キャリア働き方

CCUS（CO2回収・利用・貯留）技術の最新動向と将来性

2025.10.04

はじめに：「CO2を“捨てる”」から、「“資源”として、使いこなす」未来へ

「再生可能エネルギーの、導入」
「徹底した、省エネルギー」

GX（グリーン・トランスフォーメーション）を、実現するための、これらの「王道」とも言える、アプローチは、もちろん、極めて重要です。
しかし、その一方で、私たちの、社会と経済を支える、いくつかの、基幹産業にとっては、それだけでは、決して、越えられない、高く、分厚い「壁」が、存在します。

鉄鋼や、セメントの、製造プロセスで、どうしても、排出されてしまうCO2。
火力発電所が、当面の間、担い続ける、電力の安定供給の、役割。

これらの、いわゆる「Hard-to-Abate（削減困難）」と呼ばれる、産業分野の、脱炭素化を、どう実現するのか。
この、極めて困難な、パズルを解くための、「最後の、切り札」として、今、世界中から、大きな期待と、注目を集めているのが、「CCUS（Carbon Capture, Utilization, and Storage）」という、テクノロジーです。

CCUSとは、発電所や、工場などから、排出されるCO2を、大気中に、放出される前に「回収（Capture）」し、それを、新しい製品の、原料として「利用（Utilization）」したり、あるいは、地中深くに、安定的に「貯留（Storage）」したりする、一連の技術の総称です。

この記事は、「CCUSという言葉は聞くが、具体的に、どのような技術なのか、分からない」「自社の、脱炭素戦略における、CCUSの、位置づけを、知りたい」と考える、すべての、先進的な経営者、技術者、そして、未来の、エネルギー社会に関心を持つ、ビジネスパーソンのために書かれました。

本稿では、この「CCUS」という、壮大で、複雑なテーマを、ビジネスの視点から、その本質、具体的な、技術の選択肢、そして、私たちのキャリアに与える影響までを、体系的に解き明かしていきます。

この記事を読み終える頃には、あなたは以下のものを手にしているはずです。

CCUSが、なぜ、2050年カーボンニュートラルの、実現に、不可欠な「ゲームチェンジャー」なのか
CO2を「捕まえ」「使いこなし」「閉じ込める」、具体的なテクノロジーの、全体像
CCUSが、創り出す、新しい「市場」と「ビジネスチャンス」
そして、この、最先端の、GX技術領域で、求められるスキルと、それが、あなたのキャリアアップや転職に、どう繋がるかという、明確なビジョン

CCUSは、単なる、環境対策技術では、ありません。
それは、CO2を「厄介者」から「価値ある、資源」へと、転換する、現代の“錬金術”であり、炭素という、元素を、自在に操る、新しい「サーキュラーエコノミー」の、始まりを告げるものです。この、新しい産業を、学ぶことは、最高のリスキリングであり、スキルアップの機会です。

さあ、大気中の、CO2を、敵として、見るのをやめましょう。
未来を、創造するための、新しい「パートナー」として、その、無限の可能性を探る、知的な旅が、今、ここから始まります。

1. CCUSとは何か？3つの、機能「C・U・S」を、分解して理解する

CCUSという、アルファベットの羅列は、一見すると、難解に見えます。
しかし、その、構成要素である「C」「U」「S」という、3つの機能に、分解して、それぞれの役割を、理解すれば、その全体像は、驚くほど、シンプルに、見えてきます。

1-1. C: Capture（回収）｜CO2を「捕まえる」技術

これが、CCUSの、全ての「入口」となる、プロセスです。

目的:
- 発電所や、工場の、排ガスなどに、含まれる、大量のガスの中から、CO2だけを、分離・回収する。
アナロジー:
- 空気清浄機が、部屋の空気から、花粉や、ホコリだけを、フィルターで濾し取るように、排ガスの中から、CO2だけを、特殊な「フィルター（分離膜や、吸収液）」で、捕まえるイメージ。
位置づけ:
- CCUSの、サプライチェーン全体の中で、最も、技術的な難易度が高く、そして、最もコストがかかる、核心部分です。

