「炭素とお金の流れを変える」2050年までに国内設備投資19.1兆円を試算　東大の辻教授が講演で木質バイオマスの素材利用と「炭素自立」構想を提唱367

化石資源を海外から輸入・消費する社会から、国内の廃棄物・森林資源・CO2を循環させる社会へ――。森林循環経済の実現に向けて活動を続ける一般社団法人プラチナ構想ネットワークの「プラチナ森林産業イニシアティブ」は10月30日に第5フェーズ全体会議を開催し、化学工学会「地域連携カーボンニュートラル推進委員会」委員長の辻佳子氏（東京大学 環境安全研究センター 教授）が講演した。辻氏は、化学産業がカーボンニュートラルを達成するためには、国内設備投資19.1兆円を要すると試算した「炭素自立ビジョン」を紹介し、化学産業と林業などの連携による社会実装の必要性を訴えた。講演では、木質バイオマスを燃料より素材として優先利用する考え方や、全国88カ所の製材所併設プラント構想、2028年の推進組織設立に向けた動きが示された。

なぜ「脱炭素」だけでは足りないのか――産業には炭素が必要

脱炭素社会の実現に向け、再生可能エネルギーの導入や水素活用など「エネルギーの脱化石化」が進められている。しかし、エネルギー問題を解決するだけでは現代社会は成り立たない。プラスチック、合成繊維、塗料、医薬品に至るまで、身の回りにある素材や化学製品の骨格は「炭素」で構成されているためである。

講演の中で辻氏は、エネルギー対策と産業素材の根本的な違いを強調した。
「エネルギーの脱化石化は当然必要だが、それだけでは解決できないのが産業で必要となる炭素である。エネルギーとはまた別に、炭素そのものが原料として不可欠になってくる」

日本のような先進国では、都市やインフラに「人工物」がすでに蓄積・飽和している。原油から精製されるナフサを使い捨てにする従来モデルから脱却し、社会全体の炭素を循環させる構造への転換が急務とされる。

この課題に対し、化学工学会は2024年から定量的モデルの更新を重ね、「炭素自立（カーボンインディペンデンス）」構想を提言している。化石資源の輸入への依存を減らし、国内の使用済みプラスチックや木質バイオマス、地域有機資源、工場排ガスに含まれるCO2を循環利用することで、産業に必要な炭素を国内で確保する考え方だ。廃棄物リサイクルだけでは必要な炭素量を賄えないため、不足分を木質バイオマスやCO2の回収・利用（CCU：Carbon Capture and Utilization）によって補う。

2050年までに国内投資19.1兆円――「炭素とお金」の流れを変える

炭素循環社会への移行は、単なる変換技術の導入にとどまらず、巨額の設備投資と資金フローの転換を伴う経済構造改革である。辻氏は、化学工学会が策定を進める「炭素自立ビジョン」に基づく設備投資の試算を紹介した。CO2排出削減が難しいとされる産業（ハード・トゥ・アベート産業）の一つである化学産業を対象に、2050年のネットゼロ達成に必要な国内設備投資の総額を19.1兆円と見積もっている。

この設備投資は、主に4つの取り組みで構成されている。第一に、プラスチック循環への投資として5.7兆円（対象炭素量540万t-C/年）を割り当て、高度選別やリサイクル設備を整備する。第二に、バイオリファイナリーへの投資として2.5兆円（対象炭素量440万t-C/年）を投じ、製材所併設型プラントや大型糖化発酵・ガス化プラントを構築する。第三に、CO2回収への投資として2.1兆円を充て、排ガスからのCO2分離・回収設備を導入し、捕集CO2から化学原料を合成するプラントを整備する投資として8.8兆円（対象炭素量850万t-C/年）を計上している。

一方、事業採算性の検討では、操業費に加え、企業の適正な収益や税負担、工業用水・薬品・酵素コスト、輸送費なども考慮している。辻氏は価格転嫁について「技術でコストを下げる努力はもちろん必要だが、かかるものはかかる。適正に価格転嫁し、そのお金を社会全体で回す仕組みを今から考えていく必要がある」と訴えた。

さらに辻氏は、炭素循環がもたらす経済的な効果についても言及した。
「海外に行くキャッシュフローを減らし、例えば、国内の森林や製材所へしっかりお金が回るようにする。炭素循環への取り組みは、炭素の流れを変えるだけでなく『お金の流れ』をも変えることになる」

こうした資金循環の転換は、国内のリサイクル産業や森林・製材業、プラントメーカーなどに新たな事業機会を生み、地域経済の活性化につながる可能性がある。

木質バイオマスは「燃やす」より「素材へ」――全国88カ所のプラント構想

現在、バイオマス発電が盛んに行われているが、辻氏は、木質バイオマスを石炭火力の代替として発電利用した場合、伐採・燃焼・再造林のサイクル全体でCO2排出削減効果が現れるまでに約120年を要するという試算モデルを示した。一方、木材をプラスチックや化学品などの素材として利用し、使用後はリサイクル工程に回せば、炭素の放出量を減らせ、発電利用に比べて早期にCO2排出削減効果が得られる可能性があるという。

