サステナブルビジネス事例集

アルミニウム産業の脱炭素挑戦：革新的な製錬プロセスとグリーンアルミニウムサプライチェーン構築事例

Tags: 脱炭素経営, アルミニウム産業, 製錬技術, サプライチェーン, GX

はじめに

アルミニウム産業は、その製造プロセス、特にアルミニウム製錬において大量の電力を消費し、またプロセス起因の温室効果ガスも排出するため、世界のCO2排出量において無視できない割合を占めています。地球温暖化対策の加速に伴い、アルミニウム産業全体として脱炭素化への強い圧力がかかっており、革新的な技術開発やビジネスモデルの転換が喫緊の課題となっています。本稿では、このエネルギー多消費型産業における脱炭素化の具体的なアプローチと、国内外で進められている先進的な取り組み事例、そこから見えてくる成功要因や戦略的示唆について掘り下げて解説します。

アルミニウム製造プロセスと主な排出源

アルミニウムの製造は大きく分けてボーキサイトからのアルミナ精製、そしてアルミナからアルミニウムを電気分解する製錬の2段階があります。 製錬プロセスはホール・エルー法が主流であり、多大な電力を必要とします。この電力の供給源が化石燃料に依存している場合、大量のCO2排出が発生します。加えて、電気分解の際に陽極として使用される炭素電極がアルミナ中の酸素と反応し、CO2やPFC（パーフルオロカーボン）といった強力な温室効果ガスを発生させます。 これらの排出源を削減するためには、再生可能エネルギー由来電力への転換、プロセス起因排出を抑制する技術開発、そしてリサイクル率の向上や製品ライフサイクル全体での排出削減が不可欠となります。

脱炭素化に向けた具体的な取り組み事例

アルミニウム産業の脱炭素化は多角的なアプローチで進められています。以下に主要な取り組みと、その具体的な内容を示します。

1. 再生可能エネルギー由来電力への転換

最も直接的なCO2排出削減策の一つが、製錬に必要な電力を再生可能エネルギー（再エネ）に切り替えることです。 * 水力発電の活用: 水力発電が豊富な地域では、既に相当量の再エネ由来電力がアルミニウム製錬に利用されています。北欧やカナダなどでは、水力由来の低炭素アルミニウム生産が以前から行われています。 * PPA（電力購入契約）の締結: 近年、世界各地で太陽光や風力などの再エネ発電事業者との長期PPAを締結し、製錬所への電力供給を再エネに置き換える動きが加速しています。これにより、電力由来のCO2排出量を大幅に削減することが可能です。例えば、大手アルミニウムメーカーが大型の太陽光発電所や風力発電所からの直接供給契約を結ぶ事例が増えています。 * オフサイト・オンサイト再エネ発電の導入: 自社の敷地内や近隣に大規模な太陽光・風力発電設備を設置し、自社消費する電力の再エネ比率を高める取り組みも進められています。

2. プロセス起因排出を抑制する技術開発

ホール・エルー法における炭素電極の使用に伴うCO2排出をゼロに近づける技術開発が進められています。 * 不活性アノード技術: 炭素電極の代わりに、電気分解中に酸素を発生させる不活性な物質を陽極として使用する技術です。これにより、プロセス起因のCO2排出を理論上ゼロにすることが目指されています。大手アルミニウムメーカーと技術開発企業が共同で、商業化に向けたパイロットプラントでの実証試験を積極的に行っています。この技術が実用化されれば、アルミニウム製錬におけるCO2排出構造が根本的に変化する可能性があります。初期段階の実証では、従来のプロセスに比べてCO2排出量を約85%以上削減できる可能性が示されています。 * その他のプロセス改善: 溶解炉の燃焼効率向上、廃熱利用、スマートファクトリー化によるエネルギー管理最適化なども、エネルギー消費削減を通じた脱炭素化に貢献しています。

3. アルミニウムリサイクルの高度化と促進

アルミニウムは性質を損なわずに何度でもリサイクル可能な素材であり、スクラップからの再生アルミニウム製造は、ボーキサイトからの新規製造に比べてエネルギー消費量を大幅に削減できます（一般的に95%以上削減可能とされます）。 * 高度な選別・処理技術: 異物混入や合金組成のばらつきを防ぎ、高品質な再生アルミニウムを製造するための高度な選別・処理技術の開発・導入が進んでいます。 * クローズドループリサイクルの推進: 使用済みのアルミニウム製品（自動車部品、飲料缶など）を回収し、再び同じ用途の製品に生まれ変わらせるクローズドループリサイクルの仕組み構築に、素材メーカー、製品メーカー、回収業者が連携して取り組んでいます。 * リサイクル材利用率の向上: 製品設計の段階からリサイクルしやすい材料選定や構造を採用し、製造工程や使用済み製品におけるアルミニウムスクラップの発生抑制と利用率向上を図っています。

