化石燃料はあと何年で枯渇する…？二酸化炭素の排出過多の問題と今後も課題

化石燃料は、世界中で活用されている主要エネルギーです。しかし、ここ数十年の間に化石燃料のデメリットがクローズアップされることが増え、主要エネルギーを他のエネルギーに変えようという動きが広まっています。

この化石燃料のでき方・種類・用途・メリットとデメリットについて、順を追って解説します。

化石燃料が枯渇するまでの期間や化石燃料が抱える問題もあわせてご覧ください。

化石燃料とは？

化石燃料は、地下にうずもれている石油・石炭・天然ガスなどのエネルギー資源のことです。

化石燃料は、人類が誕生する前から地中に蓄積されてきた生物・植物が変化し、燃料になりました。恐竜などの古代生物と同じ経過を辿って燃料になったことで、地下に蓄積されている燃料の資源を化石燃料と呼ぶようになったのです。化石燃料のでき方の詳細はこの章の最後に解説します。

18世紀の産業革命以降、石炭や石油がそれ以前と比較にならないほどの量が消費されるようになり、産業の発展に貢献しました。しかし、その一方で地球温暖化の原因となり、現在世界中で石炭や石油を再生可能エネルギーに切り替えようという動きが活発化し、カーボンニュートラルを実現させるための取り組みが世界の各地で行われています。

その流れの中で、複数のエネルギー源を組み合わせて必要な電力を供給しようというエネルギーミックスが推進されていますが、最も活用されているエネルギー源が化石燃料のままなのが現状です。

化石燃料は何に使われる？

交通・輸送用の乗り物の燃料
工場などで使用する機材の動力
冷暖房の電力
照明器具の電力
調理・洗濯・掃除などで使う道具の電力

交通用の燃料としては、古くは蒸気機関車、現在は車・バス・船・飛行機などで活用されています。交通・輸送で利用する乗り物の燃料の大半は石油を用います。

工場などの動力源も、石油や石炭がメインです。

冷暖房・照明器具の電力も、化石燃料を使って発電することが多く、調理と洗濯と掃除などで使う家庭用電化製品の電力もほとんどが化石燃料で発電しています。

エネルギーミックスが進んだ結果、主要電源を太陽光などの自然エネルギーに切り替える企業・自治体などが増えていますが、2023年時点での主力エネルギー源は化石燃料なのです。

化石燃料のでき方

(出典：エネ百科)

化石燃料は、数百万年以上前から大地や海底に蓄積されてきた動物・植物などが変質し、燃料の原料に変化したものです。

数百年以上前に生息していた動物・植物・プランクトンなどは、死ぬと地中や海底に埋もれ、水・土などに圧迫されたりした後に地熱で温められて分解されます。分解された動物・植物の体はケロゲン・泥炭・メタンガスになり、ケロゲンが石油に、泥炭が石炭に、メタンガスが天然ガスになるのです。

動物・植物の体が化石燃料になるまでには非常に長い年月を要するため、化石燃料を活用するには古代から蓄積されてきた化石燃料を発掘するしかありません。

現在や近代に生息してきた動物や植物を化石燃料に変えることはできないので、化石燃料を現代社会で活用する目的で新たに作り出すことはほぼ不可能です。地球温暖化問題がなくても、今後化石燃料に頼り続けることができないという大きなウィークポイントがあるのです。

化石燃料の種類・使用用途

化石燃料に分類されているのは、石油・石炭・天然ガスで、最近になってメタンハイドレートも含まれるようになりました。それぞれの化石燃料の特徴・主成分・使用用途を見てみましょう。

石油の使用用途

特徴	・液状の化石燃料・CO2排出量が多い
主成分	炭化水素
原材料	液状化した古代の動植物・プランクトン
使用用途	プラスチック・ゴム・化学繊維・ガソリン・軽油・ネット燃料　など

現在、化石燃料の中で最も使用量が多く需要が高いのが石油です。石油の使用用途が幅広いことも、石油の需要をさらに上昇させています。

しかし、輸出国をめぐる国際情勢によって流通が困難になったり価格が変動したりする・温室効果ガスの排出量が多い・枯渇する可能性が高いといったリスクを抱えている点が問題視されており「石油から別のエネルギーに切り替えたい」という声が高まっています。

石炭の使用用途

特徴	・岩石状の化石燃料・CO2の排出量が多い
主成分	炭素
原材料	地中に蓄積した古代の植物が石化したもの
使用用途	火力発電の燃料・製鉄の原料（コークス）　など

石油が主要エネルギーになる前は石炭が主な動力・電力の源でした。しかし、主要エネルギーの座を石油に譲った後は石炭の出番は次第に減少しています。CO2の排出量が石油より多いという部分も、石炭から石油に切り替わる原因になりました。

