2024 Vol.19

2024 Vol.19

Contents

RITE Today 2024

巻頭言

CCS 事業法の成立が、日本におけるCCS の社会実装の大きな転換点となる
公益財団法人深田地質研究所

顧問

松岡 俊文

二酸化炭素回収・貯留（CCS）技術は、大気中の CO2 濃度上昇を抑制し、地球温暖化対策に貢献する重要な技術の一つと位置付けられている。RITE では、設立以来 30 年近く CCS の研究開発を進めてきた。CO2 の分離・回収技術
や、地中貯留に関する基盤技術の開発は、新潟県長岡市での実証試験などを通じて、着実に技術を実用化レベルまで高めてきたと評価されている。
そして今、CCS は新たなステージを迎えようとしている。第 213 国会で「二酸化炭素の貯留事業に関する法律」（CCS 事業法）が成立したのである。CCS 事業法の成立は、日本における CCS の社会実装の大きな転換点となるだ
ろう。CCS 事業法は、CCS を実施する上での許可制度や CO2 所有権などを定める法的枠組みを提供するものである。今後は、我が国においても、民間企業による CCS プロジェクトが加速し、2030 年頃には商用規模での CCS 開始が期待される。さらに CCS を新たな産業として確立するためには、技術開発と併せて、経済性の確保、社会受容性の醸成など、多岐にわたる課題への取り組みが不可欠である。日本でも CCS 事業法の成立を機に、CCS バリューチ
ェーンを担う企業群の育成を進め、将来的な海外展開も視野に入れた産業基盤の確立を目指すべきである。
また CCS の社会実装が本格化すれば、2050 年のカーボンニュートラル実現に向けて大きく前進する。IEA の分
析でも、CCS は 2050 年に年間 36 億トンから 72 億トンの CO2 削減に寄与すると見込まれている。日本でも、経済産業省が 2050 年までに年間 1.2 億トンから 2.4 億トンの CO2 を CCS で削減する目標を掲げている。この様な
大規模な CCS の実施にあたっては、地下に CO2 を安全に貯留するためのリスク管理が重要である。地下の地質状況を正確に把握し、それを基に圧入後の CO2 の長期的な挙動をシミュレーションした上で、最適な貯留サイトを選定する必要がある。さらに、貯留層に対して継続的なモニタリングを行い、CO2 が意図した通りに貯留されていることを確認しなければならない。この分野における RITE の研究開発成果や、国内外で行われた実証試験で得られた知見は、今後の CCS 事業でのリスク管理に活かされるだろう。
CCS 事業の実施には、技術的な安全性の確保に加えて、地域社会の理解と協力を得ることが不可欠である。CCS
が温暖化対策の切り札として、また新たな産業として日本に根付くためには、技術的な課題解決とともに、社会の信頼を得ながら一歩一歩前進していくことが肝要である。さらに、CCS 事業の健全な発展のためには、技術者のみならず、
地球環境問題や社会受容性など、多角的な視点を持った人材の育成も重要である。官民が連携して、CCS 関連の教育や人材育成に力を注ぐことが求められる。RITE の役割はこの点からも重要である。RITE が今まで行ってきた多くの研究開発成果が、CCS を気候変動対策と経済成長を両立する鍵となる技術として、日本と世界に貢献できる日が訪れることを心から願ってやまない。

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特集

新規国家プロジェクト（GI 基金、バイオものづくり革命）の獲得と今後の研究開発の展望について
バイオ研究グループ

1． はじめにグループリーダー・主席研究員
副主席研究員
主任研究員

乾
将行
平賀 和三
久保田 健

組みについて紹介する。

バイオものづくりは、持続可能な社会の実現に向けて、
カーボンニュートラルへの貢献が期待されている。この

２． バイオものづくりに関する世界および日本の動向

技術は、生物学的プロセスを利用して、化石燃料に依存

バイオものづくりは、持続可能な製造法として世界的しない方法で製品を生み出することを可能にする。例えに注目されており、欧米を中心に、この分野における競ば、微生物を使用して CO2 を直接原料とするカーボンリ争が激化している。

サイクルが挙げられる。これにより、大気中の CO2 を有

米国では、バイオテクノロジーとバイオものづくりの推用な化合物に変換し、温室効果ガスの削減に貢献するこ進に関する大統領令が署名され、今後 10 年以内に製造とができる。また、バイオマス資源などの再生可能資源

業の 3 分の 1 をバイオものづくりが置き換わるとしておから造られたバイオプラスチックやバイオ燃料などの製り、その市場規模は約 30 兆ドルに達すると分析されて品は、従来の石油ベースの製品に比べて環境負荷が低いる 1）。このような政策により、バイオものづくりの拡大

い。これらの製品の普及により、産業全体のカーボンフと集中的な投資が行われる方針が示されている。

ットプリントを減らすことが期待されている。

欧州では、循環型社会の構築に向けた国際ルール形

RITE は、これまでにスマートセル技術やバイオリファ成を重視しており、「包装と包装廃棄物に関する新規則

イナリー技術の研究開発を通じて、バイオ燃料やグリー案」の採択 2）や欧州再生可能エネルギー指令(REDⅢ)

ン化学品の生産に取り組んできたが、2023 年度にグリの改定 3）など、環境規制戦略によってバイオものづくりーンイノベーション基金事業とバイオものづくり革命推の方向性の提示とバイオエコノミーの推進を図っている。

進事業を受託し、持続可能な社会の実現に向けた新た我が国では、これまでもこの分野での競争力確保のたな一歩を踏み出した。これらの事業では、温室効果ガス

め、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発である CO2 やバイオマス資源を原料として化学品や燃機構（NEDO）は、バイオ技術とデジタル技術を融合した料を生み出すカーボンリサイクル技術の開発を行う。今独自で効率的な遺伝子設計・組換え技術の構築を目指し、後は、バイオものづくり技術を核として、多様なバイオマ「植物等の生物を用いた高機能品生産技術の開発（スマス資源や CO2 を原料として高付加価値化学品を製造すートセルプロジェクト、２０１６～2020 年度)」4）を実施し、る革新的なものづくり手法を構築し、カーボンニュート

多くの成果を創出した 5）。この考え方および成果は、現ラル社会の実現に貢献することを目指す。この取り組み

在の「カーボンリサイクル実現を加速するバイオ由来製は、従来の化石資源を原料とした製造プロセスを置き換品生産 技術 の開 発 （ バ イオ ものづ くり プ ロジ ェク ト 、える持続可能なものづくりとして、次世代の産業基盤と2020～2026 年度（予定））」6）などに引き継がれていなり得ると期待できる。

る。RITE も、これらのプロジェクトに参加し、多くのコア本特集では、バイオものづくりに関する世の中の動向を概観した上で、グリーンイノベーション（GI）基金事業とバイオものづくり革命推進事業におけるＲＩＴＥの取り技術を開発して、現在の技術開発に生かしている（バイオ研究グループの研究活動概説を参照）。
そのような中で、2020 年 10 月には、菅内閣総理大4

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特集

臣（当時）が、2050 年までにカーボンニュートラルを目

本事業を通じて、CO2 を原料とした新しいバイオもの指す（温室効果ガスの排出を全体としてゼロとする）こと

づくり製品の開発と社会実装により、カーボンニュートを宣言した。それを受けて政府は、温暖化への対応を成ラル実現に貢献するとともに、CO2 の資源化による産長の機会ととらえ、2021 年 6 月、「グリーン成長政略」

業構造の変革を目指す。

7）を策定し、そのための予算として、NEDO に 2 兆円の8）「グリーンイノベーション基金」 を造成した。

RITE は、積水化学工業株式会社と共同で「グリーンイ
ノベーション基金事業／バイオものづくり技術によるさらに、2022 年 6 月には、岸田内閣総理大臣が、CO2 を直接原料としたカーボンリサ イク ルの推進／「新しい資本主義のグランドデザイン及び実行計画」を発

CO2 を原料に物質生産できる微生物等の開発・改良、表した 9）。この中で、バイオものづくりは、地球規模でのCO2 を原料に物質生産できる微生物等による製造技術

社会的課題の解決と経済成長との両立を可能とする、等の開発・実証／バイオものづくり技術による CO2 を原

二兎を追える研究分野であり、この分野に大胆かつ重点料とした高付加価値化学品の製品化」という事業が採択的な投資を行うと記載されている。

され、実施中である（事業期間：2023～2030 年度の

これらの方針に基づき、2023 年に NEDO は、「グリ8 年間）。

ーンイノベーション基金事業／バイオものづくり技術による CO2 を直接原料としたカーボンリサイクルの推進事

3．2． ＣＯ２等の微生物利用によるものづくりへの挑戦

業」および「バイオものづくり革命推進事業」を立ち上げ、

RITE／積水化学工業株式会社が本事業で用いる酢

バイオものづくりの原料と製品の多様化や生産技術の酸生成細菌（CO 資化菌など）は、ガス固定を可能とする

高度化、さらには将来の産業構造の見通しに基づき、効既報の 7 種の代謝経路の中では最も少ない ATP のエ

率的な物質生産微生物を設計・開発する国内プラットフ

ネルギー消費で効率的にガスを固定できる特徴を有す

ォーマーの育成などを支援している10）。

る。従って、ガスを原料として効率的に増殖し、有用物質

RITE は、これら二つの事業に企業と共同で提案・採を生産可能である。デメリットは、酢酸生成菌の多くが択され、事業を遂行している。以下、これらの事業におけ

絶対嫌気性菌であり酸素を嫌うため、専用の嫌気培養

る RITE の取り組みについて紹介する。

設備と、培養のノウハウが必要である点や、酢酸生成菌
からスマートセルを構築する際には、独自の遺伝子組換

3． グリーンイノベーション基金事業※

えツールと技術の開発が必要である点などが挙げられ

3．１． 事業概要

る。これらについては、RITE が GI 基金事業で専用建屋

前述のように、2020 年に日本政府が掲げた「2050年カーボンニュートラルを実現」という目標に向けて、を建築して専用設備・装置を導入し、研究開発すること
によって解決する。

「グリーン成長戦略」が策定され、その取り組みの一つとRITE は長年、コリネ型細菌を用い、様々なバイオマス

して 2021 年、NEDO に「グリーンイノベーション基金

資源由来の糖原料から様々な有用化学品やバイオ燃料（GI 基金）」が創設された。そして 2023 年に GI 基金の生産を可能としてきた。本事業により、ＲＩＴＥは、「ガ事業の一環として、NEDO は、「バイオものづくり技術にス原料」から「新しい微生物」を用いた、新しいバイオもよる CO2 を直接原料としたカーボンリサイクルの推進」のづくりに挑戦する。

