中国南部における費用対効果の高い洋上二酸化炭素回収・利用・貯留展開と輸送ネットワーク最適化

なぜ気候の未来に重要なのか

中国南部のような沿岸の大都市圏は経済の原動力ですが、大量の二酸化炭素を排出してもいます。成長を阻害せずにこれらの排出を速やかに削減することは世界的な大きな課題です。本研究は、近海下の岩盤に捕集した炭素を永久に貯留することが、世界で最も活発な沿岸地域の一つにとって現実的で費用を意識したネットゼロへの道を提供できるかを検討します。

繁忙な海岸、膨大な排出

研究者らは広東省と広東—香港—マカオ大湾区を対象にしています。ここは中国で最も富裕で人口密度の高いハブの一つです。エネルギーミックスのクリーン化は進んでいるものの、この地域は依然として石炭など化石燃料に大きく依存しています。2023年には約9億トン近い二酸化炭素を排出し、湛江、惠州、茂名、広州などの工業都市に汚染が集中しています。珠江デルタは経済活動当たりの排出が比較的低い一方で総排出量は大きいのに対し、西部広東は総排出量も強度（単位経済出力あたりの排出）も高く、地域産業を損なわずに削減する強い圧力を示しています。

海底を貯留の味方に変える

陸上では、広東の断片化した地質は安全に炭素を隔離できる場所が限られます。しかし洋上では状況が異なります。珠江口盆地と北部湾盆地の海底下には、数世紀以上二酸化炭素を閉じ込められる厚い堆積岩の層が存在します。チームは既存の地質調査をまとめ、有望な「サグ（凹部）」や油田をいくつか特定しました。これらは多孔質の岩層が密なシールで覆われている場所です。一部の油田には既にプラットフォームやパイプラインがあり、場合によっては二酸化炭素を注入することで油の回収を促進し、プロジェクト費用の一部を相殺する追加収入が得られることもあります。全体として、洋上の地層は今世紀の想定貯留需要をはるかに上回る数百億トン級の二酸化炭素を収容できると推定されます。

効率的な炭素ハイウェイの設計

煙突での炭素捕集は謎の一部に過ぎません。そのガスを洋上の貯留地点へ移送することは、慎重に計画しなければ非常に高コストになります。著者らは二段階のコンピュータモデルを構築し、まず各排出都市を適切な洋上貯留ゾーンと組み合わせ、次にグラフ理論とデジタル地図ツールを使って陸上・洋上のパイプライン配置を最適化します。近接する産業ソースを四つの沿岸クラスターにまとめ、それぞれがハブ都市へ集まり特定の洋上貯留エリアへ接続します。この最適化ネットワークは、単純な直接接続レイアウトと比べて総パイプライン長を半分以上削減し、入念なインフラ設計がコストを大幅に下げうることを示しています。

いつ採算が取れるのか？

研究は次に、中程度の将来の炭素価格下でこうしたシステムが経済的に成り立つかを問い、2030年から2060年の間に排出の20％、40％、60％を捕集・貯留する三つのレベルをシミュレートします。捕集施設、パイプライン、貯留井に支払った後でも、割引後の販売による回避排出収入が最終的に三ケースとも費用を上回るとモデルは示します。湛江と茂名にサービスする沿岸に近いクラスターは、短いパイプラインと強い産業需要のおかげで約2037年ごろに最初に損益分岐点に達すると予測されます。より長距離のルートを持つクラスター、特に惠州の洋上サグ経由で広州・深圳にサービスするクラスターは収益化が遅れ、輸送距離により敏感です。

より公正なネットゼロへの段階的計画

これらの結果に基づき、著者らは三段階の展開を提案します。西部広東クラスターは既存の洋上プラットフォームと石油回収収入を活用して2030年頃に開始し、初期の損失を抑えます。そのプロジェクトが稼働して収益を上げ始めた後、2037年以降に大きな珠江デルタクラスターが続き、経験が蓄積するにつれて2040年頃に小さなクラスターが追加されます。2050年までに、最も低い捕集ケースでも経済力に応じて広東が負うべきと期待される国全体の炭素削減割合にほぼ達し、より高い捕集ケースではそれを大きく上回ります。洋上岩盤には2060年時点でも十分な未使用容量が残るため、システムは今後数十年にわたりネットゼロ支援を続けられる可能性があります。全体として、本研究は入念に計画された洋上炭素貯留が裕福な沿岸地域により多くの削減負担を負わせ、貧しい地域への圧力を緩和しつつ気候目標を達成可能にすることを示唆しています。

引用: Xiong, P., Jiang, S., Zhang, K. et al. Cost‑effective offshore carbon capture, utilization and storage deployment and transport network optimization in southern China. Commun Earth Environ 7, 462 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03455-6

キーワード: 洋上炭素貯留, CCUS, 広東の排出量, 炭素輸送ネットワーク, ネットゼロ計画