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排出の原因となる輸送と環境を示すイラスト

公開日:2023年12月22日
寄稿者:Amanda McGrath、Alexandra Jonker

温室効果ガス排出とは

特定のガスが地球の大気中に放出されると、熱が逃げず地球の温度が上昇する「温室効果」が生じる可能性があります。排出は自然界の営みから生じることもありますが、主として人間の活動、特にエネルギーや輸送のために化石燃料が燃焼された結果として生じます。

温室効果ガスとは

太陽光線が地球に当たると熱が発生します。晴れた日と曇りの日の温度差を考えるならそれがわかります。しかし、温室効果ガス(GHG)が地球の大気中に放出されると、その熱が宇宙に逃げるのを妨げる断熱層が形成されることがあります。文字通りの温室が植物にとっての暖かい環境となるのと同じように、これらの温室効果ガスは大気中の熱を閉じ込めます。

この温室効果がなければ、地球は寒すぎて生命を維持できない場所となります。しかし、産業革命以来、人間の活動によって大気中の温室効果ガスの排出量は大幅に増加してきました。温室効果ガスが何年も、あるいは何世紀も残り続けると、温室効果が増幅して地球の気温が上昇するため、温室効果ガス排出は地球規模の気候変動の主要な原因となります。

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温室効果ガスの主な種類

専門家は二酸化炭素(CO2)を温室効果の主な要因と考えていますが、二酸化炭素だけが原因ではありません。メタン(CH4)、亜酸化窒素(N2O)、クロロフルオロカーボンなどのフッ素化ガスなど、他の温室効果ガスの影響もあり、それらは二酸化炭素当量(CO2e)で測定されます。CO2e測定は、CO2だけでなく、すべての温室効果ガスの全体的な影響を把握する助けになります。

種々の温室効果ガスの影響は、地球温暖化係数(GWP)の観点からまとめて測定されます。この指標は、特定の期間、たとえば20年、100年、500年といった期間におけるガスの温室効果能力を、CO2のそれと比較するものです。例えば、CH4の100年のGWPは、CO2の約28〜36倍となります。

二酸化炭素

温室効果ガスの中で最も量の多いCO2排出は、人為的な温室効果ガス排出量の4分の3を占めています。CO2の主な排出源は、エネルギーや輸送のための石炭、石油、天然ガスなどの化石燃料の燃焼です。CO2は、森林破壊やその他の土地利用の変化によっても放出されます。産業革命以前、世界のCO2濃度は約280 ppmでしたが、米国のNational Oceanic and Atmospheric Administration Global Monitoring Labによると、2023年5月には424 ppmという記録的なレベルに達しました。1

メタン

天然ガスの主要成分であるCH4は、CO2に比べて存在量は少ないですが、大気の温室効果は25倍以上あります。これは主に、農作業と家畜により排出されます(1頭の牛は毎年約100 kgのCH4を排出します2)。しかし、排出源は動物だけではありません。CH4は、埋立地での有機廃棄物の腐敗、稲刈り作業、湿地帯、化石燃料の生産と輸送などからも発生します。

亜酸化窒素

N2Oは、農業活動、産業プロセス、化石燃料の燃焼に由来して発生します。CO2やCH4ほど一般的ではありませんが、地球温暖化の強力な原因であることに変わりはありません。農作業、特に化学合成肥料の使用は、N2O排出の主要な原因です。

フッ素系ガス

ハイドロフルオロカーボン、パーフルオロカーボン、クロロフルオロカーボン、六フッ化硫黄、三フッ化窒素などの人工合成ガスは、冷蔵、空調、電子機器製造などのプロセスで使用されています。CO2、CH4、N2Oほど一般的ではありませんが、フッ素化ガスは最も高い温室効果があり、大気中に何千年も残留する可能性があります。

温室効果ガスの排出源

温室効果ガスの総排出にはいくつかの排出源があります。自然界の現象から排出されるものもあります。例えば、火山の噴火や山火事ではCO2やその他のガスが大気中に放出され、動植物の分解ではCH4が放出されます。しかし、世界の温室効果ガス排出のほとんどは人為的な排出源からのものです。つまり、次のような人間の活動に起因しています。

化石燃料の燃焼

人間による温室効果ガス(GHG)排出量の4分の3は、石炭、石油、天然ガスなどの化石燃料の燃焼によるものです。それらがエネルギー生成や輸送のために燃料として燃焼されると、大量のCO2が大気中に放出されます。例えば、ガソリンやディーゼルを燃料とする自動車などは、それらをエンジンで燃焼する際にCO2を排出します。航空機も大きな排出源です。ジェット燃料の燃焼は、大気により強い影響を与える高高度でCO2やその他の温室効果ガス(GHG)を排出します。多くの発電所は、石炭、石油、天然ガスを使用して電力を生成し、住宅や建物の冷暖房システムに電力を供給しています。

