CCS実用化への展望と課題－2050年カーボンニュートラル実現シナリオにおける役割－
山地憲治(公財)地球環境産業技術研究機構(RITE)理事長・研究所長
基調講演

革新的CO2分離回収技術シンポジウム～地球温暖化防止に貢献する固体吸収材及び膜による分離回収技術の最新動向～

２０２２年２月２日
＠東京大学伊藤謝恩ホール＋ウェブ配信1

パリ協定の基本構成
世界全体の目標：
・産業革命以降の温度上昇を1.5℃～2℃以内に抑える。
・今世紀後半に正味の排出ゼロ(脱炭素社会：
カーボンニュートラル)を目指す。

グローバルストックテイク：・2023年から5年毎に世界全体の目標に向けた進捗状況をチェック・。
・各国の目標改訂に反映

COP26のハイライト:
・第6条（市場メカニズム等）の実施規則合意
・1.5度へ向けた野心度引上げ（議論の場を設定）
・石炭火力の段階的削減(phase out→phase down)
・有志国連合の宣言（石炭、車、森林等）
・その他：途上国支援、共通の時間枠、メタン等

各国の行動：
・国情にあわせて自主的に温室効果ガス削
減・抑制目標を設定(NDC)。
・進捗状況を定期的に報告し、レビューを受ける(Pledge & Review)
・5年毎に目標を見直す。
・2050年を念頭に長期戦略の策定。

COP21(2015年12月、採択)、2016年11月発効、COP24(詳細ルール合意)、
2019年11月米国脱退通告（20年11月脱退；21年2月復帰）、COP26(1年延期、2021年11月)
2地球温暖化対策に関する最近の動向
2015年12月：COP21においてパリ協定採択
2018年7月：第5次エネルギー基本計画
2018年10月：IPCC 1.5℃特別報告書
2019年6月：パリ協定長期成長戦略(UNFCCC事務局へ提出)
2019年10月：グリーンイノベーションウィーク：TCFDサミット、ICEF、RD20
2020年1月：革新的環境イノベーション戦略公表
2020年7月：グリーンイノベーション戦略推進会議発足
2020年10月：2050年カーボンニュートラル宣言
2020年12月：グリーン成長戦略（一次案）公表（2021年6月：改訂版）
2021年４月：気候サミット（バイデン大統領主催）
菅首相が2030年度に温室効果ガスを2013年度から46％削減を表明

2021年6月：G7サミット（英国・コーンウォール）
2021年9月：国連総会（ニューヨーク）
2021年10月：第6次エネルギー基本計画等を閣議決定
2021年10月：G20サミット（ローマ）2021年11月：COP26（グラスゴー）3

2021年10月22日閣議決定

出所：基本政策分科会（2021年7月21日）資料1

4

2021年10月22日閣議決定

出所：基本政策分科会（2021年7月21日）資料1

5

エネルギー起源CO2以外のGHG排出量目安（ CO2換算（百万トン）＠２０３０年）
非エネルギー起源CO2:70、メタン:27、N2O:18、フロン類: 22、森林吸収: -38、土壌吸収等:-10；＋2国間クレジット(JCM)で2030年までの累積で100程度
出所：中環審・産構審合同会合（２０２１年７月２６日）資料３

6

RITEの2050年カーボンニュートラルのシナリオ分析
中⾧期のエネルギー政策を盛り込んだ「エネルギー基本計画」の改定に向け、経済産業省の総合資源エネルギー調査会（経済産業大臣の諮問機関）
で議論が進められています。5月13日の基本政策分科会では、経産省からの委託を受けてRITEによる分析「2050年カーボンニュートラルの シナリ
オ分析（中間報告）」を発表しました。
それを受けて追加データの提供の要望、質問などが寄せられたため、その理解の促進に供するような分析データ、解説を用意しました。
•2021年5月13日総合資源エネルギー調査会 基本政策分科会提供資料「2050年カーボンニュートラルの シナリオ分析（中間報告）」補足版(PDFファイル3,841KB)•指摘事項等に関する解説•RITEの2050年カーボンニュートラルのシナリオ分析へのIGESの指摘事項に対する解説(PDFファイル1,175KB)•RITEの2050年カーボンニュートラルのシナリオ分析への内閣府再生可能 エネルギータスクフォースの指摘事項に対する解説(PDFファイル
879KB)RITEホームページ（2021年6月11日）より

7日本の正味ゼロ排出のイメージ

8【国内の一次エネルギー供給】
省エネ、物質・サービスに体化されたエネルギーの低減（Society 5.0含む）【海外資源の利用】
原子力

原子力
国内再エネ
再エネ拡大のための系統対策（含む蓄電池）

再エネ
脱炭素
エネルギー

余剰再エネの水素製造等の利用

海外再エネ（グリーン水素）の利用（水素、アンモニア、(生産国のCO 制約が相対的に緩やかであれば、合成燃料の合成燃料 (CCU)の輸入） ための
CO は化石燃料由来、厳しくなるとBECCS、DAC由来
22

 モデルでは、各種技術の将来想定を行った上で、コスト最小化の記述の下での整合的な構成、そのときのコスト等を算出【分析シナリオ】
 モデル分析では、社会的な制約として原子力の上限を制約
 CO2貯留ポテンシャルも制約
この場合、国内再エネと海外水素・アンモ
ニア・合成燃料間の比率をコスト最小基準の下で導くという基本構造となる（モデルの解としての柔軟性は大きくない）となりやすい（後者は更にコスト上昇）)

