CCUSとは？意味や強みについてわかりやすく紹介！
最終更新日:2023.08.10 お役立ち情報
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気候変動問題の解決へ向けた世界各国では、二酸化炭素の排出量削減に関するさまざまな取り組みを行っています。中でもCCUSは、二酸化炭素の削減ではなく回収と貯留した二酸化炭素活用というこれまでにない技術で、国内外で注目されています。
そこで今回は、CCUSやCCSの意味や技術内容、強みや課題、私たちの生活とどう関わっていくのかについて分かりやすく紹介します。近年の災害などで環境問題に関心を抱くようになった方やCCUSについて知りたい方などは、参考にしてみてください。
目次
CCUSとは？
CCUS（Carbon dioxide Capture, Utilization and Storage）は、CCS技術によって回収された二酸化炭素を活用していく技術を指しています。
これまでの気候変動問題対策は、なるべく排出させないという考え方が基本でした。しかし、排出を減らすといっても限界があるので、簡単に二酸化炭素量を抑えられません。
一方、CCUSという技術は、既に排出された二酸化炭素をさまざまな分野へ活用していくこため、無理な二酸化炭素排出量削減を継続しなくてもエネルギー問題の解決、環境問題の改善へつなげられる可能性があります。
2023年時点でCCUS技術については、各国政府および企業で開発されている状況です。日本でも三菱ガス化学と苫小牧が、二酸化炭素を活用したメタノール合成技術開発について検討を行っています。
CCUSとCCSの違い
CCUSに似たCCS（Carbon dioxide Capture and Storage）は、二酸化炭素と他の気体を分離させた上で回収・貯留させる技術を指しています。
CCUSはCCS技術によって回収・貯留された二酸化炭素を活用していく技術なので、それぞれの役割や扱われている技術について大きく異なります。また、CCUSを実現するには、CCS技術もかかせません。
二酸化炭素の貯留・活用に関して理解していくには、CCUSとCCSどちらも把握するのが大切です。
なぜCCUSやCCSが注目されているのか
なぜ、CCUSやCCSが注目されているのかというと、2050年のカーボンニュートラル目標やパリ協定などに伴い環境関連技術の開発が急務になっているためです。
カーボンニュートラルは、二酸化炭素を含む温室効果ガスの排出量から削減量と吸収量を差し引いて0になる状態を指しています。
冒頭でも触れたように二酸化炭素の排出量を削減することができても、排出量0は不可能です。しかし、なるべく早く二酸化炭素の排出量を抑えなければいけないため、CCS技術に注目が集まっています。
また、貯留させた二酸化炭素をそのままにしておくより、さまざまな産業へ活用できる技術も見つかり、CCUSについても注目が集まるようになりました。
CCS技術による二酸化炭素貯留方法
ここからは、CCS・CCUS技術による二酸化炭素貯留方法の流れや仕組みについて紹介していきます。
二酸化炭素の回収
まずは、工場や火力発電所などから排出された大量の排気ガスを回収します。また、いくつかの方法で排気ガスと二酸化炭素が、分離されます。
主な二酸化炭素の分離回収方法を以下に紹介します。
|
分離回収方法 |
概要 |
|
酸素燃焼法 |
酸素を用いて排気ガスを燃焼すると、二酸化炭素と水のみ残る。あとは、排気ガスの温度を50度以下にすると、水と二酸化炭素が分離される。また、高濃度の二酸化炭素を抽出できるのが特徴。 |
|
物理吸着法 |
ゼオライトや活性炭などの非常に小さな穴の空いた物質で二酸化炭素を吸着させる方法。他の方法よりシンプルな構造。 |
|
化学吸収法 |
吸収塔という設備内でアルカリ性水溶液と二酸化炭素を含む排気ガスを混合させて、再生塔という設備で過熱すると二酸化炭素を回収できる。 |
物理吸着法や酸素燃焼法以外に高純度の二酸化炭素を抽出したい場合は、深冷分離法という方法があります。深冷分離法は、気体ごとの沸点に関する差を利用した分離方法で、排気ガスを低温化・圧縮化することで液化させます。その後、蒸留すると高純度な二酸化炭素を抽出できるのが特徴です。
分離・回収方法には、それぞれ二酸化炭素の純度、コスト、設備の複雑さなどに違いや弱点、強みもあります。企業は、目的に応じて各方法を選択しています。
回収した二酸化炭素の輸送
二酸化炭素を分離・回収したあとは、貯留施設へ運ぶためにさまざまな方法で輸送していきます。
具体的には、タンクローリーや鉄道、船舶に二酸化炭素を積んで、貯留地へ運ぶことが可能です。他にも分離・回収施設と貯留施設パイプラインで接続しておき、二酸化炭素をパイプ内で流す方法があります。
特にパイプラインによる輸送は、効率よくガスを流せるのが特徴です。タンクローリーなどの車両や船舶などは、1回に積み込める二酸化炭素に限界があります。
一方、パイプラインは目的地まで流すだけなので、都度車両などへ積み込んで往復せずに済みます。
二酸化炭素の貯留
貯留地へ二酸化炭素を運んだあとは、海底や地中へ貯留します。
地中へ二酸化炭素を貯留するには、地上から800メートル以下でかつ石油などの資源を採掘できる場所へ圧入していきます。また、圧入の際に石油や天然ガスなどを取り出せるので、資源を採掘できるのが特徴です。
