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セメント産業のエネルギー転換：脱炭素経路と水素の役割

Energy Transition in the Cement Industry: Decarbonization Pathways and the Role of Hydrogen (原題)

Alessandro Franco, Wilfried Marius Simo Toukam

Hydrogen📚 査読済 / ジャーナル2026-07-30#水素Origin: EU対象セクター: construction
DOI: 10.3390/hydrogen7030105
原典: https://doi.org/10.3390/hydrogen7030105

🤖 gxceed AI 要約

日本語

セメント製造の代表的なマス・エネルギーバランスに基づき、熱需要と石灰石由来のプロセス排出を定量化。省エネ、クリンカ代替、代替燃料、電化、水素、CCSの各脱炭素経路を比較。水素は酸素燃焼と組み合わせることで燃焼由来排出を50～200kgCO2/セメントトン削減可能とし、深い削減にはCCSが必要と結論。

English

Based on representative mass and energy balances, this study quantifies cement-sector emissions (500–850 kg CO2/t) and compares decarbonization levers. Energy efficiency and clinker substitution give partial gains, hydrogen can cut combustion emissions by 50–200 kg CO2/t, and deep decarbonization requires CCS to address process emissions.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

日本のセメント産業でも石灰石由来のプロセス排出がScope1の大宗を占め、SSBJ開示やGX移行計画で削減経路の説明が求められる。本稿の経路別ポテンシャル比較は、水素・CCSを含む技術選択の根拠として有用。

In the global GX context

Provides a quantitative benchmark for hard-to-abate industrial decarbonization, useful for TCFD/ISSB transition planning and for assessing hydrogen and CCS roles in cement, a sector often highlighted in CSRD and net-zero frameworks.

👥 読者別の含意

🔬研究者:Useful benchmark data and pathway comparison for modeling cement decarbonization and hydrogen/CCS roles.

🏢実務担当者:Cement producers can prioritize measures (efficiency, alternative fuels, hydrogen oxy-fuel, CCS) from quantified ranges.

🏛政策担当者:Supports designing support schemes for hydrogen and CCS infrastructure in hard-to-abate sectors.

📄 抄録（日本語訳）

セメント産業は、高温の熱需要と石灰石の仮焼に起因するプロセス由来排出が併存するため、脱炭素化が最も困難なセクターの一つである。本研究は、文献ベンチマークと産業運転データから導出された代表的な物質収支およびエネルギー収支に基づく、セメント製造のエネルギーおよび排出評価を提示する。典型的なセメント生産では、最終製品1トン当たり2.8～3.6 GJの熱エネルギーと80～120 kWhの電力を必要とし、その結果、総排出量はセメント1トン当たり500～850 kg CO2の範囲となり、そのうち55～65%がクリンカ仮焼に由来する。このベースラインから出発して、エネルギー効率改善、代替セメント質材料によるクリンカ代替、代替燃料の利用、電化、水素利用、および炭素回収技術を含む、可能な脱炭素化経路が評価される。分析によれば、エネルギー効率対策は比較的限定的な削減（セメント1トン当たり10～30 kg CO2）しかもたらさず、一方で代替燃料とクリンカ代替はより大きな、しかし依然として部分的な便益を達成できることが示される。水素は、燃焼関連の排出割合を脱炭素化するための有望な選択肢として浮上しており、特に酸素燃焼システムと統合された場合、セメント1トン当たり50～200 kg CO2の範囲の潜在的な削減が可能である。深い脱炭素化は最終的に炭素回収・貯留（CCS）を必要とし、これはクリンカ生産に固有の substantial なプロセス排出に対処できる唯一の技術であり、水素の利用もまた重要であり得る。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

📄 Abstract（原文）

The cement industry is one of the most challenging sectors to decarbonize due to the coexistence of high-temperature thermal demand and process-related emissions from limestone calcination. This study presents an energy and emissions assessment of cement manufacturing based on representative mass and energy balances derived from literature benchmarks and industrial operating data. Typical cement production requires 2.8–3.6 GJ of thermal energy and 80–120 kWh of electricity per tonne of final product, resulting in total emission in the range 500–850 kg CO2/t cement, of which 55–65% originate from clinker calcination. Moving from this baseline, possible decarbonization pathways are evaluated, including energy efficiency improvements, clinker substitution through supplementary cementitious materials use of alternative fuels, electrification, hydrogen utilization and carbon capture technologies. The analysis shows that energy efficiency measures provide relatively limited reductions (10–30 kg CO2/t cement), while alternative fuels and clinker substitution can achieve larger but still partial benefits. Hydrogen emerges as a promising option for decarbonizing the combustion-related share of emissions, with a potential reduction ranging from 50 to 200 kg CO2/t cement, particularly when integrated with oxy-fuel combustion systems. Deep decarbonization ultimately requires carbon capture and storage (CCS), the only technology capable of addressing the substantial process emissions inherent to clinker production and use of hydrogen can be relevant too.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。