1-2. U: Utilization（利用）｜捕まえたCO2を「資源」として、使いこなす

目的:
- 回収した、CO2を、単なる「廃棄物」としてでは、なく、「価値ある、資源」として、様々な、工業製品や、燃料の、原料として、再利用する。
- これは、「カーボンリサイクル」とも呼ばれます。
アナロジー:
- 伐採した、木材を、単に燃やすだけでなく、家具や、紙といった、価値のある「製品」に、生まれ変わらせるイメージ。
位置づけ:
- 回収した、CO2に、経済的な「価値」を与え、CCUSプロジェクト全体の、収益性を、高めるための、極めて重要な「攻め」のプロセス。

1-3. S: Storage（貯留）｜捕まえたCO2を、地球に“返す”

目的:
- 回収した、CO2を、大気中から、長期間（数百年〜数千年）、安定的に、隔離し、地球温暖化への、影響を、なくす。
アナロジー:
- 炭酸飲料の、炭酸ガスを、再び、液体の中に、封じ込めるように、気体であるCO2を、地下深くの、安定した地層に、圧力をかけて、封じ込めるイメージ。
位置づけ:
- 利用しきれない、大量のCO2を、処理するための「最後の砦」。
- 「ネガティブエミッション（大気中のCO2を、純減させる）」を、実現するための、切り札。

1-4. CCSとCCU、そしてCCUS

CCS (Carbon Capture and Storage):
- 回収（C）と、貯留（S）を、組み合わせたもの。
CCU (Carbon Capture and Utilization):
- 回収（C）と、利用（U）を、組み合わせたもの。
CCUS:
- これら、CCSとCCUの、両方を含む、包括的な概念です。

この、「捕まえて（C）」「使う（U）、あるいは、貯める（S）」という、シンプルな、3つのステップの、組み合わせ。
それこそが、CCUSの、全体像なのです。

2.【C: 回収編】CO2を、どうやって“捕まえる”のか？3つの、主要技術と、未来の夢

CO2を「回収する」と言っても、その方法は、一つでは、ありません。
CO2が、発生する「タイミング」と「場所」に応じて、主に3つの、異なる技術アプローチが、存在します。
そして、その先には、大気中から、直接CO2を回収する、という、夢の技術も、控えています。

2-1. ① 燃焼後回収 (Post-combustion Capture)｜最も“現実的”な、後付け技術

仕組み:
- 石炭や、天然ガスを「燃焼させた“後”」の、排ガスの中から、CO2を、分離・回収する方式。
主流の技術：「化学吸収法」
- アミンなどの、化学吸収液に、排ガスを通し、CO2だけを、選択的に「吸収」させます。
- その後、吸収液を、加熱することで、吸収したCO2を、再び「分離」し、高純度のCO2として、回収します。
メリット:
- 既存の、発電所や、工場に「後付け（レトロフィット）」できるため、導入の、柔軟性が高い。
- 技術としての、成熟度が、最も高く、世界で、最も多くの、実績を持つ。
デメリット:
- CO2を、分離・回収するプロセスで、多くの熱エネルギーを、必要とし、発電所の、発電効率を、10%〜25%程度、低下させてしまう（エネルギーペナルティ）。この、運転コストの、高さが、最大の課題。

2-2. ② 燃焼前回収 (Pre-combustion Capture)｜クリーンな“ガス”を、先に作る

仕組み:
- 石炭や、天然ガスを、「燃焼させる“前”」の段階で、ガス化させ、その中から、水素（H₂）と、CO2に、転換。
- そして、高圧の、状態で、CO2だけを、効率的に分離・回収し、残った水素リッチなガスを、燃料として、燃焼させる。
メリット:
- 燃焼後の、希薄なCO2を、回収するよりも、高圧の状態で、効率的に、CO2を分離できる。
- 水素製造と、CO2回収を、同時に行える（ブルー水素の、製造プロセス）。
デメリット:
- ガス化設備など、複雑で、大規模なプラントが、必要となるため、新設の、大規模発電所（IGCC：石炭ガス化複合発電など）に、適している。既存設備への、後付けは困難。

