工場での省エネ・CO2削減方法｜日本における取り組み事例やメリットを紹介

地球温暖化は人類にとって深刻な脅威です。その主要因は増え続ける温室効果ガス、特にCO2の排出にあります。

産業活動において、カーボンニュートラルな社会の実現は喫緊の課題です。

国や地域を問わず、工場はCO2排出に大きなウェイトを占めており、この問題への真摯な対策が求められています。

これから紹介するのは、日本の工場が実際に取り組んでいるCO2削減方法です。具体的な事例を挙げながら、省エネによって得られるメリットを解説していきます。

世界におけるCO2削減に対する取り組み状況

出典：環境省『世界のエネルギー起源CO 排出量（2020年）』p.5

各国が環境問題に対して様々な取り組みを行っていますが、欧州の国々は特に目標達成に向けて積極的です。

1990年と2020年のCO2排出量の比較では、中国が+362％、インドが+276％、ブラジルが+109％と増加しているのに対し、EU27カ国は-31％、ドイツ-37％、イギリス-45％と大幅に減少しています。

欧州では再生可能エネルギーの普及や循環型社会の実現にも力を入れています。

例えば、デンマークには100％再生可能エネルギーでまかなわれる村があります。

フランスでは古着市などでアパレル製品の再利用を促進中です。

ドイツでは再生可能エネルギーだけを供給する電力会社も存在します。

イギリスも環境問題に積極的に取り組んでおり、2024年9月までに石炭火力発電から完全に撤退すると宣言しています。

また、2040年までにはガソリン車やディーゼル車の新車販売を停止すると決めています。さらに、洋上風力発電などの再生可能エネルギーの活用も推進中です。

イギリスは過去30年間で温室効果ガスを45％削減しながらGDPを67％増やしており、環境と経済の両立が可能であることを実証しています。

日本でも2050年のカーボンニュートラル実現に向けた施策を実施

日本は、2030年度に温室効果ガスの排出量を2013年度と比べて46％減らし、2050年度には温室効果ガスの排出を全体としてゼロにするという目標を令和３年10月22日の閣議決定で示しました。

この目標は、どんな業種や企業規模でもCO2削減に努めることを求めています。中小企業も例外ではありません。

現在、CO2削減に積極的な中小企業は少ないので、逆にビジネスチャンスと捉えることができます。

工場での省エネ・CO2削減に取り組むメリット

「環境問題は自分たちの関係ないことだ」と思っている工場も多いかもしれません。また、「環境問題に対応するとコストがかかる」という懸念もあるでしょう。

しかし、これは誤った認識です。環境問題はすべての工場にとって重要な課題であり、無視できないものです。

そして、環境問題に積極的に取り組むことで次のような4つのメリットがあります。

企業のイメージや信用度の向上につながる

CO2排出削減に取り組むことは、企業の社会的責任であり企業イメージの向上にも寄与します。環境への配慮は、利益を追求することと矛盾するものではありません。

むしろ、環境への負荷を減らすことはコスト削減や効率化にもつながります。

環境問題に対する社会の関心が高まる中で、企業が積極的に取り組むことは顧客やステークホルダーからの信頼を得ることになります。さらに、環境意識の高い人材を採用できるでしょう。

電気料金が削減できる

製造業はカーボンニュートラル実現のため省エネに力を入れる必要があります。省エネはCO2の排出量を減らすだけでなく、電気料金の削減にも貢献します。

省エネの方法としては、電気使用量の見直しや生産プロセスでのエネルギー効率向上が挙げられるでしょう。

これらの取り組みは、電気・ガスなどの固定費を下げる効果があります。さらに、原材料や加工費の節約にも成功すれば、利益率の向上にもつながります。

2023年以降物価やエネルギー料金の高騰が続き、今後も価格の高騰が心配です。省エネは将来の経済的な負担軽減の重要な柱です。

太陽光発電やLED電球などの省エネ設備の導入は、節電に大きく寄与するでしょう。これらの設備は、電気料金の削減だけでなく、温室効果ガスの排出量を低減する効果もあります。

経営効率と環境保護の両面でメリットがあるのです。

生産コストの最適化が見込める

CO2の排出量を減らすには、エネルギーの無駄遣いを防ぐことが重要です。

工場の現状を見直し、不要な工程の排除・工数の削減及び生産設備の改善などで光熱費や燃料費などのコストを節約できます。省エネへの取り組みは、CO2の削減だけでなく生産コストの最適化も同時に達成できるのです。

