執筆者：ケイラ・キャリー、アンドリュー・プリモ| 2022年10月27日
セメントは粉末状の物質で、砂、水、砂利と混ぜ合わせることでコンクリートを形成できる。
ほとんどの人はコンクリートの主成分であるセメントを知っているが、この材料が現代生活の基盤となっていることを認識している人は少ないだろう。建物、道路、橋、運河、歩道、鉄道、港、送電線、風力発電所、太陽光発電所…ほぼすべてのインフラはセメントを必要とし、しかも大量に必要とする。 国際エネルギー機関は、約4.3億トンと推定している。 2021年だけでセメントが生産され、これはフーバーダム2,800個以上を建設するのに十分な量のコンクリートに相当する。
そしてこの数字は増える一方だ。今世紀半ばまでに世界の人口は100億人に迫ると予想されており、その3分の2以上が都市部に住むことになる。 国連経済社会局によるとさらに、脱炭素社会を支えるために必要な、電力、再生可能エネルギー、効率的な輸送、炭素回収インフラの大規模な整備を考慮すると、既に過去最高水準にある今日のセメント生産量を大幅に増やす必要性が明白になる。
セメントからの排出量を削減するのがなぜこれほど難しいのか？
しかし、この急増する需要には致命的な落とし穴がある。それは、現在のセメント製造方法では、膨大な温室効果ガスを排出するという点だ。そして、脱炭素化は、石炭を再生可能エネルギーに置き換えたり、自動車を電気自動車にしたりするほど単純なものではない。ポルトランドセメント（世界標準）の製造過程で発生する排出量の少なくとも半分は、セメント製造の主要工程の一つである「クリンカー」の製造過程で放出される。
クリンカーは巨大な窯で製造され、そこで石灰石やその他の鉱物が華氏2,700度までの高温に加熱されます。このプロセスの化学的副産物は、膨大な量の二酸化炭素（CO₂）です。2):米国では、 自己紹介 1メトリックトンのCO2 ポルトランドセメント1トン生産ごとに、一定量の二酸化炭素が排出される。製造工程におけるこの重要な段階での排出を回避することが困難であるため、セメント産業は「排出削減が困難な」産業とみなされている。
クリンカーの製造には高温が必要で、二酸化炭素が廃棄物として排出されます。画像出典： カナダセメント協会
毎年膨大な量のセメントが生産され、排出量も非常に高いため、セメント産業は地球上で最も炭素集約的な産業の一つとなっている。 約2.4億トンのCO2を排出する2これは航空および海上輸送による排出量を合わせた量よりも多く、セメントの炭素強度を削減するための迅速な対策が講じられない限り、この量は増加し続けるだろう。
セメントの排出削減が難しい問題をどのように解決できるでしょうか？
インフラ需要の増加と脱炭素化の緊急性という相反する状況の中で、セメント業界はこの矛盾をどのように解消していくべきだろうか？当然のことながら、単一の、あるいは単純な解決策は存在しない。
世界セメント・コンクリート協会（GCCA）の2050年ネットゼロロードマップでは、セメント業界が温室効果ガス排出量を大幅に削減し、気候変動による最も深刻な影響を抑制するために採用できるいくつかの行動が示されています。これらの戦略には以下が含まれます。
- 業務効率の向上。
- 炭素排出量の少ない燃料源への切り替え。
- 従来の石灰石由来のクリンカーを代替材料に置き換えること、そして
- 二酸化炭素回収・利用・貯留（CCUS）技術の導入。
それぞれの方法はセメントの炭素強度を下げる上で大きな効果を発揮する可能性があるが、クリンカー製造時に発生する厄介な排出物を削減できる技術は、クリンカー代替とCCUSの2つだけである。
クリンカー代替品：特定の用途では、クリンカーを少なくとも部分的に、補助セメント系材料（SCM）と呼ばれる代替製品で置き換えることができます。一般的なSCMは、石炭や鉄鋼生産などの工業プロセスの副産物です。しかし、石炭火力発電所の閉鎖や、より効率的な製鉄炉への移行など、これらの産業の変遷により、一般的に使用されているこれらのSCMの入手可能性が制限され、供給と需要の間にギャップが生じています。一部の企業は、埋立地から回収されたフライアッシュや、火山灰などの「天然ポゾラン」として知られる天然物質など、追加のクリンカー代替品を生産するための実証プロジェクトを開始しました。しかし、これらの材料をセメントに使用できるように生産および処理することは複雑で費用がかかり、悪化するSCM供給不足を満たすのに必要な規模にはまだ達していません。
二酸化炭素回収・利用・貯留： CCUS（二酸化炭素回収・利用）では、2 クリンカー製造時に発生する二酸化炭素を回収・貯蔵したり、他の用途に利用したりすることは、セメント製造工程における排出量を削減するためのもう一つの重要なアプローチです。しかし、現在、CCUSプロジェクトはごく少数しか存在せず、特にセメント工場ではほとんど見られません。世界中のCCUSプロジェクトはほぼすべて、まだパイロット段階にあり、この技術は導入において大きな課題を抱え、コストも非常に高額です。
2021年には約4.3億トンのセメントが生産された。これは、フーバーダム2,800個以上を建設するのに十分な量のコンクリートに相当する。
自主的な炭素市場を活用する
排出削減が困難なセクターが期限内にネットゼロ目標を達成するには、クリンカー代替技術やCCUS（二酸化炭素回収・利用・貯留）といった実績のある技術と新興技術を組み合わせた取り組みが不可欠です。しかし、これらの技術を大規模に展開する上で、業界は既存の経済的・技術的な課題をどのように克服できるのでしょうか？自主的な炭素市場は、新たなSCM（持続可能な炭素管理）を市場に投入し、CCUSの経済性を高めるための重要な手段となり得ます。
今日、セメント業界が自主的に炭素クレジットを創出する機会はますます増えています。最も信頼されている炭素オフセット登録機関の一つであるクライメート・アクション・リザーブは最近、現在の供給不足に対処するため、革新的なSCM（補助セメント材料）の生産を促進する低炭素セメントプロトコルの開発を発表しました。税制優遇措置に加え、CCUS（二酸化炭素回収・利用・貯留）プロジェクトから炭素クレジットを創出する新たな機会も生まれています。セメント業界は、自主的な炭素市場を活用することで、業界に必要な資金を調達し、脱炭素化への道を加速させることができます。
著者について
ケイラ・キャリーは、プログラム開発マネージャーとして、排出削減が困難な分野における脱炭素化を専門としています。サステナビリティマネジメントとエネルギー政策の経験を活かし、エネルギーおよび産業分野の顧客が環境市場を理解し、新たな定量的手法を開発できるよう支援しています。コロラド大学ボルダー校で環境・天然資源政策の修士号と生態学・進化生物学の学士号を取得しています。
アンドリュー・プリモは、コロラド大学ボルダー校で環境・天然資源政策の修士号、デンバー・メトロポリタン州立大学で英語と言語学の学士号を取得しています。デンバーを拠点に、余暇にはコロラド州各地でトレイル整備や生息地再生を行うボランティアチームを率いています。また、読書、ガーデニング、愛犬との山歩きも趣味としています。
