化石燃料の消費を抑えて環境を破壊する二酸化炭素の排出量を削減するには、グリーンエネルギーへの移行が不可欠であることに疑いの余地はありません。しかし、地球温暖化対策としてのエネルギー移行を早急に進めるあまり、希少なクリティカルミネラル（重要鉱物）の大量消費という別の問題点を見過ごしてしまうのは危険なのではないでしょうか？

典型的な電気自動車（EV）は、従来の自動車に比べて鉱物消費量が6倍にも上ります。また、陸上風力発電所は、火力発電所に比べて9倍の鉱物資源を必要とします[1]。それでは、本当の意味でサステナビリティと言えるのでしょうか？

グリーンエネルギーの基礎知識

化石燃料を削減し、クリーンエネルギーへの移行を進めるにつれて、化石燃料よりも有限で希少な「クリティカルミネラル（重要鉱物）」と呼ばれる鉱物資源への依存が急激に増加しています。近年のクリティカルミネラルの重要な応用例としては、以下が挙げられます。

  1. リチウム、ニッケル、コバルト、マンガン、黒鉛 – バッテリーの性能や寿命、エネルギー密度を左右する重要な鉱物
  2. 希土類元素（レアアース） – 風力発電や電気自動車のモーターに使用される永久磁石の製造に不可欠な鉱物
  3. 銅・アルミニウム – 銅は電力網に広く使用されており、電力関連技術に不可欠な鉱物

上記に挙げた中で、銅やニッケルは比較的生産量の多い鉱物です。一方で、テルリウムやネオジムなどのレアアースは（その名が示す通り）非常に希少です。そこで問題になるのは、環境的に持続可能な方法で、地域社会や地球環境への影響を最小限に抑えつつ、クリティカルミネラルの供給を大幅に拡大するにはどうすれば良いのかということです。

クリティカルミネラルの需要を促進しているセクター

再生可能エネルギー

風力発電と太陽光発電は、化石燃料技術に比べて遥かに多くの鉱物資源を要します。1テラワット時の電力を発電するのに、風力発電の場合は火力発電所の3倍、太陽光発電の場合は2倍の鉱物を消費します[2]が、発電に伴う二酸化炭素の排出量は、ほぼゼロに抑えることができます。

このことは、以前はさほど問題にはなりませんでした。2010年になるまで、クリティカルミネラルの総消費量に占めるエネルギー産業の割合は微々たるものだったからです。再生可能エネルギーへの移行が加速している現在、グリーンエネルギーが占める割合は大幅に上昇し、発電所1基あたりの鉱物消費量は、平均で50%増加しています[3]。

パリ協定の目標を達成する取り組みの中で、再生可能エネルギー産業における鉱物資源の需要量は2020年までに3倍になりました。その最たる要因が風力発電と太陽光発電です[4]。（ただし、地熱発電、水力発電、グリーン水素発電、原子力発電もさまざまなクリティカルミネラルを大量に消費します[5]。）

道路交通・陸上輸送

EVもクリティカルミネラルを大量に消費します。バッテリーや燃料電池を搭載したEVは、比較的新しい技術であり、100年以上の歴史を持つ内燃機関（ICE）自動車よりも製造時に多くの鉱物を必要とします[6]。気候変動シナリオによると、EVや蓄電池の鉱物需要は2040年までに30倍以上に増加すると予測されています[7]。リチウムの需要だけでも40倍以上の増加が見込まれており、黒鉛、コバルト、ニッケルの需要も20〜25倍になると考えられています。また、EVへの電力供給に向けた電力網の整備が進むにつれ、銅の需要も倍増します[8]。もちろん、EVの台数の増加につれてグリーンエネルギーの生産も圧迫されるため、それに応じてグリーンエネルギー産業におけるクリティカルミネラルの消費量も必然的に増加します。

