アルミニウムのカーボンフットプリント削減：持続可能な生産戦略

アルミニウムは建設、発電など多くの産業に不可欠な材料です。しかし、アルミニウム産業は年間11億トンのCO2を排出し、鉄鋼よりカーボンフットプリントが遥かに大きいです。カーボンフットプリントを最小限に抑えようとする産業にとって警鐘となっています。世界が2050年までに炭素排出を最大50%削減することを目指す中、グリーンアルミニウム生産の希望は、地球規模の脱炭素目標達成に向けた行動加速にかかっています。

本記事では、アルミニウムのカーボンフットプリントの概要と、アルミニウムスクラップリサイクルや地元金属サプライヤーからの使用可能アルミニウム残材購入など、CO2排出削減策を議論します。

アルミニウムのカーボンフットプリント概要

アルミニウムは耐久性があり完全リサイクル可能なため、様々な産業で高く求められています。生産された総アルミニウムのほぼ4分の3が今日も使用されており、アルミニウム需要は2050年までに2倍以上になると予測されています。

アルミニウム生産には大量のエネルギーを要します。例えば、ボーキサイトからアルミニウムを精錬する冶金プロセスはエネルギー集約的。石炭火力精錬ユニットは水力発電ユニットの400%のCO2を排出します。

アルミニウム産業には多くの炭素排出ホットスポットがあります。一次ホットスポットは電気分解と様々な燃料燃焼プロセスによる直接CO2排出。同様に、輸送・廃棄処理などの二次活動が二次的な炭素汚染源となります。

以下の表は、国際アルミニウム協会（IAI）の調査によれば、CO2排出の主要な単位プロセスを示しています。

プロセス	排出源	CO₂寄与 (kg/トン)
ボーキサイト採掘	化石燃料燃焼	7.71
アルミナ精錬	化石燃料燃焼	1345.38
アルミニウム電気分解	プレベイク・ソデルバーグプロセス	1537.79
陽極製造	焼成炉	171.03
アルミニウムインゴット鋳造	燃料燃焼＋輸送	54.03

アルミニウム産業の脱炭素化方法

アルミニウムのカーボンフットプリントを削減するには、アルミニウム産業の脱炭素化に向けた行動が重要です。以下に、非従来型電源への切り替え、排出源での炭素回収、アルミニウムリサイクルなど、CO2排出削減策を詳述します。

非従来型電源への切り替え

IAIによれば、アルミニウムプロセスからの総CO2排出量の60%は、石炭燃焼による精錬時に生成されます。したがって、再生可能エネルギー源への切り替えによる発電脱炭素化で、2050年までに排出量をゼロに削減可能です。

排出源での炭素回収

大気中の炭素を減らすには2つの方法があります——植樹による大気からの効果的な炭素回収、または排出源での炭素回収とCCUS（二酸化炭素回収・利用・貯留）システムなどの先進技術による中和。

CCUSシステムは排出源（煙突など）でCO2を回収し、注入サイトに輸送するか様々な用途で貯蔵します。例えば、回収CO2を水素と混合して自動車燃料を生産したり、固体炭酸カルシウムペレットとして沈殿させ地中深く埋設して濃度を低下させたりできます。

しかし、完全機能するCCUSシステムの構築と長期運用には追加投資が必要です。幸い、より安価な別の方法があります。

残材アルミニウムのリサイクル

バージンアルミニウムは巨大なカーボンフットプリントを持ち、アルミニウム1トン生産あたり最大20トンの炭素排出。しかし、消費後スクラップとしてリサイクルされると、フットプリントはアルミニウム1トンあたり0.5トンCO2に削減されます。

以下の表は、一次・二次アルミニウムのカーボンフットプリントデータを示しています。

アルミニウムタイプ	アルミニウム1トンあたりCO₂ (トン)
一次アルミニウム	4（水力発電ユニット） 20（石炭火力ユニット）
リサイクルアルミニウム	0.5

アルミニウムリサイクルには、大気中の炭素濃度削減以外にもメリットがあります。第一に、無限にリサイクル可能な貴重な資源を最大限活用できます。第二に、リサイクルアルミニウムは将来の需要増大に快適に対応可能。現在、産業界はアルミニウム需要の35%をリサイクルで賄っています。生産されたアルミニウムの75%が依然として稼働中であることを考えると、ボーキサイトからの精錬ではなくリサイクルを第一選択肢とするのが賢明です。これにより、精錬プロセスのエネルギーコストを90%節約できます。

消費後リサイクルアルミニウムの削減されたカーボンフットプリントは、環境警戒を引き起こすことなく世界的アルミニウム需要を満たす道を開きます。しかし、加工スクラップのリサイクルはCO2排出削減の実行可能な選択肢ではなく、状況を悪化させます。

加工アルミニウムは、圧延箔などアルミニウム製品の加工により生産されます。総加工アルミニウムの約20〜30%がスクラップになります。この加工アルミニウム残材もリサイクル可能ですが、一次アルミニウムよりさらに多くのカーボンフットプリントを持ちます。加工スクラップは初回使用サイクルを完了しておらず再リサイクルされるため、一次アルミニウム（最大アルミニウム1トンあたり20トンCO2）とリサイクルアルミニウム（アルミニウム1トンあたり0.5トンCO2）の両方のカーボンフットプリントを抱えることになります。したがって、バージンアルミニウムより環境に潜在的に危険です。

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