海外CO2貯留層の利用（燃焼前CO2回収）（ブルー水素（アンモニア等含む）の輸入）
化石＋CCS

残余の
化石燃料

CCS付き化石燃料
CCS無し
化石燃料

国内CO2貯留

BECCS, DACCS

海外CO2貯留層の利用（燃焼後）植林, 鉱物化（ｺﾝｸﾘｰﾄCCU）【海外資源の利用】

負の排出削減技術（NETs）

シナリオ想定（概略）9

参考値のケース

参考値のケースのモデル想定下で再エネ比率が変化した場合のコスト等を推計
それぞれの技術課
題が克服され、より利用が拡大すると
想定したシナリオ①
再エネ100%2050年GHG
排出削減

各種技術の想定（コスト・性能）

各種技術の導入シナリオ▲100%

モデルの標準想定モデルで内生的に決定（コスト最小化）。ただし原子力は上限10%で制約。CO2貯留
量制約想定（日本以外については、欧米はそれぞれ▲100%、それ以外は、全体で▲100%を想定）

再エネほぼ100%（原子力0%）（注：ただし、再エネ比率が高いシナリオでは、疑似慣性力が実現し、普及していることが暗黙の前提となる）②
再エネイノベ再エネのコスト低減
加速モデルで内生的に決定。ただし原子力は上限10%で制約。CO2貯留量制約想定

③
原子力活用

原子力の導入拡大モデルで内生的に決定。ただし原子力の上限を20%と感度を想定。CO2貯留量制
約想定

④
水素イノベ

水素のコスト低減
加速モデルで内生的に決定。ただし原子力は上限10%で制約。CO2貯留量制約想定⑤
CCUS活用

CO2貯留可能量拡大モデルで内生的に決定。ただし原子力は上限10%で制約。CCS可能量を大きく想
定

⑥
需要変容

カー・ライドシェア拡大

完全自動運転車実現・普及により、カー
シェア・ライドシェアが劇的に拡大すると想定。その他は参照シナリオの想定と同じ※需要サイドの変化については、カーシェアリング以外の要素も踏まえた更なるシナリオ分析を継続する。

シナリオ想定と再エネ比率 (2050年)
10

シナリオ名

再エネ
コスト

参考値のケース

原子力比率

水素コスト

10%

*1

完全自動運転(ｶｰ･ﾗｲﾄﾞｼｪｱ)0%

電源構成に占める
再エネ比率

54%(最適化結果)国内貯留：
91MtCO2/yr、
海外への輸送：235MtCO2/yr

標準コスト①再エネ極大CCUS(貯留ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ)

ほぼ100%(シナリオ想定)

標準コスト②再エネイノベ

低位コスト

10%
20%

③原子力活用*2

水電解等の水
素製造、水素液化設備費：半減④水素イノベ⑤CCUS活用

国内貯留：
91MtCO2/yr、
海外への輸送：235MtCO2/yr

標準想定（完全自動運転車実
現・普及想定せず）

10%
標準コスト
⑥需要変容

国内91Mt、
海外235Mt※需要サイドの変化については、カーシェアリング以外の要素も踏まえた更なるシナリオ分析を継続する。

*1：DAC無しでは実行可能解が無く、全てのシナリオでDACが利用可能と想定*2：原子力活用シナリオは別途、比率50%まで分析を実施

53%(最適化結果)47%(最適化結果)44%(最適化結果)国内：273MtCO2/yr、
海外：282MtCO2/yr

標準コスト

63%
(最適化結果)2030年以降完全自動運転実現・普及し、ｶｰ・
ﾗｲﾄﾞｼｪｱ拡大、自動車台数低減により素材生
産量低下

51%
(最適化結果)日本の発電電力量（2050年）
11
1600
太陽光(系統接続無)風力(系統接続無)1400

水素・アンモニア混焼
水素・アンモニア専焼
太陽熱

1200

太陽光

風力(陸上)

1000

原子力
水力・地熱

800

バイオマス混焼 CO2回収有バイオマス専焼 CO2回収有バイオマス混焼 CO2回収無600

バイオマス専焼 CO2回収無ガス火力 CO2回収有
ガスCGS

400

ガス火力 CO2回収無石油火力 CO2回収有200

石油火力 CO2回収無石炭火力 CO2回収有石炭火力 CO2回収無

2015

⑥需要変容

⑤CCUS活用④水素イノベ

③原子力活用

②再エネイノベ①再エネ100%0
参考値のケース

発電電力量 [TWh/yr]

風力(洋上)

2050

 再エネ比率が参考値のケースから上昇すると、統合費用が上昇。特に「再エネ極大」では統合費用の急上昇により電力供給の限界費用が相当上昇するため、電力需要を大きく低減させる結果に。化石＋CCSのかわりに、需給調整等のためBECCSが増大。

最終エネルギー消費量（2050年）
12350
気体燃料：天然ガス(非エネルギー利用)
液体燃料：石油系燃料(非エネルギー利用)

300

電力

250

気体燃料：合成メタン200

気体燃料：天然ガス

150
液体燃料：バイオ燃料

液体燃料：合成燃料100

液体燃料：石油系燃料

50
固体燃料：バイオマス

固体燃料：石炭

2015

⑥需要変容

⑤CCUS活用④水素イノベ

③原子力活用

②再エネイノベ①再エネ100%0

参考値のケース

最終エネルギー消費 [Mtoe/yr]

気体燃料：水素▲100%シナリオではすべてNETsでｵﾌｾｯﾄ

2050

注）CCSなしの化石燃料は、負排出技術でオフセットされており、カーボンニュートラル化石燃料となっている。産業部門などでは石炭からガスへの転換が見られるが、電化が難しい部門もあり、ガスが残りやすい。

 2050年▲100%ではいずれのシナリオでも相当大きな省エネルギーが見られる。
 再エネ比率が参考値のケースから上昇すると、統合費用が上昇。特に「再エネ極大」では電力供給の限界費用が相当上昇するため、電力需要を大きく低減させる結果に。民生部門などで、電化が進みにくく、参考
値のケース比で石油需要が上昇。

