世界のセメント産業における脱炭素経路のシステムダイナミクスモデル

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

🔬研究者:Provides a validated system dynamics model and scenario analysis for cement decarbonization, useful for methodology comparison and parametric uncertainty assessment.

🏢実務担当者:Cement companies can benchmark their decarbonization strategies against the integrated NZE pathway and identify key levers (clinker substitution, CCS).

🏛政策担当者:Demonstrates that delayed mitigation leads to cumulative carbon lock-in, supporting early and coordinated policy across efficiency, materials, and CCS.

セメント生産は、石灰石の煅焼と高温燃料燃焼によるプロセス排出のため、人為的二酸化炭素（CO2）の最大の産業発生源の一つであり続けている。本研究の主目的は、2050年までの年間および累積の世界セメント排出量に対する、単独および統合された緩和ポートフォリオの比較効果を定量化し、セクター全体の深い脱炭素化に必要な主要なレバレッジポイントを特定することである。これを達成するため、世界全体の集計システムダイナミクスモデルを開発し、1990年から2022年の歴史的生産ベースラインに固定した。モデルは、現状維持（BAU）、効率改善と代替燃料（EFF）、材料効率とクリンカー代替（MAT）、炭素回収・貯留（CCS）、および統合ネットゼロ排出（NZE）経路という、内部整合性のある5つのシナリオを評価する。結果は、効率改善のみ（EFF）がBAU比で2050年の年間排出量を14.0%削減する一方で、セクター全体の排出量増加を反転させないことを示している。深い脱炭素化には、クリンカー需要の大幅な削減（MAT、33.2%）と広範なCCS導入（CCS、61.1%）の両方が必要である。統合NZE経路のみが87.9%の削減を達成し、2050年の直接排出量を325.8 Mt CO2に引き下げる。累積排出量分析はさらに、構造的緩和の遅延が長期的に大きな炭素負荷をもたらすことを示しており、BAUは2023年から2050年にかけて72.86 Gt CO2を蓄積するのに対し、NZEケースでは40.07 Gt CO2である。5000回実行のモンテカルロ不確実性分析は、シナリオの順位が有界パラメータ変動下でも頑健であることを確認し、CCS普及率とクリンカー対セメント比が長期的な緩和性能の最も影響力のある決定要因であることを特定する。全体として、本研究は再現可能で政策関連性のある枠組みを提供し、セメントの脱炭素化は単一技術の対策に依存することはできず、材料効率、代替燃料、および大規模炭素回収にわたる調整された早期行動を必要とすることを示している。

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。

Cement production remains one of the largest industrial sources of anthropogenic carbon dioxide (CO2) because of process emissions from limestone calcination and high-temperature fuel combustion. The primary objective of this study is to quantify the comparative effects of isolated and integrated mitigation portfolios on annual and cumulative global cement emissions through 2050 and to identify the principal leverage points needed for deep sectoral decarbonization. To achieve this, a global aggregate system dynamics model was developed and anchored to a 1990–2022 historical production baseline. The model evaluates five internally consistent scenarios: business-as-usual (BAU), efficiency and alternative fuels (EFF), materials efficiency and clinker substitution (MAT), carbon capture and storage (CCS), and an integrated net-zero-emission (NZE) pathway. The results show that while efficiency improvement alone (EFF) reduces 2050 annual emissions by 14.0% relative to BAU, it does not reverse sector-wide emissions growth. Deep decarbonization requires both substantial clinker-demand reduction (MAT, 33.2%) and broad CCS deployment (CCS, 61.1%). Only the integrated NZE pathway achieves an 87.9% reduction, lowering 2050 direct emissions to 325.8 Mt CO2. Cumulative emissions analysis further shows that delayed structural mitigation results in a large long-term carbon burden, with BAU accumulating 72.86 Gt CO2 over 2023–2050 compared with 40.07 Gt CO2 in the NZE case. A 5000-run Monte Carlo uncertainty analysis confirms that the scenario ranking remains robust under bounded-parameter variation and identifies CCS penetration and the clinker-to-cement ratio as the most influential determinants of long-term mitigation performance. Overall, the study provides a reproducible and policy-relevant framework showing that cement decarbonization cannot rely on single-technology measures, but instead requires coordinated early action across materials efficiency, alternative fuels, and large-scale carbon capture.

• crossref https://doi.org/10.3390/cleantechnol8040110first seen 2026-07-17 06:11:15 · last seen 2026-07-30 06:34:02
• semanticscholar https://www.mdpi.com/2571-8797/8/4/110/pdf?version=1784195814first seen 2026-07-20 05:29:27 · last seen 2026-09-22 05:05:40
• openalex https://doi.org/10.3390/cleantechnol8040110first seen 2026-08-06 04:50:01