ビジネスチャンスの拡大につながる

カーボンニュートラルを実現するためには、グリーントランスフォーメーション（GX）が必須です。

GXは、化石燃料に依存する経済、社会システムを変革することを目指しています。この変革に伴って、新しい技術や市場が誕生し、ビジネスチャンスが拡大すると考えられます。

日本の企業は、水素や電池、原子力などカーボンニュートラルに貢献する技術が強みです。特に日本政府は、水素とアンモニアをCNの実現に欠かせないエネルギーとして重視しています。

水素とアンモニアは、燃焼させてもCO2を出さない脱炭素燃料です。

現在、石炭や天然ガスと混合して発電用の燃料として使われています。

今後は、水素、アンモニアだけで発電できるようにする技術開発が、政府のGX戦略の重要な柱の一つです。さらに、水素は、鉄鋼業界での水素還元製鉄の実用化や、自動車や鉄道などの燃料としての活用も期待されます。これらの分野で技術革新が進めば、新しい産業が生まれて雇用も増えると見込まれます。

工場での省エネ・CO2削減方法

工場のCO2排出量を減らすためには、生産活動の効率化や省エネ設備の導入が重要です。

これらの対策は、CO2削減だけでなく、電力コストの低減や生産性の向上にも貢献します。

具体的には、以下のような5つの方法があります。

再生可能エネルギーを導入する

再生可能エネルギーの自家消費型太陽光発電は、建物の屋根や屋上、空き地などに設置したソーラーパネルで発電した電力を自社で利用する仕組みです。

この方法では、電力会社からの電気の購入量を大きく減らすことができるため、自社の経費削減と環境負荷の低減に貢献できます。

太陽光発電の導入には一定の投資が必要ですが、国や自治体からの補助金・助成金を活用すれば、コストを抑えることが可能です。

さらに、導入後は毎月の電気代を節約できるため、長期的な収益性の向上にもつながります。

省エネ機器を導入する

工場内の設備を更新あるいは新規購入する際に、省エネ機器の導入は大きなCO2排出削減効果があります。

具体的に以下の3つの対策例を挙げていきます。

燃焼設備の空気比を適正化

不完全燃焼は燃料のロスにつながります。空気の量が少ないと、燃料が完全に燃えきらず、有害な一酸化炭素を発生させます。

逆に、空気の量が多過ぎると、余分な空気が加熱されるため高温の排ガスが多く発生し、エネルギー効率は低いです。

ボイラーの空気比を1.0に近づけることで熱損失を最小限に抑え、環境に優しい燃焼が実現されます。

具体的な対策事例について次に紹介します。

対策事例1

都市ガスを燃料とする蒸発量5トン以上10トン未満の3基のボイラーを運用する施設では、ボイラーの空気比を0.1低減させることで、次のようなメリットがあります。

都市ガス削減量：438,000㎥N/年
省エネ量：180GJ/年
温室効果ガス削減量：9.2t-CO2/年
エネルギー削減額：248,000円/年

参照元：産業部門（製造業）の温室効果ガス排出抑制等指針（PDF）｜環境省

高いエネルギー消費効率のボイラーの導入

ボイラーのエネルギー消費効率を高めることは、工場の使用エネルギーを大きく節約する方法の一つです。
現在使用しているボイラーを、最新の高効率なボイラーに交換することで、エネルギーの無駄遣いを防ぎ、コスト削減にも貢献できます。

対策事例2

工場では、高効率ボイラーを使って熱やエネルギーを再利用することが可能です。エコマイザーやエアヒーターなどの装置を備えた高効率ボイラーは、以下のメリットがあります。

ガス節約量：5,000㎥/年
ガス代削減：45,000円/年
CO2排出削減量：11,385kg-CO2/年
原油の削減量：5,805L/年
参照元：産業部門（製造業）の温室効果ガス排出抑制等指針（PDF）｜環境省