（出典：自然エネルギー財団「統計｜国際エネルギー」）

こちらの表を見るとわかるように、アジア太平洋諸国での石炭の使用率は高めですが、アメリカ・ヨーロッパ諸国では需要が減る傾向にあります。

天然ガスの使用用途

特徴	・気体状の化石燃料・燃焼時のCO2排出量が少ない
主成分	メタン・プロパン・ブタン
原材料	地中に埋没した古代の動植物が気体化したもの
使用用途	産業用燃料・火力発電用燃料・家庭向けの都市ガス　など

天然ガスは、化石燃料の中ではCO2の排出量が少ないことで需要が伸びています。窒素酸化物の発生量も少ないのでクリーンエネルギーに分類されており、カーボンニュートラル・地球温暖化対策の面でも求められている化石燃料です。

電力・動力のエネルギー源を石油・石炭から天然ガスに切り替える国・企業も増えています。

メタンハイドレートの使用用途

特徴	・氷状の化石燃料・火を近づけると発火・少量で大量のエネルギー源を得られる・CO2の排出量が少ない
主成分	メタン・水分子
原材料	気体化した古代の動植物（メタン）が水分子と結合したもの
使用用途	発電所の燃料・都市ガス　などに利用可能

メタンハイドレートは、1立方メートルから約160立方メートルのメタンガスを取り出せるというコスパの良さで脚光を浴びている化石燃料です。メタンガスと水分子が結合してできた物質なので、メタンガスと同様にクリーンなエネルギーという点でも次世代エネルギー資源として期待を集めています。

しかし、水深500m以上の海底やその下の地層に埋もれているので、発掘が難しいことから広い範囲での実用には至っておらず、取り出すための技術開発が急がれています。

日本周辺の海域には大量のメタンハイドレートが眠っていることが明らかになっており、エネルギー自給率が極めて低い日本にとっては救世主とも言える燃料なのです。

使用用途は天然ガスと共通していますが、技術の進化によってさらに用途が増えていくと見られています。

（参考：経済産業省・資源エネルギー庁「知っておきたいエネルギーの基礎用語～メタンハイドレートとは？」）

化石燃料の生産量・消費量の推移

(出典：世界の石油消費の推移　資源エネルギー庁)

化石燃料の種類ごとの生産量と消費量の推移を、経済産業省・資源エネルギー庁が発表した資料などを参考に解説します。

石油

原油の生産量は年を負うごとに増え、1973年には1日5,855万バレルだった生産量が2020年には1日8,839万バレルまで増加しました。新型コロナウイルス感染症の影響によって石油の需要が減少したため、2020年は原油原産国の大半の生産量が減少しています。

消費量は、1973年に1日5,558万バレルだったのが、2019年に1日9,760万バレルまで伸びました。しかし、2020年は新型コロナウイルスにより、生産量と同様に前年より9.3％減少しています。

（参考：経済産業省・資源エネルギー庁「一次エネルギーの動向」）

石炭

石炭の生産量は、2000年代に入ってから急速に増えています。2000年は46億3,805万トンだった生産量が、2013年は79億7,618万トンまで増加しました。

2013年以降北アメリカ・ヨーロッパ諸国・中国で石炭の需要が低下したことにより、2016年の生産量は2億9,302万トンまで落ちましたが、2017年に中国で需要が高まったことで2019年の生産量が79億6,001万トンまで回復しました。しかし、新型コロナウイルスで需要が低下し、生産量は再び低下して75億7,536万トンになっています。

石炭を最も消費しているのは中国で、2020年には39億6,623万トンを消費しました。これは世界合計の半分です。中国の消費量は2000年代に突入してから一気に増加し、2013年には40億トン以上になりました。大気汚染対策などにより2016年まで減少に転じていましたが、2017年に再び増加しています。中国に次いで石炭消費量が多いインドでは、総消費量の13％近くを消費しています。

（参考：経済産業省・資源エネルギー庁「一次エネルギーの動向」）

天然ガス

天然ガスの生産量は、2020年時点では約3.9兆平方メートルです。2010年から2019年までは平均2.4％の伸び率を示していましたが、2020年の新型コロナウイルス感染症によって需要が減少して前年より0.3％減っています。

2020年時点での生産量は、北アメリカが世界の約29％、ヨーロッパ・ロシア・旧ソ連邦諸国が約26％でした。世界各国で天然ガス資源の開発が推進されています。

2020年の天然ガスの消費量は約3.5兆平方メートルです。消費量は世界全体で伸びており、2010年から2019年までの伸び率は生産量と同じ2.4％でした。天然ガス消費量が多いのは、北アメリカとヨーロッパとロシアと旧ソ連邦諸国で、全体の約55％を消費しています。