農業

家畜、特に牛は、消化中にCH4を生成し、それが大気中に放出されます。食肉生産のために大量の牛を飼育する場合、CH4の総排出はかなりの量になります。水田も耕作中にCH4を排出します。水田に水を張ることで、分解された自然物質をバクテリアが食べるための嫌気的条件が整い、その過程でCH4が放出されます。

森林破壊

森林は重要な炭素吸収源であり、大気中のCO2を吸収します。森林が伐採されたり燃やされたりすると、木々は蓄えていた炭素を再び放出します。農産物の需要増大は、換金作物や家畜の牧場のための土地の開墾につながり、しばしば森林破壊を引き起こします。

産業プロセス

特定の製造プロセスでは、温室効果ガス(GHG)が放出されます。原材料が高温に加熱されるときに、CO2が発生することがあります。例えば、CO2は、石灰石をクリンカーに変えてセメントを製造する際の化学反応の副産物です。化学製造業では、合成化学薬品、プラスチック、その他の製品の生産により、CH4、N2O、CO2が発生することがあります。

温室効果ガスの排出が問題となる理由

温室効果ガスは、地球上で住みやすい温度を維持するために必要です。しかし、温室効果ガスの濃度が増加すると、大気中により多くの熱が留められ、地球の気候と環境への影響はさらに深刻になります。これらの結果には次のものが含まれます。

地球温暖化

温室効果ガスの排出は、地球温暖化の主な原因です。それらは温室効果を高め、地球の気温上昇を引き起こしています。ここ数年は、記録に残る中で最も気温が高い年が続いています。国連の「気候変動に関する政府間パネル」の評価報告書によると、1850年以降の時代で、ここ40年間はいずれも、それ以前のどの10年間よりも気温が上昇することが続いています。3この気温上昇により、ハリケーン、洪水、熱波、干ばつなどの過酷な気象現象がより頻繁に発生する可能性があります。

海面上昇

気温が上昇すると、極地の氷や氷河の融解が進みます。これは海面上昇の一因となり、沿岸地域や低地地域に重大な脅威となります。

海洋酸性化

大気中のCO2が増えると、世界の海洋のCO2レベルが高くなります。これは海洋酸性化を引き起こし、サンゴ礁や貝類などの海洋生物に悪影響を与える可能性があります。

生態系の破壊

気候変動は、種が変化に適応しなければならない困難な状況を生じさせたり、種の絶滅をもたらしたりするため、生物多様性の損失を引き起こす可能性があります。気温の上昇は鳥の渡りのパターンに影響を与えたり、外来種の侵入につながったりする可能性があります。こうした変化は、生態系を支える複雑な食物連鎖に大きな混乱をもたらし、あらゆるレベルに影響を与える可能性があります。

大気の品質低下

一部の温室効果ガス(GHG)は大気の質を悪化させ、人の呼吸器疾患やその他の健康上の問題を引き起こす可能性があります。気候変動による干ばつなどの気象条件や山火事は、地表のオゾン、塵、煙、その他の汚染物質の増加につながる可能性があります。また、空気中のアレルゲンの拡散やそのレベルの増大につながる可能性もあります。

経済的影響

環境破壊はサプライチェーンや資源の入手に影響を与えるため、幅広い業界やビジネスに悪影響を与える可能性があります。気候変動は農業分野に壊滅的な影響を与える可能性があります。異常気象、気温の変化、水の確保における変化、大気の質の悪化などで作物の成長や収穫が妨げられるからです。観光業などの天候に依存する産業は危険にさらされています。例えば、気温の上昇により積雪量が減少すると、スキーリゾート施設は閉鎖せざるを得なくなります。

温室効果ガスの排出削減に役立つ取り組み

温室効果ガスは地球温暖化に多大な影響を及ぼしているため、その排出量を削減することが気候変動を緩和する鍵となります。これを達成するために、個人、企業、政府機関は一致して排出量削減に取り組んでおり、最終目標としてネットゼロ(大気内の温室効果ガスの排出量と除去量を等しくして、実質的に人為的な排出を可能な限りゼロに近づける)を目指しています。

温室効果ガス排出量の削減に役立つ可能性のある戦略には、次のようなものがあります。

再生可能エネルギー

CO2排出を削減する最も効果的な方法の1つは、化石燃料から、太陽光、風力、水力などの再生可能エネルギーに移行することです。再生可能エネルギーへの移行により、排出量の多い化石燃料の燃焼への依存が減り、発電と輸送からの排出量も削減されます。