動力設備の回転数制御装置を導入

インバータは、ポンプやファンなどの回転数を状況に応じて調整できる装置です。
機械を固定の回転数で動かすと、必要ないほどの風量や水量が発生することがあります。

インバータを使って回転数を制御すると、エネルギーの無駄遣いを防ぎ、消費エネルギーを減らすことができます。

以下に対策事例を紹介します。

対策事例3

ある工場では、インバータを使ってポンプやファンの回転数を調整し、流量・圧力の変化に合わせて必要なエネルギーだけを消費するようにしました。

その結果、次のようなメリットがあります。

電力節約量：9,000kWh/年
電気代削減額：135,000円/年
原油の削減量：2,313L/年
CO2排出削減量：3,438kg-CO2/年

参照元：産業部門（製造業）の温室効果ガス排出抑制等指針（PDF）｜環境省

空調効率を高める

外壁や屋根が金属製の建物は、夏は暑さに悩まされ、冬は寒さに震えることになります。そのため、冷暖房をずっと使っているところも多いでしょう。

空調機器はエネルギーをたくさん使い、CO2を排出する原因になります。空調の温度を1℃変えるだけで（暖房時は低く、冷房時は高く）、省エネに10%ほど効果があると言われています。

仕事の効率や従業員の健康のことを考えると、省エネのために空調を切ったり弱くするのは逆効果かもしれません。

以下に、空調効率を高めるための3つの方法を紹介します。

ビニールカーテン
遮熱・断熱塗装
空調制御システム

それぞれ詳しく見ていきましょう。

ビニールカーテン

工場では、扉を開けっ放しにしたり、建物に隙間があって空調が効かない場合がよくあります。その際は、ビニールカーテンで広いスペースを仕切ると良いでしょう。ビニールカーテンは、冷気や熱の流れを遮断して、空調の効率を上げてくれます。

さらに、製品を保管する倉庫や冷蔵・冷凍室の扉の近くにビニールカーテンを取り付ければ、室内の温度変動を抑制し、無駄な電力消費を防ぐことが可能です。これは、CO2排出量の削減にも貢献します。

遮熱・断熱塗装

工場の屋根や壁面に遮熱塗装や断熱塗装を行うと、外気温が室内温度に与える影響を抑えらることが可能です。これは、空調効率を高めると同時にCO2の排出量を減らすことにもつながります。

さらに、外観の美化や屋根の強度向上、汚れやサビの防止など、環境面だけでなく、建物の耐久性や美観にもメリットがあります。

空調制御システム

空調制御システムを導入すると、外気温に応じて自動的に温度調節ができます。

空調機器の交換は不要で、アダプターなどの簡単な設置だけで済みます。

メーカーによっては、導入前と比べて30%近くの省エネ効果が期待でき、CO2の排出量を減らすことが可能です。

DX化やスマートファクトリーを実施する

カーボンニュートラルを目指すには、DXは不可欠です。DXによって、CO2排出量を正確に把握し削減することができます。

例えば、工場ではIoTセンサーを使って電力消費量を測定し、リアルタイムでデータを収集します。

このデータを分析することで、サプライチェーンのCO2排出量をトラッキングし、報告し、改善することが可能です。手作業では不可能なことです。

また、CO2排出量のデータをもとに、エネルギー消費の最適化ができます。無駄なエネルギー使用を防ぎ、省エネルギー化を進めます。DXはエネルギー効率の向上にも貢献します。

AIやIoT技術を導入しているスマートファクトリーは、データの収集・分析が容易に行われ、CO2排出量の可視化にも役立つでしょう。CO2削減の目標や計画を立て、エネルギー消費を最適化することで無駄を省くことが可能になるのです。

DXやスマートファクトリーは、省エネ・CO2削減に大きく貢献しています。

カーボンオフセットを実施する

地球温暖化の進行は今、私たちにとって避けられない課題です。しかし、すべてのCO2排出をゼロにすることは現実的に困難でしょう。

そこで登場するのが「カーボンオフセット」で、排出避けられないCO2を他の方法で相殺する取り組みです。

植林などの環境保全活動から、カーボンクレジットの購入による削減・吸収証明書の取得まで、その方法は多岐にわたります。

特に近年では、企業がその活動の一環としてカーボンオフセットを取り入れるケースが増えています。

削減目標達成のため、商品製造時やイベント実施時のCO2排出をカーボンクレジット購入や環境保全活動で相殺するのです。

さらに、消費者の生活におけるCO2排出量の相殺を商品購入時にサポートする取り組みもあります。

日本における工場での省エネ・CO2削減の取り組み事例

大企業から中小企業まで、工場におけるカーボンニュートラルの取り組み事例を以下に3つ紹介します。

太陽光発電を導入｜六甲バター株式会社の神戸工場

六甲バター株式会社は、チーズなどの製造・販売を行っている企業です。
神戸工場では環境に配慮した省エネ事業に積極的に取り組んでおり、以下の3つの施策を実行しました。

