発電が衰退し、鉄鋼生産がよりグリーンになるにつれ、フライアッシュとGGBSの供給は枯渇し始めるでしょう。しかし、クリンカーに代わる低排出の代替品は他にもあります。
例えば、焼成粘土です。これは、世界各地、特にグローバルサウスに広く存在する天然素材の派生物です。その立地は重要です。セメントやコンクリートの製造は極めて地域的なプロセスだからです。この素材は非常に重く、輸送コストも高いため、大部分は生産地から150マイル以内で販売されています。したがって、焼成粘土のような豊富で代替的な原料を確保できれば、特にコンクリート消費が最もピークを迎えると予測される地域で調達できるなら、まさに状況を一変させるかもしれません。ある推計によると、この素材がセメント製造の主要な方法になれば、業界の排出量を30～40%削減できる可能性があるとされています。
よりクリーンな建築基準
これらのクリンカー代替品（業界では補助セメント質材料（SCM）として知られる）を使ったセメント製造は、通常、普通ポルトランドセメント（OPC）の製造と比べてそれほど高くはなりません。では、なぜ大規模に普及していないのでしょうか。その「ポルトランド」という言葉自体が問題の一因です。それはセメントの黄金律であり、製造にはクリンカーが必要で、地球上のほぼすべての建築基準に組み込まれています。
これらの基準を作成する技術者や、建設会社、不動産の顧客は、一般的にリスク回避的です。そしてそれには正当な理由があります。建物が居住者の上に崩壊することは誰も望みません。一つの懸念は、SCMがクリンカーほど性能を発揮しないかもしれないことです。もう一つは、これらの新しいタイプのコンクリートを現場で打設・養生するには、より高度な技能と訓練が必要になることです。現状を変えることは難しいですが、それはネットゼロへの道筋とは完全に両立しません。建築技術と基準は進化する必要があり、そのためには政策立案者と民間部門の双方が、規制と業界の慣行に対処するための行動を取る必要があります。
解決策は、バリューチェーン全体にわたる協働と「コオペティション（協調的競争）」にあります
先に述べたように、セメントおよびコンクリート分野は非常に地域的です。それは、このような重い低マージンの商品を移動させるコストのためです。例えばアルミニウムとは大きく異なり、世界の需要を満たすために必要な少数の精錬所や製錬所は、脱炭素化するか、豊富な再生可能エネルギーのある地域に移転することができます。セメントをクリーンにするには、問題が見つかる場所で対処する必要があります。つまり、クリンカーが製造・使用されている世界中の何千もの地点、地域レベルでです。
これは、次のようなグローバル企業にとって課題です。スウェーデンの国営エネルギー企業で、FMCの創設メンバーであるヴァッテンフォールは、2040年までにネットゼロを達成するという科学に基づく目標を掲げており、事業を展開するすべての地域で、ほぼゼロ排出のコンクリートを調達する必要があります。ヴァッテンフォールは、セメント製造の脱炭素化に向けて、バリューチェーン全体を見据えたアプローチを取っています。これは、セメント製造業者、セメント供給業者、建設業界と対話し、変革をもたらす技術を迅速に拡大する最も早い道筋について話し合うことを意味します。
建築技術と基準は進化する必要があり、そのためには政策立案者と民間部門の双方が、規制と業界の慣行に対処するための行動を取る必要があります。
バリューチェーン全体で排出を脱炭素化するには、透明性と協働が不可欠です。ヴァッテンフォールにとって目標は、業界の炭素排出量を半減させうる漸進的な変化ではなく、セメント製造を完全に脱炭素化する変革的な変化です。このようなバリューチェーンに沿った透明性のあるアプローチには、いくつかの大きな利点があります。
第一に、パートナー同士がお互いの要件を理解し、協働できる分野を特定して、それぞれの資産と能力を活用し、解決策を見出し、変革を推進するのに役立ちます。
第二に、すべてのバリューチェーンのパートナーがゼロ排出セメントという同じ目標に足並みを揃えることができれば、それはセメント生産者とその投資家に強力な需要シグナルを送ることができます。現在、この製品は通常のOPCの約2倍のコストがかかる可能性がありますが、製造する価値があるということです。
第三に、すべてのパートナーがクリーンセメントへの需要を揃えることができれば、グリーンプレミアムのリスクを分散させ、単一の関係者が不当な割合のコストを負担しないようにすることができます。このようなアプローチを機能させるには、FMCのような取り組みが必要で、主要なバリューチェーンの関係者を、さまざまな地域すべてにわたって集め、オープンさと協働を促し、誰にとっても機能する解決策を見出すための、協調的競争の環境を作る必要があります。
世界経済フォーラムは、持続可能な都市開発を推進するために何をしていますか？
都市は世界の温室効果ガス排出量の75%を占めており、世界人口の半数以上が住んでいます。この数は2050年までに3分の2に増加します。よりクリーンなエネルギーを優先することで、都市は地球温暖化を2°C未満に抑えるために必要な排出削減量の半分以上に貢献でき、これはパリ協定に沿ったものとなるでしょう。
2050年までにネットゼロかつ自然プラスの都市と地域社会を実現するため、世界経済フォーラムは、公共および民間セクターの関係者と連携し、地域での行動を通じて世界的な野心を推進する取り組みを進めています。以下はそのごく一部です：
ダボス・バウクルトゥア・アライアンス：建築環境における気候変動への強靭性、持続可能性、循環性の原則に基づき、建築物、インフラ、公共空間の高品質な計画、建設、管理を推進します。詳細はこちら。
グローバル・ニューモビリティ・コアリション：交通渋滞と排出量の削減、EV（電気自動車）インフラの強化、都市モビリティと配送の変革に向けた新たな解決策を模索しています。詳細はこちら。