（予算総額 1,767 億円）に着手することを発表し、公募の結果、合計 6 テーマが採択された。従来の「バイオマス

3．3． RITE の実施テーマ

資源」を原料とした微生物によるバイオものづくりでは

RITE／積水化学工業株式会社が行う本事業の研究

なく、「CO2 の炭素を直接原料」として利用する点が、GI

開発イメージを図 1 に示した。CO２を、積水化学工業株基金事業の最大の特徴である。

式会社が化学触媒でエネルギー準位が高い（生物が利用

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特集

図 1 バイオものづくり技術による CO2 を原料とした高付加価値化学品の製品化イメージ

しやすい）CO に高効率変換し、RITE は、CO から酢酸る。また、ごみ焼却施設以外にも製鉄所、火力発電所、工生成菌（CO 資化菌など）等を用いたバイオプロセスによ場などから排出される CO2 を効率よくバイオものづくってエポキシ樹脂の原料となるポリマー原料に変換する。

りに利用できるようになれば、カーボンリサイクルの推得られたポリマー原料は、積水化学工業株式会社が光二進に貢献できるとともに、バイオマス資源由来の糖など

量体化、エポキシ化を経て耐熱性接着剤を製造する。こを原料とするよりも、国内での炭素固定化やバイオマスの高付加価値な耐熱性接着剤は、スマートフォン、航空

資源運搬時の CO2 排出削減にも寄与できる可能性があ

機、自動車などの耐熱性が求められる部材の特殊な接る。可食や非可食バイオマス資源が豊富ではない日本に着に用いられる。使用後は、燃焼して CO2 にして同じス

おいては、大気中の CO2 を資源として活用できることキームで資源循環のサイクルを回すことが可能である。

は、将来の原料を確保する観点からも有利である。

接着剤の製造コストは、現行品比 1.2 倍以下の実現を目指す。

将来的には、CO ２から様々な高付加価値化合物を高濃度・高収率で連続バイオ生産可能とする技術開発や、RITE は、これまでに培ってきたスマートセル技術と化学法では異性体の副生などによって製造が困難な高バイオ生産技術を活かし、酢酸生成菌の一種である CO

機能性かつ高付加価値な化合物を、ＣＯ２原料から選択資化菌などを用いて、最重要課題である①CＯからポリ的にバイオ生産可能とする技術開発などへの新展開がマー原料に変換可能な菌株の開発（CO 資化菌の遺伝子期待される。

組換えツールの開発、CO から中間体やポリマー原料の生産株構築）と、②ポリマー原料の生産を可能とするバ

4． バイオものづくり革命推進事業※

イオ生産プロセスの開発（プロセス設計、培養条件の最4．1． 事業概要

適化、連続プロセス開発）等を主にラボスケールで行う。

2023 年度から NEDO が新たに開始した「バイオものづくり革命推進事業」では、多様な原料を入口とし多3．４． 今後の展望

様な製品を出口としたバイオものづくりのバリューチェ

我が国のごみ燃焼施設は「完全燃焼型」のものが多く、ーンの構築に必要な技術開発を実施する。これにより、定法によって NOx、SOx を除去すれば CO2 を主成分

バイオものづくりへの製造プロセスの転換とバイオ由来とする排ガスを得ることができる。このような設備は国

製品の社会実装を推進することで、経済成長と環境問題

内に約 1 万か所あることから、本事業で開発した技術はなどの社会課題の解決を目指す。事業では、バイオもの

全国のごみ処理施設へと展開できる可能性を秘めていづくり原料の調達のための技術開発を行うとともに、バ

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イオ由来製品の付加価値の源泉を握る微生物改変プラットフォーマーの育成や微生物等の改良技術の開発、量産化のための製造技術開発・実証等を行う。
本事業に対し、RITE は代表提案者として、共同提案者である高砂香料工業株式会社、帝人株式会社と共にバイオ由来製品の社会実装を強力に推進する開発計画を提案し、採択された。

4．2． 実施テーマ採択された事業である「未利用原料から有用化学品を産み出すバイオアップサイクリング技術の開発」では、RITE は、生産株育種技術の開発と菌株開発拠点の整備を行い、高砂香料工業株式会社と帝人株式会社は、それ

図 2 実施テーマ概要

ぞれが得意とする産業分野において、バイオ香料とバイ
オ高機能繊維の実用化開発を行う。
この事業では、世界のバイオものづくり分野の研究開発に比して独自性と産業競争力を持った成果を挙げる
ため、次に示す項目に焦点を当て研究開発を行う。

4．3． RITE による微生物開発プラットフォーマーへの挑戦
プラットフォーマーとは、個人や企業などのユーザーがビジネスを展開する時、その基盤となるサービスを提①食品廃棄物や、現在廃棄されている余剰バイオマス

供する企業・組織のことである。ユーザーの数が増える

を国内未利用資源と位置づけ、これを利用するためのほど、プラットフォーマーに蓄積される情報が増え、それ「未利用資源の原料化」を実施する。

を分析・活用することによってビジネスを拡大させるこ②様々な未利用資源由来の原料を利用でき、さらにとができる。Amazon、Google、Apple がプラットフ

生物に毒性を示す物質までも生産可能とするための「高ォーム事業者の代表例であり、それぞれの分野に巨大な機能生産菌の育種技術開発及びそれを可能にする拠点

影響を与えている。ここで言う微生物菌株開発プラット整備」を実施する。

フォーマーとは、微生物発酵を利用した物質生産技術の③大規模生産技術と、生産途中、生産後の培養液に含まれる目的物を効率良く取り出し精製する技術を確立することで、これまで不可能であった「毒性を示す有用
化学品の製造技術開発・実証」を実施する。

事業化の際の核となる、「高性能な物質生産菌株の開発」というサービスを提供する組織を指している。
RITE は、国家プロジェクトや企業共同研究でこれまで様々な物質生産菌株の開発を行ってきた。このような④未利用資源からのバイオ由来製品製造プロセスに菌株開発は、高度なバイオテクノロジーを要求するため

ついて LCA を実施し、従来の石化法からバイオ法への経験のない企業では初期投資や技術者の育成、ノウハウ変換による CO2 削減効果などの環境性能を明確化する習得など極めてハードルが高い。その結果、バイオもの(図 2)。

づくり産業への参入を望みながらためらう企業が数多く存在する。これらの企業が望む物質生産菌の開発を受託し、提供することが微生物開発プラットフォーマーの役割であり、その存在は製造プロセスのバイオものづくりへの転換とバイオ由来製品の社会実装を強く推進する。
現在、日本においてバイオものづくり産業に参入を希望

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する企業から菌株開発依頼を受け事業化につながる生由来のバイオ製品を数多く世に送り出すことで持続可能産菌株を開発可能な企業・組織は、極めて限られている。

な社会形成に貢献する(図 3)。

RITE は、これまで蓄積してきた微生物発酵生産技術をフルに活用し、微生物開発プラットフォーマーとしてバイオ産業全体を活性化させる組織となることを目指す。

4．4． 今後の展望
バイオテクノロジー活用への期待は極めて大きい。環境問題と国内経済成長の二つの課題を同時に解決可能な、未利用資源を利用したバイオものづくりへの変革が強く望まれている。微生物開発プラットフォーマーはこのような変革を果たすための重要な役割を期待されて
お り 、 特 に RITE の 微 生 物 開 発 プラ ッ ト フォ ー マ ー（RITE プラットフォーマー）には次のような貢献が期待

図 3 RITE プラットフォーマーの活動による社会貢献される。
①新たな微生物機能の発見と改良： RITE プラットフ

5． おわりにォーマーは、新たな微生物、微生物機能を探求し、有用

バイオものづくり技術の革新は、新しい産業構造を築な特性を持つ菌株を発見する役割を果たす。これにより、き、持続可能な経済発展を加速する上で欠かせない要既存の微生物をさらに改良して、より効率的で環境に優素である。RITE は、これらの技術開発に留まらず、社会しいバイオプロセスを実現することも期待される。

実装の際に直面する課題への取り組みにも力を入れ、バ②持続可能な資源の利用： RITE プラットフォーマー

イオものづくりの普及を推進していく。そのため、RITE

は、再生可能な原料を活用するための微生物を開発す

は技術と設備を集約した研究施設を 2 棟、新たに建設ることが求められる。特に非可食や廃棄されているバイすることを計画している。それぞれ本特集で紹介した 2

オマスを原料として生産される、例えばバイオ燃料など

つの新規事業に対応している。

は、持続可能なエネルギー源として注目される。

GI 基金事業で整備する研究棟には、CO を原料とし③産業界との連携： RITE プラットフォーマーは、産たポリマー原料の発酵生産とそのバイオプロセス開発に業界と連携して実用的なソリューションを提供する役割

特化した設備を導入する。この研究棟は本年度(2024を期待されている。新規開発した生産微生物を用いた

年度)竣工予定であり、これにより CO2 からの高付加価応用研究や生産実用化を、企業と協力して推進すること

値化合物の発酵生産技術開発を大きく加速することがが求められる。

できる。

④人材育成： RITE プラットフォーマーは、次世代の一方、バイオものづくり革命推進事業でもプラットフォ

研究者や技術者を育てる役割も担う。可能な範囲でのーム機能を集約した専用の実験棟の建設計画を進めて研究成果の共有により知識を広めバイオテクノロジーのいる。デジタル・ロボティクス技術を取り込み、超効率的発展に努めることが求められる。

な高生産菌株の育種を可能とする。企業から依頼されRITE プラットフォーマーは、公益財団法人の特徴をた菌株開発を複数同時に行うため、情報セキュリティー

活かし、利害関係のない状態で研究開発と人材育成が面も十分に考慮した構成とする。こちらは本年度着工を可能である。特定の企業だけでなく、広く産業界から高目指している。

生産菌株創製の依頼を募り、未利用資源、再生可能資源

この特集における GI 基金事業とバイオものづくり革8

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命推進事業を推進し、それぞれの専用研究棟での活動を軌道に乗せることにより、RITE は、化石燃料に依存し

ect/
5)

NEDO「スマートセルプロジェクト成果集」，

ない製造プロセスの実現可能性を探求し、CO2 排出量

https://www.nedo.go.jp/con-の削減による環境保全への貢献を目指す。

tent/100923930.pdf

これらの活動は、循環型社会の構築と、2050 年のカ

6)ーボンニュートラル達成に向けた重要なステップである。
RITE は、バイオものづくりのさらなる進化と、それがも

NEDO バイオものづくりプロジェクト,
https://www.jba.or.jp/b-production/

7)2050 年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦

たらす持続可能な社会の実現を追求し続ける。RITE の略，内閣官房 経済産業省 内閣府 金融庁 総務省 外取り組みが、将来の世代にとってより良い環境を築くた

務省 文部科学省 農林水産省 国土交通省 環境省，

めの土台となることを心から願っている。

2021 年 6 月 18 日，

この特集が、RITE の活動を広く知ってもらい、持続https://www.meti.go.jp/policy/energy_en-

可能な未来を共に創造するためのきっかけとなること

vironment/global_warm-

を期待している。

ing/ggs/pdf/green_honbun.pdf
8)

