【環境】再加速するCCS・CCUS ～使うべき場所と過剰依存を疑うべき場所

　炭素回収・利用・貯留（CCUS）への投資が、再び拡大している。国際エネルギー機関（IEA）によると、世界では過去2年間だけで30件を超えるCCUSプロジェクトが最終投資決定（FID）に到達。年間投資額は2020年以降で15倍以上に増加し、2025年には50億米ドル（約8,000億円）を超えた。2025年にはノルウェーで、セメント工場から二酸化炭素を回収し、船舶輸送、受入、海底下貯留までを繋ぐ「Longship」が稼働段階に入った。

　一方、拡大は一様ではない。IEAが把握する2035年までの発表済み案件の約90%はFID前に留まり、許認可、建設費、輸送・貯留設備の遅れ、低炭素製品や炭素除去への需要不足により、延期・中止も生じている。発表済みの潜在的な回収能力は年間約4.25億tで維持されたものの、実現時期は2035年前後へ後ろ倒しされた。

　CCUSは、単に排出量の多い施設へ導入すればよい技術ではない。排出ガス中の二酸化炭素濃度と分圧、ガスの圧力、排出規模、稼働率、不純物、蒸気・排熱の利用可能性、輸送・貯留先までの距離によって、回収費用とエネルギー消費量は大きく変わる。他の削減策を実施しても排出が残り、二酸化炭素を効率的に回収でき、輸送・貯留までのチェーンを長期的に維持できる場所で、優先度が高まる。

CCS、CCU、炭素除去を一括りにしない

　まず留意しなければならないのは、「CCUS」という言葉が、実務上かなり広い概念として使われている点だ。IEAは、二酸化炭素の回収を起点に、輸送、その後の利用または貯留を含むバリューチェーン全体としてCCUSを整理している。直接大気回収（DAC）も、回収した二酸化炭素を利用または貯留する技術として、広義の実装領域に含めている。

（出所）IEA「About CCUS」

　　一方、IPCCの第6次評価報告書では、

• 工場や発電所等の点源から二酸化炭素を回収し、貯留するソリューションをCCS
• 点源から回収した二酸化炭素を、燃料、化学品、建材等に利用するソリューションをCCU
• バイオエネルギー利用に伴う二酸化炭素を回収し、貯留するソリューションをBECCS
• 大気中から二酸化炭素を直接回収し、貯留するソリューションをDACCS
• 大気中から二酸化炭素を直接回収し、直接回収した二酸化炭素を利用するソリューションをDACCU

と、それぞれを区別している。

　化石燃料の燃焼や産業プロセスで新たに発生する二酸化炭素を回収・貯留するCCSは、基本的には排出削減である。これに対し、DACCSやBECCSは、原料調達、エネルギー利用、土地利用変化等を含むライフサイクル全体で大気中の二酸化炭素を減少させ、耐久的に貯留できる場合に、二酸化炭素除去（CDR）となる。DACCUについては、製品中での二酸化炭素の保持期間によって扱いが異なり、合成燃料等として短期間で再放出される場合はCDRには該当しない。

　CCUでも、回収した量がそのまま削減量になるわけではない。合成燃料は使用時に二酸化炭素を再放出し、化学品や樹脂も廃棄・焼却時に再放出され得る。一方、鉱物化した建材等では長期間保持できる場合がある。二酸化炭素の由来、変換に用いる電力・水素、代替される既存製品、保持期間、使用後の処理を含むライフサイクル評価が必要となる。

回収技術の優劣より、排出源の条件が重要

　CCSやCCUに用いる点源回収技術は、主に物理吸収・固体吸着、膜分離、低温分離、化学吸収に整理できる。重要なのは技術名ではなく、排出源との組み合わせだ。二酸化炭素濃度が同じでも、ガス全体の圧力が高ければ二酸化炭素分圧は高くなり、分離を進める駆動力が大きくなる。反対に、燃焼後排ガスのように低圧で窒素等を多く含む場合、二酸化炭素分圧は低く、設備とエネルギーの負担が大きくなりやすい。

　IEAが2024年第1四半期時点で整理した稼働中の回収能力では、約65%が天然ガス精製用途に集中していた。この偏りが生じるのも、技術が適する条件が影響している。天然ガス精製では、製品規格や液化条件を満たすため、プロセス上、二酸化炭素の分離が元々必要であり、採掘ガスも高圧であることが多い。物理吸収等を適用しやすく、希薄な燃焼後排ガスより低コストで回収できる。

（出所）IEA「Operating and planned CO2 capture capacity by application, Q1 2024 vs. 2030」