国際エネルギー機関（IEA）は、次のように述べています。

「パリ協定の目標を達成するシナリオでは、（鉱物資源の）総需要に占めるクリーンエネルギー技術の割合は今後20年で急激に上昇し、銅とレアアースで40%以上、ニッケルとコバルトで60〜70%、リチウムで90%近くの上昇が見込まれている。

EVと蓄電池は、すでに家電製品を抜いてリチウムの消費量が最も多く、ニッケルの消費量も、2040年までにステンレス鋼の製造を抜いて1位になると予見される」[9]

今後の鉱物資源の確保に向けた資源管理

生産者、政治家、消費者は、グリーンエネルギーの生産規模を急速に拡大しなければならない現状において、鉱物需要の増加が供給や持続可能性にもたらす影響や、社会的影響を十分に考慮する必要があります。

供給への影響

McKinsey & Co.（マッキンゼー・アンド・カンパニー、以下「McKinsey」）の専門家は「二酸化炭素排出量実質ゼロへの世界的な潮流に対し、サプライチェーン、市場のメカニズム、金融モデルなど、脱炭素化をスムーズに実現するためのソリューションや体制の整備が追いついていない」と指摘しています[10]。

現状でのクリティカルミネラルの供給量や投資額は、パリ協定で採択され、国連気候変動枠組条約第26回締約国会議（COP26）で確約されたグリーンエネルギーへの急速な移行を支えるレベルにありません。そのため、グリーンエネルギーへの移行に遅延が生じ、膨大なコストが発生するリスクが上昇しています。例えば、リチウムとコバルトは当面は供給が需要を上回るとされているものの、既存の鉱山や現在進行中の採掘プロジェクトから予想される生産量は、2030年までに必要な需要量の約半分にしか過ぎません。銅の供給量の予測も、需要量を20%下回っています[11]。また、電池用ニッケルをはじめ、ネオジムやジスプロシウムなどのレアアースも、数年後にボトルネックになる危険性があります[12]。

採掘技術の進歩は、供給量を拡大し、供給と需要の格差を是正する助けになるかもしれません。例えば、リチウムを例に挙げると、世界に埋蔵されているリチウムのほとんどは、天然の海水（かん水）にあります。かん水からリチウムを回収する従来の手法では広大な蒸発池が必要で、環境負荷が大きい上に、回収を開始するまでに時間がかかり、作業の進行が天候に左右されやすいという難点があります。野生動物の生息地を破壊していることは言うまでもありません。また、この従来の手法は回収率が低く、純度も低いため、現在新たに発見されているような、リチウム埋蔵量が比較的少ないかん水には効果がありません。

JIMCO（Jameel Investment Management Company／ジャミール・インベストメント・マネジメント・カンパニー）が出資している米国のスタートアップ企業Lilac Solutions（ライラック・ソリューションズ）は、こうした大規模な蒸発池を使わずに、かん水からリチウムを効率的に回収する最新技術を開発しました。同社のリチウム回収技術は、環境を保護し、プロジェクトの進行を迅速化できるだけでなく、回収率を高め、純度の高いリチウムを回収できるのが特徴です。

しかし、このような最新技術は短期的な解決策にはならず、未だに多くの事柄は未解決のままです。例えば、コバルトの将来の予測需要量は、6〜30倍と大きな開きがあります[13]。そのため、今後のイノベーションや規模の経済がもたらす影響を予測しにくいのです。しかし、鉱物資源の未来が曖昧になっている最大の要因は、明確な政策が掲げられていないことです。このことが需要を妨げ、サプライヤーが自信を持って投資計画を確定できない原因となっています。逆に、適切なインセンティブ制度が設けられれば、生産者は低炭素技術からより多くの利益を受けることができます。今後は各国政府が公約を果たし、確固たる政策を実施することが求められます。

二酸化炭素排出量の削減に向けて再生可能エネルギーへの移行を加速させる一方で、エネルギーシステムのレジリエンスと安全性を確保することも大切です。現行システムは、主に炭化水素の供給量の削減を念頭に設計されていますが、今後は価格変動や鉱物資源の供給低下も考慮に入れる必要があります。

