寄稿

カーボンニュートラルなLNG、LPガスとメタネーションの活用―― 脱炭素への現実解 ――

和光大学

経済経営学部 経済学科

岩間教授

剛一

１． はじめにることへの批判が生まれている。こうしたクリーンな世界は脱炭素への動きを加速させ、気候変動対策とエネルギーとされる天然ガス、LPガスに対する脱炭素

し て、EU、日本、米 国をはじ めとし た 主 要 国は、への要請に対するひとつの現実解が、カーボンニュー2050年までにカーボンニュートラル（温室効果ガス排トラルLNG、カーボンニュートラルLPガス、メタネー出実質ゼロ）の意欲的な目標を掲げ、太陽光発電、風ションであるといえる。

力発電をはじめとした再生可能エネルギーの普及、燃焼しても炭酸ガスを排出しないアンモニア、水素の利用拡大を目指している。そのために、燃焼時に炭酸ガ2. これからも増加が見込まれるLNG

2021年10月から11月にかけて英国で開 催され たスを排出する石炭、石油をはじめとした化石燃料の消COP26（国連気候変動枠組条約第26回締約国会議）

費抑制、ESG（環境・社会・企業統治）投資による、において、地球温暖化対策として、地球の気温上昇を石炭、石油の新規開発への投資・融資の禁止の動きが産業革命前から1.5度以内とする努力が明記され、そ強まっている。天然ガスは、燃焼時の炭酸ガス排出量のために21世紀半ばには、人類の経済活動による炭酸が石炭の半分程度で、窒素酸化物の排出が少なく、硫ガスの排出量と森林などによる炭酸ガスの吸収量を均黄酸化物の排出がゼロという、クリーンなエネルギー衡させるカーボンニュートラルが求められている。21であることから、21世紀半ばに実現を目指す脱炭素社

世紀半ばに実現する炭酸ガス排出実質ゼロへの道筋と会へのトランジション（橋渡し）・エネルギーとして期して、相対的に炭酸ガス排出量が多い石炭、石油から、待されている。原油生産時、天然ガス生産時に随伴す天然ガスへの切り替えが行われており、特にアジアをるプロパンをはじめとしたLPガス（液化石油ガス）も、中心として発電用、冷暖房用のLNG需要の増加が見炭酸ガス排出量が少ないクリーンなエネルギーとして、込まれている（図表１）。

途上国を中心に、暖房用、調理用の消費の拡大が期待

2021年に中国は日本を抜いて世界最大のLNG輸入されている。天然ガスについて
は、発電用燃料、都市ガス用原料、工業用ボイラーの熱源として、天然ガスをマイナス162度

図表１

世界の LNG 需要見通し（単位：百万トン）
2022 年 2 月見通しに冷却して液化したLNG（液化天然ガス）の国際貿易の拡大が見込まれ、インドネシア、フィリピン、ベトナム、タイなどのアジア諸国において、LNG火力発電の新設計画が相次いでいる。しかし、石炭、石油と同じく炭酸ガスを排出する化石燃料として、欧州諸国、環境保護団体などからは天然ガスを利用す

出所：各種専門機関の資料をもとに筆者推計

2022.319

国となった。今後も、大気汚染防止策、地球温暖化対CCS（Carbon Capture and Storage：炭酸ガスを策として、発電用、産業用の燃料を石炭、重油から天吸収して、地下貯留する技術）によって吸収した炭酸然ガスに切り替える動きを強化することは間違いない。

ガスとオフセット（相殺）することによって、LNGをインド、インドネシア、フィリピン、ベトナムをはじめ燃焼させても、全体として炭酸ガス排出実質ゼロのとしたアジア諸国も、急速に増加する電力需要に対しLNGのことをいう。植林などによる炭酸ガス吸収につて、再生可能エネルギーだけで対応することには限界