　膜分離も高圧ガスに適するが、二酸化炭素とともに一部のメタンが透過し、所定の純度と回収率を得るために多段化や再圧縮が必要になる。このため大規模天然ガス精製で常に優位となるわけではない。一方、小規模・分散型のバイオガス精製では、設備の簡素さとモジュール化のしやすさを活かしやすい。但し、バイオガスから二酸化炭素を分離しただけではCCSではなく、恒久貯留して初めてBECCSとなり得る。

　低温分離は、成分毎の凝縮・液化温度の違いを利用する技術。高圧・高濃度で流量が安定し、既存の冷却・液化工程と統合できる場合に有力だが、極低温までの冷却、設備費、二酸化炭素の固化による閉塞、運転条件の変動への弱さが制約となる。

　火力発電所、セメントキルン、廃棄物焼却施設等の燃焼後排ガスでは、低分圧でも二酸化炭素と化学反応するアミン吸収等が中心となる。しかし、吸収した二酸化炭素を放出して溶媒を再利用するため、100℃を超える熱が必要となり、送風機、ポンプ、圧縮機にも電力を使う。排熱や蒸気を利用できるか、既存設備に設置スペースがあるか、改修時の停止期間を確保できるかが事業性を左右する。

　さらに、排ガスから後処理的に分離するだけでなく、二酸化炭素を窒素等と混合しにくいプロセスへ転換する技術もある。間接カルシネーションでは、石灰石を燃焼ガスと直接接触させずに加熱し、プロセス起源の二酸化炭素を高濃度で分離する。オキシ燃焼では、高濃度酸素を用いて燃焼することで、窒素による希釈を抑える。一方、電気加熱キルンは、燃料由来排出を回避するとともに、設備設計によってプロセス起源二酸化炭素と燃焼排ガスの混合を抑えられる可能性がある。

CCSは回収装置ではなく、共同インフラ

　CCSでは、回収した二酸化炭素を脱水・圧縮または液化し、パイプラインや船舶で輸送し、貯留層へ圧入し、閉鎖後もモニタリングする。近年は、複数の排出事業者が輸送・貯留設備を共同利用するハブ・クラスター型が中心となりつつある。個社毎に輸送網と貯留地を整備するより規模の経済を得られる一方、回収、輸送、貯留の各事業者が相互依存する。

　貯留施設の稼働が遅れれば、完成した回収設備を動かせない。排出事業者が撤退すれば、輸送・貯留設備の利用量が不足し、他社の料金が上昇する。輸送障害が発生すれば、工場側も回収を止めなければならない。IEAは、これを「クロスチェーン・リスク」と整理している。

　過去2年間にCCUS向けの商業融資は150億米ドル（約2.5兆円）を超えたが、政府が長期収入、損失補償、クロスチェーン補償等でリスクを抑えた少数市場に集中した。各国政府が過去3年間に用意した公的支援も500億米ドル（約8.2兆円）を超える。誰が回収量不足、輸送停止、貯留後のモニタリング、閉鎖後の漏洩責任を負うかを契約と法制度で定めなければ、長期融資は成立しにくい。

回収率ではなく、回避排出量を見る

　例えば「回収率90%」は、施設全体の排出量を90%減らしたことを意味しない。通常は、回収設備へ供給されたガス流に含まれる二酸化炭素のうち、何%を回収したかを示す。施設内に複数の排出源があれば、回収設備に接続されていない排出は分母に含まれない場合がある。

（出所）グローバルCCSインスティテュート「Advancements in CCS Technologies and Costs」

　回収設備の蒸気・電力、圧縮・液化、船舶・パイプライン輸送、圧入、モニタリングにもエネルギーを使う。天然ガス由来水素・アンモニアでは、採掘・処理・輸送に伴うメタン排出も加わる。IEAは、天然ガス改質由来水素で90%を超える回収率を目指す場合でも、上流・中流排出への対応が不可欠としている。

　企業側では、回収装置を通過した二酸化炭素の割合だけでなく、追加エネルギー、上流排出、輸送、貯留を含め、CCSがない場合と比べて実際に回避された排出量と、製品単位のライフサイクル排出原単位を開示することが求められる。

CCUSを使うべき場所と、過剰依存を疑うべき場所

　CCUSの優先度が特に高いのが、セメント・石灰等のプロセス起源排出だ。石灰石の分解による二酸化炭素は、燃料を再生可能エネルギーや電力へ転換しても残る。クリンカー比率の低減、材料効率、建築物の長寿命化、コンクリートの再利用等を進めた上で、残余排出へCCUSを適用する必要性が高い。

　ドイツ建設資材大手ハイデルベルク・マテリアルズは、ノルウェーのブレビークにあるセメント工場でのCCSプロジェクトを2025年に稼働開始。同工場の排出量の約50%に相当する年間約40万tの二酸化炭素を回収し、船舶とパイプラインで北海海底下へ貯留している。回収、輸送、受入、貯留を接続した点で、セメントCCSが実証から商用段階へ移り始めたことを示した。