日本のCO2バランス（2050年）

13

回収

500

回収
DAC

400

アンモニア製造
セメント

300

高炉転炉法
水素製造
バイオマス火力
ガス火力

100

石油火力
石炭火力

0

-100

貯留、利用
CO2地中貯留-200

CCU
CO2海外輸送

-300

-400

2050

 「再エネ極大」では、化石燃料発電＋CCSは除かれるため、BECCSを利用⑥需要変容⑤CCUS活用④水素イノベ

③原子力活用

②再エネイノベ①再エネ100%-500

参考値のケース

CO2回収と貯留・利用量 [MtCO2/yr]

200

貯留、
利用

世界のCO2限界削減費用（2050年）：日本との比較
参考値のケース

再エネイノベケース

日本

525

469

米国

167

138

英国

181

141

EU

211

169

その他

162

138

14

[US$/tCO2]
注） CO2限界削減費用は、電力のみならず、エネルギーシステム全体の限界費用であり、各国の産業構造や潜在的な経済成長見通し、脱炭素技術の利用可能量（再エネの価格分布、CCS貯留量、原子力の社会制約の強度など）が総合的に結果に影響している。とりわけ本分析結果においては、日本以外の国の限界費用は、CO2貯留ポテンシャ
ル制約が緩やかであることからDACCSの費用が限界値に大きな影響を与え、差異が大きくなっていると見られる。

 日本は、低コストの再エネポテンシャルが小さいこと、CCSポテンシャルも小さいことなどから、CO2限界削
減費用が高い。

標準想定の条件下で、国別でなく世界全体で２０５０年CNを最適に達成【参考】限界削減費用とエネルギーシステム総コストの解説
16※ 費用曲線はあくまでイメージ（実際には技術間の相関などがあり複雑）[面積にあたるコスト]：[▲100%のエネルギーシステム総コスト]－[ベースラインのエネルギーシステム総コスト]

2050年のエネルギーシステムコスト*1(billion US$/yr)*1：括弧書きの数値は参照からの変動分*2：原子力活用シナリオは、原子力比率20%および50%の下での結果

参考値のケース1179―①再エネ極大1284(+106)②再エネイノベ

1142

(-37)

③原子力活用*2

1166～
1133

(-13～-45)④水素イノベ

1160

(-19)

⑤CCUS活用

1150

(-29)

⑥カーシェアリン
グにより需要が低減するケース909(-270)

RITEの2050CNシナリオ分析の結果からの示唆
17 省エネ・再エネ・原子力・CCS・水素/アンモニア・大気からのCO2削減(NETs)など技術を総動員しなければカーボン
ニュートラル(CN)は実現できない。原子力の導入量は最適解では設定した上限に張り付く。
 電化と電力部門の脱炭素化はどのシナリオでも必要になる。
ただし、発電コストはほぼ倍増する。再エネ電気100％とす
ると更に倍増する。再エネ100％は電化促進に弊害となる。
 非電力部門では水素やゼロエミ合成燃料の利用が必要になる。
それでも排出ゼロは実現できないので、NETsを活用してネット排出ゼロを目指すことになる。
 大気からCO2を回収するDACが全てのシナリオで活用される。
回収したCO2利用は行われるが規模は大きくない。わが国のCO2貯留容量だけでなく、海外の貯留容量も活用される。
 デジタル社会でのシェアリングエコノミー推進は、情報を活用した新たな省エネを実現し、エネルギーシステムコストが17
大幅に低減する可能性がある。

18

19

Purpose and Overview of the Green Innovation Fund Business Toward the goal of achieving carbon neutrality by 2050, it is necessary to significantly accelerate efforts toward
structural changes in the energy and industrial sectors, and undertake bold investment for innovation.
 METI has established Green Innovation Fund at the level of 2 trillion yen and decided to assign the New Energy
and Industrial Technology Development Organization (NEDO) to its operation. Based on specific goals shared by
the public and private sectors, the government will provide continuous support over the next ten years to companies andother organizations committed to take on challenge toward achieving the ambitious goals as one of the most criticalbusiness issues. The support will assist efforts ranging from R&D through demonstrations to social implementation of
the outcomes.

List of projects expected to start in FY2021 H1Working Group on the Field of Green Power Promotion(1) Cost Reductions for Offshore (2) Next-Generation Solar Cell
Wind Power Generation
Development
10/1-11/15: Call for applicants
10/1-11/15: Call for applicantsNational expense: up to ¥119.5bn National expense: up to ¥49.8bn

Working Group on the Field of Energy
Structure Transformation(3) Large-scale Hydrogen Supply
Chain Establishment
8/26:Announced a project
organizer
National expense: up to ¥300bn(4) Hydrogen Production throughWater Electrolysis Using Power from
Renewables
8/26:Announced a project organizer
National expense: up to ¥70bn(5) Hydrogen Use in
Steelmaking Processes

Working Group on the Field of Industry
Structure Transformation(12) Next-Generation Storage
Battery and Motor Development

National expense: up to¥151bn (being adjusted)(14) Establishment of
Smart Mobility Society ＊9/15-11/1: call for applicantsNational expense: up to ¥68.8bn(8) Development ofTechnology for Producing
Fuel by Using CO2 ＊10/21: WG had a meeting(9) Development of Technology for
Producing Concrete and Cement
Using CO2
10/15-11/29: Call for applicantsNational expense: up to ¥ 56.78bn(10) Development ofTechnology to Separate andRecover CO2
9/13: WG had a meeting ＊(11) Development ofTechnology to Reduce
CO2 when Treating of＊
Waste(13) Development of In-Vehicle
Computing and Simulation
Technology for Energy Saving inElectric Vehicles

10/26: WG had a meeting(15) Next-Generation Digital
Infrastructure Construction

10/26: WG had a meeting

10/19-12/3: Call for applicantsNational expense: up to ¥141bn(16) Next-generation
Aircraft Development(17) Next-generation
Vessels Development
10/26:Announced a project
organizer