いては、国際的な民間の認証機関による排出枠クレがあり、炭酸ガス排出量を削減する現実的な対策としジットを得る。カーボンニュートラルLPガスについてて、石炭火力発電を抑制し、LNG火力発電の利用をも、同様に生産から日本における燃焼までのすべての拡大する方向にある。さらに、2021年秋以降は、地球過程における炭酸ガス排出量を、植林などの炭酸ガス温暖化対策、脱化石燃料の先陣を切っている欧州諸国吸収量によって相殺するため、ライフ・サイクルでみも、気温低下による暖房需要の増加に対して、①風がると、炭酸ガス排出実質ゼロのLPガスである。LNG十分に吹かないために風力発電の出力が低下し、②ウ輸送船１隻は、通常は７万トンのLNGを積載しており、クライナ情勢の緊張化から、ロシアの天然ガスに依存生産から燃焼までに約24万トンの炭酸ガスを排出すすることによる地政学リスクの高まりもあり、化石燃る。24万トン分の炭酸ガスを植林などにより吸収した料のひとつであるLNGの輸入を増加させるという、想ものが、カーボンニュートラルLNGであり、こうした定外のLNG需要が発生し、2021年10月には、極東ア

カーボンニュートラルLNGやカーボンニュートラルLPジアのLNGスポット価格は、100万Btu（ブリティッ

ガスは、普通に発電用燃料として利用しても、ライフ・シュ熱量単位）当たり56ドルと史上最高値を記録してサイクルでみて、地球の炭酸ガス濃度上昇につながらいる。2022年２月時点においては、アジア諸国と欧州ない、脱炭素の潮流に適合した、現実的なエネルギー諸国のLNG争奪戦が展開されており、米国のシェーとして期待されている。

ル・ガスを原料としたLNG輸送船は、アジア向けから欧州向けに航路を変更している。世界のLNG需要は、現在の年間３億6000万トンから、2040年には年間８4. メタネーションとはなにか

天然ガスの主成分メタン（CH ４）は、都市ガスの億トンに増加することが見込まれ、天然ガスを液化す主成分であり、あらゆる炭化水素の中で、最もクリーるプラントの建設に、５年～10年のリードタイムを必

ンなエネルギーといえる（図表２）。

要とすることから、2025年までは国際的なLNG需給の逼迫が続くものと考えられる。

図表２

炭化水素別燃焼時排出比較（石炭を 100 とする）

3. カーボンニュートラル LNG、カーボ
ンニュートラル LP ガスとは何か

上述のように、世界が脱炭素に向けて動くなか、2030年に向けた段階的な炭酸ガス排出削減策として、アジア諸国を中心にLNG需要の増加が見込まれている。気候変動対策を強化する欧州諸国も、出力変動が激しい再生可能エネルギーの電力需給調整用としてLNG火力発電の必要性が高まっている。また、LPガスも、インドンネシアをはじめとしたアジア諸国において、暖房用、調理用として需要が増加している。し出所：資源エネルギー庁統計

かし、LNGもLPガスも、石炭、石油と比較すると、単位熱量当たりの炭酸ガス排出量が少ないクリーンな

しかし、天然ガスも炭酸ガスを排出する化石燃料のエネルギーであるものの、燃焼すると炭酸ガスを排出ひとつであり、脱炭素時代に適合しないという批判がする化石燃料であるという批判がある。そのために考欧州諸国を中心に強まっている。そこで開発に取り組え出されたものが、カーボンニュートラルLNGである。

まれているものが、火力発電所、工場などから排出さカーボンニュートラルLNGとは、天然ガスの生産、液れた10％程度の高濃度の炭酸ガスと、再生可能エネル化、輸送、再気化、燃焼のすべてのプロセスにおいてギーの電気により水を電気分解して生成された水素を排出される炭酸ガスを、植林、森林保全、土壌保全、反応させて、メタンを合成するメタネーションという202022.3

