2021年5月14日掲載 ITトレンド全般 InfoCom T&S World Trend Report

カーボンニュートラルとDX化



「2050年カーボンニュートラル」

日本政府は、「2050年カーボンニュートラル」を2020年10月に宣言した[1]。地球温暖化への対応を成長の機会と捉え、積極的に対策を行い、産業構造や社会経済の変革を推進していく方針である。本稿では、宣言の概要、背景と、その達成に向けて策定された経済産業省「2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」(2020年12月)を概観し、「カーボンニュートラル」の情報通信関連産業への影響を検討する。

「カーボンニュートラル」とは、温室効果ガスの排出を全体としてゼロにする脱炭素社会の実現を示している。これは、CO2に限らず、メタン、N2O(一酸化二窒素)、フロンガスを含む温室効果ガスの「排出量から吸収量と除去量を差し引いた合計をゼロにする」ことを意味する。排出を完全にゼロに抑えることは現実的に難しいため、排出せざるを得なかった分については同じ量を「吸収」または「除去」し、差し引きゼロ、正味ゼロを目指すということである(図1)[2]。

【図1】「カーボンニュートラル」の意味

【図1】「カーボンニュートラル」の意味
(出典:経済産業省資源エネルギー庁)

2020年から運用が開始された気候変動問題に関する国際的な枠組み「パリ協定[3]」では、「今世紀後半のカーボンニュートラルを実現」するために排出削減に取り組むことが目的とされている。国連気候変動に関する政府間パネル(IPCC)の「IPCC1.5度特別報告書[4]」では、産業革命以降の温度上昇を1.5度以内に抑えるという努力目標(1.5度努力目標)を達成するためには、2050年近辺までのカーボンニュートラルが必要という報告がされている。

こうした中で、日本を含む124カ国と1地域が、2050年までのカーボンニュートラルの実現を表明しており、これらの国のCO2排出量が世界全体に占める割合は37.7%となる(エネルギー起源CO2[5]のみ、2017年実績(出典:経済産業省資源エネルギー庁[6]))。2060年までのカーボンニュートラル実現を表明した中国も含めると全世界の約3分の2を占めており、多くの国がこの目標を掲げている。

一方、この目標に対しては、「50年実質ゼロを実現するために毎年、一定割合で削減するなら、30年に13年度比で40%以上の削減が必要になる。その達成に向けて、1.高額な電気料金、2.産業競争力の維持、3.既存の原子力発電を使い続けることを覚悟せざるを得ない」(東京大学公共政策大学院客員教授 本部和彦氏)とも指摘されている[7]。電気料金が高くなるのは、日本は安価な再エネ資源に乏しいためである。高額な電気料金は製造業、特に自動車産業のコスト構造に影響をもたらすため、産業競争力の低下につながりかねず、生産拠点の海外移転の増加等による影響が想定されている。このような課題が指摘されている中で、情報通信産業はどのような役割を担えるのであろうか。次節より、情報通信産業に焦点をあて、カーボンニュートラル達成に向けた情報通信産業の役割を捉える。

2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」と情報通信産業

「2050年カーボンニュートラル」達成に向けて、経済産業省は「2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」を2020年12月に策定した。これは経済と環境の好循環につなげるための産業政策で、この戦略により2030年で年額90兆円、2050年で年額190兆円程度の経済効果が見込まれている。分野横断的な主要政策ツールとしては、①予算(グリーンイノベーション基金等)、②税制(投資促進税制、研究開発税制の拡充等)、③金融(グリーン投資促進ファンドの創設等)、④規制改革・標準化(新技術の需要を創出するような規制の強化、新技術を想定していない不合理な規制の緩和)、⑤国際連携(新興国等の海外市場の獲得等)がある。

この成長戦略では重点分野として14分野を決め、分野毎の「実行計画」を提示している。その1分野として半導体・情報通信産業がある(図2)。

【図2】「2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」重点分野

【図2】「2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」重点分野
(出典:経済産業省)

カーボンニュートラルは、製造・サービス業等あらゆる分野で電子化・デジタル化が進んだ社会によって実現される。そのため、デジタル化・電子化の基盤となる半導体・情報通信産業は、グリーン化とデジタル化を同時に進める上で重要な産業となっている。半導体・情報通信産業においては、①デジタル化によるエネルギー需要の効率化・省CO2化を促進する「グリーンbyデジタル」と、②デジタル機器・情報通信産業自身の省エネ・グリーン化である「グリーンofデジタル」の2つのアプローチを車の両輪として進めていくことが求められている。