9/15-11/1: Call for applicantsNational expense: up to ¥193.5bn(7) Development of Technology for
Producing Raw Materials for Plastics
Using CO2 and Other Sources
10/15-11/29: Call for applicantsNational expense: up to ¥126.2bn(6) Fuel Ammonia Supply
Chain Establishment*As of October 27

9/16: End of call for applicants/
examining candidates
National expense: up to ¥21.08bn(18) Development of CO2
Reduction and Absorption
Technology for
Food/Agriculture, Forestry,
and Fisheries Industries ＊National expense: up to ¥35bn*tentative20(革新的環境イノベーション戦略、2020年1月)

21

●革新技術の構成 (要素技術だけでなく、システム化・構造化して提示、山地）①エネルギー転換分野:
再エネ主力電源化
強靭な電力ネットワーク
水素サプライチェーン
革新的原子力技術・核融合
低コストCO2分離回収⇒CCUS②運輸分野:
多様なグリーンモビリティ④民生分野・その他・横断領域:
最先端のGHG削減技術の活用
スマートコミュニティ
社会システム・ライフスタイル革新（シェアリング/テレワーク等）
GHG削減効果検証の科学的知見③産業分野:
化石資源依存からの脱却
CO2の原燃料化
電化は山地が追加した項目⑤農業・吸収源:
最先端のバイオ技術（ブルーカーボン等を含む)
農畜産業のメタン・N2O削減
スマート農林水産業
DAC
共通基盤技術:
デジタル技術（ビッグデータ解析、AI、ブロックチェーン、・・・）
パワエレ、材料、エネルギー貯蔵
観測システム、情報基盤
バイオテクノロジー、etc.

22

ムーンショット型研究開発の目標４目標４2050年までに、地球環境再生に向けた持続可能な資源循環を実現＜ターゲット＞
地球環境再生のために、持続可能な資源循環の実現による、地球温暖化問題の解決（Cool Earth）と環境汚染問題の解決（Clean Earth）を目指す。

（参考:目指すべき未来像）

Cool Earth & Clean Earth の実現
・2050年までに、大気中のCO２の直接回収・資源転換や、プラスチックごみの分解・無害化技術等
を社会実装。
新たに実現する資源循環の例

Cool Earth & Clean Earth• 2050 年までに、資源循環技術の商業規模 のプラントや製品を世界的に普及させる。
Cool Earth• 2030 年 ま で に 、 温 室 効 果 ガ ス に 対 す る 循 環
技術を開発し、ライフサイクルアセスメント（LCA）の観点からも有効であることをパイロット
規模で確認する。
Clean Earth• 2030 年 まで に 、 環境 汚 染 物質を 有 益 な 資 源に変換もしくは無害化する技術を開発し、パイロット規模または試作品レベルで有効であることを確認する。
23

Projects in Moonshot Goal No. 4
Development of marine biodegradable plastics which cancontrol the timing and speed of their degradability
R&D Projects
Development of Multi-lock Biopolymers
11 Degradable in Ocean from Non-food
Biomasses
Research and development of marine
12 biodegradable plastics with degradation
initiation switch function
Development of photoswitching ocean-

13 degradable plastics with edibility

Development of technologies to recover greenhousegases (“GHGs”) and convert them into valuable materials
R&D Projects

Project Managers
Dr. ITO Kohzo, The
University of Tokyo
Dr. KASUYA Ken-ichi,
Gunma University
Dr. KANEKO Tatsuo, Japan
Advanced Institute of
Science and Technology

Development of a bioprocess that uses electrical1 energy to fix atmospheric CO2

Project Managers
Dr. KATO Souichiro, National
Institute of Advanced Industrial
Science and Technology (AIST)

Development of highly efficient direct air capture Dr. KODAMA Akio, Kanazawa
University

2 (DAC) and carbon recycling technologies

Integrated Electrochemical Systems for Scalable Dr. SUGIYAMA Masakazu, The
University of Tokyo

3 CO2 Conversion to Chemical Feedstocks
4 C4S Research and Development Project

Research and development toward saving

5 energy for direct air capture with available cold

Dr. NOGUCHI Takafumi, The
University of Tokyo
Dr. NORINAGA Koyo, Nagoya
University

energyDevelopment of Combined Carbon Capture andConversion (quad-C) modules targeting low
Dr. FUKUSHIMA Yasuhiro,
6 carbon dioxide concentration gases for balancing Tohoku University
the global carbon budget
Development of Global CO2 Recycling

7 Technology towards “Beyond-Zero” Emission
Mitigation of greenhouse gas emissions from

8 agricultural lands by optimizing nitrogen andcarbon cycles

Dr. FUJIKAWA Shigenori,
Kyushu University
Dr. MINAMISAWA Kiwamu,
Tohoku University

Development of technologies to recover nitrogen compounds
and convert them into harmless or useful materials
R&D Projects

Project Managers

Innovative circular technologies for harmful
9 nitrogen compounds

Dr. KAWAMOTO Tohru,
National Institute of Advanced
Industrial Science andTechnology (AIST)

Development of recovery and removal
10 techniques of dilute reactive nitrogen to
realize nitrogen circulating society

Dr. WAKIHARA Toru, The
University of Tokyo

24

NEDO Moonshot Research and Development Program
DAC and CO2 utilization projects
Project Managers
①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

Approaches to Carbon
CaptureApproaches to Carbon Utilization

Dr. KATO Souichiro,
AIST Artificially synthesizing microorganisms that can utilize electricenergyDr. KODAMA Akio,
Kanazawa University

 Solid sorbent
 Honeycomb Rotor

 Membrane Reactor

Dr. SUGIYAMA Masakazu,
The University of Tokyo Physical Absorption
 Electrochemical CO2
Enrichment

 Electrolysis

Dr. NOGUCHI Takafumi,
The University of Tokyo Calcium carbonate concrete

Dr. NORINAGA Koyo,
Nagoya University

 Pressure swing driven bycryogenic pumping with
LNG cold Carbon Neutral Methane, etc.