リチウム電池の製造コストは過去10年で90%低下しましたが、これは逆に、技術よりも原料がコストに占める割合が大きいことを意味します。例えば、電池の製造コストに占める原料の割合は、わずか5年前には40%～50%だったのが、現在は50%～70%まで上昇しています。また、銅とアルミニウムは、電力網への投資全体の約20%を占めています[14]。こうしたことが、エネルギー産業やEV産業が鉱物資源の供給や価格の変動にすぐに影響される状況を作り出しています。

クリティカルミネラルの供給や価格に影響する主な問題

炭化水素に比べ、鉱物は偏在している – 世界の三大生産国が、リチウム、コバルト、レアアースの供給量の4分の3以上を占めています。例えば、2019年の世界のコバルトの生産量は、コンゴ民主共和国（DRC）が70%、中国が60%を占めています。選鉱・製錬事業に占める中国の割合が高いことも、供給リスクを上昇させています[15]。

リードタイムが長い – 採鉱から生産に至るまでの平均期間が16年もあるため、供給の拡大に限度があります。

資源の質が劣化している – 量だけではなく、質の低下も問題になっています。例えば、チリの銅鉱石の質は、過去15年で30%低下しました。鉱石の質が悪いほどエネルギー消費量が増加し、必然的に二酸化炭素排出量も増加します。

環境・社会・ガバナンス（ESG）への懸念 – 企業が環境的・社会的な影響を配慮し、真剣な取り組みを開始したこと自体は良いことです。しかし、規格の改善には時間と費用がかかり、供給にも影響を及ぼします。また、オーストラリア、中国、アフリカなどの地域では、鉱業資産が水不足、猛暑、洪水などの気候変動リスクにさらされるケースが増加しています。

では、上記の問題にどう取り組めば良いのでしょうか？ 各国政府が地質調査の支援、認可プロセスの簡素化、鉱源の多様化に向けた追加融資などを実施することがまず挙げられます。定期的な市場評価や負荷テストを実施し、戦略的な貯蔵計画を立てることも、供給の強化に役立つでしょう。

また、原料を削減したり、可能な限り代替原料を使用するよう努めることも重要です。この点においては、比較的改善が進んでいます。例えば、太陽光発電における銀の消費量は、2028年までに半分以下になると予測されています[16]。リチウムの直接回収[17]や金属回収強化[18]など、最新技術を活用した生産イノベーションによる大幅な供給増加も期待できます。

持続可能性や社会的な影響に関する考慮

世界銀行は「金属鉱物への需要増加は、資源国である新興国や民間部門に経済的機会をもたらす一方で、気候変動対策としてのクリーンエネルギーへの移行が責任ある持続可能な方法で実施されない限り、重大な問題を引き起こす可能性がある」と指摘しています[19]。

今のところ、グリーンエネルギーは完全に環境に優しいわけでも、すべての地域社会に恩恵をもたらしているわけでもありません。幸いなことに、大局的な政策と実践的な対策を組み合わせることで、持続可能性や社会的な影響の改善を図ることは可能です。

まず、再生可能エネルギー技術は、化石燃料技術に比べて発電能力が低いため、同等の電力を生産するのに多くの原料を必要とします。原料を削減し、できるだけ代替することで、鉱物の供給圧迫を緩和し、生産過程で排出される二酸化炭素量を削減できます。

EVの場合は、さらに計算が複雑になります。EVの製造時に0.5トンのアルミニウムを使用した場合、バッテリーを除いても6トンの二酸化炭素が追加で排出されます[20]。しかし、アルミニウムは鉄鋼より軽量なため、ライフサイクル排出量は削減されます。

もちろん、典型的なEVの温室効果ガスの排出量は内燃機関車の約半分です。低炭素電力を使用すれば、そこからさらに25%削減できる可能性もあります。さらに、燃料を切り替えたり、効率性を改善することで、二酸化炭素排出量を総体的に削減できます[21]。生産者は、製造時の二酸化炭素排出量や総体的なライフサイクル排出量を考慮した上で、供給が圧迫されることのないように上手にバランスを取りながら、最も持続可能性の高いアプローチを取る必要があります。