ビジョンでは、木質バイオマスの利用にあたり「素材優先利用」および「カスケード利用」を大原則として掲げている。丸太から柱などの建築用材を製造し、長期間炭素を固定する。一方、製材過程で生じる端材や、建築用材に適さない曲がり材などを化学原料として活用する設計である。

バイオリファイナリー投資2.5兆円の中核をなすのが、全国88カ所に分散配置される「製材所併設型・糖化発酵プラント（年間炭素処理量2万トン：2万t-C/年規模）」の構想である。木質バイオマスはかさばり、長距離輸送ではコストやCO2排出量が増えるため、集荷圏域である各地の製材所に隣接して分散整備する。これに大型製紙工場併設プラント（30万t-C/年×7カ所）やガス化プラント（10万t-C/年×5カ所）を組み合わせる。

この構想を林業・製材業の収益向上につなげるには、事業採算性の確保が欠かせない。試算ではバイオマス原料の調達価格を1トンあたり1万2000円と仮定しているが、実際にこの価格で安定調達できるか、集荷・輸送コストをどこまで抑えられるかが課題となる。さらに、木質バイオマス由来の化学品を適正な価格で販売し、その収益を林業・製材業にも還元する仕組みが求められる。

2030・2040・2050年、どう実現するのか――技術とコストの課題

炭素自立社会の構築に向け、定量的ロードマップが設定されている。2030年の立ち上げ期には、使用済みプラスチックのリサイクル商用化を進めるとともに、製材所併設分散型プラントおよびバイオリファイナリー初期プラントの稼働を開始する。2040年の拡大期には、バイオリファイナリーの全国展開と製紙工場併設大型プラントの稼働、大規模CCU技術の実証と普及を図る。そして2050年の完成期には、リサイクル率80％の達成、バイオリファイナリーの全面普及、CCU商用化によるネットゼロ達成を目指す。

この構想が重視するのは、外部投入エネルギーの抑制にある。CO2と水素から化学製品を合成するCCU技術に過度に依存すると、膨大な再生可能エネルギーが必要となる。一方、木質バイオマスや地域有機資源を優先的に素材化した場合、高濃度の炭素源を直接活用できるため、必要な水素量および総合的な外部エネルギー投入量を大幅に削減できる。

質疑応答では、炭素自立の実現を左右する「水素の供給コスト」を巡り議論が交わされた。会場からは試算前提の水素価格「100円/ノルマル立方メートル」に対し、2050年に向けて生産規模が現在の1万倍へ拡大すれば、スケールメリットにより1ノルマル立方メートルあたり45円や30円まで低減する明確な根拠があると指摘があった。水素コストが下がれば、企業の投資意欲やCCUとバイオマスの最適比率は大きく変化する。辻氏も、水素価格の変動に応じて最適なエネルギーフローが変わるとし、技術進展に応じた感度分析を行っていることも言及した。

2028年に推進組織設立へ――産業の「縦割り」を越えられるか

炭素自立構想の社会実装には、技術開発だけでなく、制度の見直しや産業間の連携が欠かせない。質疑応答では、一般廃棄物、産業廃棄物、下水汚泥、家畜排せつ物などの活用可能性と法整備について質問が出た。辻氏は、現行の廃棄物処理法が回収・処分管理を中心とした法律であると指摘し、廃棄物を有価物として再資源化する時代に合わせた法整備の必要性を訴えた。また、地域資源を安心して市場で流通させるには、厳格なトレーサビリティの確保が不可欠だと説明した。

構想を社会実装へ移行させるため、辻氏らは9月13日に「炭素自立推進組織（仮称）設立準備委員会」を発足させた。2028年には組織を正式に立ち上げる計画である。発起人には、化学工学会をはじめ、プラチナ構想ネットワーク、脱炭素成長型経済構造移行推進機構、日本化学工業協会、石油化学工業協会、日本林業協会、日本工学会など、林業・化学・工学・経済界の団体のトップが名を連ねている。さらに、最終製品製造業、建設・建築、金融業界などとの連携協議も進められている。

推進組織には、主に3つの機能が想定されている。第一に、バリューチェーン全体として必要な規制緩和や制度設計を政府へ提言する「ワンボイスでの政策提言」である。第二に、地域バイオマスやリサイクル素材の認証制度、製品への価格転嫁を可能にする市場ルール、トレーサビリティ基準を策定する「ルールメイキングと標準化」である。第三に、林業・製材業と化学メーカー、需要家企業を直接つなぎ、異業種間連携による商用化プロジェクトを創出する「ワンストップマッチング」である。

2028年の推進組織発足に向け、林業、化学、建築、金融、そして行政が縦割りを越えてどのような共創関係を築けるか。炭素とお金の流れを変える挑戦は、構想から社会実装に向けた新たな段階を迎えている。

※参考リンク
「炭素自立推進組織（仮称）」設立準備委員会 – 化学工学会　地域連携カーボンニュートラル推進委員会
東京大学環境安全研究センター教授・辻佳子のコラムはこちら

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