Dr. FUKUSHIMA Yasuhiro,
Tohoku University

 Membrane separation
 Dual function materials

 Dual function materials
 Carbonyl-containing products

Dr. FUJIKAWA Shigenori,
Kyushu University

 Membrane separation

 Electrochemical/
thermochemical conversion
25

Challenge: CO2 recovery from atmosphere (DAC), and Recovered CO2 canbe converted into fuel and/or various chemicals as a raw material (CCU)26化学的に安定なCO2利用への挑戦

炭素化合物のギブスの自由エネルギー準位

出所：酒井奨、季報エネルギー総合工学、2019年10月号

27

(DAC as a Backstop Technology)28

(Source: Atsushi INABA, How to evaluate technologies?, Moonshot International Symposium, Dec. 18, 2019)29脱炭素を実現するエネルギーシステムの構成
超スマート社会 (Society 5.0)

エネルギーと情報の統合

IoT, AI, Big Data, Blockchain, Smart Sensor, …

社会システムイノベーション: 製品製造 → サービス提供, etc.
需要側資源の動員→ 製品の利用率向上・寿命延伸, リサイクル, etc.
DR, V2G, VPP, ZEB/ZEH, …
物質需要減少, 行動変化, etc.

電化とデジタル化による革命的エネルギー節約
省エネ(EV, PHEV, FCV, ヒートポンプ, パワエレ…..)
産業用熱の脱炭素化（電化+ＣＯ２原燃料化）

エネルギー貯蔵
蓄電池, PtX…

カーボンフリー電源:

再生可能エネルギー, 原子力,
CCS付き火力発電

クリーンで効率的な2次エネルギー

新たな電力ネット
ワーク運用と形成(電気, 水素, etc.)＋

Negative Emission Technologies

カーボンフリー燃料:
バイオマス、水素CO2フリー合成燃料, etc.

カーボンフリー熱源:
太陽熱, 地熱, etc.

植林, BECCS, DAC, SCS, バイオ炭, ブルーカーボン, 炭酸塩固定など（ビヨンド・ゼロ）+ 温暖化に適応もSDGs 持続可能な開発目標
をバランスよく実現

Keep Options as Many as Possible!

30

CCS社会実装に向けた取組み
１．CCSの取組概要
２．苫小牧実証事業
３．CO2貯留適地の調査事業
４．CCS導入のあり方に係る調査事業

出所：「我が国の CCS 導入のあり方に係る調査事業」報告書、2020年3月、RITE（METIホームページ掲載：https://www.meti.go.jp/meti_lib/report/2019FY/000145.pdf）

一部に第1回 CCS長期ロードマップ検討会（２０２２年１月２８日）の資料を追加

31

１．CCSの取組概要_CCSに係る取組と今後の方向性
 パリ協定に基づく成⾧戦略としての⾧期戦略に沿って、
 CCS技術の2020年頃の実用化、2030年までの商用化、社会実装を見据え、
 ①苫小牧における大規模CCS実証、②CO2⾧距離輸送実証、③カーボンリサイクルとの連携、④貯留・モニタリ
ング技術の研究開発、⑤CO2の貯留適地の調査を実施

2019

CCS実証
（苫小牧）

CO2圧入
30万t到達

2021

2022

2023～

社会受容性の確保モニタリングA

⾧距離輸送に向けた調査・実証準備

期待される効果

実証

輸送手段の
確保

貯留・モニタリング技術の研究開発

大規模化に備えた
安全性・効率性の
追求

貯留適地
調査

弾性波探査・地質モデル構築等

貯留適地の
選定

国際協力

A

研究開発

A

CO2⾧距離
輸送実証

2020

A

事業名＼年度

多国間の取組

アジアCCUSネットワーク構想

二国間での連携

CEM、CSLF、ISO/TC265等、近年活発化している国際イニシアティブ
へ積極的に参加し、有望なビジネスモデルやファイナンスメカニズムの検討・共有を進める。

アジア全体の脱炭素化を見据え、アジ
アジアCCUSネットワーク構想
ア地域でのCCUSの知見・技術を共有し、事業環境整備の底上げを図る
ネットワークを、日本とERIA主導で構築する。

米国、豪州、サウジをはじめとした二二国間での取組
国間協力下での共同スタディや技術支援、プロジェクト形成を通じて、我が国および相手国の温暖化対策、経済振興、エネルギーの安全供給を
目指す。

CCS
の
社会実装

32

１．CCSの取組概要_ CCSの実現に向けた課題
一貫した基礎技術は確立。将来の大規模化に向けて技術的課題も存在①
技術的確立【分離回収】基礎技術は確立。CO2回収率の向上と低コスト化、エネルギー効率の向上が課題。
【輸送】日本では船舶輸送が不可欠であり、世界でも実施例が少ない。
【貯留・モニタリング】陸域貯留、陸域からの海底下貯留技術は実証済み。海上から海底下貯留技術の確立。

分離回収コストの低減と、CO2チェーンの効率化による全体のコスト低減が鍵②
コスト低減【分離回収】 CCUS/カーボンリサイクルのコストの太宗を占める分離回収技術の進展によるコスト低減が不可欠。
【輸送】将来の大規模輸送に向けて、排出源の集積と幹線ネットワークの構築によるハブ＆クラスターによって、全体としてのCCS輸送のコスト低減が必要。
【貯留・モニタリング】掘削・貯留の低コスト化が必要。モニタリングの緻密化、自動化、低コスト化等が必要。