参考文献
1)

経済産業省, バイオものづくり革命の実現, 2023 年

https://green-innovation.nedo.go.jp/
9)「新しい資本主義のグランドデザイン及び実行計画」

4 月 19 日,

2022 年 6 月 7 日,

https://www.meti.go.jp/shin-https://www.cas.go.jp/jp/seisaku/ata-

gikai/sankoshin/shin_ki-

rashii_sihonsyugi/pdf/ap2022.pdf

jiku/pdf/014_05_00.pdf
2)

NEDO グリーンイノベーション基金,

10) 経済産業省「バイオ政策の進展と今後の課題につい

環境省, バイオプラスチック及び再生材利用の促進にて」，2023 年 5 月 12 日，

向けた調査・検討委託業務 報告書, 2023 年 3 月

https://www.meti.go.jp/shin-

24 日,

gikai/sankoshin/shomu_ryutsu/bio/pdf/01

https://www.env.go.jp/con-

6_04_00.pdf

tent/000136496.pdf
3)

再 生 可 能 エ ネ ル ギ ー 指 令 (Renewable Energy
Directive：REDⅢ)が改正へ,※この成果は、国立研究開発法人新エネルギー・産業技https://baumcon-

術総合開発機構（NEDO）の委託事業の結果得られたも

sult.co.jp/2022/10/07/%E5%86%8D%E7のです。

%94%9F%E5%8F%AF%E8%83%BD%E3%82%A8%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%82%AE%E3%83%BC%E6%8C%87%E4%BB%A4renewable-energy-directive%EF%BC%9Ared%E2%85%B2%E3%81%8C%E6%94%B9%E6%AD%A3%E3%81%B8%EF%BD%9E/
4)

NEDO スマートセルプロジェクト,
https://www.jba.or.jp/nedo_smartcell/proj

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研究活動概説 ● 企画調査グループ

企画調査グループ
グループメンバー（2024 年４月）
グループリーダー・主席研究員
サブリーダー・主席研究員
サブリーダー
副主席研究員
副主席研究員
副主席研究員
副主席研究員
研究管理チームリーダー
調査役
調査役

柳生 勇
野村 眞
【欠】
出口 哲也
青木 好範
清水 淳一
楠瀬 勤一郎
髙橋 嶺宏
望月 則孝
倉中 聡

主幹
主任研究員（兼）
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主幹・研究員
主任

眞継 由佳
山下 裕士
小林 由美
安本 夏子
二階堂 仁之
松岡 美帆
辰巳 奈美
久保 道代
永田 瑞生

カーボンニュートラル社会の実現に向けた取り組み
企画調査グループは、１)国内外の政策や技術動向を

1.１． GX 推進法

把握しつつ、RITE が持つ研究ポテンシャルを活かした世界規模でグリーン・トランスフォーメーション（GX）

新規技術開発課題の探索と提案・実施、2)IPCC（気候実現に向けて投資競争が加速する中で、我が国でも変動に関する政府間パネル）に関する政府支援や ISO

2050 年カーボンニュートラル等の国際公約と産業競（国際標準機関）等国際機関との連携、3)RITE 技術の争力強化・経済成長を同時に実現していくためには、今普及啓発や将来世代の人材育成、4)産業連携による技

後 10 年間で 150 兆円を超える官民の GX 投資が必要

術の実用化といった役割を持ち、研究グループとともに、である。その実現に向けて、GX 推進法では、(1)GX 推

地球環境と経済の両立を目指した政策支援や技術開発、進戦略の策定・実行、(2)GX 経済移行債の発行、(3)成イノベーション創出について積極的に取り組みを進めて長志向型カーボンプライシングの導入、(4)GX 推進機

いる 1）。

構の設立、（5）進捗評価と必要な見直しを法定している。

カーボンニュートラルに向けた我が国の 2023 年度の動向について概観する。

(1)GX 推進戦略の策定・実行
政府は、GX を総合的かつ計画的に推進するための戦

2023 年 2 月に閣議決定された「脱炭素成長型経済構造への円滑な移行の推進に関する法律案」（GX 推進
2）

略を策定・実行する。
(2)GX 経済移行債の発行法） が 2023 年 5 月に成立し、GX 推進法に基づき、政府は、GX 推進戦略の実現に向けた先行投資を支2023 年 7 月、「脱炭素成長型経済構造意向推進戦略」

援するため、2023 年度から 10 年間、GX 経済移行債

3)（GX 推進戦略）が閣議決定された 。また、CCS 事業化

を発行し、GX 推進に関する施策を講じていく。

に向けた課題に関し、2023 年 9 月、総合エネルギー調(3)成長志向型カーボンプライシングの導入

査会資源・燃料分科会の下に設置された「カーボンマネ

炭素排出に値付けをすることで、GX 関連製品・事業

ジメント小委員会」において議論が開始され、2024 年の付加価値の向上を図る。2028 年度から、化石燃料の4)

1 月、「CCS に係る制度的措置の在り方について」 が輸入事業者等に対して、輸入等する化石燃料に由来する取りまとめられ、同年 2 月、「二酸化炭素の貯留事業に二酸化炭素の量に応じて、化石燃料賦課金を徴収する。

関する法律案」（CCS 事業法）が閣議決定され213 回通常国会に提出され、成立している。

5)、第また、2033 年度から、発電事業者に対して、一部有償
で二酸化炭素の排出枠（量）を割り当て、その量に応じた10

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研究活動概説 ● 企画調査グループ

特定事業者負担金を徴収する。

おり、公共の安全を維持し、海洋環境の保全を図りつつ、(4)GX 推進機構の設立

その事業環境を整備するために必要な貯留事業等の許

経済産業大臣の認可により、GX 推進機構を設立する。

可制度等を整備する。

GX 推進機構は、民間企業の GX 投資の支援（金融支援(1)試掘・貯留事業の許可制度の創設、貯留事業に係る（債務保証等））、化石燃料賦課金・特定事業者負担金の事業規制・保安規制の整備

徴収、排出量取引制度（特定事業者排出枠の割当て・入①試掘・貯留事業の許可制度の創設

札等）を行う。

・経済産業大臣は、貯留層が存在する可能性がある区域(5)進捗評価と必要な見直し

を「特定区域」として指定した上で、特定区域において試

GX 投資等の実施状況や二酸化炭素の排出に係る国

掘や CO2 の貯留事業を行う者を募集し、これらを最も内外の経済動向等を踏まえ、施策の在り方について検適切に行うことができると認める者に対して、許可を与討を加え、その結果に基づいて必要な見直しを講じる。

える。

化石燃料賦課金や排出量取引制度に関する詳細の制度

・上記の許可を受けた者に、試掘権（貯留層に該当する設計について、排出枠取引制度の本格的な稼働のためかどうかを確認するために地層を掘削する権利）や貯留の具体的な方策を含めて検討し、この法律の施行後 2権（貯留層に CO2 を貯留する権利）を設定する。CO2 の年以内に、必要な法制上の措置を行う。

安定的な貯留を確保するための、試掘権・貯留権は「みなし物権」とする。

1.2． GX 推進戦略
2023 年７月、GX 推進法に基づき、GX 推進戦略が・鉱業法に基づく採掘権者は、上記の特定区域以外の区
域（鉱区）でも、経済産業大臣の許可を受けて、試掘や貯閣議決定され、主に以下の 2 点に取り組むことになって留事業を行うことを可能とする。

いる。

・従来、海域における CO2 の貯留については、海洋汚染(1)エネルギー安定供給の確保に向け、徹底した省エネ防止法の規定に基づき、環境大臣の許可が必要であっに加え、再エネや原子力などのエネルギー自給率の向上

たが、CCS 事業法では、許可手続きを一本化し、経済産に資する脱炭素電源への転換など GX に向けた脱炭素業大臣は、あらかじめ環境大臣に協議をしてその同意をの取り組みを進める。

得たうえで許可することとなった。これに伴い、海防法(2)GX の実現に向け、「GX 経済移行債」等を活用したに基づく海底下貯留にかかる環境大臣の許可制度は廃

大胆な先行投資支援、カーボンプライシングによる GX

止されることとなる。

投資先行インセンティブ、新たな金融手法の活用などを②貯留事業者に対する規制含む「成長志向型カーボンプライシング構想」の実現・実・試掘や貯留事業の具体的な「実施計画」は、経済産業大行を行う。

臣の認可制とする。
・貯留した CO2 の漏えいの有無等を確認するため、貯留

1.3． CCS 事業法

層の温度・圧力等のモニタリング義務を課す。

2050 年カーボンニュートラルに向けて、今後、脱炭・CO2 の圧入停止後に行うモニタリング業務等に必要な素化が難しい分野における GX を実現することが課題

資金を確保するため、引当金の積み立て等を義務付けである。こうした分野における化石燃料・原料の利用後る。

の脱炭素化を進める手段として、CO2 を回収して地下に・貯留した CO2 の挙動が安定しているなどの要件を満貯留する CCS の導入が不可欠である。

たす場合には、モニタリング等の貯留事業場の管理業務

我が国としては、2030 年までに民間事業者が CCS

を JOGMEC（（独法）エネルギー・金属鉱物資源機構）に事業を開始するための事業環境を整備することとして移管することを可能とする。また、移管後の JOGMEC

11

RITE Today 2024

研究活動概説 ● 企画調査グループの業務に必要な資金を確保するため、貯留事業者に対し整備て、拠出金の納付を義務付ける。

①導管輸送事業の届出制度の創設

・正当な理由なく、CO2 排出者からの貯留依頼を拒むこ・CO2 を貯留層に貯留することを目的として、CO2 を導とや、特定の CO2 排出者を差別的に取扱うこと等を禁管で輸送する者は、経済産業大臣に届け出なければなら止するとともに、料金等の届出義務を課す。

ないものとする。

・技術基準適合義務、工事計画届出、保安規定の策定等②導管輸送事業者に対する規制の保安規制を課す。

・正当な理由がなく、CO2 排出者からの輸送依頼を拒む

・試掘や貯留事業に起因する賠償責任は、被害者救済のことや、特定の CO2 排出者を差別的に取扱うこと等を観点から、事業者の故意・過失によらない賠償責任（無禁止するとともに、料金等の届出義務を課す。