2-3. ③ 酸素燃焼 (Oxy-fuel Combustion)｜“純粋なCO2”を、生み出す

仕組み:
- 空気（窒素約80%, 酸素約20%）の代わりに、ほぼ100%の「純酸素」を使って、燃料を燃焼させる。
- これにより、排ガスは、ほぼ「CO2」と「水蒸気」だけになります。
- その後、水蒸気を、冷却・凝縮させることで、極めて高純度の、CO2を、簡単に分離・回収できる。
メリット:
- 高純度のCO2が、得られるため、その後の、利用（CCU）や、輸送・貯留が、容易になる。
デメリット:
- 燃焼用の、純酸素を、製造するために、大規模な「酸素製造プラント」が、別途必要となり、多くのエネルギーを消費し、コストも高い。

2-4. 【未来の技術】直接空気回収 (DAC – Direct Air Capture)｜“どこでも”CO2を、回収する

コンセプト:
- 工場などの、特定の排出源からではなく、大気中の、どこにでもある「空気」の中から、直接、希薄なCO2（約0.04%）だけを、分離・回収する、究極の技術。
なぜ、ゲームチェンジャーなのか？
- DACは、過去に、大気中に排出されてしまった、CO2を、直接、削減できる、数少ない「ネガティブエミッション技術」です。
- 2050年カーボンニュートラルを実現するためには、排出量を、ゼロにするだけでなく、大気中のCO2を、純減させる、この技術が不可欠と、言われています。
最大の課題：「コスト」と「エネルギー」
- 大気中の、極めて希薄なCO2を、集めるため、現状では、工場排ガスからの回収に比べて、数倍〜十数倍の、莫大なコストと、エネルギーを、必要とします。
世界の動向:
- スイスのClimeworks社や、カナダのCarbon Engineering社といった、スタートアップが、大規模な、実証プラントを、建設・稼働させており、コストダウンに向けた、熾烈な、技術開発競争が、繰り広げられています。

この「C（回収）」の領域は、化学工学や、材料科学の、粋を集めた、極めて専門性の高い、分野です。
この分野での、研究開発は、技術者にとって、最高のスキルアップの機会であり、世界の、GXの未来を、左右する、挑戦的なキャリアと言えるでしょう。

3.【U: 利用編】CO2は“ゴミ”ではない。“価値ある資源”である

回収された、CO2は、地下に埋めて「終わり」では、ありません。
それを、新しい「価値」を持つ「資源」として、使いこなす、CCU（Carbon Capture and Utilization）、通称「カーボンリサイクル」は、サーキュラーエコノミーの、究極の姿であり、GXが、生み出す、新しい「市場」の、主戦場です。

3-1. ① 直接利用｜CO2を、そのまま使う

ドライアイス / 炭酸飲料:
- 最も、古くからある、CO2の直接利用。
溶接:
- アーク溶接の、シールドガスとして、利用される。
植物工場の、光合成促進:
- 植物工場の、ハウス内に、CO2を供給し、光合成を促進することで、野菜などの、収穫量を増やす。
EOR (Enhanced Oil Recovery / 原油増進回収):
- 枯渇しかけた、油田に、CO2を圧入し、残った原油を、押し出す。
- （※ただし、これは、さらなる化石燃料の、採掘に繋がるため、環境的な、是非については、議論があります。）