【参考】【ノルウェー】トタルエナジーズ等3社、CCSプロジェクトで初の貯留に成功。全量成約済み（2025年9月2日）

　天然ガス由来のアンモニア・水素の既存設備でも、高圧・高濃度の工程ガスが生じる部分ではCCSを適用しやすい。但し、改質炉の燃焼排出や上流メタンを含めた削減率が低ければ、「低炭素」とは言い切れない。新設設備では、再生可能エネルギー由来水素との費用、電力、水、天然ガス、貯留地の条件を比較する必要がある。

　鉄鋼では、高炉へのCCSだけでなく、スクラップ電炉、天然ガス・水素直接還元鉄、材料効率等の代替経路がある。高炉資産、低排出電力、水素、高品位鉄鉱石、スクラップ、貯留地の地域条件に応じた比較が必要で、「削減困難産業」というだけでCCSを唯一の将来像にすべきではない。

　火力発電では、再生可能エネルギー、原子力、送電網、蓄電池、需要調整等の代替策が存在する。さらに、CCS付き火力を調整電源として低稼働で運用すれば、回収・輸送・貯留設備の固定費を少ない発電量で負担することになる。既存火力を高稼働させ続けるためにCCSを位置付け、他の電源・系統投資を遅らせていないかを確認する必要がある。

　企業の移行計画を評価する際には、CCSを採用しているか否かではなく、対象となる排出が他の方法で回避できるのか、プロジェクトがどこまで具体化しているのかを確認する必要がある。構想、基本設計、FID、建設、運転開始を区別し、貯留許可、輸送・貯留契約、低炭素製品や炭素除去の購入契約まで確保されているかを見る。IEAが把握する2035年までの発表済み案件の約90%がFID前に留まる以上、発表済みの回収能力をそのまま将来の削減量として扱うことはできない。

　また、CCS投資によって、省エネルギー、再生可能エネルギー、電化、原料転換、材料効率、リサイクル等への投資が抑えられていないかも重要となる。回収、輸送、貯留、モニタリング、閉鎖後管理を含む総費用と負担者を示し、補助金、炭素価格、差額決済契約、税控除、低炭素製品への価格プレミアム、長期購入契約等のうち、何を事業継続の前提としているかを説明する必要がある。

炭素除去は将来の排出削減を代替しない

　直接大気回収（DAC）は、大気中に約0.04%しか含まれない二酸化炭素を回収するため、大量の空気を処理する。米エネルギー省（DOE）は主要方式を液体溶媒と固体吸着材に整理しており、2025年の企業分析では、把握した企業の約3分の2が固体吸着材、約4分の1が液体溶媒を採用していた。

（出所）米エネルギー省（DOE）「Direct Air Capture: Definition and Company Analysis」

　DACCSは恒久貯留できれば炭素除去となり得るが、エネルギー、費用、設備製造、輸送・貯留能力の制約がある。BECCSも、バイオマスの生産に伴う土地利用変化、生物多様性、水、肥料、輸送等を含めて評価する必要がある。

　2025年には、炭素除去やCCUS付き水素の案件が、信用力のある長期購入契約を確保できず延期・中止となった。2024年の炭素除去クレジット購入量の約65%は単一企業に集中していた。将来、大量の炭素除去が利用できるとの想定で現在の排出削減を先送りせず、技術的・経済的に削減できない残余排出へ重点的に割り当てる必要がある。

日本は2030年の事業開始に向け制度実装へ

　日本では2024年に「二酸化炭素の貯留事業に関する法律（CCS事業法）」が成立し、主要規定が2026年5月22日に施行された。貯留事業と導管輸送事業の許可、保安、モニタリング、閉鎖後管理等の制度が整備され、CCSは技術実証だけでなく、民間事業として実施するための法的枠組みを備える段階に入った。

【参考】【日本】政府、CCS事業法施行令を閣議決定。海域貯留層はCO2濃度99%以上が原則（2026年4月27日）

　制度整備と並行して、政府は2030年までのCCS事業開始を目標とし、同年までに年間貯留量600万tから1,200万tの確保に目途をつける方針を掲げ、事業化に向けた案件形成を進めている。その実施を支えるのが、エネルギー・金属鉱物資源機構（JOGMEC）による「先進的CCS事業」だ。

　JOGMECは、2030年度までの貯留開始を目指す案件として9案件を支援している。計画貯留量は合計年間約2,000万tで、5案件が国内、4案件がアジア大洋州での貯留を想定する。政府目標を上回る案件を並行して検討し、貯留可能量、コスト、許認可、事業性等を踏まえて絞り込む構造で、2026年度までのFIDを念頭に、進捗に応じて継続判断する段階に入った。