エネルギー効率

住宅、建物、産業分野でエネルギー効率を高めると、エネルギー消費が削減され、その結果、温室効果ガス(GHG)排出量が削減されます。このエネルギー使用における変化は、建物の断熱、エネルギー効率の高い家電製品、持続可能な設計の実践を通じて実現できます。企業および産業レベルでは、より優れたエネルギー管理を可能にする新しいテクノロジーが、企業の二酸化炭素排出量の削減に役立ちます。

持続可能な交通手段

交通手段の領域での排出量削減策には、電気自動車への切り替え、公共交通機関の拡大、および相乗り、自転車、徒歩の奨励などが含まれます。

持続可能な農林業

肥料使用量の削減や責任ある土地管理など、持続可能な農林業を実践することで、N2O排出量を削減し、土壌の健全性を促進することができます。森林の回復と植林は、大気からCO2を除去するのに役立ちます。

新興テクノロジー

デジタル化、人工知能(AI)、高度なデータ収集と分析、その他の技術革新は、削減の取り組みに寄与することができます。例えば、ドローンとセンサーを使用すると、農業や工業においてプロセスの精度が向上し、リソースを最も効率的に使用できるようになります。または、AI搭載の分別システムを使えば手動での分別よりも正確にリサイクル可能な材料を分別でき、廃棄物管理の助けになります。

個人の行動

小規模ではあるものの、個人も身の回りで二酸化炭素排出量を削減するための措置を講じています。これらには、リサイクル、持続可能な電源や交通手段への切り替え、食生活やその他のライフスタイルの変化が含まれます。米国環境保護庁の家庭における二酸化炭素排出量計算ツール4や、気候変動に関する国連枠組条約のライフスタイル計算ツール5などのツールを使用すれば、個人もライフスタイルの影響を測定できます。

政府や政策立案者による温室効果ガス(GHG)排出削減の取り組み

世界各国は、温室効果ガス排出の影響を留めるために、2015年の国連気候変動会議で交渉された画期的な国際条約であるパリ協定に従って行動しています。6その取り組みには、再生可能エネルギーに対する補助金やその他の奨励金による政府の支援、車両や生産工程に対する燃費基準の引き上げ、公共交通機関への投資などが含まれます。各国政府も、排出を制限するための環境規制や基準を制定しています。各政府は、炭素価格制度を通じて炭素税を課したり、キャップ・アンド・トレード制度を確立して企業や個人の排出量削減を奨励したりできます。

企業による温室効果ガス(GHG)排出削減の取り組み

ネットゼロの温室効果ガス排出量を達成するために、企業は炭素排出量を測定し、温室効果ガス排出量を軽減する機会を特定することに努めています。企業は、自社の排出源からの放出についてはスコープ1排出量、使用する電力やその他の資源によって生成される放出についてはスコープ2排出量を目標に設定しています。また、輸送、サプライチェーン、製品の使用や廃棄などの間接的な発生源から生じるスコープ3排出量(サプライチェーン排出量とも呼ばれる)にも取り組んでいます。脱炭素化による排出量削減の選択肢には、次のようなものがあります。

カーボンアカウンティング

炭素会計を通じて排出量を追跡することで、企業は目標を設定して進捗状況を測定する際に、透明性と環境責任への取り組みを実証することができます。

二酸化炭素回収・貯留(CCS)

二酸化炭素回収・貯留(CCS)技術を用いれば、発電所や産業プロセスから排出されるCO2を回収し、地下に貯蔵して、大気への放出を防ぐことができます。

消費量の削減と再生可能エネルギーへの切り替え

エネルギーの無駄を削減し、エネルギー効率を向上させることで、エネルギー消費量を改善できます。再生可能エネルギー源への移行は、脱炭素化の取り組みに貢献し、運用コストも削減できます。環境、社会、ガバナンス・ソフトウェアは、企業が効率を追求したり廃棄物を削減したりする機会を特定し、排出量を測定して管理するのに役立ちます。

サプライチェーン・マネジメント

スコープ3排出量を削減するために、多くの企業はサプライヤーと協力して、製品や材料の全体的な二酸化炭素排出量を削減しています。

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脚注

すべてのリンク先は、ibm.comの外部です。

1 Broken record: Atmospheric carbon dioxide levels jump again、米国海洋大気庁、2023年6月。

2 Cows and climate change、カリフォルニア大学デービス校、2019年6月。

3 Climate Change 2021: The physical science basis、気候変動に関する政府間パネル(IPCC)、2021年8月。

4 Household Carbon Footprint Calculator、環境保護庁(EPA.gov)、2023年6月。

5 Lifestyle Calculator、気候変動に関する国連枠組条約、2021年9月。

6 パリ協定、国連、日付なし。