CCSは貯留適地の選定と貯留量拡大が課題③

ポテンシャル拡大【貯留適地の調査】 日本に貯留可能な貯留ポテンシャルは約1500～2400億トンだが、探査・調査井の掘削等を通して、より精緻な貯留適地の特定が必要。さらに、経済性・社会的受容性を考慮して、適地の選定は必要。
【年間のCCS可能量】掘削井1本あたりの年間の貯留可能量は限界があり、圧入井の本数の確保が重要。また、輸送ネットワークの整備も必要。

CCSを実施する際の法整備・ビジネスモデルの検討が必要。
④

事業環境の整備【事業環境の整備】CCUSに特化した法令がなく、様々な法律を適用法規としているため、手続きが煩雑かつ過剰なコスト負担。さらにモニタリングに永続義務があり、民間企業が参入しにくい。
【政策支援】日本では低コストで実現可能なEORが困難な中、政策的な支援によるインセンティブが必要。また、CCSの事業リスクもあるため官民の役割・コスト分担を含めた議論が必要。

33

２．苫小牧実証事業
 実用規模でのCCS実証を目的とした、我が国初の大規模CCS実証試験。
 2012年度から2015年度に実証設備を建設し、2016年度からCO2圧入を開始。地域社会と緊密に連携を取りつつ、2019年11月に累計圧入量30万トンを達成。
 都市圏近辺で地元の理解を得ながら、安全かつ安心に操業を完了できたのは世界でも有数の事例。
苫小牧CCS実証試験の全体像

苫小牧CCS実証試験の施設の概要
CO2吸収塔
(1段目)
CO2放散塔
低圧フラッシュ塔(2段目)

CO2コンプレッサー34

２．苫小牧実証事業_【課題】CCS事業環境整備の必要性●CCSへの民間参入障壁を下げるためには、以下のような観点から事業環境整備が必要。
(1) CCSに特化した法律がない操業のために、高圧ガス保安法、労働安全衛生法、ガス事業法、鉱業法、鉱山保安法、海洋汚染防止法など各種法規に対応する必要がある。
(2)貯留地点及び貯留CO2に係る⾧期的責任
CO2圧入後の⾧期的責任とその移管の主体が定められておらず、唯一海洋汚染防止法において、CO2が地中貯留（廃棄）されている限り実施者が監視を続けることが示されている。（無期限の貯留サイト運用責任）

地上設備の適用法規（苫小牧CCSの事例）

事業者からの国への責任移管

責任移管までの経過期間

EU

最低20年

CCS指令

（加盟国によって
は30年）

豪州

最低15年

米国

最低15年

日本

永続

連邦法

モンタナ州の例
海洋汚染防止法35

３．CO2貯留適地の調査事業_ 貯留可能量評価の経緯

36

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

H17

H18

H19

H20

H21

H22

H23

H24

H25

H26

H27

H28

H29

H30

H31

R2

R3

R4

R5

全国貯留層賦存量
調査（RITE）(水深200m以浅)
報告書

※1

1460億
トン

水深200m以深の海底下貯留ポテンシャル評価（NEDO/AIST）
報告書※2

カテゴリA1：海陸油ガス田
35億トン
カテゴリA2：海陸試掘済背斜構造 52億トン
カテゴリA3：海域未試掘背斜構造 214憶トン
カテゴリB1：陸域非構造
275憶トン
カテゴリB2：海域非構造885憶トン

900億
トン
METI

貯留適地調査事業 (JCCS)
MOE, METIの共同事業
水深0~2000m対象※1→ 委員

会

MOE
※2→
検討会

優先調査候補地点の抽出・METI委員会：3地点+ 1地域
・MOE検討会：3地点

成果目標： 2021年度頃までにCO2を貯留可能な地点を３か所選定することを目指します。

METI「CCS実証事業の安全な実施に当たって｣ CCS研究会

机上調査：海域の区分, カテゴリー区分, 地下貯留の規模算定

優先選択

データ解析, データ取得, 選択地点の評価

Copyright 2019 Japan CCS Co., Ltd.

３．CO2貯留適地の調査事業_ 貯留適地候補地点の貯留可能量分布
3D探査(精査)データを用いた評価による貯留可能量:
6地点で 合計 約70億トン

37

2019年11月現在

2D探査(精査)データを用いた評価による貯留可能量:
6地点で 合計 約30億トン
2D探査(概査)データを用いた評価による貯留可能量:
14地点で 合計 約430億トン

Copyright 2019 Japan CCS Co., Ltd.

