CCS／CCUSとは？
仕組みや注目される理由、関連技術の動向などを詳しく解説！

CCSとは、発電所や工場などから排出されるCO2（二酸化炭素）を、他の気体から分離・回収した上で地中や海底に深くに貯留・圧入することです。

「Carbon dioxide Capture and Storage」の略で、日本語では「CO2回収・貯留」と訳されます。

CCUとは、発電所や工場などから排出されるCO2を、他の気体から分離・回収した上で資源として有効利用することです。

「Carbon dioxide Capture and Utilization」の略で、日本語では「CO2回収・利用」と訳されます。CCSと異なり、地中や海底への貯留は実施されません。

CCUSとは、発電所や工場などから排出されるCO2を、他の気体から分離・回収した上で、地中や海底深くに貯留・圧入したり、有効利用したりすることを意味します。

すなわち、CCUSは、CCSとCCUの両方を包含する概念です。なお、「Carbon dioxide Capture, Utilization and Storage」の略で、日本語では「CO2回収・利用・貯留」と訳されます。

CCSは、以下に示す2つの段階に大別可能です。

• 排ガスからCO2を分離・回収する段階
• 分離・回収されたCO2を輸送、貯留する段階

各段階に関して詳しく説明します。

例えば、火力発電所や化学工場、製鉄所などから排出されるガスから、CO2だけを分離・回収します。アルカリ性溶液に吸収させて他成分と分離・回収する「化学吸収法」「物理吸収法」、「膜分離法」、「物理吸着法」、「深冷分離法」など様々な技術があり、実用化されているものもあれば、高効率化に向け研究・開発中の案件も多々あります。

下表に、主なCO2の分離・回収方法をまとめました。

燃料・製造プロセスから工場全体に至るまであらゆる脱炭素技術が一堂に集結する「素材工場の脱炭素化展」は、素材産業でCCS・CCUS関係のプロジェクトに携わっている方や、携わる予定がある方におすすめです。

分離・回収されたCO2は、パイプラインや船舶などで輸送され、地底や海底の地層中（1,000m以上の深さ）に圧入して貯留（隔離）されます。砂岩などで構成される「貯留層」の上部に、泥岩などで構成される「遮蔽層」（蓋の役割を果たし、CO2を通過させない層）が存在する地質構造が不可欠です。

なお、前提として、「化石燃料（ガスや石油）や地下水を長期間封じ込めていた安定した地層であれば、CO2の隔離も長期間可能」との考え方があります。下表に、地中貯留の種類をまとめました。

2006年11月にロンドン条約（海洋汚染防止を目的とした国際条約）の規定が改正され、海洋投棄を検討可能な廃棄物としてCO2が追加されました。そのため、海底への隔離も選択肢です。

ただし、「海底下地層への地中貯留」に限定されており、海水中にCO2を送り込む手法に関しては、生態系への影響などが未解明であるため、さらなる影響評価・技術開発が必要とされています。

以下は、CCSが注目される理由・背景です。

• 政府が2050年までのカーボンニュートラル実現を宣言している
• 政府がCO2排出量の大幅削減を目標として掲げている

それぞれに関して詳しく説明します。

日本政府は、2050年までのカーボンニュートラル実現を宣言しています。なお、カーボンニュートラルとは、CO2などの温室効果ガスの排出量と吸収量を均衡させ、大気中への排出量を実質ゼロにすることです。

CCSのメリットとして、地中への隔離によってCO2が大気中に排出される量が減少することが挙げられます。そのため、CCSを推進すれば、日本政府の宣言を後押しすることになり、このような事情が、近年CCSが注目される理由のひとつです。

日本政府が「2030年度までにCO2排出量を2013年度比で46％削減する」と目標を掲げていることも、CCSが注目される背景です。

様々な分野で努力が続けられているものの、短期的な脱炭素化が難しく、ある程度のCO2排出が避けられない事業領域も存在します。例えば一部素材産業などでは、CO2排出量削減の取り組みが求められていますが、一定量を排出せざるを得ないケースもあるのではないでしょうか。

CO2の排出が避けられない分野・領域で、CCSは脱炭素化オプションのひとつとして位置付けられます。すでに北海道苫小牧市で大規模実証実験がされており、本格的運用に至るまでの技術的・時間的ハードルが低いことも、CCSのメリットです。

