セメント業界は中国の重要な基礎原材料産業であり、セメントは土木建築、水利工事などの分野に広く応用され、民生の改善、国家経済建設の推進に重要な役割を果たした。中国は世界最大のセメント生産と消費国で、10年以上連続で世界首位を維持している。統計によると、2023年の全国セメント生産量は20.23億トンに達し、世界総生産量の49.68%を占めている。

セメント生産は大量の石炭、電力及び石灰石原材料を消費し、中国のエネルギー消費と炭素排出量の高い工業の一つであり、建材業界の中で炭素排出量が最大の業界でもある。2020年、中国建材業界の二酸化炭素排出総量は14億8000万トンで、そのうちセメント業界の直接二酸化炭素排出量は12億3000万トンで、建材業界の総炭素排出量の83.11%を占め、全国の炭素排出総量の12.4%を占めている。

セメント業界CCUSの発展見通し

二酸化炭素捕集利用と封じ込め（CCUS）は二酸化炭素の深度削減と資源化利用を実現できる重要な技術として、世界的に注目されている。中国のエネルギー構造が高炭素を主とし、工業製造の炭素排出量が比較的に大きいことを考慮し、汚染削減と末端固炭素のCCUS技術を強力に推進し、中国の生態文明建設及び炭素ピーク炭素中和目標の実現に有力な支持を提供する。

セメント焼成炭素排出量が大きく、CCUSはセメント業界が炭素中和目標を実現するための必然的な選択であり、早急な発展が必要な対象でもある。ここ数年来、二重炭素目標の推進の下で、国はCCUSに対する系統的な支持を強化し、政策、技術、産業、標準、金融などの多くの角度からCCUSの発展を推進した。セメント業界もCCUSプロジェクトの建設を積極的に推進し、一連の重要な進展と成果を収めた。しかし、セメント窯の煙ガス成分が複雑で、粉塵量が大きく、二酸化炭素濃度が低いなどの技術特徴により、セメント業界におけるCCUSのプロジェクト応用例が少なく、生産運営コストが高く、技術普及が難しいなどの問題があった。

二酸化炭素捕捉利用と封じ込め（CCUS）

中国建築材料連合会は国内外のセメント業界のCCUS技術の現状を調査研究し、ループ比法を用いて技術応用に影響する主要な要素に対して重み評価を行い、そして深い報告を行った。その結果、技術成熟度、政策支援、プロジェクト利益は現在のセメント業界の最も関心のある3つの方面であることが明らかになった。報告書は、2060年の炭素中和情景の下で、単位セメント炭素排出量は依然として約270 kgCO₂/tがCCUSによって炭素中和を実現する必要があり、セメント業界のCCUS配置は加速する必要があると予測している。

二酸化炭素捕捉、利用と封じ込め（CCUS）の紹介

二酸化炭素の捕集、利用と封止（CCUS）とは、二酸化炭素を工業プロセス、エネルギー利用または大気から分離し、地層に直接利用または注入して二酸化炭素（COタンパ）の永久排出削減を実現するプロセスを指す。CCUSは二酸化炭素捕集と封止（Carbon Capture and Storage、CCS）に基づいて「利用」（Utilization、U）を増加し、CCUSは技術プロセスによって主に捕集、輸送、利用と封止の一環に分けられる。

二酸化炭素捕集技術とは、二酸化炭素を工業生産、エネルギー利用または大気中から分離して捕集する過程であり、CCUS技術システムにおける重要な一環であると同時に、エネルギー消費とコストの大きな部分でもある。炭素捕集方式は主に燃焼前捕集、燃焼中捕集及び燃焼後捕集を含む。その中で、燃焼後捕集の常用方法は化学吸収法、物理吸着法、吸着分離法（変温吸着法と変圧吸着法）、膜分離法、カルシウム循環法と低温蒸留法などがある。

二酸化炭素輸送とは、捕集または精製された二酸化炭素を道路、鉄道、船舶、配管などの方法で利用可能または保管可能な場所などの指定場所に輸送する過程であり、CCUS技術システムの中間段階である。異なる輸送方式の長所と短所を考慮して、CCUSプロジェクトの輸送は輸送容量、輸送距離、輸送コスト、市場要素及び輸送沿線の交通配置などの面から総合的に考慮する必要がある。

