バイオジェニック炭素と非バイオジェニック炭素の違いとは？

概要

炭素はすべての有機化合物の構成要素であり、生物、大気、海洋、地質学的貯留層の間を絶えず移動しています。 カーボン会計 および ライフサイクルアセスメント（LCA）, では、炭素は次の2つのカテゴリーに分類されます。— 生物起源, 、すなわち生きたバイオマスに由来するものと、 非生物起源 または 化石由来, 、すなわち地質学的貯留層に由来するものです。.

本記事では、両カテゴリーを定義し、業界横断の実践的な例を示すとともに、それぞれが ISO 14067, 、ISO 14040/14044、, EN 15804, 、および GHG プロトコルのもとでどのように扱われるかを解説します。これは、 製品カーボンフットプリント.

生物起源炭素

生物起源炭素とは、生物が光合成を通じて大気中のCO₂から固定し、バイオマス—植物、樹木、農作物、動物、およびそれらに由来する有機物—に保持される炭素です。これは 短期炭素循環, に関与しており、生物によって異なるものの、1回の生育期から1世紀以上にわたる時間尺度で大気と生物圏の間を移動します。.

近年、大気から除去された炭素であるため、その放出は近年大気が手放した炭素を戻すことになります。バイオマス源が再生する場合、放出と吸収は生育サイクル全体で均衡します。再生しない場合、その均衡は崩れます。これが、このテーマ全体における最も重要な留意点です。.

生物起源炭素の実例

• 木材・集成材 —構造用木材、CLT、合板、パーティクルボード。これらは建物の供用期間中、生物起源炭素を貯蔵します。.
• 紙・板紙・包装材 —短期間の貯蔵であり、寿命末期に分解または焼却を通じて炭素が放出されます。.
• 天然繊維 —綿、羊毛、ジュート、麻、および木材パルプ由来のビスコース。.
• バイオベースプラスチック —トウモロコシデンプン由来のPLA、サトウキビエタノール由来のバイオPE、バイオPET。.
• バイオ燃料 —バイオエタノール、バイオディーゼル、HVO、嫌気性消化由来のバイオメタン。.
• バイオマスエネルギー —木質ペレット、林業残渣、バガス、パルプ工場で燃焼される黒液。.
• 食品・農産物 —すべての農作物、畜産物、および食品廃棄物に含まれる炭素。.
• 有機性廃棄物 —一般廃棄物の生物起源部分、下水汚泥、剪定枝葉などの緑地廃棄物。.
• バイオ炭 —バイオマス炭素を安定した形態に変換して土壌に施用したものであり、長期的な貯蔵が可能です。.
• 天然ゴム、コルク、竹、デンプン系接着剤。.

非生物起源（化石由来）炭素

非生物起源炭素とは、石炭、石油、天然ガス、一部の算定枠組みにおける泥炭、石灰石などの鉱物性炭酸塩といった地質学的貯留層に保持される炭素です。これも元来は生物に由来しますが、その起源は数億年前であり、それ以降は大気から隔離されてきました。これは 長期炭素循環, に属し、数百万年の時間尺度で移動します。.

これを燃焼または加工すると、数秒という時間尺度で炭素が長期的な貯留層から大気へ移されますが、人間にとって意味のある時間軸では対応する吸収はありません。これこそが気候問題の本質です。すなわち、地質圏から大気への一方向の流れです。.

非生物起源炭素の実例

• 化石燃料 —石炭、原油、軽油、ガソリン、天然ガス、LPG、石油コークス。.
• 汎用プラスチック・ポリマー —PE、PP、PET、PVC、ポリスチレン、合成ゴム。.
• 石油化学製品 —エチレン、プロピレン、メタノール、溶剤、およびこれらから得られる化学中間体。.
• セメント由来のプロセスCO₂ —石灰石を焼成してクリンカーを製造する際に、燃焼ではなく化学反応によって放出されます。.
• 石灰・ガラス・ソーダ灰製造由来のプロセスCO₂, 、同じ炭酸塩の分解に由来します。.
• 冶金用コークス・炭素陽極 —鉄鋼およびアルミニウムの生産において、燃料ではなく還元剤として機能します。.
• 瀝青、アスファルト、潤滑油、ワックス。.
• 合成肥料・工業用ガス 天然ガスを原料として製造されます。.
• カーボンブラック、黒鉛、合成繊維 —ポリエステル、ナイロン、アクリルなど。.
• 火山性・地質学的CO₂ —人為起源ではないものの、自然由来の非生物起源フラックスです。.

両者の比較

LCAにおける区別の扱い

ここから、この違いは単なる学術的な議論ではなくなります。すべての製品カーボンフットプリント、EPD、企業インベントリでは、生物起源炭素の取扱いを決定する必要があり、その選択は結果を大きく左右します。.