過失責任）とする。

・技術基準適合義務、工事計画届出、保安規定の策定等(2)CO2 の導管輸送事業に係る事業規制・保安規制のの保安規制を課す。

図 1 貯留事業に関するフロー

2. 調査研究活動
令和 5 年度において、経済産業省委託調査事業「燃料表１ 「CCS 行動計画」の策定に向けた検討方針 6)
検討項目

検討方針

年間貯留量目標

各産業の意見を積み上げて 2050 年時点で達成
すべき年間貯留層の目標を精緻化し、省エネルギ
ーや電化、水素化等による脱炭素化の取組の進捗を踏まえ、更なる精緻化をしていく。

コスト目標／
技術開発指針CCS コスト目標を必要に応じて見直した上で当該目標を達成するための技術開発指針を作成し、コスト低減の進捗を踏まえ、精緻化していく。

適地調査計画

既存データのある地域での CO2 の貯留に適した地層の所在の推定を更に進めつつ、今後は、沿岸地域の地質構造調査についても検討を進める。また地質構造調査における断層によるリスクの評価
方法についても検討を進める。

安定供給対策調査等事業（2050 年カーボンニュートラ
ルに向けた CCS の事業環境整備や CCS 行動計画等に関する調査）（以下、本年度調査事業）」を受託し、『CCS
長期 ロ ー ドマ ッ プ検 討 会 最 終 とり ま と め』 6) に ある
「CCS 行動計画」検討のため、「コスト目標／技術開発指針」に関連する調査を実施した。ここでは、コスト目標を達成するための技術開発方針（＝コスト低減策）を検討するため CCS のコスト構造調査を実施したことから、その概要を紹介する。

2.1. CCS コスト構造の把握
2.1.1. 試算イメージ
図 2 に試算イメージを示す。比較的コストデータが揃っている石炭火力発電所（以下、石炭火力）及び天然ガ
スコンバインドサイクル発電所（以下、天然ガス火力）を排出源とし、輸送はパイプライン輸送と液化 CO2 船舶輸
送、貯留は陸域からの圧入と海域（着底、浮体）での圧入
とした。

12

RITE Today 2024

研究活動概説 ● 企画調査グループ

図 2 試算イメージ（分離・回収/輸送/貯留の組み合わせ）2.1.2. 試算の留意点と主な前提条件

積算ではない。また分離回収、輸送、貯留のいずれにお今回の試算は、公開データ等を基に RITE が任意に設定した前提条件の下、主に CO2 量を変数として試算しいても、土地の制約、土地代、予備費、補償費等は一切考慮していない点、留意が必要である。

たものであり、具体的な地点や設備等を想定した上での表 2 CCS コスト試算の主な前提条件
項目

内容

プロジェクト期間

操業期間（20 年）／廃坑後管理（20 年）

試算年、為替等

コストベース：2023 年
為替レート：139 円/US$（2023 年上半期平均値）7)
割引率 5%
外部電気代：20 円/kWh
石炭価格 26,000 円/t（2023 年 9 月）8)
LNG 価格 88,000 円/t（2023 年 9 月）8)

想定排出源

石炭火力（CO2 濃度 12%～13%程度）
天然ガス火力（CO2 濃度 3%～4%程度）
設備利用率 70%

年間 CO2 回収量

50、100、200、300 万 tCO2/年

CO2 分離回収設備

CO2 回収率 90%
化学吸収法（アミン）※共通設備、既存設備の改修費用は含まず

パイプライン輸送設備

CO2 輸送圧力 12.5MPaG※昇圧機動力（2 段圧縮にて試算）

液化輸送設備液化設備（直接冷却式）※0.7MpaG、－46℃
貯蔵・出荷設備（陸上）※桟橋は対象外
受入・貯蔵設備（陸上）※桟橋は対象外
圧入設備への移送用昇圧設備

CO2 輸送船

基準値－46℃（上限－43℃、下限－50℃）
設計圧力 1.0MPaG※船型は 5 万 t 型までとした。

その他

既存設備の改造、予備費、一般管理費、雑費含まず

13

RITE Today 2024

研究活動概説 ● 企画調査グループ

2.2. 試算結果の概要

エネルギーとなっている。一方、天然ガス火力では、設備

2.2.1. 分離回収コスト（図 3、4）費の割合が高いのは回収量が 50 万トン、100 万トンの石炭火力、天然ガス火力のいずれも CO2 回収量の増場合で、それ以外では再生エネルギーが高くなっている。

加に伴い設備費の割合が小さくなる。スケールメリット

また同じ CO2 回収量とした場合、石炭火力よりも排ガスについては、石炭火力発電の方が天然ガス火力より効流量が多くなるためブロワ・ポンプ動力の占める割合も果が大きい。また、石炭火力では、いずれの回収量の場高くなる。

合も設備費の割合が高く、次いで、吸収液・工水等、再生

図 3 分離回収（コスト構造）※石炭火力

図 4 分離回収（コスト構造）※天然ガス火力

14

RITE Today 2024

研究活動概説 ● 企画調査グループ

2.2.2. 輸送コスト（図 5、6）

電気代（昇圧動力）の割合が高く、300 万トンの場合はパイプライン輸送及び液化 CO2 船舶輸送ともに CO2

7 割程度を占める。

輸送量の拡大に伴い設備費の割合が小さくなる。輸送

液化 CO2 船舶輸送では、いずれの輸送量の場合も液規模の拡大によるスケールメリットについては、パイプ化電気代の占める割合が高い。今回の前提条件では外ライン輸送及び液化 CO2 船舶輸送ともほぼ同様の結果

部電気代を 20 円/kWh としたことから、それぞれのエとなっている。

ネルギーコストが高くなっている。

パイプライン輸送では、いずれの輸送量の場合も昇圧

図 5 パイプライン輸送（コスト構造）

図 6 液化 CO2 船舶輸送（コスト構造）

15

RITE Today 2024

研究活動概説 ● 企画調査グループ

2.2.3. 貯留・モニタリングコスト（図 7、8、9）
陸域、海域（着底）、海域（浮体）のいずれも掘削費の割
合が高い。

なる。
なお、海域（着底）では 3 番目は圧入中モニタリングコ
ストとなるが、海域（浮体）では海底設備に係る費用とな

陸域では掘削費に次いで、圧入中モニタリングコストの割合が高くなっているが、海域（着底・浮体）の場合は、る。相対的に分離回収、輸送より設備費（CAPEX）の割合が高くなっている。

それぞれ着底基地、浮体基地に係る費用の割合が高く

図 7 貯留・モニタリング（コスト構造）※陸域

図 8 貯留・モニタリング（コスト構造）※海域（着底）16

RITE Today 2024

研究活動概説 ● 企画調査グループ

図 9 貯留・モニタリング（コスト構造）※海域（浮体）2.3. まとめに基づき、各国から推薦されて選ばれた専門家が報告

国内における CCS において、分離回収、輸送では、書の取りまとめを行っており、科学的分析に加え、社会OPEX（電気代や燃料代等）が比較的高いことから省エ

経済への影響、気候変動を抑制する対策など多角的なネルギータイプの機器開発、廃熱利用等の技術開発が有評価・検討が行われている。また、この成果は、各国の政効と考えられる。一方、貯留では CAPEX（掘削費、プラ策にも科学的根拠を与えるため、ここからの報告書は国ットフォーム、海底設備等）の割合が比較的高いことから、際交渉にも高い影響力を持つと考えられている。

これらに関するコスト低減策を検討することが重要と考RITE では、緩和策（第 3 作業部会）の国内支援事務えられる。なお、今回は分離回収・輸送・貯留の一貫体制局を担い、研究開発・調査と政策を結びつける役割を担

でのプロジェクトを想定し CCS コストを試算しているが、っている（図 10）。IPCC では、2023 年 7 月に第 7 次

将来に向け億トン規模に CCS を拡大していく場合、評価サイクル（AR7）の新体制が立ち上がり、各作業部

個々の技術開発と合わせて、CCS 事業全体での最適化

会報告書に加えて、気候変動と都市に関する特別報告の検討がコスト低減には重要となる。

書、短寿命気候強制力因子（SLCF）に関する方法論報
告書、二酸化炭素除去（CDR）技術・炭素回収利用及び３. イノベーション創出のための国際連携

貯留（CCUS）に関する方法論報告書を作成することを

３.１． IPCC（気候変動に関する政府間パネル）

決定して、活動が開始している。RITE はここでも、情報

IPCC は、人為起源による気候変化、影響、適応及び収集・分析・報告・助言等を通じて支援を行っている。

緩和方策に関し、科学的、技術的、社会経済学的な見地から包括的な評価を行うことを目的として、1988 年に国連環境計画（UNEP）と世界気象機関（WMO）により設立された。ここでは、地球温暖化に関する科学的知見を収集・評価し、温暖化予測（第 1 作業部会）、影響と適応（第 2 作業部会）、緩和策（第 3 作業部会）からなる報告書の作成を行っている。
IPCC では世界の科学者による論文や観測データ等

17

RITE Today 2024

研究活動概説 ● 企画調査グループ

図 10 IPCC 国内連絡会と RITE

３.２． ISO（国際標準機関）
ISO は、170 のメンバー国で構成される組織であり、図 11 ISO/TC265 の各ワーキングと国内体制

４. 人材育成と知財戦略、産学連携の推進
４.１. 人材育成

国家間に共通な標準規格を提供し、世界貿易を促進してＲＩＴＥでは次代の研究者育成のため、さまざまな人材いる。ISO の標準を使用することで、安全・信頼性が高育成活動を実施している。ここでは、小中高校生と大学く、質の高い製品・サービスの提供が可能である。

／大学院生に分けて人材育成活動を説明する。

すでに諸外国では、多くの実証試験、商業規模での二＜小中高校生＞地球温暖化問題に関する次世代への教

酸化炭素回収・貯留（CCS）事業も実施され、国際連携育が重要であり、RITE では小中高生を対象に研究所施が進められるとともに、関連技術の国際標準化の枠組み

設を用いた校外学習の受け入れを進めている。2023が求められている。CCS の国際標準化によって、安全と

年度は 6 校から 133 名の生徒を受け入れ、RITE が取環境面で、国際的に合意された知見に沿っていることがり組む研究の中から CCS 技術を取り上げ、地球温暖化保証されるため、安全で適切な CCS の普及に貢献するメカニズムを知識として説明し、主要温暖化ガスである

ことが可能である。

CO2 を地中に貯留しても粘土層（遮蔽層）によって漏洩RITE は、ISO/TC265（CO2 の回収、輸送、貯留）のの可能性が低いこと、さらに考察と意見交換を通じて理国内審議団体であるとともに WG1（回収）の事務局を解を深めるといった学習サイクルに基づく活動を実施し担当しており、CCS 分野における設計、建設、操業、環ている（図 12）。