二酸化炭素利用とは、工程技術手段を通じて捕集された二酸化炭素を資源化利用を実現する過程であり、利用方式は主に以下を含む：

1、物理利用

主に食品、冷凍、発泡材料、溶接などの業界に応用されている。例えば、食品業界では、二酸化炭素は炭酸飲料、ビールの添加剤として使用され、食品のコールドチェーン輸送中に冷媒（ドライアイス）として使用され、発泡材料の分野では、二酸化炭素は発泡剤として用いられ、押出板保温材を製造する、金属加工の分野では、二酸化炭素は溶接用の不活性ガスとして使用されている。しかし、利用後の二酸化炭素は最終的には大気中に放出される。

2、化学工業利用

化学工業利用とは二酸化炭素を原料とし、他の物質と化学反応を起こし、付加価値の高い化学工業製品を生産することを指す。現在、二酸化炭素は化学原料として多くの生産過程に広く応用されている。メタン、アルコール（メタノール、エタノールなど）、エーテル（ジメチルエーテルなど）、有機酸（ギ酸など）、低炭素アルカンなどの工業合成ガスを水素化により合成することができる。また、二酸化炭素は純アルカリ、重曹、白炭黒、ホウ砂、各種金属炭酸塩などの大口無機化学工業製品の生産にも使用されている。しかし、一部の化学製品はその後の応用過程で、化学反応によって再び二酸化炭素を放出する可能性がある。

3、鉱化利用

鉱化利用とは、カルシウム、マグネシウムを豊富に含む大量の固体廃棄物（例えば製鋼スラグ、セメント窯灰、粉炭灰、リン石膏など）を利用して二酸化炭素の化学吸収を安定した無機炭酸塩に変換する過程であり、二酸化炭素の排出削減を実現すると同時に定価値を持つ無機建築材料製品を得て、二酸化炭素と固体廃棄物の資源化利用の経済性を高めることを指す。

4、生物利用

生物利用とは主に生物固体炭素を指し、生態系中の植物の光合成を利用して二酸化炭素を吸収する。現在、研究は主に微細藻固化炭素と農作物の二酸化炭素ガス肥料の使用に集中している。現在、微細藻の炭素固化技術は主に微細藻を通じて二酸化炭素を固定した後、液体燃料、化学品、生物肥料、食品と飼料添加剤などに転化し、微細藻の炭素固化を通じて人工炭素循環を実現する。農作物の二酸化炭素ガス肥料技術はエネルギーと工業生産過程で捕集された二酸化炭素を一定濃度に調節して温室に注入し、作物の光合成速度を高め、作物の生産量を高める。

5、地質利用

主に二酸化炭素で油/ガス（石油/炭層ガス、天然ガス、シェールガスなど）を駆動する。二酸化炭素駆動/ガスは二酸化炭素を油層(または炭層)に注入して油ガスの採集率を高める技術であり、その主な目的は二酸化炭素を貯蔵するのではなく油ガスの採集率を最大限に高めることであり、駆動/ガスを実現した後に二酸化炭素の一部が以前の炭化水素を含む空隙空間に永久に貯蔵されているが、二酸化炭素の貯蔵量が少なく、密閉時間が短く、掘削井から漏れる可能性がある。したがって、二酸化炭素による油/ガスの駆動は、二酸化炭素を部分的に除去するプロセスとしか考えられない。

二酸化炭素封止は、一定の技術手段を通じて捕集した二酸化炭素を深部地質貯留層に注入し、それを大気と長期または永久に遮断し、それによって炭素排出削減を実現する過程であり、封止方式は主に地質封止と海洋封止を含む：

1、地質封印

地質封入は捕捉された二酸化炭素圧縮（COタンパの臨界圧力74 bar以上、通常100 bar以上であり、適切な安全マージンを提供し、配管中の圧力降下を考慮する）を少なくとも800 m深さの地質構造中に貯蔵し（現在は主に塩水層、石油ガス層、石炭層とシェールガス層の同種がある）、大気との長期的または永久的な遮断を実現し、現在は主に石油ガス層封入方式を採用している。

2、海洋封止

海洋封止には主に2つの方法がある：「溶解型」海洋封止と「湖型」海洋封止。「溶解型」海洋カプセル化は、二酸化炭素を固定配管や移動船を通じて海洋深層（水深1000 m以下が一般的）に注入し、水に溶解させることである。「湖型」海洋カプセル化は、二酸化炭素を固定配管または海床の深さ3000 m以下に設置された沿海プラットフォームを通じて海底に注入し、沈降させる。初期状態では、二酸化炭素は水よりも密度が高いため「湖」を形成し、周囲の環境への二酸化炭素の分解と拡散を遅らせるために、液体の形で海床に堆積します。