±1の慣行

標準的な手法では、生物起源炭素の吸収と放出を対応する一対として記録します。バイオマスに吸収された炭素は負のフローとしてインベントリに計上され、使用済み段階で放出される炭素は正のフローとして計上されます。.

分別報告は必須

のもと ISO 14067, 生物起源と化石由来の寄与は、単一の数値に統合せず、別々に報告する必要があります。. EN 15804+A2, 建設EPDを規定する同規格でも同様に、生物起源炭素含有量の宣言と、定義されたモジュールへの吸収・放出の配分が求められます。内訳を開示せずに単一の合算値を示すカーボンフットプリントは、いずれの規格にも適合しません。.

中立性の前提が崩れる場合

1. 1原材料調達から工場出荷までの境界。. 調査を工場出荷時点で終える場合、生物起源炭素の吸収は計上されますが、最終的な放出は計上されず、人為的に負のフットプリントが生じます。これは、生物起源炭素の算定が不適切に利用される最も一般的な方法です。.
2. 2再成長がない場合。. 森林が伐採後に再植林されない場合や、伐採量が成長量を上回る場合、吸収は生じず、中立性は虚構となります。.
3. 3時間差。. 樹木は燃焼によって1時間で炭素を放出しますが、再吸収には数十年を要します。その間、大気中には追加のCO₂が存在し続け、正味ゼロの特性化では計上されない実際の温暖化を引き起こします。.
4. 4生物起源メタン。. 生物起源炭素が嫌気的に分解される場合、つまり埋立地、消化槽、反すう動物の消化過程では、CH₄として放出され、CO₂としてではありません。メタンの地球温暖化係数ははるかに高いため、その放出は ありません 炭素が生物起源であっても中立ではありません。生物起源のCH₄は常に計上しなければなりません。.
5. 5土地利用変化。. 森林や草地を農地へ転換すると、製品自体の炭素収支の対象外となる土壌・植生炭素が放出され、その影響は製品の炭素収支を大幅に上回ることが少なくありません。.

時間差とGWP-bio

放出から再吸収までの時間差は実際の放射強制力を生むため、動的 LCA 手法およびGWP-bio特性化係数が、その影響を考慮するために開発されています。これらは、バイオマスの輪伐期間に基づき、生物起源CO₂にゼロ以外の値を割り当てます。年生作物では短く、成長の遅い森林では大きな値となります。まだ標準的な実務ではありませんが、輪伐期間が長く、主張の重要性が高い場合には、ますます求められるようになっています。.

製品中の炭素貯蔵

例えば建築物の木材のように、生物起源炭素が耐久性のある製品に保持される場合、その貯蔵は実在しますが一時的なものです。規格では、恒久的な除去として扱うのではなく、期間を宣言することが求められます。EN 15804ではモジュール別報告によりこれを扱い、ISO 14067では貯蔵期間と使用済み段階での行き先の明示を求めています。.

実例：実務における内訳の示し方

各フレームワークでの扱い

• ISO 14067 —生物起源と化石由来の寄与を定量化して個別に報告し、炭素貯蔵とその期間を開示することを求めています。.
• ISO 14040およびISO 14044 —システム境界、機能単位、配分、および比較主張に必要なクリティカルレビューを規定するフレームワークです。.
• EN 15804+A2 —建設製品における生物起源炭素含有量の宣言を義務付け、規定されたライフサイクルモジュール全体に吸収と放出を配分します。.
• GHG プロトコル —燃焼による生物起源CO₂はScopeとは別に報告される一方、生物起源CH₄およびN₂OはScope内で報告されます。.
• IPCCガイドライン —二重計上を避けるため、各国のインベントリではバイオマス炭素をエネルギー部門ではなく土地利用部門で計上します。.
• PAS 2050およびGHGプロトコル製品基準 —独自の生物起源炭素の取扱いルールを持つ、並行する製品レベルのガイダンスです。.

概要

生物起源炭素と非生物起源炭素は化学的には同一ですが、炭素の由来と、どの程度の速さで循環に戻るかが異なるため、気候への影響は異なります。化石由来炭素は、数百万年にわたり隔離されていた貯留層から活動中の炭素循環へ、一方向に移動します。生物起源炭素は循環し、バイオマスが再生する場合には真にほぼ中立となり得ます—ただし、再生が実際に行われ、完全なシステム境界で評価され、土地利用変化が考慮される場合に限られます。また、放出がメタンの形態である場合は決して中立ではありません。.

カーボンフットプリントを算定する際の実務上の原則は簡潔です。両者を分けて報告し、システム境界を使用済み後の段階まで設定し、生物起源メタンを全量算定し、調達の根拠を示し、恒久性を示唆するのではなく貯蔵期間を明記します。こうした開示こそが、裏付け可能なバイオベースの主張と、レビューに耐えない主張を分けるものです。.