CCS・CCUSとは?違いやCO2排出量削減に向けた国内外の取り組みを紹介

CCS・CCUSとは?違いやCO2排出量削減に向けた国内外の取り組みを紹介

近年、気候変動問題への対策として、CO2削減の取り組みが世界的に加速しています。そのなかでも、CCS・CCUSは、CO2を削減しカーボンニュートラルを実現する流れのなかで、注目される技術です。

本記事では、CCS・CCUSがどのような技術であるのか、その概要を解説します。両者の違い、導入効果、今後の課題や動向、国内外の取り組みも紹介するので、ぜひ参考にしてください。

 

「CCS」と「CCUS」の概要・違いを解説

はじめに、CCSとCCUSの概要を紹介します。CCSとCCUSは共通する部分がある一方、異なる部分もあるので、両者の基本的な内容と違いを把握しましょう。

CCSとは
CCSは「Carbon dioxide Capture and Storage」の頭文字を略した呼称です。具体的には、火力発電所、製鉄所、セメント工場、ごみ処理施設、製油所などで排出される排気ガスからCO2(二酸化炭素)を分離・回収して、地下の安定した層(貯留層)に圧入・貯留する技術をさします。

石油や石炭などの化石燃料で発電する火力発電では、大量のCO2が排出されます。製鉄所、セメント工場、ごみ処理施設、製油所もCO2の排出量が多い施設です。

カーボンニュートラルを実現するためは、このような施設のCO2排出量を抑える施策が欠かせません。CCSは放出されるはずだったCO2を地中深くに圧入し、大気中へのCO2放出量を削減する技術として、世界的に注目を集めています。

 

CCUSとは
CCUSは「Carbon dioxide Capture, Utilization and Storage」の略称です。CCSとの違いは、「有効利用(Utilization)」が加えられた点にあります。

CCUSは、排気ガスから分離して回収したCO2を安定した地層に貯留するのではなく、資源として有効利用する点が特徴です。

CO2の有効利用方法として、例えば、石油の採掘時に分離・回収したCO2を注入して原油の採掘量の拡大を図ったり、工場のCO2を回収してドライアイスや炭酸飲料のガスとして利用したりなどが挙げられます。

このように、すでに世界の一部ではCO2利用が行われています。

 

CCS・CCUSのメリット

CCS・CCUSは、人間活動で排出されたCO2を貯留する、または有効活用する画期的なアイディアです。CCS・CCUSの主なメリットには、次の点が挙げられます。

  • CO2削減が期待できる
  • CO2の循環利用に役立つ
  • 再生可能エネルギーの貯蔵・有効利用に活用できる

各メリットの詳細を解説します。


CO2(二酸化炭素)削減が期待できる

CCS・CCUSでは、大気中に放出されるCO2を海底の安定した地層へ貯留したり、有効利用したりするため、CO2の大幅な削減が期待できる点がメリットです。

環境省が2019年に作成したパンフレット「CCUSを活用したカーボンニュートラル社会の実現に向けた取り組み※」によると、出力80万kWの石炭火力発電所へCCSを導入した場合、年間340万トンのCO2の放出を削減できると試算されています。

CCSは火力発電所以外の製鉄所やセメント工場など、CO2を大量に放出する分野でも有効な手段です。

パリ協定の採択により、脱炭素化は今や世界的な潮流です。CCS・CCUSは、脱炭素化に向けた役割が期待されます。

※出典:環境省「CCUSを活用したカーボンニュートラル社会の実現に向けた取り組み」


CO2(二酸化炭素)の循環利用に役立つ
CCUSで排出されたCO2を有効利用すれば、CO2の循環利用に役立つ点もメリットです。

例えば、回収したCO2と再生可能エネルギー由来の電力で作られた水素(グリーン水素)を反応させることにより、メタンなどの化学原料を製造できます。

さらに、これらの化学原料から化学製品を製造して廃棄段階する際、ごみ焼却施設で焼却し発生するCO2を回収・分離して再度原料にすることで、CO2のリサイクルが可能です。

CO2の有効利用にはメタンの他、メタノールなどの液体系燃料や様々な樹脂などの化学品を製造する技術開発も進められています。


再生可能エネルギーの貯蔵・有効利用に活用できる
CCUSは、再生可能エネルギーの貯蔵や有効利用にも役立つ技術です。

太陽光発電や風力発電など、天候によって出力が変動しやすい再生可能エネルギーの活用には、余った電気を蓄えておける仕組みを構築し、需要・供給のバランスを整えることが重要です。貯蔵の手段として、メタンや水素を製造して蓄える方法が挙げられます。

再生可能エネルギーの電気で製造した水素の場合、製造から利用に至る過程の全てでCO2を排出しないメリットがある一方、まだインフラ整備が整っていない課題もあります。その点、メタンはすでに利用されているインフラ(ガス供給設備)の利用が可能です。

そのため、再生可能エネルギーから製造した水素とCO2からメタンを製造すれば、既存インフラを利用して電気を貯蔵でき、再生可能エネルギーの利用拡大につながる期待ができます。