「グリーンbyデジタル」は、デジタル化の進展による、人、モノ、金の流れの最適化が、エネルギーの効率的な利用・省CO2化にもつながることを意味する。具体的には例えば、企業のクラウド利用の推進やテレワーク、オンライン会議による移動を伴うエネルギー削減の実現等があげられる。テレワークの利用拡大は、モノの消費(紙の消費等)の削減(ペーパーレス化)をもたらし、モノの生産・廃棄にかかるCO2排出量や廃棄物排出量の削減を実現する。さらには人の移動の削減により輸送交通手段に要するエネルギー消費量を削減し、オフィススペースの効率的利用により照明や空調等の電力使用量の削減等を可能とする。いずれも新型コロナウイルス感染症対策として、急速に進展したDX化への導線ともなる行動変容であるが、現状では、DX化を推進している企業は一部であり、「都市部と地方でもDX化には乖離があること、加えて企業、産業をまたがる情報連携によるシステム統廃合や稼働率向上、業務プロセスの最適化による省エネ・省CO2化等が進んでいないこと」が指摘されている(経済産業省[2020])。また、企業のクラウド利用を支えるデータセンターは、AI、ビッグデータの利活用で市場が拡大していく方向にあり、今後建て替え需要が発生する見通しである。日本は電力コストが高いことや効率的な脱炭素電力の購入が困難等の課題があるが、自動運転、スマートファクトリー等のデータを利用した新たなサービスの展開に備え、国内立地や分散立地、非常時の電力供給等の対応が求められている。DX化に伴うデータセンター需要の拡大に向けて、「グリーン化」を捉えた対応が求められている。さらに、5G等高度情報通信インフラ整備を迅速に進めることがエネルギー需要の効率化、省CO2化を推進する上で重要となっている。

一方、「グリーンofデジタル」は、IT関連の消費電力が増加見込みのため、実質的なCO2削減の観点から、電気機器、データセンター、通信ネットワークの更なる省エネ化および再エネ利活用等による省CO2化を促進することを意味する。あらゆる電気機器に組み込まれているパワー半導体、メモリ、半導体や、光エレクトロニクス(光配線)、ソフトウェアなどの分野では、省エネ化・高性能化に向けた投資や研究開発競争が激化しており、省エネ化、グリーン化をいち早く達成することが競争力の源泉となる見通しだ。特に、パワー半導体市場は2019年に世界で1兆4,600億円市場となっており、独Infineonが世界最大手、日本企業では三菱電機、東芝、富士電機の大手3社で2割のシェアを占める[8]。電気自動車(EV)、再生可能エネルギー分野での設備需要の拡大により、今後、年率6%の成長が見込まれている。三菱電機は200億円でパワー半導体を製造する新拠点を広島県に開設する[9]。東芝は23年度までに800億円、富士電機は22年度までに1,200億円を投資しパワー半導体の増産体制を整備する。なお、富士電機は23年度までの5年間の投資予定を1年前倒ししている[10]。

情報通信産業の主な企業の取り組み

カーボンニュートラルを宣言した企業の中には、日本企業も多くある。情報通信関連産業においては、日立製作所等が発表しており、2030年までに実現もしくは2050年までに実現するというカーボンニュートラル目標を掲げている(図3)。

【図3】カーボンニュートラル宣言企業例

【図3】カーボンニュートラル宣言企業例
(出典:経済産業省「2050年カーボンニュートラルをめぐる国内外の動き」(2020年12月))

例えば、日立製作所は「日立カーボンニュートラル2030」の具体的な戦略を2021年2月に発表した[11]。投資総額が10年間で840億円で省エネルギー関連に600億円、再生可能エネルギー関連に240億円を投じる。これによって電力消費量を22%以上、CO2排出量を24%以上削減することを目指している。

「グリーンofデジタル」については、「自社の経済活動」では、エネルギー消費を最小限に抑える設備更新や改良に取り組む方針で、再生可能エネルギーの地域別一括購入等で、2030年度には、原材料・部品の調達や工場での製品生産過程、オフィスでの電気使用で発生するCO2排出量を実質ゼロにすることを定めている。また、CO2削減をさらに推進するため、環境に対する評価指標を役員報酬額にリンクさせる新制度も2021年度から開始する。加えて、原材料や部品等の調達先に対しても、CO2削減計画の策定を要請するなどして、2050年までに、現在のCO2排出量の80%削減を目指すことを定めている。

「グリーンbyデジタル」については、ユーザー企業向けの環境負荷軽減ソリューションとして①エネルギー、②交通、③インダストリー(製造業)の3分野に注力している。

エネルギー分野では、スマートメーターとブロックチェーンを活用して、再生可能エネルギーの使用状況をスマホで「見える化」するシステムを開発し、2021年4月以降に提供を開始した。加えて、日立ABBパワーグリッド[12]のEMS(エネルギーマネジメントシステム)は、リアルタイム予測と過去データの解析により、再生可能エネルギーの運用効率を上げ、安定的な電力の供給を可能にしている。