二酸化炭素捕捉、利用と封止（CCUS）の位置付け

国連政府間気候変動専門委員会（IPCC）の過去の評価報告書におけるCCUS技術の位置づけの変化は、最初の「実行可能な方案」から「重要な技術」、そして現在の「不可または欠」に大きく分けられ、各分野におけるCCUS技術の炭素中和目標の実現過程における重要性と重要性を徐々に明らかにしている。

CCS技術の発展と認識の深化に伴い、中国は2006年に北京香山会議で二酸化炭素の捕獲、利用、封印技術を初めて提案し、二酸化炭素資源化利用技術を導入した。二重炭素目標の駆動の下で、新しい応用シーンが絶えず出現し、深さの排出削減需要の増加に伴い、CCUS技術の内包とエピタキシャルは豊富で開拓され、中国のCCUS技術に対する位置づけも絶えず見直し、調整されており、すでに炭素排出削減備蓄技術から炭素中和の重要な炭素排出削減技術に変わった。

二酸化炭素捕捉、利用と封じ込め（CCUS）政策

1、国際政策

CCUS技術の研究開発とプロジェクトの建設を推進するために、米国、EU、カナダは産業発展、技術研究開発、標準規範及び資金税収などの面で「4位一体」のCCUS支持政策体系を構築し、CCUS技術の研究開発革新と建設応用を効果的に促進した。その中で、税収控除、直接資金支援及び炭素税などの資金支援政策はCCUSプロジェクトの前期建設において重要な役割を果たした。

（1）米国

米国はCCUS分野で世界トップの地位にあり、これは主に米国が財政と税収の面でCCUS技術の研究開発と応用に対する強力な支持のおかげである。2008年から、米国は国内税法第45 Q条項を通じて二酸化炭素封入のための税収控除（45 Q税収控除）を提供している。2018年、米国政府はCCUSプロジェクトへの支持を強化し、より高い45 Q税収控除を実施し、二酸化炭素の油除去を実施するプロジェクトに対して1トン当たり35ドルの税収控除を提供し、塩水層が封印されたプロジェクトに対して1トン当たり50ドルの税収控除を提供した。2022年8月、米国は「インフレ削減法案」（IRA）を公布し、45 Q条項の税収相殺政策をさらに強化した：工業用途CCSの税収相殺をトン当たり35ドルからトン当たり60ドルに、地質記憶CCSに用いる税収相殺をトン当たり50ドルからトン当たり85ドルに、そして、直接空気捕捉（DAC）プロジェクトに高額な補助金を提供し、大気中から直接捕捉して封印したCCSの税収相殺をトン当たり50ドルからトン当たり180ドルに引き上げ、45 Q税収相殺政策はCCUSプロジェクトの配置を加速させた。

（2）EU

EUはCCUSの制度化と規範化の面で世界の先頭を走っている。2009年にEUは「二酸化炭素捕捉と貯蔵指令」（2009/31/EC）を制定し、世界初のCCSに関する法律であり、二酸化炭素の輸送、封印場所の選定、探査と封印許可証の発行、二酸化炭素モニタリング及び情報公開などの要求に対して明確に規定した。EUの炭素排出取引システム（EU-ETS）は世界初の地域的、強制的な炭素排出取引システムである。第3段階（2013-2020）の間、EUは捕獲、パイプライン輸送、二酸化炭素の地質貯蔵プロジェクトをこのシステムに組み入れ、共同履行メカニズム（JI）プロジェクトの排出削減量（ERU）として処理した。EUはまた、複数の研究開発助成プログラムを通じてCCUSの研究開発と配置を支援している：一方、「革新基金」を通じてCCUSプロジェクトに資金支援を提供している。2022年11月、欧州委員会は「イノベーション基金」の規模を30億ユーロに引き上げた。一方、科学研究助成プログラム「地平線ヨーロッパ」を通じてCCUS技術の発展を推進し、2021年と2022年にそれぞれ3200万ユーロ、5800万ユーロの資金支援を提供する計画だ。