4. サプライチェーン全体での「グリーンアルミニウム」構築

低炭素な方法で製造されたアルミニウム（「グリーンアルミニウム」と呼ばれることがあります）の価値を可視化し、サプライチェーン全体でそれを選択・促進する仕組み作りが進んでいます。 * 第三者認証制度: 再エネ利用率やリサイクル材使用率、CO2排出量などを基準としたグリーンアルミニウムの認証制度が登場しています。これにより、顧客企業は調達するアルミニウムの環境負荷を把握し、サプライヤー選定の基準とすることができます。 * バリューチェーン連携: アルミニウムメーカーは、自動車メーカー、建設会社、消費財メーカーなどの顧客企業と連携し、低炭素素材の安定供給や、製品ライフサイクル全体のCO2排出量算定・削減目標設定に関する協業を進めています。顧客からの低炭素材ニーズの高まりが、アルミニウムメーカーの脱炭素投資を後押ししています。

定量的な成果

これらの取り組みによる定量的な成果は、個別の企業やプロジェクトによって異なりますが、産業全体で以下の効果が期待・観測されています。

直面した課題と解決策

アルミニウム産業の脱炭素化は多くの課題に直面しています。

成功要因と戦略的示唆

アルミニウム産業における脱炭素化の先進事例から、他の企業、特にターゲット読者であるサステナビリティ推進部門の責任者や担当者にとって、いくつかの重要な示唆が得られます。

  1. 技術開発への継続的な投資: 特に製造プロセス自体からの排出が大きい産業においては、既存プロセスの効率化だけでなく、根本的に排出構造を変える革新技術（アルミニウム産業における不活性アノードのようなもの）の研究開発への継続的な投資が不可欠です。これは将来の競争力と持続可能性を左右する要素となります。
  2. バリューチェーン全体での協業: 自社だけでなく、サプライヤーや顧客といったバリューチェーン全体を巻き込んだ脱炭素戦略の構築が成功の鍵となります。排出量の可視化、共通目標の設定、共同での技術開発や仕組み作りは、Scope 3排出量削減に不可欠であり、新たなビジネス機会にもつながります。グリーン認証制度やトレーサビリティシステムの活用が、この協業を後押しします。
  3. 政策や市場メカニズムの活用: 政府の補助金、税制優遇、規制動向などを注視し、自社の脱炭素投資を加速させるために積極的に活用することが重要です。また、低炭素製品に対する市場の需要を捉え、それを競争優位性や新たな収益源に転換する戦略（グリーンアルミニウムのような差別化）も有効です。
  4. リサイクルの徹底: マテリアル循環を高度化し、リサイクル材の利用率を最大化することは、エネルギー消費とCO2排出量を大幅に削減できる直接的な方法です。製品設計、回収システム、リサイクル技術、そして最終製品への利用促進まで、包括的な戦略が必要です。
  5. 長期的な視点と変革への覚悟: 脱炭素化は短期的な取り組みではなく、設備投資や技術開発には長期的な時間とコミットメントが必要です。ビジネスモデルや企業文化の変革も伴うため、経営層の強いリーダーシップと全社的な推進体制が不可欠となります。

結論

アルミニウム産業の脱炭素化は、再エネ電力への転換、不活性アノードなどの革新技術開発、リサイクルの高度化、そしてサプライチェーン全体でのグリーンアルミニウム構築といった多面的なアプローチで進められています。これらの取り組みは、高い目標設定、巨額の投資、技術的課題、そして複雑なバリューチェーン連携といった困難を伴いますが、政策支援や市場ニーズの高まり、そして関係者の強い意志によって着実に前進しています。

アルミニウム産業の事例は、他のエネルギー多消費型産業や、複雑なサプライチェーンを持つあらゆる産業にとって、脱炭素経営を実践する上での重要な示唆を含んでいます。特に、技術開発への投資、バリューチェーン協業、政策・市場の活用、そして長期的な変革への覚悟は、多くの企業が直面する脱炭素化の課題を乗り越え、持続可能な成長を実現するための鍵となるでしょう。自社の事業特性を踏まえつつ、これらの先進事例から学び、具体的な戦略に落とし込んでいくことが、今後のサステナビリティ推進部門に求められる役割と言えます。