なお、日本では、1995年に世界ではじめてメタネーションによる合成メタンの生成に成功し、現在でも実用化に向けて様々な研究開発が進められています。世界では、すでに一部の合成メタンを利用する取り組みも進んでいます。

メタネーションについてより詳しく知りたい方は、以下の記事もあわせてご覧ください。

▶関連記事:メタネーションとは?カーボンニュートラルとの関係やメリット、実用化の例を解説

 

CCS・CCUSの課題

CCS・CCUSはCO2削減への貢献が期待される一方、いくつかの課題を抱えています。主な課題は次のとおりです。

  • 技術的課題をクリアしなくてはならない
  • 貯留できる地層の確保が必要となる
  • 関連法令の整備が求められる

各課題の詳細を解説します


技術的課題をクリアしなくてはならない

CCS・CCUSを実現するためには、排ガスからCO2の分離・回収、地層付近までの輸送、貯留層への圧入、CO2の有効利用など、各プロセスでの技術開発が必要です。

また、事業化には、設備の建設コストやランニングコストを抑える技術も求められます。加えてCO2の輸送や貯留の安全性確保も、事業化に向けた課題として挙げられます


貯留できる地層の確保が必要となる

CCS・CCUSで十分なCO2を貯留するには、CO2を安定的に貯留するための地層の確保が課題です。

貯留層を確保するため、国はCO2の貯留に関する適地調査を行いました。2022年3月末時点では、国内11拠点で合計約160億トンの貯留ができると推計されています。CCS・CCUSの実用化に向け、今後さらなる適地調査が行われる予定です。


関連法令の整備が求められる

CCS・CCUSの進展には、事業者の法的責任や貯留する地層の管理など、CCS・CCUSを取り巻く法的な環境整備も課題です。現在、日本ではCCSの事業化のためにCCS事業法(仮称)の制定準備が進められており、2024年3月の段階で国会の審議中です。

一方、合成メタンの活用時、現行のSHK制度(温室効果ガス排出量算定・報告・公表制度)では、合成メタンを利用した場合にその利用者がCO2の排出を計上する必要があります。

つまり、CO2リサイクルを実施しても利用者はCO2のカウントが行われ、メリットがなくなるのが現状です。

今後国際的な枠組みのなかで、製品・サービスのライフサイクル全体で発生する環境への影響を定量的・客観的に評価する手法であるLCA(ライフサイクルアセスメント)を通して、CO2リサイクルの有効性と環境価値の配分方法などの議論が進むことに期待が寄せられるでしょう。

 

CCS・CCUSが重視される理由

CCS・CCUSが重視される理由には、20世紀以降年々増加する大気中のCO2濃度と、それに伴う世界的な気候変動が挙げられます。

気候変動に関する国際的な組織・IPCC(気候変動に関する政府間パネル)によると、工業化以前(1750年)の平均的な大気中CO2濃度に比べ、2022年の大気中CO2の世界平均濃度は50%増加※しています。

また、近年、世界中で観測される気候変動も憂慮すべき点です。日本では2022年6月~7月はじめにかけて記録的な高温が見られた他、ヨーロッパや北米では熱波が、南アジア~イランでは大雨・洪水が、北極付近では海氷面積の縮小が観測されています。

これらの気候変動を止めるため、2015年のCOP21(国連気候変動枠組条約第21回締約国会議)ではパリ協定が結ばれ、193ヶ国と地域に温室効果ガスの削減目標の作成が求められました。

その後、2018年10月に公表されたIPCCの特別報告書では、世界の平均気温上昇を産業革命以前と比べて1.5℃を大きく超えないためには、2050年前後にCO2排出量が正味ゼロとなる必要性が報告されました。

さらに、2023年3月に公表された統合報告書では、2030年代には1.5℃に到達する見通しで、急速かつ大幅なCO2の排出削減が求められています。このようなCO2の排出削減の有効な手段として、CCS・CCUSの重要性が増しています。

※出典:気候変動に関する政府間パネル(IPCC)「第6次評価報告書第1部作業部会報告書(2021年)第2章」

 

CCS・CCUS導入に向けた世界と日本の取り組み

カーボンニュートラルの実現に向け、各国でCCS・CCUSへの取り組みが進んでいます。以下では、CCS・CCUS活用に向けた国内外の取り組みを解説します。


世界の取り組み

世界初のCCSを実現したのは、ノルウェーのスライプナー油田です。スライプナー油田では20年を超えるCCSへの取り組みがなされており、回収されたCO2は、東スライプナー油田の上部にある地層へ貯留されます。

また、アメリカのロッキー山脈にあるシュート・クリーク・ガス加工施設は、世界最大級のCO2回収能力を持つ施設として知られています。


日本の取り組み

日本では、国や自治体などの行政機関と民間企業が一体となって、CCS・CCUSに取り組んでいます。

例えば、環境省が進める「環境配慮型CCS実証事業」はその一例です。環境配慮型CCS実証事業では、分離・回収、輸送、貯留の各プロセスで民間企業が参加するコンソーシアムが形成され、日本に適したCCSの導入が進められています。