特集：脱炭素システムへのシフト技術である。メタネーションによりつくられたメタン

図表３

自動車輸送のための LNG 燃料船

は、排出された炭酸ガスを再利用するカーボン・リサイクルという技術であり、ライフ・サイクルでみると炭酸ガス排出実質ゼロの天然ガスとなる。炭酸ガスと水素を反応させてメタンを合成する技術は、サバティエ反応という。
CO2＋4H2→CH4＋2H2 O高温・高圧の化学反応の技術は確立している。しかし、メタン生成コストの削減、反応効率の向上のため

出所：日本郵船ホームページに、大阪ガスによる固体酸化物型電解セル（SOEC）、東京ガスによるハイブリッドサバティエなどのさまざの性能向上への技術開発が難しいうえに、必要とされまな研究開発が行われている。

るリチウム、コバルトなどのレアメタルの価格高騰や5. カーボンニュートラルLNGとカーボンニュートラルLPガスの大きな可能性

地政学リスクの課題もあげられている。水素と酸素を反応させる燃料電池車は、水しか排出しないため、究極のエコカーとされているものの、価格が高く、水素植林、森林保全などによる炭酸ガス吸収と組み合わの生成やハンドリングが難しく、水素の液化設備、水せたカーボンニュートラルLNG、カーボンニュートラ素ステーションなどの巨額の設備投資が求められる。

ルLPガスは、無限の可能性をもった、脱炭素への現電気自動車、燃料電池車は、ともに技術開発の途上に実解といえる。そのメリットは、これまで通りにLNG、あり、割高な生産コスト、巨額のインフラストラクLPガスを利用しつつ、従 来の天 然ガス液 化設 備、チャー整備など、技術的な課題が多い。2021年におけLNG輸送船、再気化基地、都市ガス導管、LNG火力る世界の自動車保有台数15億台のうち、電気自動車は発電所という、既存のインフラストラクチャーをその1000万台、燃料電池車は１万台ときわめて少なく、自まま利用して、巨額の設備投資を行うことなく、炭酸動車の大部分はガソリンエンジン、ディーゼルエンジ

ガ ス 排 出 削 減 を 実 現 できることにある。す で に、ンという内燃機関である。このように、脱炭素への動LNG、LPガスは石炭や石油と比較して、よりクリーンきが加速する状況においても、新型コロナウイルスのなエネルギーとして、船舶においてはLNGを燃料とし感染拡大に収束の兆しが見え、人々の行動が自由となたLNG燃料船の運航が始まっている。重油からLNGると石油需要が増加し、原油価格が高騰するのは、現に燃料を切り替えることによって、炭酸ガス排出量を時点における世界の自動車の大部分が石油を燃料とし25％程度削減できる。トヨタ自動車をはじめとした自ていることが大きな要因となっている。それに対して、動車業界は、自動車の海外輸出において、自動車輸送米国のシェール・ガス革命により、米国の天然ガス価時の炭酸ガス排出を含めたライフ・サイクルの炭酸ガ格は長期的に下落基調にある（図表４）。

ス排出削減を求められており、日本郵船、商船三井、熱量換算では、天然ガス価格が原油価格の５分の川崎汽船をはじめとした海運企業は、LNGを燃料とす１程度に下落したことから、米国においては、天然ガる自動車輸送船を増強している。LNGを燃料とする船舶は、世界的に増加基調にあり、そこにカーボンニュートラルLNG

図表４

米国の天然ガス価格（単位：ドル／百万 Btu）
ヘンリー・ハブ渡しを利用するならば、これまでのLNG燃料船を改造することなく脱炭素を実現できる（図表３）。
自動車についても、脱炭素を目指して、電気自動車、燃料電池車などの環境対応車の開発に世界の自動車メーカーが激しい競争を繰り広げている。しかし、電気自動車については、リチウムイオン電池

