高捕捉率の炭素回収・貯留は欧州電力部門の費用対効果の高い脱炭素を可能にする

電力を維持しつつ炭素を削減する

ヨーロッパは温暖化ガス排出の大幅削減を約束していますが、依然として多くの電力は化石燃料に依存しています。石炭やガス発電所を一夜にして全て停止すれば、停電や電気料金の急騰を招く恐れがあります。本研究は別の道が可能かどうかを問いかけます。すなわち、一部の化石燃料発電所を稼働させ続けつつ、汚染物質のほとんどを捕集する高度な炭素回収・貯留（CCS）システムを導入する方法です。著者たちは、これを大規模な風力・太陽光の導入と組み合わせることで、より低コストかつ信頼性の高い電力網で欧州が気候目標に到達できることを示します。

クリーンな電源構成の構築

研究者らは、2050年までのさまざまな将来像を探るために欧州の電力システムを詳細にモデル化しました。モデルは電力需要の成長、新規発電所や送電網の建設速度、風力・太陽光・水力への天候影響をシミュレートします。その上で、厳格な二酸化炭素排出制限を守りつつ電力需要を満たす最小コストの技術組み合わせを算出します。すべてのシナリオで、風力と太陽光が欧州電力供給の中核となり、現在の発電量の約60%から世紀半ばには約80%に増加し、原子力は古い施設の退役に伴い徐々に縮小します。

化石燃料はどうなるのか？

化石燃料が消えるのではなく、新たな役割にシフトします。CCSのない石炭やガス発電所は稼働が減りますが、多くは需要の極端なピークに備える予備として残ります。主な変化は、新設の化石発電所がCCS設備を備えて建設される点です。標準的なCCSは発電所の約90%の炭素排出を除去できますが、より新しい「高捕捉」型はほぼすべてを除去できるため、事実上排煙部での炭素排出が中和されます。中心的なシナリオでは2050年までにCCSを備えた化石発電所が欧州の電力の約5分の1を供給し、これは今日の無捕捉の化石発電の絶対量より多い一方で、電力部門全体の排出は95%以上削減されます。

ルールが違えば結果も違う

研究チームは4つの政策スタイルのシナリオを検証しました。「ベース」ケースでは、標準型と高捕捉型の両方のCCSが技術的に可能な場所ならどこでも導入できます。「従来」ケースでは新しい超高捕捉オプションを禁じ、システムは標準CCS、風力、太陽光、バイオマスにより頼ることになります。「2040年以降化石禁止」シナリオでは、CCSを備えていても2040年以降の新規化石発電所建設を止めます。「限定CCS」シナリオは、海底貯留の潜在力が大きい北海の4カ国にのみCCSを限定します。これらの将来像でもシステムは再生可能エネルギーに大きく依存しますが、CCSの利用場所や方式を制限すると電力システムのコストは明らかに上昇します。例えば限定CCSケースでは、補償のためにより多くの風力発電所、太陽光設備、蓄電設備を建設しなければならず、電力総コストが約6%上昇します。

なぜ炭素価格と炭素除去が重要なのか

モデルはまた、電力部門をより深く削減に向かわせるために炭素価格がどれほど高くなる必要があるかを算出します。約93〜97%の排出削減から完全な100%に移行するには極めて高コストであり、2050年代には炭素価格がトン当たり数百ユーロ、場合によっては千ユーロを超える水準まで跳ね上がる必要があることが分かりました。その時点では、直接空気回収やバイオエネルギー＋CCSのような大気中のCO2を除去する炭素除去（CDR）手法で残り数パーセントを吸収する方が安くつきます。著者らは、電力部門を約92〜97%まで脱炭素化し、残余排出をCDRで中和する経路が最も費用対効果が高く、電力網自体に恒久的に「負の排出」を強いるより合理的だと結論付けています。

欧州のエネルギーの未来にとっての意味

専門外の読者に向けたメッセージは、ほぼゼロ排出の電力システムへ向かう最も安価で信頼できる経路は3本柱を組み合わせることだという点です。非常に大量の風力と太陽光、高度なCCSを備えた変容した形での化石発電の継続的役割、そして残りの排出を吸収する補助的な炭素除去です。高捕捉率のCCSは一部の石炭・ガス発電所を稼働させ続けつつ炭素予算を守ることを可能にし、移行のコストと難度を下げます。しかしこの戦略は、大規模なCO2輸送・貯留インフラ、バイオマス利用の慎重な制限、不必要な化石燃料依存を固定化しない厳しいルール、強力な公的監視を依然として要求します。これら条件が満たされれば、CCSは化石発電の気候影響を段階的に解消しつつヨーロッパが停電を避けるのに役立つ橋渡しとなり得ます。

引用: Homaei, S., Anantharaman, R., Backe, S. et al. High-capture-rate carbon capture and storage enables cost-effective decarbonization of Europe’s power sector. Commun. Sustain. 1, 34 (2026). https://doi.org/10.1038/s44458-026-00036-8

キーワード: 炭素回収・貯留, 欧州電力網, 再生可能エネルギーへの移行, 気候政策, 炭素除去