CCUSとは？仕組み・技術・日本における導入事例と今後の展望
CCUS（Carbon Capture, Utilization and Storage）は、二酸化炭素（CO₂）の大幅な排出削減に向けた極めて重要な技術です。
これは、工場や発電所などから排出されるCO₂を大気中に放出する前に回収し、これを再利用（Utilization）したり、安全な場所に貯留（Storage）することで、脱炭素社会の実現に大きく貢献します。
この記事では、CCUSの基本概要、技術の種類、日本での取り組み事例、課題、そして今後の展望をわかりやすく解説します。
INDEX
CCUSとは？基本概念
CCUSの定義と目的
CCUSとは、Carbon Capture, Utilization and Storage（二酸化炭素回収・利用・貯留）の略称です。
| 頭文字 | 英語 | 日本語 | 概要 |
| CC | Capture | 回収 | 大規模な排出源（発電所、工場など）からCO₂を分離・回収する。 |
| U | Utilization | 利用 | 回収したCO₂を工業製品、化学品、燃料などに再利用する。 |
| S | Storage | 貯留 | 回収したCO₂を地下深部の安定した地層などに圧入・貯留する。 |
CCUSの目的は、削減が難しい産業分野（セメント、鉄鋼、化学など）や、既存の火力発電所などからのCO₂排出を実質ゼロに近づけ、2050年カーボンニュートラルの実現を可能にすることです。
従来のCCSとの違い
CCUSが普及する以前は、CO₂の「回収と貯留」に焦点を当てたCCS (Carbon Capture and Storage)という概念が主流でした。
- CCS： 回収したCO₂を主に地下に封じ込める（貯留）ことで、大気中への排出を防ぐ技術。
- CCUS： CCSに加えて、回収したCO₂を有効な資源として活用する「Utilization（利用）」の要素を取り入れた概念。CO₂をカーボンリサイクルに回すことで、廃棄物ではなく資源として捉え、経済的なメリットも追求します。
なぜ脱炭素社会に必要か
再生可能エネルギーや水素社会への転換が進む中でも、以下の理由からCCUSは不可欠です。
- ハード・トゥ・アベート産業への対応： 鉄鋼、セメント、化学などの産業では、製造プロセス上、化石燃料を使用しなくてもCO₂が発生してしまうため、排出削減が極めて困難です。CCUSは、これらの産業の脱炭素化に必須とされています。
- 既存インフラの活用： 大規模なインフラをすぐに転換できない現状において、既存の発電所や工場にCCUSを付加することで、早期に排出量を削減できます。
- ネガティブエミッション： バイオマス発電と組み合わせたBECCS (Bioenergy with CCS)など、大気中のCO₂を正味で除去する「ネガティブエミッション技術」を実現する鍵となります。
CCUSの技術分類
CCUSは、回収、利用、貯留の3つのプロセスで多様な技術が開発されています。
CO₂回収技術
回収技術は、CO₂を分離するタイミングによって分類されます。
- ポスト燃焼（Post-combustion）：
- 仕組み： 燃料を燃焼させた後の排ガスからCO₂を分離・回収します。
- 特徴： 既存の発電所や工場に比較的容易に追加設置でき、現在最も実用化が進んでいる技術です。
- プレ燃焼（Pre-combustion）：
- 仕組み： 燃料をガス化し、燃焼前にCO₂と水素に分離し、CO₂を回収します。
- 特徴： 高濃度のCO₂を回収できるため、回収効率が高いです。
- 酸素燃焼（Oxy-fuel combustion）：
- 仕組み： 燃料を酸素で燃焼させ、排ガス中のCO₂濃度を高めてから回収します。
- 特徴： 排ガス中のCO₂濃度が非常に高くなるため、回収が容易です。
CO₂利用技術（カーボンリサイクル）
回収したCO₂を廃棄物ではなく、資源として活用する技術です。
- 化学品・素材： CO₂をメタノール、エタノールなどの化学品の原料として利用。
- 燃料： CO₂から合成燃料（e-fuel）を製造し、航空機や船舶用燃料などに利用。
- コンクリート・鉱物化： CO₂をコンクリート製品の製造過程で固定化したり、鉱物化（炭酸塩として安定化）したりして利用。
CO₂貯留技術
回収したCO₂を地中深くに安全かつ恒久的に貯留する技術です。
- 地中貯留（Deep Geological Storage）：
- 仕組み： CO₂を液状に近い超臨界状態にして、帯水層や枯渇した油田・ガス田など、地下1,000メートル以深の安定した地層に圧入・貯留します。
- 特徴： 大規模なCO₂貯留が可能であり、CCS・CCUSの中核技術です。
- 鉱物化貯留：
- 仕組み： CO₂を特定の鉱物（蛇紋岩など）と反応させて、炭酸塩として安定的に固定化します。
- 特徴： 貯留の安定性は高いですが、現時点ではコストや技術的な課題があります。
CCUSがもたらす環境・経済効果
CO₂削減効果の数値
CCUSは、他の対策では難しい大規模な排出削減効果をもたらします。国際エネルギー機関（IEA）の試算では、2050年カーボンニュートラルの目標達成に必要なCO₂削減量のうち、約15%がCCUSによって賄われると見込まれています。
カーボンプライシングや排出権取引との連携
CCUSを導入し、CO₂の排出を実質的に削減できた場合、その削減量をカーボンクレジット（排出権）として市場で取引することが可能になります。これは、CCUS導入の経済性を高める重要な要素です。
産業活用による経済的メリット
CO₂を燃料や化学品などの高付加価値製品に利用する「カーボンリサイクル」は、以下の経済的メリットをもたらします。
- 新たな市場創出： CO₂を原料とする製品の市場が生まれ、関連産業の活性化につながります。
- 資源自給率の向上： 化石燃料への依存度を低減し、エネルギー安全保障と資源自給率の向上に貢献します。