出所：BP 統計 2021 年７月

2022.321

スを燃料としたCNG（圧縮天然ガス）車、LNGトラッ車によるLPガス・ハイブリッド車の「ジャパン・タククなどが普及し始めている。天然ガス自動車のメリッシー」、も普及している。カーボンニュートラルLPガトは、既存のガソリンエンジンの噴射装置を改良する

スを利用すれば、従来の家庭のガス器具、LPガス法だけで天然ガスを燃料とすることができ、LNGを燃料人タクシーに新たな負担、改造を強いることなく、全とすると、通常の石油を燃料とした自動車と同じ程度国2400万世帯の家庭用エネルギーの脱炭素化、LPガの航続距離を維持できることがあげられる。既存のガス自動車の炭酸ガス排出削減を実現できる。

ソリンスタンド網を、天然ガス充填ステーションとすることもできる。日本においても、いすゞ自動車をはじめとしたトラック、バスメーカーは、環境特性の優れた、圧縮天然ガスのトラックやバスなどを生産し、6. メタネーションの未来

従来から、炭酸ガスの再利用技術としてメタネーションは研究されてきたものの、ここにきて注目の度ゴミ収集車、都バスなどに利用されている。さらに、合いが強まっているのは、都市ガス業界も脱炭素の必鉄道における天然ガス利用も行われるようになってい要性に迫られていることがあげられる。脱炭素の目標る。日本と異なり、欧米の鉄道は電化されている地域を達成するために、太陽光発電、風力発電をはじめとが少なく、ディーゼル機関車が運行している場合が多した再生可能エネルギーによる電気の利用促進が求めい。鉄道についても、LNG機関車を利用することにられているものの、高温の熱を必要とする鉄鋼の高炉、よって、炭酸ガスの排出削減を行えるだけではなく、産業用ボイラーなどには電気は対応できない。さらに、カーボンニュートラルLNGを燃料とすることによって、電気は、安価かつ大量に秋から冬へと季節を超えて長従来の鉄道システムそのものを脱炭素化することが可期間保存しておくことができない。つまり、電力需要能となる。

が増加する冬のために、前もって在庫をもつことがでLPガスについても、平地が少なく、山間部が７割きないのである。他方、水素は、燃焼させると高温のを占める日本においては、全国5000万世帯の半分は、熱を出せるものの、水素の生成、輸送、貯蔵の技術的都市ガスの導管が敷設されておらず、LPガスを暖房なブレーク・スルーが必要であり、アンモニア、水素用、調理用に利用している。さらに、法人タクシーをともに、生産、輸送、発電の総コストは割高であると中心に全国17万台のLPガス自動車が走行している。

いう現実がある（図表６）。

意外に思われるかもしれないが、世界においては2774

水素は、マイナス253度に冷却して液化するコスト、万台ものLPガス自動車が普及しており、電気自動車普液化水素の輸送コストがかかる。アンモニアについて及台数よりも数は多い（図表５）。

も、再生可能エネルギーの電気による水の電気分解にLPガス自動車も、ガソリンエンジンの簡単な改良によって得られた水素と窒素を反応させるグリーンアン

よって生産することができ、LPガス充填スタンドも、モニア、天然ガスを改質して水素を生成し、排出され全国に整備されている。東京オリンピックにおいて環た炭酸ガスをCCSによって地下貯留し、窒素を反応さ境対応車を世界に示すために導入された、トヨタ自動せるブルーアンモニアともにマイナス33度に冷却する

図表５ 国別 LP ガス自動車普及状況 2019 年（単位：万台）

図表６

2019 年世界合計 2774 万台

出所：世界 LP ガス協会統計

222022.3

ブルーアンモニアとブルー水素のコスト比較（単位：円／ KWH）

CCS を行った場合の生産（円／ N ３）と専焼発電（円／ KWH）2021 年 METI 統計

出所：資源エネルギー庁資料

特集：脱炭素システムへのシフトだけで液化することから、輸送コストは水素と比較する場合も、アンモニアは燃焼速度が遅く取り扱いが比ると安価である。しかし、アンモニアは水素との反応