境計画とマネジメント、リスクマネジメント、定量化、モニ
タリングと検証の国際標準化に関し積極的に活動している（図 11）。
2024 年 3 月末時点で、ISO/TC265 から CCS 分
野に係る規格類は 13 件発行されているとともに、8 件の文書が開発中である。新規分野についても検討を開始しており TC265 全体の活動が活発化している。特に、排出源から CO2 圧入域までの輸送手段として注目されている CO2 船舶輸送の技術報告書は、2022 年に開発がスタートし各国の意見を取り込みながら開発が行われ、現在最終段階まで進んでいる。

図 12 RITE における人材育成（小中高生）

18

RITE Today 2024

研究活動概説 ● 企画調査グループ＜大学・大学院生＞次代の研究や技術を支える人材育

知財戦略推進の一環として、RITE 幹部を委員とし、成の一環として大学・大学院との教育連携を進め、

広報・産業連携チームを事務局とした「特許等審議委員

RITE 研究者の教授等への兼務を行うとともに、大学院会」を設置し、研究グループからの申請により、発明の認生を中心とした若手人材の研究現場への受け入れを行定、国内および外国への特許出願、および審査請求、特い、大学における教育と研究所における研究指導を展

許権維持等といった知財の取得・管理、ならびにライセ

開している（図 13）。例えば、奈良先端科学技術大学院

ンス契約の承認等といった知財戦略を、主な議事内容と大学バイオサイエンス領域の大学連携研究室を RITE にして運営を行っている。

設置し、単なる技術開発だけでなく、グローバルな生産・

2024 年 3 月末時点で、RITE が単独または共同で消費システムの理解の上に、植物を原料とし、バイオマス

出願人となっているものの内、出願・審査中の特許は、を有効に利用した再生可能資源による循環型および低国内出願が 16 件、外国出願が 18 件であり、登録され炭素社会実現を目指した研究と教育を進めている。また、た権利を維持している特許は、国内権利 71 件（うち企物質創成科学領域との連携研究室も設置し、CO2 分離

業にライセンス中 7 件）、外国権利 49 件（同、7 件）であ

回収技術の研究と教育を進めている。

る。
RITE
社会貢献

研究成果
共同研究等
特許等審議委員会

産業界
委
員
技術移転

広報・産業
連携チーム

研
究
グ
ル
ー
プ

研究グループ
研究者
知財担当者
知財提案

知財の取得管理・活用

図 14 知財戦略と産業連携の推進

５. おわりに2050 年カーボンニュートラルの実現に向け、GX 経
図 13 RITE における人材育成（大学・大学院生）

済移行債の発行が開始され、GX 推進に関する施策が開始されるとともに、CCS 事業法が成立し、2030 年頃

４.２． 知財と産業連携からの CCS 事業を開始する事業環境整備が進展したとRITE は、研究開発等で得られた研究成果について、ころである。しかしながら、カーボンニュートラルを実現

特許、ノウハウ等の知的財産権を戦略的かつ効率的に取することは、並大抵の努力では不可能であり、RITE とし得・管理し、さらに積極的な活用を行うことにより、公益ても、革新的環境技術の社会実装を見据えて積極的に目的である、地球環境の保全に資する産業技術の進歩推進・貢献していくことが求められている。CCS などの向上を図ることとしている。

新技術を実用化していくには国民の理解増進を進める

このような研究成果の知財化は、企業等との産業連ことが非常に重要であるため、RITE として、DACCS

携機会を産み、共同研究および共同出願により、さらな（Direct Air Capture and Storage：大気中の CO2

る知財を生み出すという好循環により、社会貢献するこ直接回収・貯留）技術を 2025 年大阪・関西万博に出展とができる。RITE では、こういった知的財産権の持つする機会を活用して、カーボンニュートラルの必要性や多様な機能に着目し、市場や他の研究開発動向なども

CCS の重要性などについて、国民の理解が進むように踏まえつつ、戦略的に知財活動を推進している。

積極的に努力していきたいと考えている。

19

RITE Today 2024

研究活動概説 ● 企画調査グループ

企画調査グループとして、国内外の政策や技術動向の情報収集に積極的に努めていくとともに、研究グループ

st_3month.php）
8） 財務省貿易統計，輸出入額の推移（主要商品別），世界とともに、2050 年カーボンニュートラル実現を目指し、

月別(輸入），2024 年 2 月確認

技術開発、広報活動及び産学連携活動を積極的に推進（https://www.customs.go.jp/toukei/suii/ht

していく。そして、RITE が一丸となって、革新的環境技

ml/time.htm）

術の社会実装が進展していくことにより、RITE の使命である「地球環境と経済の両立」の達成に貢献していくことができると考えている。

参考文献
1） RITE,“RITE の役割：地球環境と経済の両立を目指して” (https://www.rite.or.jp/about/)
2） 脱炭素成長型経済構造への円滑な移行の推進に関する法律」（GX 推進法）
(https://www.meti.go.jp/press/2022/02/2
0230210004/20230210004.html)
3） 脱炭素成長型経済構造移行推進戦略（GX 推進戦略）（令和 5 年 7 月 28 日閣議決定）(https://www.meti.go.jp/press/2023/07/2
0230728002/20230728002.html)
4） 中間とりまとめ「CCS に係る制度的措置の在り方について」（https://www.meti.go.jp/shingikai/enecho/shigen_nenryo/carbon_management/pdf/
20240129_1.pdf）5） 二酸化炭素の貯留事業に関する法律案（令和 6 年 2 月
13 日閣議決定）（https://www.meti.go.jp/press/2023/02/2
0240213002/20240213002.html）
6） 資源エネルギー庁 CCS 長期ロードマップ検討会 最終とりまとめ（令和 5 年 3 月）（https://www.meti.go.jp/shingikai/energy_
environment/ccs_choki_roadmap/pdf/202
30310_1.pdf）
7） 三菱 UFJ リサーチ&コンサルティング株式会社，外国為替相場情報，1990 年以降の為替相場，2024 年 2
月確認（https://www.murc-kawasesouba.jp/fx/pa

20

RITE Today 2024

研究活動概説 ● システム研究グループ

システム研究グループ
グループメンバー（2024 年 4 月）
グループリーダー・主席研究員
副主席研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員

秋元 圭吾
山田 航也
和田 謙一
長島 美由紀
本間 隆嗣
佐野 史典
林
礼美
伏見 温子
望月 則孝 (企画調査ｸﾞﾙｰﾌﾟ兼務)
桑鶴
整
中野 優子

主任研究員
主任研究員
研究員
研究員
研究員
研究員
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手

大西 尚子
橋本 照子
桝田 仁次
安藤 輝尚
Jubair Sieed
Dahyun Kang
山本 清美
斎藤 美三子工藤 幸子
南村 良子

システム研究グループの研究活動報告
システム研究グループは、システム的な思考、システムの依拠が大きいシナリオや、低エネルギー需要社会の実的な分析を通して、地球温暖化やエネルギー対応に関す

現によって負の排出への依拠が小さいシナリオなど、る有用なる情報提供を国内外に行ってきている。

様々な可能性が提示されている。更には、CN 実現に至パリ協定長期目標 2℃や 1.5℃未満の達成が求めらるトランジションは、より一層の幅がある。例えば、産業れている。しかし、現状や 2030 年に向けた国別貢献

部門毎の排出削減経路は、部門によって、既存インフラ（NDCs）で各国から提出されている排出削減目標とはの寿命や、排出削減対策の難易度等が異なっている。一大きな排出ギャップがあるとされている。2030 年や律の削減は、対策費用の増大を招き、却って排出削減を

2040 年といったトランジション期も含め、2℃、1.5℃

困難にしかねない。

未満実現のための、各部門の排出経路・対策シナリオを

しかし、各国、各産業・各企業の排出削減対策が、他の定量的かつ整合的に提示することは重要な意義がある主体と比べて緩やかな率で進める場合、「グリーン・ウォと考えられる。このような中、2023 年度、世界エネルギッシュ」とみなされ、批判されるリスクも存在している。

ー・温暖化対策評価モデル DNE21+を用いて、2℃、

他方、金融機関そして評価機関であっても、必ずしもエ1.5℃未満を実現する、世界および日本の部門別ロード

ネルギーシステム全体の整合性を有した排出削減へのマップを策定した。RITE HP で公表している 1)ので、詳

経路を十分理解できるわけでもないため、投資の適切細は当該資料を参照されたいが、本報告ではその概要

性に関する判断ができる定量的な材料が必要な状況にを紹介する。

ある。そのため、気候変動リスク等に係る金融当局ネット
ワーク（NGFS）などでも、定量的な分析が可能な統合

１. CN に向けた長期シナリオ策定の背景とシナリオ想定

評価モデルを用いた排出削減シナリオの策定が行われ１.1. トランジションを含む CN に向けた長期シナリオ策ている 3)。一方、これらは、部門毎の排出削減経路に対し定の背景ては十分な情報を与えていない。また、国際エネルギー

パリ協定長期目標の 2℃や 1.5℃目標や 21 世紀後機関（IEA）も提示しているものの、とりわけ 1.5℃シナ

半早期のカーボンニュートラル（CN）実現に向けて各部リオについて、国別の十分な情報提示がなされているわ

2)門の対策を強化していく必要があるが、IPCC AR6 にけではない。国際資本市場協会（ICMA）のレポート 4)においても、二酸化炭素除去（CDR）によって負の排出へおいても、地域性や産業特性の考慮に関して課題がある

21

RITE Today 2024

研究活動概説 ● システム研究グループ

80とされている。日本政府は、トランジション・ファイナンス

70

での活用も念頭に、カーボンニュートラル実現に向けた
CO2排出量 [GtCO2/yr]

60

具体的な移行の方向性を示すため、2021～22 年度にトランジションロードマップを策定した。これについても有用な情報を提供するものであるが、一方、これらは、

50
40
30
Historical

20

Baseline
Disorderly 2.0C

10

Orderly 2.0C
0

部門毎に策定されたものであり、全体としての 2℃、Disorderly 1.5C

-10

Orderly 1.5C

-20
2000

2010

1.5C-CO2_CN

1.5℃排出削減経路との整合性、部門間での整合性について、説明性を更に向上させる必要性もある。

2020

2030

2040

2050

2060

2070

2080

2090

2100

図１ 分析シナリオの世界全体 CO2 排出経路

そこで、2100 年までの期間について動的にコスト最小化の記述で最適化を行っている世界エネルギー・温暖2. 世界化対策評価モデル DNE21+を用いて、世界全体で 2℃