技術普及に向けた課題
コスト面の課題と解決策
- 課題： CO₂の回収・輸送・貯留にかかる初期投資および運用コストが依然として高いことです。
- 解決策： 規模の経済を活かした大規模なCCUSハブの構築、技術開発による回収効率の向上、そして政策的な補助金・優遇税制の導入が不可欠です。
安全性・環境リスクの管理
- 課題： 地下貯留されたCO₂が漏洩するリスクや、貯留に伴う地盤への影響など、安全性への懸念があります。
- 解決策： 厳格な貯留層の選定、高度なモニタリング技術の確立、そして国際的な法規制とガイドラインの遵守により、リスクを最小化する必要があります。
政策・規制面での整備状況
CO₂の輸送・貯留に関する法律や、大規模事業を推進するための長期的な政策枠組み（例：投資インセンティブ、許認可制度）の整備が、技術普及のスピードを左右します。
日本のCCUS推進に向けた政策・支援策
環境省・経産省の支援制度
日本政府は、CCUSを脱炭素化の「切り札」の一つと位置づけ、様々な支援策を講じています。
- 大規模実証プロジェクト： 経産省は、CO₂を分離・回収し、海外の貯留地へ輸送する国際的なサプライチェーン構築に向けた実証事業を支援しています。
- カーボンリサイクル技術開発： 環境省と経産省は、CO₂を有用物質に変換する技術開発（触媒、反応器など）への助成や研究開発支援を強化しています。
脱炭素ロードマップにおける位置づけ
2050年カーボンニュートラル達成に向けた日本の「GX（グリーントランスフォーメーション）」戦略では、CCUSは電力、製造業、運輸などの広範な分野で導入が必須とされ、具体的な導入目標が示されています。
民間企業との連携強化の取り組み
政府は、企業間、さらには国際間での連携を強化するため、CCUSハブ・アンド・クラスター形成に向けた検討会を設置するなど、官民一体となった取り組みを推進しています。
CCUSの国内外での導入事例
日本における実証プロジェクト紹介
- 苫小牧CCS実証試験： 経済産業省主導のもと、北海道苫小牧市沖でCO₂の分離・回収・海底下貯留の実証試験が成功裏に実施されました。これは、日本におけるCCS技術確立の大きな一歩となりました。
- 化学・セメント分野でのカーボンリサイクル： 国内企業が、回収したCO₂を用いてコンクリート製品や、ポリエチレンなどの化学製品を製造する実証事業を推進しています。
海外での先進事例（北米、欧州、オーストラリア）
- 北米（米国、カナダ）： 世界最大のCCSプロジェクトが稼働しており、特に米国では税制優遇措置（45Q）により、CCUSへの投資が加速しています。
- 欧州（ノルウェー、オランダ）： ノルウェーの「ノーザンライツ」プロジェクトなど、複数の企業や国が連携し、大規模なCO₂輸送・貯留インフラを共同利用する「CCUSハブ」の形成が進んでいます。
企業・自治体の取り組み状況
日本の大手電力会社や重工業メーカーは、CCUS技術の開発や実証に積極的に参画し、将来的な大規模導入に向けた準備を進めています。
今後の展望とCCUSの可能性
大規模導入へのロードマップ
日本政府は、2030年までの技術確立とコスト低減、そして2050年までの大規模なCCUSサプライチェーン構築に向けた具体的なロードマップを策定しています。今後は、国際協力のもと、海外へのCO₂輸送・貯留を前提としたサプライチェーン構築が加速する見込みです。
再エネや水素社会との統合的活用
CCUSは、再生可能エネルギーや水素製造と統合的に活用されることで、その価値を最大限に発揮します。例えば、再生可能エネルギー由来の電力で製造した水素と、回収したCO₂を反応させて合成燃料（e-fuel）を製造する手法（Power-to-Gas/Liquid）は、運輸部門の脱炭素化に大きく貢献します。
脱炭素社会実現の鍵としての役割
CCUSは、削減困難な産業の脱炭素化とネガティブエミッション技術の実現という点で、脱炭素社会実現の「ラストワンマイル」を埋める鍵として、今後もその重要性を増していきます。
まとめ
CCUSは、工場や発電所から排出されるCO₂を回収・利用・貯留するという、脱炭素化の重要技術であり、回収・利用・貯留の一体的活用（カーボンリサイクル）が鍵となります。
国内外の先進事例を参考に、日本でも政策・技術開発・企業連携の加速が期待されています。今後、技術普及とコスト低減が進むことで、持続可能な社会実現への貢献が見込まれます。
企業におけるCO₂排出量管理とASUENEの活用
企業がCCUS技術導入やカーボンリサイクルを進めるためには、まずは自社のCO₂排出量（Scope1, 2, 3）を正確に把握することがすべての出発点となります。
当社サービスASUENEは、サプライチェーン全体で排出される温室効果ガス量を効率的に算定・可視化し、企業がCCUS導入などの削減戦略を策定するための基盤データを提供します。削減目標の設定から施策実行、そして削減効果の評価まで、貴社の脱炭素経営をサポートいたします。
【参考文献・出典】
- 環境省「CCUSについて」
https://www.env.go.jp/earth/ccs/about-ccus.html - 環境省「CCUS推進に関する資料」
https://www.env.go.jp/content/000336002.pdf - 国際エネルギー機関（IEA）「CCUS Technology Roadmap」
https://www.iea.org/topics/ccus - Carbon Capture & Storage Association「CCUS Global Projects」
https://www.ccsassociation.org/ - 経済産業省「脱炭素社会実現に向けたCCUS支援施策」
https://www.meti.go.jp/policy/energy_environment/
