カーボンニュートラル｜気候変動を防ぐ持続可能な取り組み

2024.10.26

カーボンニュートラル

カーボンニュートラルとは、二酸化炭素をはじめとする温室効果ガスの排出量から、森林などによる吸収量と技術的な除去量を差し引いて、合計を実質ゼロ（ネットゼロ）にする考え方である。2015年に採択されたパリ協定では、世界の平均気温上昇を産業革命前と比べて1.5℃に抑える努力目標が掲げられ、その達成手段として世界120以上の国と地域が2050年までのカーボンニュートラル実現を宣言している。日本でも企業や自治体、国家は2050年を目標年として掲げることが多く、エネルギー転換、製造プロセスの高効率化、原材料の見直し、サプライチェーン全体の排出管理を通じて達成を目指す。

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国際的な枠組みと日本の宣言

気候変動対策の国際合意は1997年の京都議定書に始まり、2015年のパリ協定で大きく転換した。京都議定書が先進国のみに削減義務を課したのに対し、パリ協定は途上国を含む全ての締約国が削減目標を提出する仕組みを採用している。世界の平均気温は2020年時点で工業化以前（1850年から1900年）と比べて約1.1℃上昇しており、日本の平均気温も100年あたり1.30℃の割合で上昇を続けている。日本政府は2050年のカーボンニュートラル宣言に続き、2030年度に温室効果ガスを2013年度比で46％削減する中間目標を設定した。対象となるのは二酸化炭素だけでなく、メタン、一酸化二窒素、フロン類を含む温室効果ガス全体である。

排出と吸収を差し引きゼロにする考え方

排出量を完全にゼロにすることは現実的に困難であるため、削減しきれない排出分を吸収・除去で相殺する点にカーボンニュートラルの特徴がある。吸収源の代表は植林や森林管理であり、除去技術としてはCO2を回収して地中に貯留するCCSや、回収したCO2を化学品や燃料の原料として再利用するカーボンリサイクルが挙げられる。類似の概念に脱炭素とネットゼロがあるが、脱炭素は排出そのものをゼロに近づける取り組みを指し、ネットゼロは温室効果ガス全体の実質排出ゼロを意味する用語として使われることが多い。企業の排出量算定では、燃料の直接燃焼によるスコープ1、購入電力に由来するスコープ2、サプライチェーン全体のスコープ3という3区分が国際基準として定着している。

実現を支える主要技術

エネルギー供給側では再生可能エネルギーの拡大が中心となり、太陽電池や風力発電の導入が進む。需要側では電気自動車への転換や、水素を燃料とする燃料電池の活用が広がっている。固体高分子形燃料電池はセル1個あたり約0.7Vの電圧を発生し、スタック化して自動車や定置用電源に利用される。変動する再生可能エネルギーを安定利用するにはリチウムイオン電池などの蓄電技術が不可欠であり、電力と熱を同時に利用するコージェネレーションでは総合エネルギー効率が最大85％に達する。主な技術の位置づけを以下に整理する。

技術 役割 特徴
太陽光・風力発電 電源の脱炭素化 発電時にCO2を排出しないが出力が変動する
水素・燃料電池 電化が難しい領域の代替 利用時の排出物は水のみ
蓄電池 需給調整 再生可能エネルギーの変動を吸収する
CCS・カーボンリサイクル 排出の回収・除去 削減困難な排出分を相殺する

製造業における取り組み

工場の脱炭素化は、電力の再エネ化と熱プロセスの転換という二つの軸で進む。動力の中心であるモーターは国内産業用電力消費の約7割を占めるとされ、IE3以上の高効率規格品への置き換えやインバータ制御による回転数最適化が省エネルギーの定番手法となっている。加熱工程では重油焚きのボイラーを電化設備やヒートポンプに置き換える動きがあり、100℃未満の低温プロセスであればヒートポンプの成績係数（COP）3以上が期待できるため、燃料費とCO2排出の同時削減につながる。実務上は、取引先からスコープ3算定への協力を求められるケースが増えており、中小の部品メーカーであっても電力使用量の見える化と削減計画の提示が受注条件に関わる場面が出てきている。設備更新の投資回収年数は電気料金や補助金制度によって大きく変わるため、単純なカタログ効率だけでなく稼働率を含めた試算が欠かせない。

課題とコストの現実

最大の課題はコストとエネルギーの安定供給である。再生可能エネルギーは天候に左右されるため、蓄電池や火力のバックアップを含めたシステム全体の費用で評価する必要がある。水素は製造方法によって環境価値が異なり、化石燃料由来のグレー水素から、再エネ電力の水電解によるグリーン水素への移行が求められるが、現状ではグリーン水素の製造コストが割高で普及の壁となっている。鉄鋼業では高炉の還元剤をコークスから水素へ置き換える水素還元製鉄の開発が進むものの、商用化には2040年代までの長期的な技術開発と巨額の設備投資を要すると見込まれる。こうした背景から、GXリーグや排出量取引といった制度設計によって、削減努力が企業価値として評価される仕組みづくりが並行して進められている。

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