較的容易で、石炭火力発電への混燃も可能であるものコストがかかる（再生可能エネルギーの電気から水素の、燃焼効率の向上、窒素酸化物の排出抑制の技術をつくり、アンモニアを生成することを純粋に炭酸ガ開発は今後の課題として求められる。つまり、脱炭素

ス排出ゼロのグリーンと呼び、天然ガスから改質して技術が完成していないにもかかわらず、脱炭素を急い

水素とアンモニアをつくり、排出された炭酸ガスをでいることから、現実には石油・天然ガスが必要であ

CCSにより地下貯留することを、ブルーと呼ぶ）。メタ

る状況のもと、ESG投資により、油田の新規開発を抑ネーションによる天然ガスを安価に生産できる技術が制することによって、現在の原油価格高騰をもたらし完成するならば、天然ガス火力発電の燃料として利用ている。その点、カーボンニュートラルLNG、カーボを続け、炭酸ガス排出削減が可能となる。

ンニュートラルLPガス、メタネーションは、現在の人

メタネーションのメリットは、従来から利用されて類が取り扱いに習熟している通常の炭化水素エネル

いる都市ガス導管、貯蔵タンク、家庭のガス器具などギーであり、実現できるかどうかが不確定な技術開発の設備をそのまま利用することができ、巨額の設備投を必要としない。人類にとって、脱炭素への努力は喫資を必要としないことがあげられる。また、天然ガス緊の課題であるものの、燃料電池車をはじめとした難を還元剤として、直接還元鉄を生産するときの脱炭素しい技術、水素社会という巨額の投資を必要とするプ化も可能となる。

ロジェクトに一足飛びに向かうのではなく、現時点において可能な技術を用いて、漸進的に脱炭素への戦略

7. カーボンニュートラル LNG、メタネーションの今後の展望と課題をとることが、気候変動対策と人類が負担するコスト

現在注目されているカーボンニュートラルLNGは、もちろん、カーボンニュートラルLNG、カーボンシェル・イースタン・トレーディング、三菱商事、三ニュートラルLPガス、メタネーションにも課題はある。

井物産などが取り扱いを始めており、東京ガス、大阪

カーボンニュートラルLNG、カーボンニュートラルLP

ガス、西部ガスをはじめとした都市ガス企業も、炭酸ガスについては、第一に植林などへのコストがかかる

ガス排出実質ゼロのLNGとして、環境を重視する需要ことから、100万Btu当たり0.6ドル程度の上乗せコス家に販売を始めている（図表７）。

トがかかる。脱炭素のためのコストを誰が負担するのの最小化を両立させる現実的な方策なのである。

都市ガス業界をまとめる日本ガス協会は、2050年にカーボンニュートラルを実現することを宣言している。 図表７ 日本企業によるカーボンニュートラル LNG 取引例
2050年には、カーボンニュートラルLNG、メタネーション、水素を利用して、カーボンフリーな社会構築を目指している（図表８）。
現在の脱炭素への動きは、電気自動車とリチウムイオン電池の技術開発、燃料電池車の研究、水素社会の構築、水素エンジンの開発、再生可能エネルギーのコスト削減など、さまざまな分野の研究開発に拡大をみせている。しかし、現時点においては、量的、コスト的に実用レベルに達していないことも間違いない。

出所：各種新聞報道

図表８

日本ガス協会のカーボンニュートラル構想（％）
2050 年時点

リチウムイオン電池の安価・大容量化も開発途上であり、期待されている全固体電池の完成時期も不透明である。水素も取り扱いが難しく、燃焼速度が速く、金属を劣化させる性質をもち、水素を利用した直接還元鉄も商用化は2050年ごろになると見込まれる。水素は、もともと気体のエネルギー密度が単位体積当たりガソリンの3000分の１程度しかなく、現時点の技術では、水素を圧縮して用いるとしても、水素をそのまま燃料とする水素エンジンの航続距離はガソリンエンジンの半分程度にとどまる。アンモニアを火力発電に利用す