3-2. ② 化学品・鉱物への、転換｜CO2を「固める」技術

CO2由来の、コンクリート（カーボンネガティブ・コンクリート）:
- コンセプト:
  - コンクリートの、製造プロセスでは、セメントの焼成時に、多くのCO2が、排出されます。
  - 逆に、コンクリートが、硬化する過程で、CO2を吸収する、性質を利用。
- 技術例:
  - コンクリートの、材料に、CO2を吸収する、特殊な混和材を、混ぜたり、製造プロセスで、CO2を吹き込んだりする。
  - これにより、製造時の、排出量を、上回るCO2を、コンクリートの中に「鉱物」として、半永久的に、固定化する、カーボンネガティブな、建材を、作り出すことができます。
  - これは、都市全体を、巨大な「CO2の、貯蔵庫」に、変える、画期的な技術です。
CO2由来の、化学品（プラスチック、ウレタンなど）:
- 回収したCO2を、水素などと、反応させ、プラスチック（ポリカーボネートなど）や、ウレタンフォームといった、化学製品の「原料」として、利用する。
- これにより、製品の、ライフサイクル全体で、石油への依存を、減らし、カーボンフットプリントを、削減できます。

3-3. ③ 燃料への、転換｜究極の、リサイクル燃料「e-fuel」

合成燃料（e-fuel）:
- コンセプト:
  - 再生可能エネルギー由来の「グリーン水素」と、回収した「CO2」を、原料として、ガソリン、軽油、ジェット燃料といった、液体燃料を、人工的に「合成」する。
- なぜ、重要か？
  - カーボンニュートラル:
    燃焼させても、排出されるCO2は、元々、大気から回収したものなので、実質的に、CO2の、総量を増やさない。
  - 既存インフラの、活用:
    既存の、エンジンや、ガソリンスタンドを、そのまま活用できる「ドロップイン燃料」であるため、社会全体の、移行コストが低い。
  - 電化が困難な、領域の切り札:
    特に、航空機や大型船舶といった、バッテリーでの電化が、困難な領域の、脱炭素化を、実現する、切り札として、大きな期待が、寄せられています。
バイオ燃料:
- 微細藻類などを、培養し、その光合成によって、CO2を吸収させ、その藻から、ジェット燃料などを、製造する。

これらの、CCU技術は、「廃棄物ゼロ」を目指す、サーキュラーエコノミーの、究極の姿です。
この、新しい「資源循環」の、サプライチェーンを、デザインし、マネタイズしていくことは、化学業界や、エネルギー業界の、ビジネスパーソンにとって、最高のキャリアアップの、機会となります。

4.【S: 貯留編】CO2を、地球に“返す”。CCSという、最後の砦

回収した、CO2の、全てを、現状の技術で、有効利用（CCU）することは、困難です。
発電所などから、排出される、大規模かつ、大量のCO2を、処理するためには、地中深くに、安全に、そして、半永久的に「貯留」する、CCS (Carbon Capture and Storage)が、不可欠な、選択肢となります。

4-1. CCSの、基本的な仕組み

① 分離・回収:
- 発電所や、工場から、排出されるCO2を、前述の「回収」技術で、分離・回収する。
② 輸送:
- 回収した、CO2を、パイプラインや、船舶で、貯留に適した、場所まで、輸送する。
③ 圧入・貯留:
- 地上から、地下1,000m以上の、深さにある、「貯留層」と呼ばれる、砂岩などの、隙間の多い地層に、CO2を、圧力をかけて、注入する。
- その、貯留層の、さらに上には、「遮蔽層（キャップロック）」と呼ばれる、CO2を通さない、緻密な泥岩などの層が、分厚く、存在しており、注入されたCO2が、地表に漏れ出すのを、防ぐ「蓋」の役割を、果たす。

貯留に適した、地層:
- 帯水層:
  塩分の濃い、地下水で満たされた、地層。貯留できる、ポテンシャルが、最も大きい。
- 枯渇した、油ガス田:
  これまで、石油や、天然ガスを、数百万年以上にわたって、閉じ込めてきた、実績があり、信頼性が高い。