都市イノベーションのためのアライアンス：革新者や起業家を新たな市場や機会につなぎ、生活の質と地域経済を再構築し、再想像します。詳細はこちら。
G20グローバル・スマートシティ・アライアンス：気候変動への強靭性を構築し、公共の福祉を高め、都市や地域社会が直面する最も差し迫った課題に取り組むための、知的で実践的な解決策を加速させます。詳細はこちら。
旅行・観光の未来：文化遺産を保護し、自然生態系を守りながら、包摂的で持続可能な経済成長を推進します。詳細はこちら。。
より持続可能で住みやすい都市と地域社会を創造するための取り組みに、どのように参加できるかをご覧ください。お問い合わせはこちら。
民間部門と公共部門は、手を取り合ってダンスフロアに出る必要があります
この10年間で排出量の多い分野の脱炭素化を開始する緊急性を考えると、協働には速やかな確約が伴う必要があります。需要と供給のダンスフロアでは、誰かが最初の一歩を踏み出す必要があり、そこにFMCが参入します。この分野では、建設・エンジニアリング企業であれ、デベロッパーや建築家であれ、コアリションメンバーは、2030年までに年間取扱量の少なくとも10%について、ほぼゼロ排出のセメントを購入するか、仕様に指定することを約束しなければなりません。
ヴァッテンフォールは、10%の確約の一環として、既存の生産者とスタートアップ生産者の双方が開発している、変革をもたらす可能性のあるゼロ排出セメント技術の検討を進めています。ヴァッテンフォールの見解では、早期に行動することのコストとリスクは高いものの、何もしないことのリスクはさらに高いとしています。需要が高まると、供給が追いつくまでに時間がかかる可能性があるため、先頭に立つことを望むのです。
低炭素鉄鋼を例に挙げると、これもヴァッテンフォールが水素ブレークスルー製鉄技術（HYBRIT）への投資を通じて主導的な役割を果たしているバリューチェーンです。スウェーデンのフォッシルフリー鉄鋼サプライヤーは、近年、20～25%の価格プレミアムにもかかわらず、製品需要が驚異的に増加しており、ほぼゼロ排出セメントにも同様の需要が見込まれています。
ヴァッテンフォールは、再生可能エネルギーの供給は近い将来、現在から2030年までに設備容量が4倍になると予測しており、風力発電所のコンクリート基礎などのインフラ構築の必要性が、フォッシルフリーセメントへの継続的な需要を確実にするでしょう。さらに、大規模な新規再生可能エネルギー設備を建設する権利は競争入札によって付与され、その中では建設方法の持続可能性がますます決定的な要素になるでしょう。
しかし、これまで見てきたように、企業は解決策の半分に過ぎません。政府も早急に参加する必要があります。政府は建築基準の改定や、公共入札および競売におけるほぼゼロ排出素材の比率に関する明確な要件の設定において、重要な役割を担っています。政府は、新技術を広く普及させるためのより大きなインセンティブを提供することもできます。CCUSを例に挙げましょう。セメント生産に由来するCO2を最大170ドルの費用で除去し、貯留するには、1メトリックトン当たりでも莫大な額となり、平均価格は欧州のセメント生産における1メトリックトン当たり$50-60です。ノルウェー政府がこの分野を主導しています。同政府はHeidelberg Materialsと共同出資し、セメント工場における世界初の産業規模の炭素回収施設を建設しており、2024年後半に全面稼働する予定です。また政府は、CCUS施設の建設許可手続きを合理化し、この技術の商業的実現性を加速させるべきです。
政府が果たすべきもう一つの役割は、公的資金によるインフラが世界のコンクリート販売の推定40～60%を占めており、その購買行動が関係しているという点です。ほぼゼロ排出セメントの公共調達目標を通じて需要シグナルを送る政府が、さらに増える必要があります。
世界経済フォーラムは、Global Cement and Concrete Association（世界セメント・コンクリート協会）およびMission Possible PartnershipのConcrete Action for Climate（気候のためのコンクリート行動）イニシアチブと連携し、セメント分野の脱炭素化に向けた政策立案者への行動要請を発表しており、またClean Energy Ministerialの産業深層脱炭素化イニシアチブ（IDDI）と協力して、政府が最初の公共調達のコミットメントを行うよう促しています。
有望な兆しもあります。フランスは最近、2030年までにセメント生産の排出量を35%削減する政策を策定しました。一方、日本も独自のロードマップ（日本語）を発表しています。カナダは、セメント・コンクリートのブレークスルー・アジェンダを共同主導することを約束しています。また、中国は、世界のセメントの半分以上を生産しており、2023年または2024年以降、セメント分野を含むよう排出量取引制度を拡大する計画です。一方、ジョー・バイデン大統領の8月のインフレ抑制法は、CCUS技術にとって潜在的に状況を一変させるもので、回収・貯留された二酸化炭素1メトリックトン当たり最大85ドルの税額控除を提供しています。
セメントは、非常に多用途で実用的、さらには美しさも備えた建築材料です。しかし、オスカー・ワイルドの有名な小説の主人公のように、『ドリアン・グレイの肖像』のように、その魅力にもかかわらず、セメントには汚い秘密が隠されています。発展した市場と新興市場の双方が、ますます深刻化する気候変動の影響の中で生き残り、繁栄するために必要なインフラを構築できる持続可能な未来を創るためには、セメントとコンクリートの脱炭素化を緊急の最優先課題として、協力して取り組む以外に選択肢はありません。
Jonathan WalterとAndrew Alcortaが本記事に寄稿しました。