供給圧迫を緩和し、環境への負荷を最小限に抑えるためにはリサイクルが不可欠です。バルク金属のリサイクルはすでに進んでいるため、生産者はリチウムやレアアースなどの鉱物のリサイクルに取り組んでいます。カナダのバッテリーリサイクル会社Li-Cycle Corp.（ライサイクル・コープ）のCEO兼共同創業者のアジャイ・コチャ氏は、リサイクルされたコバルト、ニッケル、リチウムが2030年までに世界需要の10〜20%を占めるようになると語っています[22]。

鉱物をどこでどのように調達するかも大事です。調達元によって二酸化炭素の排出量が多い場合もあるからです。私たちは、採掘や選鉱・製錬の過程で排出される二酸化炭素の削減に全面的に取り組み、廃棄物や水の管理を徹底していく必要があります。また、鉱物資源の恩恵が地域社会に還元される仕組みも必要です。この業界は、職場の安全衛生が悪いことや、児童労働や汚職などの人権侵害が多いことが指摘されています。例えば、コンゴ民主共和国でのコバルト採掘をめぐる児童労働の問題はよく知られています[23]。ダンディー大学でグローバルエネルギー法および持続可能性について教鞭を取るラファエル・J・ヘフロン教授は、2020年に発表したクリティカルミネラルの開発における司法の役割に関する論文の中で「現行の司法制度は、鉱業セクターのほんの一部にしか対応していない」と指摘しています[24]。

低炭素経済への公正な移行における課題の専門家であるヘフロン教授は、下記のカテゴリー別に公正性を定義し、すべてのカテゴリーに対応する必要があると説いています。

  • 分配の公正性 – エネルギー産業で発生する利益を公平に分配し、マイナス面の責任を公平に負担する（石油や天然ガスの収入の公平な分配や環境破壊の責任の所在など）
  • 手続きの公正性 – 法的プロセスや必要な法手続きを完全に踏襲する（環境影響評価書の作成において必要な手順がきちんと踏襲されているかなど）
  • 認識の公正性 – 社会のさまざまなグループに対する権利（特に先住民族の権利など）を認める
  • コスモポリタニズムの公正性 – 私たち全員が世界市民であるという信条に基づき、国境を越えた国際的な影響を配慮する
  • 是正・回復の公正性 – エネルギー産業がもたらすあらゆる不正を是正するための特定の法律の施行を確保する（発電拠点を使用前の状態に回復するための廃棄物管理や廃炉を実行するための法律の整備など）

トレーサビリティと透明性を向上させ、リスクを特定、低減するためには、サプライチェーンのデューデリジェンスと規制強化が不可欠なのは明白です。

政府が環境・社会・ガバナンス（ESG）規格の改善と国内の協調体制を通じて、責任ある生産活動のインセンティブを提供すれば、より多くのサプライヤーの市場参入を促すことができます。IEAは、信頼性の高いデータを収集してサプライチェーンの脆弱性評価を定期的に実施し、対策を講じていくと共に、知識の共有を通じて持続可能な開発手法を広め、ESG規格を統一化して公平な競争の場を作る上で「生産者と消費者の対話と政策協調を実現するための包括的な国際フレームワーク」を構築することを推奨しています[25]。

気候変動対応型の鉱業

気候変動対応型の鉱業は、国連の持続可能な開発目標（SDGs）に沿って世界銀行が提唱しているアプローチです。その目的は、鉱業およびエネルギー産業の脱炭素化を目指し、戦略的鉱物資源を保有する資源国や、採掘により直接影響を受ける地域社会を支援することにあります。