４．CCS導入のあり方に係る調査事業① CCS事業の制度設計のあり方調査 海外CCSプロジェクトの状況
地域

EOR

補助金

回収コスト
相対的に低い

税控除など

法規制など

炭素税

輸送＆貯留コスト
相対的に低い

国有企業

事業体制（垂直統合）

●

●

●

●

●

●

●

●

●

1

Terrell

米

●

●

●

2

Enid Fertiliser

米

●

●

●

3

Shute Creek

米

●

●

4

Sleipner

ノルウェー（帯水層貯留）●5

Great Plains

カナダ

●

●

6

Snøhvit

ノルウェー（帯水層貯留）●7

Century Plant

米

●

●

8

Air Products SMR

米

●

9

Coffeyville

米

●

●

●

10

Lost Cabin

米

●

●

●

11

Petrobras Santos

ブラジル

●

●

12

Boundary Dam

カナダ

●

●

13

Quest

カナダ

（帯水層貯留）●14

Uthmaniyah

サウジアラビア●

15

Abu Dhabi CCS

UAE

●

16

Illinois Industrial

米（帯水層貯留）●17

Petra Nova

米

●

●

18

CNPC Jilin

中国

●

19

Gorgon豪州（帯水層貯留）●●20

ATCL with Sturgeon

カナダ

●

●

●

21

ATCL with Nutrien

カナダ

●

●

●

16

8

16

●

●

●
●

●

●

●

●
●

●
●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●
●

●
●

7

4

●

●

2

11

●
●

7

8

出典：ＧＣＣＳI，GLOBAL STATUS REPORT 2019等を基にＲＩＴＥにて作成

回収コストが相対的に低い排出源とEOR目的の組合せが12件で過半数を占める。

38

出所：第1回 CCS長期ロードマップ検討会（２０２２年１月２８日）

39

４．CCS導入のあり方に係る調査事業_ CCS関連の法的課題• CCSの広範な普及のためには技術的進展と共に、CCSの実施に関連した法規制の整備が不可欠である。IEAは、
CCS実施の際の法規制の課題を次のように挙げている。それらの中で特に以下を重要としている。
① 貯留サイトおよび貯留CO2に係る⾧期的責任の主体② 空隙空間の所有権および地中利用に関する競合の調整③ 貯留サイトの閉鎖後管理の国あるいは事業者の資金負担
一般的な課題••••••

CO2の分類（廃棄物、危険物、等）
所有権
地中利用の競合・優先権
CO2の越境移動
海洋環境保護の国際法
気候変動緩和策としてのCCSへのインセンティブ付与

既存法適用に関する課題
•
•
•
•
•

健康保護
CO2流の組成
環境影響評価貯留サイト及び輸送インフラへの第三者アクセスパブリックエンゲージメント

CCS特有の課題
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

CO2回収
CO2輸送
制度枠組みの範囲と禁則
用語の定義
貯留サイトの探査許可
サイト選定と特性把握調査の規制
貯留活動の許可
プロジェクトの査察
モニタリング、報告、検証
是正措置と回復措置
プロジェクト期間中の法的責任
貯留サイトの閉鎖許可
閉鎖後の法的責任
閉鎖後管理の資金負担

新興の課題
•
•
•
•

実施期間中の知見・情報の共有
CCSレディ
バイオマスCCS
CCSによる炭化水素類増産の理解40

４．CCS導入のあり方に係る調査事業② CCS事業の制度設計のあり方調査__ 海外のインセンティブ施策
各国で導入されているインセンティブ施策は、大別すると「金銭的施策」、「事業リスク軽減施策」に分類される。
「金銭的施策」は、CCS導入に必要となる資金の直接提供や、税制を優遇することにより間接的にコストを補填することで、高コストなCCSの導入の障壁を低くすることで導入を促すものである「事業リスク軽減施策」は、貯留したCO2の漏洩リスクや貯留に伴う誘発地震への責任などCCS事業がもつリスクを軽減するために、複数の事業者・政府でシェアすることや、⾧期にわたる管理責任を政府が受け持つことで、CCS導入を促すものである。
概要
直接資金を提供したり、CCS導入に対して税制優遇をすること
でコスト補填をし、CCS導入の障壁を小さくして、CCS導入を促す

事業リスクを複数の事業者・政府でシェアしたり、⾧期にわたる責任を政府が受け持つことで、個別事業者が抱えるリスクを軽減しCCS導入を促す

具体的な施策

代表的な導入例

建設・運用補助金

米国、カナダ、アルバータ州

研究・開発資金支援

EU NER300、イノベーション基金（旧NER400）

税制優遇

米国45Q

債務保証

米国

差額決済契約

英国電力市場リスクシェアリングSouth West Hub CCS Project（豪）

⾧期的責任移管

EU、米国、豪州

41

４．CCS導入のあり方に係る調査事業③CCSコスト低減と事業リスク低減を両立するプロジェクトの実施可能性調査
 ①及び②の調査結果を参考に、国内におけるCCS導入シナリオを検討した。2030年以降から2050年に向け、一定割合で導入するシナリオ、経済性や技術動向等を確認しつつ徐々に拡大するシナリオが考えられる。
 徐々に拡大するシナリオの方が、導入初期における設備投資が抑えられること、経済性や技術動向等を確認してから次の段階に入ることから座礁資産化による事業リスクの可能性が低く、より受け入れやすいケースとして認識された。
•

2050年に向け、確実に導入量を達成していくシナリオ。

••

一定割合での導入を進めるため、回収、輸送、貯留設備等の設備投資を順次進めていかなければならない。

投資コスト、地点開発等、着手しやすい事例から始めるシナリ
オ。

•

経済性、社会受容性等のCCS導入のための環境が十分整った段階で、次の段階へ進む。

•

このケースでは、投資が後半に集中するため、十分にコストが下がらなければ、2050年に1億トン～2億トン規模の導入は困難となる。

•

脱炭素化技術（再エネ、水素、直接回収等）の動向、政策変化によっては、将来においてCCSの必要性が低下し、先行投資（回収設備、輸送設備、貯留設備）が座礁資産となるリスクがある。

加速期（数千万～1億トン
規模）

一定の割合
で導入
一定の割合で導入
一定の割合で導入

拡大期（数千万トン規模）
一定の割合で導入
成長期（数百万トン規模）
精査・建設

導入初期 2031年頃～（数百万トン規模）

精査・建設

導入初期 2031年頃～（百万トン規模）

42

４．CCS導入のあり方に係る調査事業③CCSコスト低減と事業リスク低減を両立するプロジェクトの実施- 可能性調査Low-hanging fruit プロジェクトの可能性 -• 国内においてCCSの導入の障壁を下げることが期待できるプロジェクト（Low-hanging
fruit プロジェクト）の可能性について、公開資料を中心に調査を実施。
• 排出源
 国内においても、油ガス田、エチレンオキサイドプラント、アンモニアプラント等の非エネルギー起源のCO2を回収して、液化CO2およびドライアイスを製造するビジネス（市場は年間100万トン程度）が存在している。現在CO2市場はタイトであり余剰はないが、検討の基礎資料として、これらの設備を対象とした。
• 貯留地点 円滑にCCSを導入するためには、現時点において、貯留地点の地下構造や貯留性能に関する情報がある程度揃っていることが望ましい。国内において地下情報が豊富な地点として、
油ガス田（閉山した油ガス田を含む）を対象とした。
 注）分離・回収および貯留地点開発の追加コストが少ない等、着手しやすいCCSプロジェクトをLow-hanging
fruit プロジェクトとした。