4-2. 安全性への、懸念と、その対策

懸念される、リスク:
- CO2の、漏洩:
  地震などによって、地層が破壊され、貯留したCO2が、地表に漏れ出す、リスク。
- 誘発地震:
  CO2の、圧入が、周辺の、断層を刺激し、微小な地震を、誘発する、リスク。
安全性を、担保するための、テクノロジー（DX）:
- ① 詳細な、地質調査と、シミュレーション:
  - 貯留地点を、選定する前に、地震探査など、物理探査技術を、駆使して、地下の構造を、詳細に調査。
  - デジタルツインなどを、活用し、CO2を、圧入した場合の、地下での挙動や、長期的な安定性を、スーパーコンピューターで、精密にシミュレーションする。
- ② リアルタイム・モニタリング:
  - 貯留中、そして、貯留後も、長期間にわたって、微小な地震の、発生や、CO2の、微量の漏洩の兆候を、高感度の、センサーネットワークで、常時監視する。
  - 異常が、検知された場合は、即座に、圧入を停止し、対策を講じる。

4-3. 世界と、日本の、最新動向

世界の、動向:
- ノルウェーの「Northern Lights」プロジェクトなど、欧米を中心に、大規模な、CCSの実証・商用プロジェクトが、先行しています。
日本の、動向:
- 北海道の、苫小牧において、日本初の、大規模なCCS実証試験が、成功裏に、完了。
- 2023年、政府は、「先進的CCS事業」として、国内7つの、プロジェクトを選定し、2030年までの、商用化を目指して、法整備と、支援を、本格化させています。

CCSプロジェクトは、地質学、土木工学、化学工学、そして、データサイエンスといった、多様な、専門知識を、結集して、初めて実現できる、壮大な、総合エンジニアリングです。
この、国家的な、プロジェクトに、関わることは、技術者にとって、最高のスキルアップの機会であり、その経験は、転職市場でも、極めて高く、評価されるでしょう。

5. まとめ：「炭素」を、制する者が、未来の、GXを制する

本記事では、GX時代の、切り札である「CCUS」について、その、本質的な、役割から、具体的な、技術の選択肢、そして、私たちのキャリアへの、影響まで、あらゆる角度から、解説してきました。

20世紀が、石油（炭化水素）を、いかにして、効率的に、燃やすか、の時代であったとすれば、
21世紀の、GXの時代は、炭素（C）と、水素（H）を、いかにして、分離し、再結合させ、自在に、操るか、の時代であると、言えるのかもしれません。

CCUSは、まさに、その、新しい「炭素文明」の、中核をなす、基盤技術です。

CCUSは、CO2を「大気」という、共有の課題から、「産業」という、価値創造の、舞台へと、引き戻す。
CCUSは、「排出」という、一方通行の、線形プロセスを、「循環」という、持続可能な、円環プロセスへと、変える。
CCUSは、企業の「環境責任」と「経済的成長」という、二つの、命題を、両立させる、叡智である。
そして、CCUSという、最先端の、フロンティアを、学び、実践することは、あなたの、キャリアを、未来の、成長市場の、中心へと、導く、最高の「リスキリング」の、挑戦である。

この、化学、エネルギー、地質学、そして、DXが、融合する、新しい領域。
そこでは、化学エンジニア、プラントエンジニア、地質学者といった、伝統的な、専門家に加え、データサイエンティスト、AIエンジニア、そして、新しいビジネスモデルを、構想する、事業開発者といった、多様な、才能が、求められています。

この、複合領域での、専門性を、身につけることは、あなたの、転職市場における、価値を、飛躍的に高め、キャリアアップへの、新しい扉を、開くでしょう。

あなたの会社から、排出される、CO2。
それは、単に、削減すべき「コスト」でしょうか。
それとも、新しい価値を、生み出す、未来への「資源」でしょうか。

その、問いに対する、あなたの「答え」が、会社の、そして、あなた自身の、未来を、大きく、変えることになるはずです。