出所：日本ガス協会資料（注：CN とはカーボンニュートラルを意味する）

2022.323

かという課題があげられる。環境意識の強い企業や大要なエネルギー戦略事業分野となることは確かなので学などにはカーボンニュートラルLNGを購入する動きある。

があるものの、日本全体としては、これからの環境対応へのコスト負担の動きに注目する必要がある。第二に植林などにより炭酸ガスを吸収するとしても、炭酸ガス吸収に適した森林には限界があり、年間４億トン近いLNGのすべてをカーボンニュートラルLNGとすることは難しい。第三にカーボンニュートラルLNG、カーボンニュートラルLPガスの認証基準が100％決まっているわけではなく、炭酸ガス吸収量の認定量も不透明な部分があるためカーボンニュートラルLNG、カーボ
ンニュートラルLPガスの国際的認証基準を明確化する必要がある。メタネーションについては、第一に高濃度の炭酸ガス回収、水素との反応という基本技術は確立しているものの、量産化、コスト低減という実用化への課題が解決していない。資源エネルギー庁の推計によれば、現時点におけるコスト比較を行うと、通常の天然ガスの生産コストは１ノルマル立方メートル（ノルマルは、標準状態の気体の体積）当たり40円程度であるのに対して、メタネーションによるメタンは、１ノルマル立方メートル当たり350円とコストが高い。理論的には、発電所、工場から回収した炭酸ガスを水素と反応させれば、メタンに加えて、プロパン、ガソリンなども生成することは可能である。しかし、コスト的、量的に経済的な技術が現時点において確立していない。第二に大気中の0.04％程度の炭酸ガスを直接回収し て、 地 下 貯 留 す る 技 術（DACCS：Direct Air
Carbon Capture and Storage）も開 発 中 で あり、DACCSによって、安価に大気中の炭酸ガスを回収することが可能となれば、高コストのメタネーションの技術開発を行う意味がなくなる。こうした課題もある
ものの、18世紀後半の産業革命期からの高度工業化社会を支えてきたものは、石炭、石油、天然ガスをはじめとした炭化水素である。炭化水素は、再生可能エネ
ルギー、原子力などの他のエネルギーと比較して、エネルギー密度、取り扱いの容易さからみて、20世紀、21世紀の人類がもつ技術において、最適のエネルギーであることは間違いない。20世紀が石油の世紀であったことには理由がある。再生可能エネルギーはエネルギー密度が低く、出力変動が激しいことから、安定したエネルギーとはならない。原子力はエネルギー密度が高すぎて、取り扱いに高度な技術を必要とする。人類が容易に利用できるLNG、LPガス、天然ガスを利用し続けながら、脱炭素を実現できる現実解として、カーボンニュートラルLNGをはじめとした、実質的に炭酸ガス排出ゼロの炭化水素は、日本企業にとって重242022.3（筆者略歴）
1981年東京大学法学部卒業後、東京銀行（現三菱UFJ銀行）入行。産業調査部にて資源エネルギー調査などを担当。現石油天然ガス・金属鉱物資源機構（資源エネルギー・チーフ・エコノミスト）、日本格付研究所（チーフ・アナリスト：ソブリン、資源エネルギー担当）にも出向経験をもつ。
2003年から和光大学経済経営学部教授（資源エネルギー論、産業組織論、マクロ経済学）。東京大学工学部非常勤講師（金融工学、資源開発プロジェクト・ファイナンス論）、三菱UFJリサーチ&コンサルティング客員主任研究員、石油技術協会資源経済委員会委員長兼任。
著書には、『資源開発プロジェクトの経済工学と環境問題─
資源開発プロジェクト評価と地球環境問題』、『「ガソリン」本当の値段 石油高騰から始まる“食の危機”』、その他、新聞、雑誌などへの寄稿、テレビ、ラジオ出演多数。

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