2.1. RITE の分析シナリオ

や 1.5℃目標と整合性を有し、また、国間、部門間で差

本節では世界のシナリオを示す。

異を踏まえつつ、経済合理性の点で整合性を有する、排図２に、世界全体の部門別 GHG 排出量を示す。発電出削減対策シナリオを、部門別のトランジションロードマ

部門からの CO2 排出は、他部門に比べて早い時期からップを含めて策定した。

の削減が経済合理的となっている。

１.2. シナリオの想定

図３には、世界全体の発電電力量を示す。石炭火力発

DNE21+モデルでの定量的な分析のシナリオ想定にあたっては、基本的に NGFS シナリオ

3)

を参考にした。

NGFS は、Orderly シナリオ（規律がとれたシナリオ）と電は 2030 年でも大きく抑制されている一方、ガス火力発電は CCS も導入しつつ、ベースラインより増加しているシナリオもあり、ガスへの転換が進んでいる。CO2

Disorderly シナリオ（不規律なシナリオ）が用意されてい る 。 こ れ に 準 拠 す る 形 で 、 Orderly シ ナ リ オ と

80000

DACCS
70000

Disorderly シナリオを用意した。これに加えて、IEA のCO2以外のGHG
プロセス起源CO260000

土地利用起源CO2

5)Net Zero by 2050（NZE） に近いシナリオも用意した。DNE21+モデル分析用に想定したシナリオの概略

GHG排出量 [MtCO2eq/yr]

50000

その他エネ転部門
発電部門

40000

民生部門
30000

国際海運部門

国際航空部門20000

その他国内運輸部門

10000

を表 1 に示す。気温上昇については、2℃目標と整合す

国内航空部門道路交通部門0

その他産業部門-10000るシナリオを 2 種類、1.5℃目標と整合するシナリオを 3

化学部門-20000

紙パルプ部門
セメント部門

想定）。

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

2040

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

2030

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

2015

Disorderly 1.5C

種類想定した（世界の CO2 排出シナリオは図１のようにDisorderly 2.0C

Baseline-30000

鉄鋼部門

2050

図２ 部門別 GHG 排出量（世界全体）
表１ シナリオ想定（概略）

中位
進展

Likely below 2
C, NDC [C3b]Disorderly:
DelayedTransition

APS

水素混焼
水素専焼

SDS
(WEO
2021)

太陽熱
太陽光

50000

風力
原子力

40000

水力・地熱
バイオマス混焼 CO2回収あり

30000

バイオマス専焼 CO2回収あり

バイオマス混焼 CO2回収なし
20000

バイオマス専焼 CO2回収なし
ガス火力 CO2回収あり
ガスCGS

10000

ガス火力 CO2回収なし

高位
進展

中（主要
先進国
2050年
CN）

1.5 C with noor limited
overshoot [C1]

NZE

2015

2030

2040

1.5C-CO2_CN

早（2030年
NDC：全世界MAC均等化）

Orderly 1.5C

1.5℃程度石油火力 CO2回収あり

Disorderly 1.5C

1.5CCO2_CN

Orderly:Net
Zero2050

Orderly 2.0C

1.5 C with noor limited
overshoot [C1]

Disorderly 2.0C

中（主要
先進国
2050年
CN）

Baseline

高位
進展

Orderly 1.5C

早（2030年 中
NDC：全世
界MAC均
等化）

0

1.5C-CO2_CN

1.4℃（：1.6℃、
2100年
1.4℃）（CO2パスから
の概略値）

NH3専焼

60000

1.5 C with high (Disorderly
overshoot: Divergent(IMP-Neg) [C2] Net Zero)*

Orderly 1.5
C

小
（部門別
Near-zeroof CO2）

Orderly:
Below 2C

NH3混焼

Disorderly 1.5C

大（主要
先進国
2050年
CN）

Likely below 2
C with
immediateaction [C3a]

風力(系統接続なし)

70000

(WEO
2022)

Orderly 2.0C

中位
進展

小
（MAC均
等化）

太陽光(系統接続なし)

80000

Baseline

高位
進展

90000

Disorderly 2.0C

大IEA

1.5C-CO2_CN

1.4℃
遅
（
：1.7℃、 （2030年
2100年
NDC）
1.4℃）

NGFS(2022)

大（主要
先進国
2050年
CN）

他シナリオとの類似性

Orderly 1.5C

早（2030年 小
NDC：全世
界MAC均
等化）

IPCC AR6

Orderly 2.0C

1.7℃程度中

再 , 政策の地EV
域差Disorderly 1.5C

Disorderly
1.5 C

1.7～1.8℃
遅（：1.8℃、 （2030年
2100年
NDC）
1.7℃）

CDR

Disorderly 2.0C

Orderly
Below 2 C

政策のス
ピード #

Baseline

Disorderly
Below 2 C

気温上昇

発電電力量 [TWh/yr]

シナリオ名

石油火力 CO2回収なし
石炭火力 CO2回収あり
石炭火力 CO2回収なし

2050

図３ 発電電力量（世界全体）

22

RITE Today 2024

研究活動概説 ● システム研究グループ

貯留の拡大率を相対的に低く想定している Orderly シ
ナリオにおいては、Disorderly シナリオに比べてガス火力+CCS の利用は少なく、代わりに更なるコスト低減を見込んでいる太陽光発電や風力発電が増加する。

DNE21+
シナリオ
Disorderly 2.0C
Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C
Orderly 1.5C

図４に世界全体の産業部門最終エネルギー消費量を1.5C-CO2_CN示す。発電部門と同様に、石炭利用は減少し、その一方でガスと電力の利用が増大する。鉄鋼部門での高炉による粗鋼生産のための石炭利用は必要となるため、発電部門に比べると石炭利用の減少は少ない。後に示す

図５ IPCC シナリオの世界の部門別 CO2 排出量との比較

日本の結果と比べると、国内再エネ・国際連系線利用再

注：IPCC シナリオの棒の幅は 25～75%タイル、ひげの幅は 5～95%タイル（出典：IPCC 報告書 2)掲載のグラフに加工）

エネや国内 CO2 貯留量が大きい国が多いことから、水素・アンモニアや合成メタン（e-メタン）の利用は相対的に少なくなっている。但し、CDR の利用を制約している
1.5C-CO2_CN においては、それらの利用は相当量となっている。

7000

気体燃料：天然ガス(非エネルギー利用)40

液体燃料：石油系燃料(非エネルギー利用)35

固体燃料：石炭(非エネルギー利用)

5000

電力

30
気体燃料：NH3
4000

25
20

3000

2030

2040

気体燃料：天然ガス
液体燃料：バイオ燃料

5

液体燃料：合成燃料

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline
2015

気体燃料：合成メタン

100Disorderly 2.0C0

気体燃料：水素

15

2000

1000

電化率 [%]

最終エネルギー消費 [Mtoe/yr]

6000

45

液体燃料：石油系燃料
固体燃料：バイオマス

DNE21+
シナリオ
Disorderly 2.0C
Orderly 2.0C
Disorderly 1.5C
Orderly 1.5C
1.5C-CO2_CN

図６ シナリオの世界の CDR 利用量との比較
注：IPCC のシナリオは、C1～C3 カテゴリーのシナリオが表示されている。
（出典：IPCC 報告書 2)掲載のグラフに加工）

固体燃料：石炭

電化率（右軸）2050

図４ 産業部門最終エネルギー消費量（世界全体）

図７に NGFS の各シナリオの炭素価格（CO2 限界削
減 費 用 ） と の 比 較 を 示 す 。 1.5℃ シ ナ リ オ で は 、

2.2. 他シナリオとの比較評価

DNE21+では DACCS を考慮していることから、限界以下に、既往の国際的なシナリオ分析との比較を示す。

値が抑制される傾向があり、若干低めの CO2 限界削減

以下に記すように、モデルの違い、前提条件の違いから、費用となる傾向があるものの、概ね NGFS シナリオと整若干の差異はあるが、RITE の分析シナリオはそれらと合的な炭素価格水準を示している。IPCC の各シナリオも、高い整合性、説明性を有している。

の CO2 限界削減費用との比較は、図 8 に示している。

図５に IPCC の世界全体の部門別 CO2 排出量との比

IPCC 報告の多くのモデルは、CO2 限界削減費用均等

較を示す。DNE21+シナリオの部門別 CO2 排出量は、

化 の 条 件 下 で 計 算 し て い る 。 DNE21+ シ ナ リ オ は 、運輸、民生では、IPCC シナリオのレンジを若干超える

IPCC 報告値と整合的な水準と言える。ただし、多くの部分もあるが、概ね IPCC と整合的かつ上下限をカバ

IPCC シナリオでは DACCS の想定がなされていないーしていると言える。これら部門の残余排出量が若干一方、DNE21+シナリオでは DACCS を想定している

IPCC シナリオのレンジを超えているのは、CDR とりわ

ため、2050 年の CO2 限界削減費用は IPCC シナリオ

け CO2 直接回収貯留（DACCS）のモデルでの考慮の有の C1 と比較すると若干安価な推計になっている。

無によるところが大きいと考えられる（図６）。

23

RITE Today 2024

研究活動概説 ● システム研究グループ

ガス火力、高炉から CO2 回収が行われている。バイオマ

DNE21+シナリオ：2050年
Disorderly 1.5C
(1.4℃)

Disorderly 2.0C
(1.7℃)

ス発電や DAC については、シナリオによっては 2040
年時点でも導入が見られるが、2050 年における回収

Orderly 1.5C
(1.4℃)
1.5C-CO2_CN(1.5℃程度)が多くなっている。1.5-CO2_CN では、発電部門でのBECCS 、 e- メ タ ン +CCS は 不 可 と し て い る 他 、Orderly 2.0C
(1.6℃)DACCS も不可としている（DAC で回収した CO2 を利注）括弧内は2100年の気温上昇

用する CCU は可としている）ため、2050 年においても石炭火力（バイオマス混焼分からの回収も含む）、ガス

図７ NGFS の各シナリオと本シナリオの炭素価格の比較

火力、セメント部門での CO2 回収が見られる。
1400
DACCS

AR6, Fig. 3.33

CO2以外のGHG

1200

プロセス起源CO2
土地利用起源CO2

C3: 150～350 USD/tCO2程度
C2: 200～350 USD/tCO2程度
C1：450～1000 USD/tCO2程度

GHG排出量 [MtCO2eq/yr]

IPCC AR6（2050年） 【25-75% タイル】

1000

その他エネ転部門
発電部門

800

民生部門
国際海運部門

600

国際航空部門その他国内運輸部門
国内航空部門400

道路交通部門その他産業部門

200

化学部門

DNE21+シナリオ（2050年）
CO2限界削減費用（炭素価格） $/tCO2eq.