43

４．CCS導入のあり方に係る調査事業③CCSコスト低減と事業リスク低減を両立するプロジェクトの実施- （検討例）CCS導入イメージ（導入初期） -油ガス田 ＋輸送（PL・船）＋ 油ガス／その他地下情報が豊富な地点• 貯留地点をガス田とし、そこから一番近い排出源として、油田を想定した。貯留地点、排出源ともに陸域にあり、同一地域の場合、輸送距離は比較的近距離になると想定されるため、輸送手段は、パイプライン輸送がコスト効果的と考えられる。このケースは最もシンプルなケースになると見込まれる。ただし、規模（CO2回収量）は大きくない。
• 貯留地点、排出源が同一地域に無い場合、輸送距離が⾧くなると想定される。数百kmを超えると、船舶輸送がコスト効果的となる。船舶輸送のためには港湾設備の整備が必要となる。
地下情報が豊富な地点
昇圧

油ガス田

陸上パイプライン輸送
昇圧

油ガス田

陸域

液化 タンク

液化CO2船タンク 昇圧・昇温

払出設備

船舶輸送

受入設備

陸域

※油ガス田も他、化学産業等からもCO2を分離回収している。

陸域からの圧入
第2回検討会（GCCSI）資料より図を引用

44

４．CCS導入のあり方に係る調査事業③CCSコスト低減と事業リスク低減を両立するプロジェクトの実施- （検討例）CCS導入イメージ（加速期） -加速期のプロジェクトのイメージ（2045年頃～2050年頃）• ハブ＆クラスターによる更なる拡大によるコスト低減のアイディア• 貯留地点も複数になる（水深の深い地点でも経済的にCCSが実施可能な状況になると想定）• 各地に輸送設備（都市近郊にある大規模排出源を結ぶパイプライン網、輸送船舶基地）が整備され、様々な排出源からのCO2を処理。
• CCSの規模の拡大に伴い、船舶輸送をはじめとして、CCSに係る人材確保も重要。

第2回検討会（GCCSI）資料より引用

45

（参考）各段階の規模感のイメージ③CCSコスト低減と事業リスク低減を両立するプロジェクトの実施•

2050年時点で、CO2を年間１億トン圧入する場合に必要な圧入井戸本数は、圧入レートを50万トン／年・本とすれば２００本程度、圧入レート
を２０万トン／年・本とすれば５００本程度と見込まれる。
導入初期

成⾧期

拡大期

加速期

圧入井本数
(50万トン/本・年)

4本

16本

29本

152本

※累計201本

圧入井本数(20万トン/本・年)

10本

40本

72本

378本

※累計500本

成⾧期～2050年
累積CO2圧入量（1億トン）

拡大期～2050年
累積CO2圧入量（1.1億トン）

各段階～2050年までの推定累積貯留量
成⾧期～2050年
累積CO2圧入量（3,700万トン）

加速期～2050年
累積CO2圧入量（2.3億トン）

想定年間導入量（万トン／年） 2,000

1,500※その年に新たに導入されたCCSプロジェ1,000
クトの規模

500

100

400

100

370 450

400

630

810

990

1,170

1,350

1,530

1,710

0
31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50年

46

出所：第1回 CCS長期ロードマップ検討会（２０２２年１月２８日）

47

出所：第1回 CCS長期ロードマップ検討会（２０２２年１月２８日）

48

４．CCS導入のあり方に係る調査事業_ 課題の整理（抜粋）① 貯留地点
地点選定は、地下の不確実性による事業リスクの影響が将来の貯留事業者に強く関わることを考慮すると、官民の役割分担を明確にした上で、将来の貯留事業者となる者が進めることが相応しいと考えられる。
地点選定には多くの費用と期間を要し、さらに鉱業権者との調整や地域住民への説明等、社会の理解も欠かせない。そのため国の役割が重要。

② 輸送
将来のCCS普及、商用化のためには、大規模CCSを想定した輸送技術（パイプライン、船）の確立が求められる。

③ 官民の役割分担、事業モデル（ビジネスモデル）
CCSを民間事業者で行う場合、想定される事業リスクを緩和するための条件整備やリスクに見合うリターンの見通し、経済
合理性などが確立されていることが必須である。CCS事業モデルについては、CO2輸送と貯留プロセスは共有インフラとして整備されることが効率的である。また、貯留では、⾧期的責任を民間事業者が担いうるか、慎重な検討が必要である。官民の責任分担を明確にするためには、国内におけるCCSはどのようなケースであるのか、実施体制を含めた議論をスタートさせることが重要である。

④ 事業環境整備（インセンティブ施策、法整備）
CCSは環境対策に特化した技術のため外部不経済である。CCSを実施する場合には、追加コストのギャップを埋める施策が必要となる。民間事業者にとっては、CCS事業への投資判断を行うためには、事業の予見性を高めるためのCCS推進を目的とした包括的な法整備が望まれる。

⑤ 研究開発CCS事業の低コスト化はCCS普及における必要条件であり、そのための技術開発を継続して進めるべきである。

⑥ ロードマップ
官民協力して実現性の高いロードマップの策定に早急に着手すると共に、具体的な進め方を示したアクションプランを作成し、それを官民で共有することが重要である。
49

出所：第1回 CCS長期ロードマップ検討会（２０２２年１月２８日）

50

ご清聴ありがとうございました

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Research Institute of Innovative Technology for the Earth51