しかし、日本の場合は資源を採掘できる場所がないので、海底への貯留方法に関する技術開発も進められています。北海道苫小牧市では、二酸化炭素の海底貯留技術に関する実証実験を行っています。
貯留した二酸化炭素を活用
CCS技術によって回収・貯留された二酸化炭素は、さまざまな場面で再利用されます。
直接利用方法は、CCS技術によって回収された二酸化炭素を資源採掘場所へ圧入することで、石油や天然ガスなどを取り出す方法です。二酸化炭素の圧入によって資源を取り出しやすくなるのが、大きな特長です。
その他には、再生可能エネルギー電力で水と二酸化炭素を合成させてメタンを生成したり、二酸化炭素を燃料に使用したりとさまざまな場面で用いられています。また、CCUSは研究開発段階なので、今後さらに活用シーンが増える可能性もあります。
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CCUSおよびCCSのメリット
続いては、CCUSやCCSのメリットについて1つずつ確認していきましょう。
二酸化炭素排出量の大幅な削減が可能
CCS技術が広まれば、カーボンニュートラル社会の実現に近づきます。
冒頭でも解説したように二酸化炭素の排出量を削減することはできても、0に近づけることはできません。また、二酸化炭素が必要な場面も出てきます。
CCS・CCUSを用いることができれば、二酸化炭素の非現実的な排出制限を行なわずに空気中の二酸化炭素濃度を抑えられます。また、CCS技術は国内でも開発が続いていて、実用化の可能な方法でもあります。
二酸化炭素排出量削減だけでなく有効活用が可能
CCUS技術を用いれば、二酸化炭素の有効活用も可能です。
持続可能な社会を実現するには、化石燃料に依存せず炭素を活用していく必要があります。二酸化炭素は、バイオマス燃料や化学製品、コンクリート製品などに必要な物質です。
CCUS技術によって貯留させておいた二酸化炭素を再利用できれば、炭素の循環構造を構築できます。また、二酸化炭素の排出量を抑えられるので、環境負荷を軽減することが可能です。
CCUSおよびCCSの課題
ここでは、CCUSやCCSの課題についてわかりやすく紹介していきます。
二酸化炭素を貯留させる地層が必要
CCS・CCUS技術を確立させるには、二酸化炭素を貯留させる場所の確保が必要です。
日本のような資源の乏しい国では、石油や天然ガスの含まれている地層を確保できません。そのため、海底に二酸化炭素を貯留させる技術を確立させなければ、CCSおよびCCUSを導入することが難しい状況です。
しかし、CCSやCCUSにはコストがかかるため、設備投資の余裕がない企業、国で導入の厳しい側面もあります。
今後は、CCS・CCUSの研究開発や発展の他、設備投資や二酸化炭素回収の低コストが重要といえます。
CCUSおよびCCSを稼働させるための電力が必要
CCUSやCCS関連設備を稼働させるには、電力が必要になります。企業にとっては、稼働の運用コストに加えて電気料金負担がかかります。
さらに火力発電所で各設備を稼働させた場合、二酸化炭素の排出量削減につながらず、かえって環境負荷を増加させてしまいます。
電気料金負担を抑えながら環境負荷も軽減させるには、再生可能エネルギー設備の導入が大切です。たとえば、太陽光発電設備＋蓄電池なら、晴れの日に一定の発電量を見込めますし、余剰電力などを蓄電池に貯められます。また、メガソーラークラスなど大規模な太陽光発電設備もあるので、大電力の必要な設備で電力を供給することが可能です。
CCUSおよびCCSが実用化されると私たちの生活はどうなる？
CCUSおよびCCSが普及した場合、持続可能な社会に一歩近づきます。
持続可能な社会とは、地球環境や人権、経済、社会活動などのバランスが取れた社会のことです。二酸化炭素の過剰な排出を抑制できれば、その分気候変動問題の改善につながります。また、二酸化炭素の再利用によって、新たな環境負荷低減策が見つかる可能性があります。
ただ、CCUSやCCSは企業や国レベルの研究内容なので、個人にとって少し遠い話でもあります。
個人でも貢献できる環境対策は、節電や食品などの大量廃棄防止、再生可能エネルギーの導入です。再生可能エネルギーの中でも住宅用太陽光発電＋家庭用蓄電池は、個人でも導入可能なサイズ・コストで、売電収入や自家消費分で浮いた生活費から費用回収できます。
また、停電時は、自立運転機能によって太陽光発電の電気を蓄電池へ貯めたり、家庭内のコンセントから取り出したりすることも可能です。
CCUSおよびCCSは気候変動問題を解決させる上で重要な技術！
CCUSは、CCSという分離・回収技術によって貯留された二酸化炭素を再利用・活用していく技術を指す専門用語です。日本でもCCSやCCUSに関する研究開発が進んでいて、実用化の可能性もあります。
CCUSの内容から環境問題について強い関心を抱いた方や身近なところで再生可能エネルギーなどのクリーンな技術を導入したい方は、今回の記事を参考にしながら住宅用太陽光発電や家庭用蓄電池を比較検討してみてはいかがでしょうか。
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