以下は、CCSの主な課題です。

• 事業に要するコスト
• 地域社会が受容してくれるかどうか

それぞれに関して詳しく説明します。

CO2の分離・回収、輸送、貯留の各ステップで多大なコストが発生することが、CCSのデメリットです。

例えば、分離・回収で使用する薬品に関するコストが挙げられます。商用化されている化学吸収法（アミン系水溶液を使用）では、繰り返し使う場合、吸収したCO2を取り出すために100℃以上の高温で加熱しなければなりません。つまり大量のエネルギーが必要です。

また、設備投資に関するコストも無視できません。回収設備や輸送用パイプラインの整備、CO2圧入井の掘削などに関するコストの他、運転維持管理（回収装置の電力消費、CO2貯留の漏洩モニタリングなど）に関するコストもかかります。CCSを推進するためには、コスト低減に向けた技術革新、および、国からの支援が求められます。

なお、燃料・製造プロセスから工場全体に至るまであらゆる脱炭素技術が一堂に集結する「素材工場の脱炭素化展」では、コスト低減のために有効な技術情報も得られます。脱炭素化に向けて情報収集したい方におすすめです。

隔離されていたCO2が万が一漏洩しても、隔離されていたものに由来するのか、大気中にあったものなのかの判別は困難です。また、漏洩経路の確定も困難です。

そのため、CO2の貯留地周辺に居住している住民に安全性やＣＣＳ事業の意義などの理解を高める必要があります。国・企業が関係者の利害を調整し、住民の理解を得るために丁寧な説明を実施しなければなりません。

世界の様々な地域で、すでに大規模実験や実運用が開始されています。下表に、CCS・CCUSプロジェクトの具体例をまとめました。

Northern Lightsプロジェクトは、セメント工場からCO2を分離・回収する事例なので、素材産業で脱炭素化に取り組んでいる方は参考にしてはいかがでしょうか。

以下に、日本のCCS実証実験の具体例を示します。

• 新潟県長岡市の実証実験
• 北海道苫小牧市の実証実験

新潟県長岡市の実証実験を実施した主体は、地球環境産業技術研究機構（RITE）です（経済産業省の補助事業）。南長岡ガス田で2003年7月から18ヶ月間で合計約1万トンのCO2が地下約1,100mの帯水層に貯留し、観測井などによって漏出モニタリングが実施されました※1。

北海道苫小牧市の実証実験の実施主体は、経済産業省からの委託を受けた日本CCS調査株式会社です（2016年度から大規模実証試験を開始）。出光興産株式会社北海道精油所の水素製造装置に由来するオフガス（未利用で放出されるガス）からCO2を分離し、苫小牧沖の海底下に圧入しました。

なお、深度1,100～1,200mおよび深度2,400～3,000mの貯留層（合計2つ）に年間10万トン以上を圧入しています。2019年11月22日に目標値である累計30万トンの達成が確認されたことにより、圧入を停止し、以後は継続的なモニタリングを実施中です※2。

※1出典：環境展望台「環境技術解説」
※2出典：苫小牧市企業立地ガイド「苫小牧におけるCCS大規模実証試験」

幅広い企業・研究機関がCO2の分離・回収・資源化技術などに関して議論・研究する場として、「CO2分離回収・資源化コンソーシアム」が2021年9月に設立されました。

また、独立行政法人エネルギー・金属鉱物資源機構（JOGMEC）が、2024年6月28日に、「先進的CCS事業」を選定・公表しています。先進的CCS事業とは、2030年までの事業開始および大規模化・コスト削減を目標とし、モデル性のある事業です。

下表に、先進的CCS事業9案件の概要をまとめました。

※出典：METI/経済産業省「CCS事業化に向けた先進的取組 」

詳細は、経済産業省や独立行政法人エネルギー・金属鉱物資源機構（JOGMEC）、各企業の公式サイトなどでご確認ください。

RX Japanが主催する展示会「素材工場の脱炭素化展」は、鉄鋼、化学、窯業・セメント、紙・パルプ、非鉄金属などの素材工場の脱炭素化に特化した専門展です。燃料・製造プロセスから工場全体に至るまであらゆる脱炭素技術が一堂に集結します。

下表に、開催地域・開催場所・日程をまとめました。

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近年、CO2排出量を抑制する仕組みとしてCCSが注目されています。日本でも過去に大規模な実証実験が実施され、実運転が目前の状況に迫っているため、CO2を排出する工場などを操業している企業はCCSに関して理解を深めましょう。

なお、素材産業でCCS関連のプロジェクトに携わっている場合や、携わる予定がある場合は、RX Japanが主催する展示会「素材工場の脱炭素化展」にご来場の上、情報を収集してはいかがでしょうか。

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