世界保健機関（WHO）は次のように説明しています。

「[気候変動対応型の鉱業は]資源が豊富な途上国への技術支援と投資の拡大により、原料バリューチェーン全体の社会フットプリント、環境フットプリント、気候フットプリントを最小限に抑え、クリーンエネルギー技術に必要な金属鉱物の供給量を確保するための持続可能な採掘と選鉱・製錬を促進する取り組みである」

気候変動目標の達成に役立つ資源はどれも大切

ひと昔前までは化石燃料の枯渇が懸念されていましたが、グリーン技術は化石燃料のようには豊富に採掘できない資源に依存しています。現在のサプライチェーンは、炭化水素が過剰で、クリティカルミネラルは少なすぎるのが現状です。

最終的には、供給は需要に一致します。問題は、いかに供給量の低下を抑えて迅速に供給を確保するかということです。幸いなことに、既存の技術やイノベーション能力により、グリーンエネルギーへの持続可能な移行は十分に可能です。各国政府が適切なインセンティブ制度を導入して気候変動に関する公約の実現を図れば、生産者はそれに応じて供給を拡大するでしょう。環境規格と社会水準が同時に向上すれば、グリーンエネルギーへの移行を加速し、人類全員に恩恵をもたらすことができます。

これ以上、時間や鉱物資源のムダは一切許されないのです。

[1] https://www.iea.org/news/clean-energy-demand-for-critical-minerals-set-to-soar-as-the-world-pursues-net-zero-goals

[2] https://www.mckinsey.com/industries/metals-and-mining/our-insights/the-raw-materials-challenge-how-the-metals-and-mining-sector-will-be-at-the-core-of-enabling-the-energy-transition

[3] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions, IEA（国際エネルギー機関）、2021年5月

[4] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions, IEA（国際エネルギー機関）、2021年5月

[5] https://www.powermag.com/energy-transition-facing-potentially-debilitating-critical-mineral-supply-gap/

[6] https://www.mckinsey.com/industries/metals-and-mining/our-insights/the-raw-materials-challenge-how-the-metals-and-mining-sector-will-be-at-the-core-of-enabling-the-energy-transition

[7] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions, IEA（国際エネルギー機関）、2021年5月

[8] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions, IEA（国際エネルギー機関）、2021年5月

[9] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions,%20IEA,%20May%202021

[10] https://www.mckinsey.com/industries/metals-and-mining/our-insights/the-raw-materials-challenge-how-the-metals-and-mining-sector-will-be-at-the-core-of-enabling-the-energy-transition

[11] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions, IEA（国際エネルギー機関）、2021年5月

[12] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions, IEA（国際エネルギー機関）、2021年5月

[13] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions, IEA（国際エネルギー機関）、2021年5月

[14] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions, IEA（国際エネルギー機関）、2021年5月

[15] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions, IEA（国際エネルギー機関）、2021年5月

[16] https://www.pv-magazine.com/2018/07/06/amount-of-silver-needed-in-solar-cells-to-be-more-than-halved-by-2028-silver-institute-says/

[17] https://www.nrel.gov/news/program/2021/using-direct-lithium-extraction-to-secure-us-supplies.html

[18] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956053X20305110

[19] https://www.worldbank.org/en/topic/extractiveindustries/brief/climate-smart-mining-minerals-for-climate-action

[20] https://techcrunch.com/2021/08/22/the-tough-calculus-of-emissions-and-the-future-of-evs/

[21] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions, IEA（国際エネルギー機関）、2021年5月

[22] https://www.spglobal.com/marketintelligence/en/news-insights/latest-news-headlines/battery-recycling-efforts-pick-up-as-cobalt-lithium-face-potential-deficit-64847803

[23] ラファエル・J・ヘフロン『クリティカルミネラルの開発における司法の役割』資源開発産業と社会 第7巻第3号（2020年発行）

[24] ラファエル・J・ヘフロン『クリティカルミネラルの開発における司法の役割』資源開発産業と社会 第7巻第3号（2020年発行）

[25] https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions, IEA（国際エネルギー機関）、2021年5月