交通分野では、世界のCO2排出量の20%が運輸関連であることから、バスや鉄道の有効活用を推進するため、日立Astemo社を2021年1月に発足し、EV社会の実現に向けて、バスや商用車の事業者用に、EVの充電インフラや、車両の蓄電池の状態を最適化するソフトを提供している。さらに、鉄道の電動化も推進している。既に蓄電池ハイブリッド鉄道が英国やイタリアで営業運行や走行試験を開始し、日本国内でも、JR東日本とトヨタ自動車と共同で、2022年に燃料電池ハイブリッド鉄道の試験走行を開始する予定[13]だ。

インダストリー分野では、製造業が世界のエネルギー消費量の54%、排出量の20%を占めることから、日立と各企業との連携を加速し、CO2削減につなげる方針である。

日立の取り組みは、社会インフラのエネルギー、交通分野と、製造業という経済規模の大きな産業分野に対して、市場拡大が期待されるOT(制御技術)サービスとIoTサービスのソリューション提供によるグリーン化を推進するものであり、他社に先駆けて推進し、技術面で市場の優位性を確保する動きである。

また、ヤフーは2021年1月に「2023年度100%再エネチャレンジ」として、データセンターなどで使われる電力を2023年度までに100%再生可能エネルギーに切り替えると発表した[14]。Yahoo! JAPANが事業運営で利用する電力のうち、95%がデータセンターで利用されており、風力や太陽光などの再生可能エネルギーに変更する。これは、「グリーンofデジタル」の取り組みである。米国データセンターは電力利用量の1割を占めるが、既に再エネ電力に切り替え済みで、国内データセンターを中心に約3年という短期間での目標達成を目指す。ZHDグループ(ヤフーの親会社)は、事業活動で利用する電力を100%再生可能エネルギーで調達することを目標とする国際イニシアチブ「RE100[15]」の早期加盟を目指している。ヤフーは自社サービス提供のための手段として、再生可能エネルギー利用への切り替えを宣言している。

また、米国の大手情報通信企業は、カーボンニュートラル達成に向けた目標を2019年秋から発表しており、その対象は自社ならびにバリューチェーン全体での目標となっている(表1)。Googleは、膨大なエネルギーを発散するデータセンターの冷却システムにAIを導入し、エネルギー使用量を30%削減することに成功した[16]。また、2017年に風力発電と太陽光発電からデータセンター用の電力を大量に購入できる調達販路を確保し、データセンターのエネルギー100%を再エネで代替(相殺)することに成功したと公表した。Amazonは2040年までに自社の事業活動においてカーボンニュートラルを達成すると公言し、その施策の一つとして、配送用の電気自動車を10万台発注している[17]。いずれも目標達成に向けAI、電気自動車等新たなICTを活用している。

【表1】米国の大手情報通信企業の 「カーボンニュートラル達成に向けた目標」

(注)公表情報より作成。発表順に記載。
【表1】米国の大手情報通信企業の
「カーボンニュートラル達成に向けた目標」
(出典:各社HP、公表情報等より筆者作成)

 

情報通信産業への影響

カーボンニュートラル達成に向け、情報通信産業に対する影響はレイヤー別に捉えると次のように整理される。

ハードウェア面では、半導体・電子部品分野でのパワー半導体、メモリ、半導体や、光エレクトロニクス(光配線)の高性能化、省エネ化は新たな投資需要につながる。同時に、高性能化・省エネ化に向けた取り組み自体が、国際競争力強化につながるものとして期待されている。

通信分野では、データセンターでの電力消費が増えており、カーボンニュートラルに対応できていない。半導体技術の進歩によりデータセンターの能力が上がる一方低消費電力のIT技術が見えていないこと、電力供給に回るほど国内データセンター事業者の企業体力がないこと等が指摘されている[18]。経済産業省「2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」では、「データセンターの省エネ化に向けた研究開発、実証や、ソフトウェア開発・処理の効率化によるシステム全体の省エネ化に向けた研究開発、実証を進めるとともに、省エネ半導体の製造拡大のための設備投資支援、データセンターでの再エネ電力利活用の促進などにより、2030年までに全ての新設データセンターの30%以上の省エネ化、国内データセンターの使用電力の一部の再エネ化を目指す」としており、省エネ半導体製造のための政策的な支援と再エネ利用を推進していく方向にある。

ソフトウェアやサービス分野では、エネルギー需要の見える化等、エネルギー効率を高めるためのソリューションに対する新たな投資につながる可能性がある。

情報通信産業全般では、ユーザー企業のクラウドやWeb会議、テレワーク利用、エネルギー利用の見える化、異なる企業・産業間の情報連携等のDX化はCO2排出量削減につながるため、あらゆる産業分野に拡がっていくことが期待されており、情報通信産業にとっては市場拡大の機会になりうる。