加えて、2023年6月には経済産業省が中心となり、カーボンニュートラル実現に向けたCCSの普及・拡大のため、「先進的CCS事業」としてモデル性のある7つの事業を選定しました。CO2の分離回収・輸送・貯留というバリューチェーン全体の一体的な支援をスタートしています。

また、有効利用を含めたCCUSの取り組みも始まっています。佐賀市では、日本ではじめてCO2の分離・回収が可能な設備がごみ焼却施設に設置されました。回収されたCO2は、化粧品やサプリメントの製造に有効利用されます。

 

CCS・CCUSの今後の展望

2023年3月、経済産業省は「CCS長期ロードマップ検討会最終とりまとめ※」を公表しました。2030年以降の本格的なCCS事業開始へ向け、ロードマップでは次の6つの具体的なアクションが示されています。

  1. CCS事業に対する政府支援
  2. コスト低減に向けた技術の研究開発・実証
  3. 事業の国民への説明
  4. 海外CCS事業への取り組み
  5. CCS事業法(仮称)の法制度化の準備
  6. CCS行動計画の策定

ロードマップでは、2030年までをビジネスモデル構築期、2030年から2050年までを本格展開期として、具体的なアクションごとに行動目標を掲げています。

CCS・CCUSへの具体的な取り組みのひとつに、低炭素水素の活用が挙げられます。水素は利用時にCO2を排出しない、環境にやさしい資源です。

本来、無色透明の気体である水素は、製造方法や製造過程によって色別に表現されることがあります。

例えば、化石燃料をもとに作られた水素は「グレー水素」、CCS・CCUSとの組み合わせで作られた水素は「ブルー水素」、再生可能エネルギーを利用して作られた水素は「グリーン水素」と呼ばれます。

現在、水素はFCV(燃料電池自動車)や工場への熱供給、エネファームなどへの活用が進められています。

※出典:経済産業省「CCS長期ロードマップ検討会最終とりまとめ」

 

CCS・CCUSの情報収集なら「CCUS WORLD」へ

CCS・CCUSの具体的な取り組みを目指すなら、幅広い情報収集が大切です。CCS・CCUSの情報を得たい方は、「CCUS WORLD(シーシーユーエスワールド)」へご来場ください。

CCUS WORLDとは、世界最大級のエネルギー総合展「スマートエネルギーWeek(SMART ENERGY WEEK)」内に新設された特別展示エリアです。

CCUS WORLDは、CO2の分離・回収、輸送船や輸送用車両、貯留や有効利用など、CCS・CCUSに関する様々な技術や製品が出展します。出展される技術や製品は次のとおりです(一部抜粋)。

  • CO2分離・回収設備
  •  化学吸収や物理吸収などの「分離・回収ソリューション」
  • DAC(直接回収設備)
  • CO2の輸送用車両や輸送船
  • メタネーションや合成燃料などの利用技術
  • 合成技術や貯留技術

CCUS WORLDはCCS・CCUSに関する様々な業種の方が出展・来場するため、最新の情報や技術に触れられます。会期中にはCCUSを主題にした特別講演が開催される予定なので、CCS・CCUSの最前線を知る良い機会です。

また、CCUS WORLDでは展示会への出展も受け付けています。出展のお申し込み、出展までの準備、当日のブース施工など、一連の流れは専任スタッフがサポートいたします。

CCS・CCUSの製品や技術をアピールして認知度向上を図りたい方、新規顧客を獲得したい方は、ぜひ出展をご検討ください。

来場・出展ともに、CCUS WORLDの詳細は以下よりご確認いただけます。

「CCUS WORLD」来場・出展案内はこちら

 

CCS・CCUSの基礎を理解して今後のビジネスに活用を

CCS・CCUSは、排出されたCO2を分離・回収して、貯留や有効利用を行います。カーボンニュートラルへ向けて各国が政府支援を表明するなど、今後も需要が見込める分野です。

CCUS WORLDでは、CO2の分離・回収設備やソリューションをはじめ、CCS・CCUS技術に関する様々な業種の方が来場します。CCS・CCUSの情報を収集し、新たなビジネス機会を得たい方は、ぜひCCUS WORLDにご参加ください。

「CCUS WORLD」の詳細はこちら

※「CCUS WORLD」は、「スマートエネルギーWeek(SMART ENERGY WEEK)」の特別企画です。

▶監修:近藤 元博(こんどう もとひろ)
肩書:愛知工業大学 総合技術研究所 教授
プロフィール:1987年トヨタ自動車に入社。生産工程から排出する廃棄物や、使用済み車両のリサイクルなど幅広い分野で廃棄物の排出削減、有効利用技術の開発導入を推進。「リサイクル技術開発本多賞」「化学工学会技術賞」他資源循環、サーマルリサイクル技術に関する表彰受賞。2020年から現職。産学連携、地域連携を通じて資源問題、エネルギー問題に取組中。経済産業省総合資源エネルギー調査会 資源・燃料分科会 脱炭素燃料政策小委員会 委員他