（3）カナダ

CCUSプロジェクトへの民間投資を奨励するため、カナダは炭素排出定価、投資税の免除、燃料排出強度の低減を要求するクリーン燃料法規（CFR）などの措置を通じてCCUSの発展を大いに推進している。2020年11月、カナダ政府はCCUSなどのクリーンエネルギー技術の発展を支援するための10年間、総額約1億5000万ドルの低炭素・ゼロエミッション燃料基金を発表した。また、カナダ政府は2030年までに二酸化炭素捕捉プロジェクトの設備コストが最大50%の税収控除を受けることができると発表した。2021年、カナダ最高裁判所は「2018年温室効果ガス汚染定価法」を可決し、炭素税を2021年の1トン当たり40カナダドルから2030年の1トン当たり170カナダドルに引き上げ、高い炭素税と厳しい環境保護政策駆動企業（特に石油・ガス企業）はCCUSプロジェクトを積極的に発展させた。炭素市場の面では、カナダのアルバータ炭素市場も国際的にCCUSプロジェクトに最も多く組み入れられている炭素市場であり、CCUSプロジェクトはアルバータ排出相殺システム（AEOS）を通じて認証を行い、検証排出削減量を発行し、アルバータ炭素市場で炭素排出相殺を行うことができる。

2、中国政策

中国の「二重炭素」目標が提出された後、各部委員会と地方は炭素達峰の炭素中和目標をめぐって、続々と一連の政策を打ち出し、「1+N」政策体系を構築し、科学技術の研究開発、模範的な応用、財政補助金、グリーン金融、標準規範などの多方面からCCUS技術に対して系統的な支持を行った。全国的に税収減免政策はないが、一部の省・市が率先して補助金措置を打ち出した。例えば、深セン市はCCUSモデルプロジェクトに対して最高1000万元の資金援助を提供することができ、生産開始後1トン当たり二酸化炭素補助金20元を提供することができる。中国人民銀行は「炭素排出削減支援ツール」を創設し、商業銀行は人民銀行から資金を承認することができ、条件に合致するCCUSモデルプロジェクトにグリーン金融支援を提供することができ、例えば中石化斉魯石化-勝利油田百万トンCCUSプロジェクトは中国建設銀行のグリーン融資サービスを獲得した。

現在、中国の関連政策の多くはCCUS関連技術の研究開発、パイロット応用及び標準開発の加速に集中しており、CCUSプロジェクトのインフラ建設を支援する面で相対的に弱い。これは主に中国CCUS産業がまだ初期段階にあり、先進国に比べて技術発展時間が短く、全体の技術レベルが相対的に低いためである。

二酸化炭素捕捉、利用と封じ込め（CCUS）プロジェクトの概要

1、全世界CCUSプロジェクト概況

世界レベルでは、2024年3月現在、世界には564の異なる段階にあるCCS/CCUSプロジェクトがあり、そのうち、すでに43のプロジェクトが投入され、年間捕集能力は5039万トン、着工中のプロジェクトは33件、年間捕集能力は3452万トン、開発プロジェクトは488件、年間捕集規模は3億4000万トン、合計年間捕集能力は4億2000万トンで、2022年より75%増加した。プロジェクトの炭素源から見ると、運行プロジェクトの炭素源は石油・ガス生産などのエネルギー業界を主とし、約60%を占めている。建設と計画中のプロジェクトの炭素源は工業、発電を主とし、約70%を占めている。プロジェクトの炭素為替を見ると、運行プロジェクトの炭素為替は主に二酸化炭素を採用して採集率を高める石油・ガス貯蔵ヘッドを主とし、約70%を占めている。建設と計画プロジェクトの炭素為替は二酸化炭素地質の封じ込めを主とし、80%に近い。地域分布を見ると、最も多いのはアメリカで、次いでヨーロッパです。

国家レベルでは、米国は現在、世界で最もCCUSプロジェクトを展開している国だ。CCUSプロジェクトはセメント製造、石炭燃焼発電、ガス発電、ごみ発電、化学工業など多くの業界に関連し、合計154のプロジェクトがあり、異なる発展段階にあり、その中で運営しているプロジェクトの数は世界の半分を占めている。これは主に米国のCCUS技術に対する政策支持のおかげであり、ビジネス界、学術界、政府の広範な支持を得て、一定規模のCCUS産業チェーンを形成した。EU加盟諸国はCCSプロジェクトの産業チェーンの発展を大いに推進し、工業クラスターと輸送施設を積極的に建設し、CCS産業の規模化、商業化の発展を推進している。同時に、EUはCCUS関連知的財産権において顕著なリードを持っている。現在、ドイツ、フランスなどは世界のCCUS特許の主要な源国である。CCUS特許出願は主に二酸化炭素捕集分野に集中し、次に二酸化炭素転化利用と二酸化炭素地質利用と封止であるが、二酸化炭素輸送分野の特許出願は相対的に少ない。