（参考：経済産業省・資源エネルギー庁「一次エネルギーの動向」）

メタンハイドレート

メタンハイドレートの生産量および消費量の正確なデータは、2023年12月時点で発表されていません。

日本近海に存在するメタンハイドレートの量は7兆4000億立方メートルと推定されています。日本の天然ガス使用量の100年分以上という膨大な量なので、採取技術の開発が待望されています。

化石燃料が枯渇するまであと何年…？

化石燃料は遠くない未来に枯渇すると予測されています。化石燃料の確認埋蔵量と可採年数を見てみましょう。

	確認埋蔵量	可採年数
石油	1兆7399億バレル	50年
石炭	1兆696億トン	132年
天然ガス	199兆ミリリットル	50年
メタンハイドレート	–	–

石油と天然ガスはあと半世紀ほどで枯渇する見込みになっており、石油生産量は2010年から2030年の間にピークに達し、ピーク以降の生産量は下がっていくと見られています。

十分な量が埋蔵されていてあと100年以上活用できると予測されている石炭ですが、温室効果ガス排出量が多いのが欠点です。

しかし、近年は研究・技術開発が進み、環境に悪影響を与えないように石炭を使える可能性が高まってきました。

また、次世代エネルギー源として期待されているメタンハイドレートの埋蔵量は、現時点では推定値しか出ていませんが、3000兆立方メートル近くが海底の下の地層に埋まっていると予測されています。「メタンハイドレートを安全に採掘・実用化できるようになれば、化石燃料はあと数百年活用できる」と期待されています。

化石燃料を使用するメリット

化石燃料が地球温暖化問題が発生した後も世界各国で主要な電源として用いられているのは、数々のメリットがあるからです。化石燃料の代表的な3つのメリットをご覧ください。

低コスト

化石燃料のとても大きな利点は、コストが低く抑えられることです。化石燃料そのもののコストが低く、さらに流通コスト・運搬コストや化石燃料を発電所の建設場所で使用することに対して制約が少ないので、建設のコストも節約可能なのです。

しかし、化石燃料の枯渇が現実的になってきた現在は、世界中で化石燃料のコストが上昇しており、化石燃料を輸入する側の悩みの種になりつつあります。化石燃料の最大のメリットとも言われる低コストという条件が覆されるのも時間の問題かもしれません。

採掘、輸送、保管が簡単

化石燃料には、輸送・保管が容易というメリットもあります。特に、石油の原料である原油は、海上ではタンクローリー、陸上ではトラック・パイプラインなどで簡単に持ち運び、発電所や製油所などで貯蔵できます。火災にならないよう留意する必要はありますが、原子力エネルギーと比べるとはるかに簡単なのです。

採掘も、他のエネルギーに比べると簡単なので、原子力発電や再生可能エネルギーでの発電がコストの問題で手が出せない途上国は、安価で採掘・輸送・保管が容易な化石燃料に頼っているのです。

いろいろな用途に使える

化石燃料は、電力などのエネルギー源以外の用途でも役立ちます。記事冒頭で紹介した化石燃料の使用用途で解説したように、非常に多様な活用方法があるのです。

輸送分野では自動車や飛行機などの燃料、発電分野では火力発電のエネルギー源、化学工業分野ではプラスチック・化学薬品の原料、家庭では冷暖房・調理・掃除・洗濯を中心に用いられています。

化石燃料を使用するデメリット

数々のメリットで便利に活用されている化石燃料には、メリットに匹敵する数のデメリットが存在しています。化石燃料が抱えている問題点を見ていきましょう。

温室効果ガスや有害物質を発生する

化石燃料のうち、石油・石炭は大量の温室効果ガス・有害物質を発生させます。これが化石燃料の最大のデメリットです。クリーンエネルギーと言われる天然ガス・メタンハイドレートも、現状では採掘時にCO2が生じます。

産業革命以降、温室効果ガスによって地球温暖化が一気に加速し、世界中で異常気象などを引き起こしています。パリ協定により世界各国でカーボンニュートラル達成を目指して国ごとに目標を立てました。

日本もカーボンニュートラル実現のために2030年度に温室効果ガスを2013年度と比べて46％減らすことを目指していますが、化石燃料の消費量が現状のままだと目標達成は難しいと見られています。

採掘現場の人権問題

採掘が他のエネルギーよりも容易なのがメリットに数えられていますが、採掘現場の労働条件は過酷です。労働者の人権は20世紀よりは重視されるようになっていますが、21世紀の現在でも、コストを抑えるために低賃金で労働者を雇い、長時間労働を強いている現場もあります。途上国では子供を強制労働させている現場もあるようです。