　日本の先進的CCS事業では、国内の排出源から国内外の貯留地まで、液化二酸化炭素を船舶で輸送する案件が多い。船舶輸送では、液化、一時貯蔵、荷役、輸送、受入等の工程が加わるため、排出源と貯留地をパイプラインで直接接続する場合よりも、設備構成と事業者間の調整が複雑になる。

　このためJOGMECは2026年6月、川崎、堺泉北、水島、宇部、苅田、松浦の6地域を排出事業者クラスターに選定した。地域内の複数企業から二酸化炭素を集約し、液化、一時貯蔵、出荷設備を共用することで、個社毎に設備を整備する場合よりもコストを抑え、船舶輸送事業として成立させることを目指している。

　海外貯留では、ロンドン議定書に基づく二酸化炭素の越境輸送、二国間の取り決め、排出削減量の帰属、輸送・貯留時の計測、漏洩時の責任を整理する必要がある。ロンドン議定書では、関係国が協定等を締結し、必要な宣言と通知を行うことを前提に、2009年改正の暫定適用を通じて、海底下貯留を目的とする二酸化炭素の輸出が可能となっている。

　日本のCCS政策は、回収技術の実証から、法制度、産業クラスター、船舶輸送、国内外の貯留地を接続する段階へ移った。今後の焦点は、貯留量の目標を掲げることだけではない。限られた輸送・貯留能力と公的資金を、セメント、化学、鉄鋼、発電等のどの排出源へ優先的に配分するかである。

今後の焦点

　CCUSは、個別の回収装置を実証する段階から、複数企業を輸送・貯留網で繋ぐ産業インフラを構築する段階へ移った。しかし、技術的に回収できることと、事業として継続できることは同じではない。二酸化炭素は単独では市場価値が乏しく、回収、輸送、貯留の全工程に収入と責任の仕組みが必要となる。

　CCSを使うべき場所は、単に排出量が大きい場所ではない。他の方法で排出を回避することが難しく、二酸化炭素が大量かつ集中的に発生し、回収に必要な熱・電力を確保でき、輸送・貯留へ接続し、費用負担と長期責任を確立できる場所だ。

　反対に、排出自体を回避できる用途、小規模・低濃度・分散型の排出源、貯留先や購入需要が確定していない案件、ライフサイクル削減効果が示されていない案件では、過剰依存を疑う必要がある。

　CCSを全面的に否定すれば、セメント等の回避困難な排出を処理する有力な手段を失う。一方、将来CCSが解決すると考えて現在実施できる排出削減を遅らせれば、高排出設備と化石燃料インフラのロックインを招く。問われているのはCCSへの賛否ではなく、限られた貯留能力、インフラ、技術者、公的資金を、どの残余排出へ優先的に配分するかである。

【参照ページ】Executive summary – Financing CCUS at Scale 【参照ページ】Longship goes into operation – A Global Breakthrough for Carbon Capture and Storage 【参照ページ】Policy and financing momentum sustain CCUS progress despite setbacks 【参照ページ】About CCUS 【参照ページ】Annex I: Glossary 【参照ページ】Chapter 12: Cross-sectoral perspectives 【参照ページ】Putting CO2 to Use 【参照ページ】CCUS technology innovation 【参照ページ】Operating and planned CO2 capture capacity by application, Q1 2024 vs. 2030 【参照ページ】Leilac’s Technology 【参照ページ】Advancements in CCS Technologies and Costs 【参照ページ】GHG emissions of hydrogen and its derivatives 【参照ページ】Chapter 11: Industry 【参照ページ】World premiere at Heidelberg Materials: Opening of CCS facility in Norway marks new era of sustainable construction 【参照ページ】Power CCS: Potential for cost reductions and improvements 【参照ページ】DOE Explains…Direct Air Capture 【参照ページ】Direct Air Capture: Definition and Company Analysis 【参照ページ】Driving down the cost of carbon removal: Why innovation matters 【参照ページ】「二酸化炭素の貯留事業に関する法律の施行期日を定める政令」及び「二酸化炭素の貯留事業に関する法律の施行に伴う関係政令の整備及び経過措置に関する政令」が閣議決定されました 【参照ページ】日本でも事業化へ動き出した「CCS」技術（前編） 【参照ページ】先進的CCS支援 【参照ページ】先進的CCS事業　船舶輸送案件に係る排出事業者クラスターの選定 【参照ページ】Carbon Capture and Storage（CCS）

菊池尚人

チーフコンサルタント 兼 事業開発室長

2016年新卒から10年コンサルティング業界に従事。2019年より現職。 大手企業・金融機関向けESG戦略・投資アドバイザリーのリードに加え、 サステナビリティ経営に関する研修講師、Sustainable Japan編集も務める。