ガス会社と協力して、エネルギー効率を最大限に高めた
工場内で発生する排熱を再利用することで、熱の無駄を減らした
太陽光発電システムを設置して、自家発電による電力消費を可能にした

これらの施策により、同社は年間で3,336トンのCO2排出量を削減することができたほか、省エネ効果も大きく得られました。

参照元：カーボンニュートラル実現に向けた関西企業等の取組事例｜近畿経済産業局

循環加温ヒートポンプを導入｜大松工業株式会社

画像引用元：大松工業公式サイト

工業塗装事業を手がける大松工業株式会社は、ボイラーからのCO2排出を減らすために、以下の3つの取り組みを行っています。

計測器で社内設備のデマンド管理をし、エネルギー消費の状況を見える化
循環加温ヒートポンプを使って、CO2排出量を大きく減らす
電力を再生可能エネルギー100％のものに変える

循環加温ヒートポンプを使う前は年間でCO2排出量が38トンでしたが、使い始めてからは25トンに減少したことが報告されています

参照元：カーボンニュートラル実現に向けた関西企業等の取組事例｜近畿経済産業局

工場CO2ゼロチャレンジ｜トヨタ自動車株式会社

画像引用元：工場Co2ゼロチャレンジ

工場のCO2排出量を減らすために、トヨタ自動車株式会社は「工場CO2ゼロチャレンジ」というプロジェクトを進めています。

このプロジェクトでは、2030年までに2013年と比較して工場のCO2排出量を35％以下に抑えます。
さらに、2050年には工場生産のCO2排出量ゼロを達成することが目標です。

工場CO2ゼロチャレンジの具体的な内容は次の通りです。

シンプル・スリム・コンパクト化…製造方法の見直しや工程の短縮・集約により、エネルギー消費量を削減する。
エネルギー効率改善…廃棄されていたエネルギーを回収し、再利用する。
ムダ、ムラ、ムリの徹底排除…無駄な作業やムラの発生を防ぎ、ムリな負荷をかけないようにする。

さらに、蒸気や高温空気の熱交換技術や、地中熱を活用した省エネ技術なども導入しています。

参照元：気候変動｜TOYOTA
工場CO2ゼロチャレンジ｜TOYOTA

工場の省エネ・CO2削減におすすめなのは太陽光発電

太陽光発電は、工場・製造業の経営にとって重要な課題である電気代の削減、CO2の排出量の低減、災害時の電源確保など、さまざまなメリットを提供します。

工場に太陽光発電を導入するメリットを5つ、以下に説明します。

工場の広い屋根面積を活かして設置できる

工場の屋根に太陽光パネルが次々と設置され、環境に優しいエネルギー源への切り替えが進んでいます。

工場の広く平らな屋根は、太陽光パネルを設置するには絶好の場所です。この空間を利用して、大量の太陽光パネルを敷き詰めることで、顕著な発電能力を確保できます。

工場では日中の電力需要がピークに達します。これは、太陽光発電の最も効率が良い時間帯と一致しており、電力コストの削減とCO2排出量の低減に大きく貢献できるのです。

余った電力を売電することができる

太陽光発電には、自家消費型と売電型の2種類の方法があります。

自家消費型は、発電した電気を自社で使う方法です。

一方売電型は、発電した電気を自社で使うとともに余った分を電力会社に売る方法です。

太陽光発電10kW以上50kW未満の場合、自家消費率は30%以上でなければなりません。しかし、消費電力が少ない工場でも、工場で30%ほどの電気を使い、残りの70%ほどの電気を売ることで、太陽光発電の収益性を高めることができます。

税制優遇を受けられる可能性がある

太陽光発電の導入によって、以下の税制優遇が受けられる場合があります。

カーボンニュートラル投資促進税制	最大10%の税額控除または50％の特別償却が可能
中小企業等経営強化税制	設備導入取得費用を導入初年度に即時償却or最大10%の税額控除
中小企業投資促進税制	設備取得費用の最大30%の特別償却
先端設備導入計画に基づく固定資産税の軽減措置	一定の要件を満たして太陽光発電システムを導入する場合、3年間にわたり対象設備の固定資産税が2分の1に減免