炭素回収・利用・貯留（CCUS）は、実証プロジェクトの段階から、より大規模な商用ネットワークへと移行しつつある。2026年時点で有力な手法には、産業施設や大気からCO2を回収し、それを製品（燃料や建設材料など）に利用するために輸送し、深部地層や安定した鉱物に恒久的に貯留することが含まれる。貯留を伴う直接空気回収（DAC）や、炭素回収・貯留を伴うバイオエネルギー（BECCS）も、大気中からCO2を除去できるが、いずれも依然として高コストで、規模も限られている。緊急性は明白だ。国連環境計画（UNEP）の「排出ギャップ報告書2025」は、現在の政策の下では気温上昇が2.8°Cに達し、各国の気候公約が完全に実行された場合でも2.5°Cになると予測している。国際エネルギー機関（IEA）の2026年プロジェクト更新によると、稼働中および建設中の回収能力は10%超増加し、貯留能力は約25%拡大した。しかし、潜在的な総回収能力は年間約4億2500万トンにとどまり、多くのプロジェクトは2035年ごろへと遅れている。DACもなお高価で、現在のプロジェクト費用はCO21トン当たり約800〜1900ドル（約30万円）である。これらの知見は、急速な排出削減と並行してCCUSを拡大する必要性を裏づけており、プロジェクトはコスト、規模、ライフサイクル排出量、貯留の恒久性、環境影響、地域条件に基づいて評価されるべきである。
なぜ重要なのか
大規模CCUSが重要なのは、鉄鋼、セメント、化学品の生産が年間約60億トンのCO2を排出しており、これは産業部門の直接排出量のおよそ70%に相当するうえ、一部のプロセス由来排出は再生可能エネルギー源だけではなくせないからである。既存の発電施設や産業施設は、早期閉鎖、よりクリーンな燃料への転換、またはCCUSシステムの導入がなければ、2050年にもなお約80億トンのCO2を排出する可能性がある。CCUSはまた、DACやBECCSなどのさまざまな手法を通じてCO2除去を支援し、ネットゼロへの道筋において残余排出の均衡を図るのに役立つ。ただし、導入規模は必要とされる水準を大きく下回っている。2025年時点で、稼働中の商用炭素回収・貯留（CCS）プロジェクトの合計回収能力は年間約6400万トンのCO2にとどまり、重工業が毎年排出する数十億トンとは大きな開きがある。これらの数字は、CCUSが再生可能エネルギー、効率化、電化、その他の直接的な排出削減策を補完しながら、急速に拡大しなければならないことを示している。
炭素回収
炭素回収ソリューションは、燃焼前後、燃料転換の過程、または大気から直接CO2を分離する。主な手法は、DAC、燃焼前・燃焼後回収、酸素燃焼、ケミカルルーピングである。DACは通常、ファンと液体溶媒または固体吸着材を用い、貯留または利用のために空気中からCO2を除去する。IEAの評価では、稼働開始済みのDACプラントは27カ所とされており、各米国地域DACハブは、少なくとも年間100万トンの回収能力を実証することを意図している。燃焼前回収は、最終燃焼の前に合成ガスからCO2を分離し、水素を多く含む燃料を残す。燃焼後回収は、再利用可能な溶媒を使って排ガスからCO2を除去するもので、発電、セメント、鉄鋼、化学施設に適用できるが、溶媒の再生には追加のエネルギーが必要となる。酸素燃焼はほぼ純粋な酸素中で燃料を燃やし、CO2を多く含む排ガス流を生み出す。一方、ケミカルルーピングは、再利用可能な金属酸化物を用いて、空気反応器と燃料反応器の間で酸素を移動させる。いずれの手法もCO2分離を簡素化するが、コスト、材料の耐久性、スケールアップの課題にはなお直面している。
炭素利用
炭素利用は、回収したCO2を燃料、化学品、ポリマー、肥料、建設材料に転換するか、石油増進回収（EOR）に使用するものである。IEAは、世界で毎年約2億3000万トンのCO2が利用されていると推計しており、その内訳には尿素生産（主に肥料に使われる窒素を多く含む化合物）向けの約1億3000万トンと、EOR向けの7000万〜8000万トンが含まれる。ただし、多くの用途ではCO2が再び放出されるため、利用が必ずしも恒久的な隔離につながるわけではない。より耐久性の高い選択肢となるのが鉱物化であり、CO2を鉄鋼スラグや鉱山廃棄物などのアルカリ性物質と反応させ、安定した炭酸塩、骨材、コンクリートを生成する。米エネルギー省（DOE）の実証では、1万個超のコンクリートブロックに約3トンのCO2を貯留した。EORも、注入したCO2の一部を地下に保持できるが、その気候上の便益は、恒久的な貯留、エネルギー使用、追加的な石油生産に伴う排出に左右される。
炭素貯留
炭素貯留の手法は、地中注入、鉱物化、バイオマス貯留、促進風化を通じて、回収したCO2を大気中に戻さないようにするものだ。深部塩水層や枯渇した石油・ガス貯留層は、不透水性のキャップロックの下にある多孔質岩石内に圧縮CO2を貯留し、そこでCO2は閉じ込められ、塩水に溶解し、あるいは徐々に鉱物を形成する。ノルウェーのスライプナー・プロジェクトは1996年以降、北海の海底下に年間約100万トンのCO2を貯留しており、カナダのクエスト施設は地下2キロメートル超に年間約100万トンを貯留するよう設計されている。鉱物炭酸化は、玄武岩、鉱山廃棄物、鉄鋼スラグなど、カルシウムまたはマグネシウムを多く含む物質とCO2を反応させ、貯留または建設用途に利用できる安定した固体炭酸塩をつくる。藻類培養はCO2をバイオマスに転換できるが、その気候上の便益は、炭素がどれだけ長く貯留されるかに左右される。促進風化は、粉砕したケイ酸塩岩を農地に散布し、土壌条件を改善する可能性を持ちながら、大気中のCO2を吸収する手法である。米DOEは、炭素除去の可能性を評価するため、3000エーカー超の農地で玄武岩の試験を行っている。
結論
CCUSは産業の脱炭素化において重要な一部になりつつあるが、すべての施設や地域に対する単一の解決策ではない。気候目標が厳格化するなか、規制当局や投資家からの圧力は、セメント、鉄鋼、化学、精製、水素の生産者に対し、再生可能エネルギーと効率化だけではなくせない排出への対応を迫っている。これらの産業にとってCCUSとは、排出源に適した回収技術を組み合わせ、共有輸送ネットワークを通じて施設を接続し、信頼できる利用先または恒久的な地中貯留を確保することを意味する。成熟したシステムはすでに高濃度の産業排出を管理できる一方、DAC、ケミカルルーピング、鉱物化、藻類ベースのソリューション、促進風化は、なおコスト低減、よりクリーンなエネルギー、より強固な測定、より広範な商用展開を必要としている。統合されたCCUSネットワークは、コンプライアンスリスクを低減し、低炭素製品を支え、プロジェクトの経済性を高める共有インフラを生み出し得る。産業界はもはや、継続的な生産と気候変動対策のどちらかを選ぶ必要はない。CCUSにとって真の試金石は、炭素を回収できるかどうかではなく、低炭素経済へのより広範な移行を遅らせるのではなく加速させながら、信頼できる会計、社会的信頼、恒久的な貯留を伴って、それを大規模に実現できるかどうかである。