IPCC

118～500

C3

Orderly 2.0C

158

C3

Disorderly 1.5C

269～686

C2

Orderly 1.5C

267～466

C1

1.5C-CO2_CN

400

293～345

2015

2030

2040

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

500

Disorderly 1.5C

【IPCC C1相当】

2050年炭素価格：180～250 $/tCO2（IPCC報告、DNE21+シナリオと比較すると、かなり安価な推計。なお、WEO2021 NZEでは
炭素価格：55～250 $/tCO2）

鉄鋼部門

Baseline

IEA WEO2022 NZE

セメント部門-200

Disorderly 2.0C

Disorderly 2.0C

紙パルプ部門

02050

図９ 部門別 GHG 排出量（日本）

C1

300

図８ IPCC の各シナリオと本シナリオの CO2 限界削減費
CO2回収と貯留・利用量 [MtCO2/yr]

500

用の比較

200

CO2海外輸送
150

400

回収

100

DAC

200
100

-100

0

本節では、日本の定量的な分析シナリオを示す。
3.1. 排出量

-100
-200

-200

-300

-300
-400

アンモニア製造
DAC
(HT)

100

0

CO2回収と貯留・利用量 [MtCO2/yr]

CO2回収と貯留・利用量 [MtCO2/yr]

300

3. 日本

セメント
DAC
(LT)
高炉転炉法
アンモニア製造
水素製造
セメント
バイオマス火力
高炉転炉法

50

ガス火力
水素製造
石油火力
バイオマス火力
石炭火力
ガス火力

0

石油火力
石炭火力
貯留、利用

-50

CO2地中貯留
CCU
CO2海外輸送

-100

-400

図９に、日本の部門別 GHG 排出量を示す。2050 年

2030

日本▲80%

DAC有+国内貯留3倍
原子力10%
VREコスト低位

1.5C-CO2_CN

Orderly 1.5C

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

原子力20%

VREコスト低位

2040

Disorderly 2.0C

VREコスト低位

Orderly 1.5C

Orderly 2.0C

1.5C-CO2_CN

2050

原子力10%

貯留、利用

CO2海外輸送上限有
CO2海外輸送上限有④水素イノベ⑤CCUS活用⑥需要変容
Disorderly 1.5C

DAC無2.0C と Disorderly/Orderly 1.5C）においては、

原子力10%
VREコスト標準

Disorderly 2.0C

VREコスト標準

Orderly 1.5Cに GHG 排出を実質ゼロとする 3 シナリオ（Disorderly
原子力10%-150
CO2海外輸送上限有①再エネ100%②再エネイノベCO2海外輸送上限有③原子力活用Disorderly 1.5C

CO2海外輸送上限有
参考値

Orderly 2.0C

-500

Disorderly 2.0C

-500

CCU

回収
CO2地中貯留2050

日本▲100%DACCS や土地利用起源 CO2（植林による CO2 固定）

図 10 CO2 バランス（日本）の活用の他、発電部門からの CO2 排出を実質負とする（バイオマス＋CCS（BECCS）、e-メタン+CCS によっ

3.2. 一次エネルギー供給量、発電、その他エネルギーて 達成） と いっ た 対 策 が と ら れて い る 。 2050 年 に転換

GHG 排出を実質ゼロと想定しておらず、世界全体で費図 11 に、日本の一次エネルギー供給量を示す。日本

用最小化（世界の CO2 限界削減費用均等化）を想定したは再生可能エネルギーや CO2 貯留のポテンシャルがエOrderly 2.0C においては、2013 年比▲70%程度とネルギー需要に比べて大きくないため、水素・アンモニアするのが費用効率的となっている。この際には、発電部の他、e-メタンや e-fuels、バイオ燃料といったカーボ

門や鉄鋼部門からの CO2 排出も残っている。

ンニュートラル燃料を輸入して利用することが費用効率

図 10 は、日本の CO2 の回収と貯留・利用のバランス的と評価されている。2050 年に 2013 年比▲70%である。2030 年や 2040 年においては、石炭火力や程度の排出削減を行う Orderly 2.0C においては、そ24

RITE Today 2024

研究活動概説 ● システム研究グループ

れらの量は相対的に少なく、世界全体での 2℃目標達成

500のためには他国で排出削減を深堀することが全体とし

400

ている。

石油(非エネルギー利用)
石炭(非エネルギー利用)
水素・アンモニア輸入

バイオ燃料輸入
太陽熱

350

一次エネルギー供給量 [Mtoe/yr]て費用効率的で、CCS 無しの石炭やガスの供給が残っガス(非エネルギー利用)

450

太陽光
風力

300

原子力

水力・地熱

250

バイオマス CCS有
バイオマス CCS無

200

合成メタン
150

ガス CCS有ガス CCS無図 12 は発電電力量である。電化を促進するため、と100

りわけ厳しい排出削減シナリオの下では総発電電力量が0

合成石油
石油 CCS無50

石炭 CCS有

利用の他、輸入した水素・アンモニアによる発電を行うこOrderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

2040

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

2030

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

2015

Disorderly 1.5C増加する。太陽光発電等の再エネの普及拡大や CCS のDisorderly 2.0C

Baseline

石炭 CCS無2050

図 11 一次エネルギー供給量（日本）とにより、CO2 排出削減を進めている。なお、2050 年
1800

におけるガス火力発電+CCS は、Orderly 2.0C と太陽光(系統接続なし)
風力(系統接続なし)

1600

NH3混焼
NH3専焼

1.5C-CO2_CN 以外のシナリオでは e-メタンが利用さ

1400

水素混焼
水素専焼

れている。Disorderly シナリオでは変動性再生可能エ
ネルギー（VRE）が相対的に高いと想定していることか

発電電力量 [TWh/yr]

1200

太陽熱

太陽光
1000

風力
原子力

800

水力・地熱
バイオマス混焼 CO2回収あり

600

バイオマス専焼 CO2回収あり
バイオマス混焼 CO2回収なし
バイオマス専焼 CO2回収なし

400

ら、海外から輸入した水素やアンモニア（CO2 貯留の拡

ガス火力 CO2回収あり

ガスCGS

200

ガス火力 CO2回収なし
石油火力 CO2回収あり

2015にある。一方、Orderly シナリオでは、日本でも更に安2040

1.5C-CO2_CN

Orderly 1.5C

Disorderly 1.5C

Orderly 2.0C

Disorderly 2.0C

Baseline

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

2030

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

ーアンモニアを生産しやすい）を用いた発電が多い傾向

Disorderly 1.5C

Baseline

大率を高く想定しているため、海外でブルー水素やブル

Disorderly 2.0C0

石油火力 CO2回収なし
石炭火力 CO2回収あり
石炭火力 CO2回収なし

2050

図 12 発電電力量（日本）

価になると見込んだ VRE の利用が相対的に拡大し、CO2 貯留の拡大率を低く見込んでいることから海外で120の生産が困難になる水素やアンモニアを用いた発電は100

CO2排出原単位[Y2015=100]

ほ と ん ど 見 ら れ な い 。 な お 、 1.5C-CO2_CN で は 、BECCS および e-メタン+CCS は利用できないと制約していることから、CCS 付き石炭火力が導入される結再エネ・原子力
火力発電の休廃止
バイオマス混焼 等

80
CCUS
アンモニア・水素混焼/専焼等

60

CCUS(BECCS)
アンモニア・水素専焼 等

40
Disorderly 2.0C
20

果である。

Orderly 2.0C

0

Disorderly 1.5C
Orderly 1.5C

-20

図 13 には各シナリオの CO2 排出係数を整理してい1.5C-CO2_CN-40

る が 、 2050 年 に GHG 排 出 を 実 質 ゼ ロ と す る

2015

2020

2025

2030

2035

2040

2045

Disorderly 2.0C/1.5C、Orderly 1.5C では、上述

図 13 発電部門 CO2 排出係数（日本）2050

したように電源構成は異なるものの、CO2 排出係数の推移に大きな差異は無く、2040 年頃に実質ゼロとす2020～2030年

2031～2050年

5000

ることが全体として費用効率的であると評価される。

3500

4500
3000

ロードマップ 6)との比較を示している。2020～2030
年の累積では、5 種類の DNE21+シナリオに比べて日3500
日本政府2021RM水準

3000
2500
2000
1500

累積CO2排出量 [MtCO2]

図 14 は発電部門の CO2 排出量について、日本政府

累積CO2排出量 [MtCO2]

4000
2500
2000
日本政府2021RM水準

1500
1000

1000
500

500

DNE21+シナリオの範囲内に位置しており、整合的である。

1.5C-CO2_CN

Orderly 1.5C

Disorderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 1.5C

Disorderly 1.5C

Orderly 2.0C

累積についても、日本政府ロードマップは 5 種類のDisorderly 2.0C

出削減経路と整合的である。また、2031～2050 年のOrderly 2.0C00

Disorderly 2.0C

本政府ロードマップは若干下回っており、2℃、1.5℃排図 14 発電部門 CO2 排出量（日本）の日本政府ロードマッ
プとの比較

25

RITE Today 2024

研究活動概説 ● システム研究グループ

水素系エネルギーについては、水素供給については、貯留の拡大率を低く想定している Orderly 1.5C では、

VRE の更なるコスト 低減 を見込 んでいる Orderly

排出のオフセットが小さくなること、再エネコストの更な

2.0C/1.5C や 1.5C-CO2_CN では国内での水電気分る低減で e-fuels 価格も低下すること、により石油系

解による製造も見られるが、その他のシナリオでは専ら燃料から e-fuels への代替がより進んでいる。

海外からの輸入となっている。利用用途については、
50

2030 年や 2040 年においては発電での利用が多いの利用が多くなる。アンモニアについては、Disorderly
2.0C/1.5C では、VRE のコスト低減が相対的に緩やか

最終エネルギー消費 [Mtoe/yr]

が、2050 年になると鉄鋼部門の水素直接還元製鉄で非エネルギー利
用天然ガス

45
40
35

水素・アンモニア
30
25

合成メタン

20
15
10

であることもあり、海外で製造したブルーアンモニアが

天然ガス
5

2015

2030

2040

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

部門でのカーボンニュートラル燃料として利用されていDisorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

0

発電部門で利用される。その他、石油化学部門等、産業

2050

る。e-メタンは、民生部門やその他産業部門で利用され

図 15 ガス供給量（日本）

る他、発電部門でも利用されている（CCS を導入するこ

注：グラフの水素・アンモニア供給量には発電部門、鉄鋼部門、石油化学部門での利用は含めていない。

とで、BECCS と同様に実質負排出）。なお、e-メタンの製造は再エネコストが安価な海外が主で輸入して利用し

120
合成メタン、水素への転換ているが、1.5C-CO2_CN の下では革新的メタネーショ
100

CO2排出量[Y2015=100]