中国のCCUSプロジェクトは電力、石油・ガス、化学工業、セメント、鉄鋼など多くの業界をカバーしており、その中で電力業界のモデルプロジェクトの数は最も多く、20を超えている。2022年以降、セメント、鉄鋼など排出削減が困難な業界におけるCCUSモデル事業の数は徐々に増加している。2024年8月現在、中国はすでにCCUSプロジェクト67件を出荷しており、61件の出荷中プロジェクトと6件の間欠運行プロジェクトが含まれている。二酸化炭素捕集能力は約700万トン/年、駆動油の封入能力は約420万トン/年、炭素利用生産能力は約190万トン/年である。炭素利用または封止方式には主に石油採集率（EOR）の向上、鉱化利用、化学品の製造などが含まれる」と述べた。EORは最も主要であり、技術が最も成熟した炭素利用方式でもある。

2、中国セメント業界CCUSプロジェクト概況

中国はセメント業界でCCUSプロジェクトのモデルを展開した最初の国だ。二重炭素目標の推進の下で、中国セメント業界の産、学、研の各方面は一連のCCUs技術をめぐって研究開発の難関突破を加速しており、炭素捕捉と炭素利用の分野に重点を置いており、すでに積極的な効果を得ている。

（1）サザエグループ白馬山セメント工場セメント窯尾煙・ガス・炭素捕集プロジェクト

このプロジェクトは2018年に生産を開始し、世界セメント業界初の煙道ガス二酸化炭素捕集精製モデルプロジェクトであり、化学吸収法を採用し、年間5万トンの液体二酸化炭素を生産するよう設計し、そのうち食品級3万トン、工業級2万トンである。プロジェクトの総投資額は5775万元で、建設過程で400万元の重大科学技術特別補助金を獲得した。2021年、サザエグループは次世代セメント窯の低消費効率二酸化炭素捕集化学吸収剤を研究開発し、捕集エネルギー消費をさらに低減し、2.1 GJ/t.COガリウムに低減した。

（2）青州中聯セメント二酸化炭素の全酸素燃焼濃縮精製モデル事業

このプロジェクトは2024年に生産を開始し、年間20万トンの二酸化炭素を生産し、現在の中国セメント業界で最大規模の炭素捕集利用プロジェクトであり、その中の15万トンの工業級、4.5万トンの食品級、0.5万トンのドライアイスがある。プロジェクトの総投資額は約2億6000万元で、「全酸素燃焼+変圧吸着濃縮+変温変圧吸着浄化+低温精留精製」技術を採用し、煙ガス中の二酸化炭素濃度を大幅に向上させ、捕集総合エネルギー消費量を1.6 GJ/t.COガリウム以下に低下させ、運行コストを著しく低下させることができる。

（3）金隅北水環境保護科学技術二酸化炭素捕集モデルプロジェクト

このプロジェクトは国内初のセメント窯協同処理による複雑な煙・ガス環境下での炭素捕捉及び資源化利用の研究モデルプロジェクトであり、年間10万トンの二酸化炭素を生産し、プロジェクトの総投資額は約1.8億元で、そのうち約10%の資金は政府と科学技術プロジェクトから補助金を受けた。

二酸化炭素捕捉、利用及び封止（CCUS）基準

国際規格

ISO/TC 265国際標準化組織二酸化炭素捕集、輸送と地質封じ込め技術委員会（Carbon dioxide capture，transportation，and geological storage）はCCS分野の国際標準を制定し、設計、施工、運営、環境計画と管理、リスク管理、定量化、モニタリングと検証などの関連活動をカバーする。現在、同委員会はすでに13項目の国際基準を発表し、他に8項目の国際基準を検討している。これらの基準には主に技術指導基準、定量化検証基準、安全基準、運転設計基準、監視・事故処理基準、管理・責任基準などが含まれる。

要するに、中国のセメント業界CCUS技術はすでに商業化応用段階に初歩的に行われており、将来的にはコスト削減、産業チェーンの安定性、業界を横断する分野で重点を置いて注目されるだろう。2060年までにセメント業界の炭素中和におけるCCUS技術の貢献は50%を超えると予想される。CCUS技術の発展を推進するために、トップダウン計画とプロジェクト管理システムの健全化を提案し、標準トップダウン設計を強化し、炭素市場との接続を促進し、融資能力と資金支援を提供し、国際協力を強化する。