採掘現場の安全管理や快適な労働条件の規定が求められています。

今後枯渇する可能性がある

化石燃料の問題点は、今後枯渇する可能性が高いことです。石油と天然ガスはあと50年、石炭はあと132年で枯渇するという予測が立てられているのは前述の通りですが、新たな埋蔵地の発見がなく、化石燃料の消費量が今のペースで増え続ければ、予測よりも早く枯渇するでしょう。

期待されているメタンハイドレートも、望んだような結果を得られるとは限りません。化石燃料に依存せず、エネルギーミックスを進めていかなければ厳しい未来を迎えることになりかねないのです。

需要と供給で価格変動が生じる

国際情勢の変化などによって需要と供給のバランスが崩れて価格に変動が生じるのも、化石燃料を輸入する側にとって大きなデメリットです。2020年以降、ロシアのウクライナ侵攻と新型コロナウイルスの流行によって、化石燃料の需要と供給のバランスが保てなくなり、光熱費が総じて値上げされました。

化石燃料の価格は、現状では低下の兆しはなく、上がっていく予想ばかりが聞こえてきます。化石燃料に依存し続けることにより、ここで紹介したデメリットに耐え続けなければならないのです。

世界の化石燃料問題の現状

（出典：経済産業省・資源エネルギー庁）

世界各国のエネルギーの消費量は増加の一途を辿っています。特に、石油・石炭・天然ガスの消費量は伸び続けています。

IEA（国際エネルギー機関）は「2040年のエネルギー消費量は2014年の約1.3倍まで増加、増加する分の大半を中国・インドなどのアジア諸国を始めとした新興国」との調査結果を公表しました。「今後も化石燃料が消費されるエネルギーの大半を占める」という予測も出ています。

市場経済で変動しやすい原油価格は、ロシアのウクライナ侵攻・新型コロナウイルス感染症などの影響を受けて2020年以降高騰化しました。

原油価格が相次いで高騰化して経済に大きな打撃を与えたことや地球温暖化問題が深刻化していることを踏まえ、化石燃料の消費を抑制し、エネルギーミックスを進めていこうという動きがますます活発化しています。

（参考：関西電力「世界のエネルギー事情」）

日本の化石燃料の問題は極めて深刻

採取できる化石燃料がほとんどない日本の化石燃料問題は、非常に深刻な状態に陥っています。日本のエネルギー消費量も他国と同様に増加し続けていますが、エネルギー源の主力である化石燃料を中東・中国・アメリカ・ロシアからの輸入に依存しているため、国際情勢が変動したときに少なからぬ被害が発生するからです。

中でも、世界第2位の天然ガス生産国であるロシアに経済制裁を行っていることでロシア以外の国の天然ガスの需要が向上しているため、天然ガス獲得が困難になる恐れがあります。石油の価格も上昇していますが、天然ガスの価格の上昇も予想されており、電気・ガス料金だけではなく、ガソリン・食品の価格も上がる可能性が高いです。

エネルギー自給率が下がっている（輸入に頼っている）

（出典：環境省・資源エネルギー庁）か

日本のエネルギー自給率は、2011年に前年の半分近くまで低下しました。日本のエネルギー源の主力だった原子力の発電量が、東日本大震災の被害で大幅に減少したからです。原子力発電所の稼働率が上昇するにつれて自給率も少しずつ回復していますが、原子力発電に反対する声も多いのが現状です。

現在促進されている太陽光発電などの再生可能エネルギーへの切り替えやメタンハイドレートの採掘と実用化などが実現すればエネルギー源を輸入に頼る必要がなくなるので、再生可能エネルギーとメタンハイドレート実用化が熱望されています。

グリーントランスフォーメーション（GX）

グリーントランスフォーメーションは、カーボンニュートラルの実現や温室効果ガスの削減を目標にした取り組み・変革を表す言葉です。

グリーントランスフォーメーションでは、以下のような取り組みを進めています。

再エネの普及
CO2削減目標の達成
循環型社会
エネルギー効率の向上
カーボンプライシングの導入
脱炭素技術の開発
原子力発電の活用

再生可能エネルギーが普及すればCO2削減目標達成に近づき、2050年カーボンニュートラル実現に近づきます。化石燃料などの有限資源を効率よく活用し、持続できるように循環させることでエネルギー効率が向上します。カーボンプライシングの導入や脱炭素技術の研究・開発、原子力発電の安全な活用も欠かせません。

また、日本政府は以下の取り組みを推し進めています。