まとめ

カーボンニュートラルの実現に向け、ユーザー企業のDX化の推進とデジタル機器のグリーン化を車の両輪として推進することが求められている。ただし、現状ではDX化の推進は一部企業で取り組みが始まったばかりである。その上、デジタル関連の消費電力は増加が見込まれている。脱炭素社会実現への変革に向けて情報通信産業にとっては、ユーザー企業のDX化支援という事業機会の拡大に加え、情報通信産業全体の省エネ化、グリーン化の達成が重要になる。今後、ますます情報通信産業の経済社会における役割は大きくなることが想定され、情報通信産業の主要事業者においてはカーボンニュートラル達成に向けた目標と目標達成に向けた具体的施策内容の提示が求められる。

[1] 首相官邸「第二百三回国会における菅内閣総理大臣所信表明演説」(2020年10月26日)https://www.kantei.go.jp/jp/99_suga/statement/ 2020/1026shoshinhyomei.html

[2] 経済産業省資源エネルギー庁「「カーボンニュートラル」って何ですか?(前編)~いつ、誰が実現するの?」(2021年2月16日)https://www.enecho.meti.go.jp/about/special/ johoteikyo/carbon_neutral_01.html

[3] 1997年に定められた「京都議定書」の後継となる国際的な枠組み。

[4] 公益財団法人地球環境戦略研究機関(IGES)「IPCC1.5度特別報告書」ハンドブック背景と今後の展望」(2019年2月
https://www.iges.or.jp/jp/publication_documents/ pub/policyreport/jp/6693/IGES+IPCC+report_FINAL_20200408.pdfでは、「IPCC1.5度特別報告書」作成の背景や概要、主要メッセージ、

[5] 燃料の燃焼や、供給された電気や熱の使用にともなって排出されるCO2

[6] 脚注2と同様。

[7] 日経ビジネス「カーボンニュートラル、日本は『3つの覚悟』が必要」2021年2月14日https://business.nikkei.com/atcl/gen/19/00159/ 020300018/

[8] 英調査会社オムディア社の調査。日経電子版「富士電機、パワー半導体投資1年前倒し EV需要取り込み」(2021年4月8日)https://www.nikkei.com/article/DGKKZO70788260X00C21A4TJ2000/

[9] EE TIMES Japan「三菱電機、200億円でパワー半導体新拠点を設置」(2020年6月12日)https://eetimes.jp/ee/articles/2006/12/news063. html

[10] 英調査会社オムディア社の調査。日経電子版「富士電機、パワー半導体投資1年前倒しEV需要取り込み」(2021年4月8日)https://www.nikkei.com/article/DGKKZO70788260X00C21A4TJ2000/

[11] 日立製作所「日立、『カーボンニュートラル』に向けた環境戦略を発表10年間で840億円を投資」(2021年2月26日)
https://social-innovation.hitachi/ja-jp/article/carbon-neutral/

[12] 日立製作所「日立と日立ABBパワーグリッド社がめざすエネルギーソリューション事業」(2020年7月2日)https://www.hitachi.co.jp/New/cnews/month/2020/07/f_0701pre-1.pdf
日立ABBパワーグリッドはスイスのABBから買収した送配電事業を手掛ける。電力需要の中核を成す再生可能エネルギーの大きな変動を吸収しながら効率的に送配電するスマートグリッド技術がある。

[13] 日立製作所「水素をエネルギー源としたハイブリッド車両(燃料電池)試験車両の開発」(2020年10月6日)https://www.hitachi.co.jp/New/cnews/month/2020/10/1006.html

[14] ヤフー「Yahoo! JAPAN、『2023年度 100%再エネチャレンジ』を宣言」(2021年1月19日)https://about.yahoo.co.jp/pr/release/2021/01/19a/

[15] The Climate GroupとCDPによって運営される企業の自然エネルギー100%を推進する国際ビジネスイニシアチブ

[16] ITMedia「Google、データセンター冷却システムをほぼAI制御に平均30%の省エネ効果」(2018年8月20日)https://www.itmedia.co.jp/news/articles/1808/20/ news090.html

[17] 「日本にも展開? アマゾンが導入する『配送用EV』、10万台規模で納入する新興メーカーの実力」(2019年9月28日)https://wired.jp/2019/09/28/amazon-rivian-deal/

[18] 日本データセンター協会事務局長増永直大「総務省『インターネットトラヒック研究会』資料」(2021年3月9日)https://www.soumu.go.jp/main_content/000737253.pdf

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