ン技術による国内生産も見られる。なお、e-fuels も輸入での利用が見られる。

80

60
Disorderly 2.0C
Orderly 2.0C

40

3.3. ガス・石油供給

Disorderly 1.5C

図 15 にガス供給量を示す。Orderly 2.0C では、

20

2050 年までは天然ガスはほぼ現状～微減程度の供給

0

合成メタン（革新的メタネーション
技術）、水素への転換

Orderly 1.5C
1.5C-CO2_CN

2015量である。その他のシナリオでは、2040 年、2050 年

2020

2025

2030

2035

2040

2045

2050

図 16 ガス部門 CO2 排出（日本）

にかけて水素、もしくは e-メタンによる供給が多い。なお、水素か e-メタンかは、コスト低減のタイミングの想定

160

非エネルギー
利用石油系

140等、前提条件によってセンシティブである。図 16 はガス

120

合成燃料

60

40

石油系燃料

20

2015

図 17 に石油（液体燃料）の供給量を示す。供給量は、
輸送サービス需要の減少や、自動車の燃費向上や EV 化

2030

2040

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

オと整合的である。

Orderly 2.0C

0
Disorderly 1.5C

2030～40 年頃まではその活用は、2℃、1.5℃シナリ

80

Disorderly 2.0C

は進んでいない。天然ガスは CO2 原単位が小さいため、

100

Baselineの低減と比べると、2030 年や 2040 年時点での低減

最終エネルギー消費 [Mtoe/yr]

バイオ燃料部門の CO2 排出量であるが、発電部門の CO2 排出係数2050

図 17 石油（液体燃料）供給量（日本）
注：グラフには発電部門での利用は含めていない。

等により、いずれのシナリオでも大きく低減している。特に、再エネと EV の技術進展を高位と見込んでいる

3.4. 産業部門

Orderly 1.5C や 1.5C-CO2_CN ではその傾向が強図 18 は産業部門の最終エネルギー消費量を示していい。2050 年には e-fuels の利用も見られ、特に CO2る。2040 年においても 2030 年に近い水準の石炭利26

RITE Today 2024

研究活動概説 ● システム研究グループ

60

用が残っているが、これは鉄鋼部門の高炉・転炉法での電力
気体燃料：水素50

利用である。2050 年においては、Orderly 2.0C 以の利用が多く見られる。
図 19、図 20 は、鉄鋼部門の最終エネルギー消費量、最終エネルギー消費 [Mtoe/yr]

外では石炭の利用は無く、水素やアンモニア、e-メタン

気体燃料：合成メタン40

気体燃料：天然ガス
30

液体燃料：バイオ燃料
液体燃料：合成燃料

20
液体燃料：石油系燃料

10

固体燃料：バイオマス
固体燃料：石炭

2015

Super COURSE50 のような外部水素も活用した高

2030

2040

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

う に 、 2040 年 は 石 炭 の 利 用 が 相 当 残 っ て い る 。

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C0

技術別粗鋼生産量をそれぞれ示している。先に述べたよ

2050

図 19 鉄鋼部門最終エネルギー消費量（日本）

炉・転炉法製鉄が経済合理的となるシナリオもある。
2050 年においては、総排出量が 2013 年比▲70%120Type VII: 電炉-高効率

Type VI: 電炉-中効率100と評価された Orderly 2.0C 以外では石炭の利用は無代替されている。なお、e-メタンは、スクラップ電炉法で粗鋼生産 [Mt-Crudesteel/yr]

く、高炉転炉法は水素利用 DRI＋電炉によって完全にType V: 電炉-低効率
Type X: 水素利用DRI電炉

80

Type VIII + IX: ガス利用DRI電炉
外部水素活用還元＋CCS（Super
COURCE50）

60

所内水素活用還元＋CCS（COURCE50）

Type IV: 高炉転炉-次世代コークス炉

40

Type III: 高炉転炉-高効率

利用されている。

20

Type II: 高炉転炉-中効率

Type I: 高炉転炉-低効率

図 21 に鉄鋼部門の CO2 排出原単位を示す。いずれ

2015

リオによっては外部水素利用を進め、2040 年以降は

2030

2040

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Disorderly 1.5C

Orderly 2.0C

Disorderly 2.0C

Baseline

1.5C-CO2_CN

Orderly 1.5C

Disorderly 1.5Cのシナリオも、2030 年以降高炉に CCS を導入し、シナOrderly 2.0C

Baseline

Disorderly 2.0C

0

2050

図 20 鉄鋼部門技術別粗鋼生産量（日本）

水素利用 DRI 電炉へと転換することで 2050 年にほ120削減をそれほど進めない Orderly 2.0C では、2050

100
CO2排出原単位[Y2015=100]

ぼ排出をゼロとしている。但し、日本国内での CO2 排出

年でも CCS を行わない高炉転炉法を継続する等、一部排出が残るシナリオとなっている。図 22 は鉄鋼部門の外部水素活用による効率化
高炉へのCCS導入（Super COURSE50）8060Disorderly 2.0C

CO2 排出量について、DNE21+シナリオと政府ロード

40

マップとの比較を示してい る。政 府 ロー ドマップは、

20

2020～2030 年の上限値は若干排出量が多いが、そ0

Orderly 2.0C
Disorderly 1.5C

Orderly 1.5C
1.5C-CO2_CN
2015

2020

水素DRIの普及

2025

2030

2035

2040

2045

2050

の他は 5 種類の DNE21+シナリオの範囲内の水準と図 21 鉄鋼部門 CO2 排出原単位（日本）

なっており、全体としての 2℃、1.5℃排出削減経路と整合が取れている。

2020～2030年

2031～2050年

2500

2500

40

10

液体燃料：バイオ燃料

20

5

0

0

液体燃料：合成燃料

2015

2030

2040

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

電化率 [%]

液体燃料：石油系燃料
固体燃料：バイオマス

1000

500

500

0

0

1.5C-CO2_CN

気体燃料：天然ガス

気体燃料：合成メタン

1000

Orderly 1.5C

15

気体燃料：水素

Disorderly 1.5C60

気体燃料：NH3

Orderly 2.0C

20

1500

Disorderly 2.0C

25

80

1500

累積CO2排出量 [MtCO2]

100

電力

2000

1.5C-CO2_CN

固体燃料：石炭(非エネルギー利用)

30

Orderly 1.5C

35

120

日本政府2021RM水準

Disorderly 1.5C

140

2000

Orderly 2.0C

液体燃料：石油系燃料(非エネルギー利用)

Disorderly 2.0C

気体燃料：天然ガス(非エネルギー利用)40

累積CO2排出量 [MtCO2]

45

160

Disorderly 2.0C

最終エネルギー消費 [Mtoe/yr]

日本政府2021RM水準
180

固体燃料：石炭
電化率（右軸）2050

図 18 産業部門最終エネルギー消費量（日本）

図 22 鉄鋼部門 CO2 排出量（日本）の政府ロードマップとの比較

27

RITE Today 2024

研究活動概説 ● システム研究グループ

図 23、図 24 は、セメント部門の最終エネルギー消費含む排出は 2050 年になっても残る。1.5C-CO2_CN

量、技術別クリンカ生産量をそれぞれ示している。

においては、e-メタン+CCS（正味負の排出）を導入す

Orderly 2.0C を除けば、2030 年においては石炭かることで、実質ゼロ排出となっている。

らガスへの転換が経済合理的な対策と評価されている。
2040 年に向けては更にガスへの転換を進め、2050

その他、紙パルプ、化学部門のシナリオ分析、ロードマ
ップ策定も行った。

年においては e-メタンの利用が主となっている。なお、
CDR の利用を制約している 1.5C-CO2_CN において

3.5. 運輸部門

は CCS の導入が進むため、他シナリオに比べエネルギ

図 26 は日本の運輸部門の最終エネルギー消費量をー消費が多くなっている。図 25 にはセメント部門のそれぞれ示している。再エネ及び EV の大幅なコスト低

CO2 排出原単位を示す。1.5C-CO2_CN 以外のシナリ減を見込んでいる Orderly シナリオ、1.5C-CO2_CN

オでは、CCS の導入は見られず、プロセス起源 CO2 をシナリオにおいては、2040 年頃から特に電力が増大し

4.5
電力
4
気体燃料：NH3

最終エネルギー消費 [Mtoe/yr]

3.5ていると同時に、e-fuels の利用も見られる。Orderly
1.5C や 1.5C-CO2_CN においては、乗用車は BEV も気体燃料：水素3

気体燃料：合成メタン

2.5

気体燃料：天然ガス

2

液体燃料：バイオ燃料

しくは FCEV となっており、道路交通部門における efuels 利用はトラックが主となっている。

液体燃料：合成燃料

1.5

80

40

70

35

気体燃料：水素6030

気体燃料：合成メタン

50

25

40

20

30

15

20

10

10

5

0

0

液体燃料：石油系燃料

電力

1

固体燃料：バイオマス
0.5

図 23 セメント部門最終エネルギー消費量（日本）

液体燃料：バイオ燃料
液体燃料：合成燃料
液体燃料：石油系燃料
固体燃料：バイオマス

2015

2040

Orderly 1.5C

電化率（右軸）1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

2030

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

大型、世界最高効率水準
50

Orderly 1.5C

60

1.5C-CO2_CN

Baseline

固体燃料：石炭

Orderly 2.0C

2050

Disorderly 1.5C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

2040

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

2030

気体燃料：天然ガス

Disorderly 2.0C

2015

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C0

電化率 [%]

最終エネルギー消費 [Mtoe/yr]

固体燃料：石炭2050

図 26 運輸部門最終エネルギー消費量（日本）

大型、高効率 CCS無30

大型、低～中効率

20

小型、世界最高効率水準

70

小型、高効率

60

10

FCEV

小型、低～中効率

2040

1.5C-CO2_CN

Orderly 1.5C

Disorderly 1.5C

Orderly 2.0C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

2030

50

保有台数 [百万台]2015

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

0

2050

図 24 セメント部門技術別クリンカ生産量（日本）

BEV
40

PHEV

30

20

HEV

10

ICEV

2015

省エネ・効率化
燃料転換（石炭からガスへ）

80

60
40

Orderly 2.0C
20

2040

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Disorderly 1.5C

Orderly 2.0C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

1.5C-CO2_CN

Orderly 1.5C

Disorderly 1.5C

2030

2050

図 27 技術別乗用車保有台数（日本）
省エネ・効率化
燃料転換（石炭からガスへ）
CCS

Disorderly 2.0C

Orderly 2.0C

Baseline

100

Disorderly 2.0C

0120

CO2排出原単位[Y2015=100]

クリンカ生産量 [Mt-Clinker/yr]

大型、高効率 CCS付
40

省エネ・効率化
燃料転換（石炭から合成メタンへ）
CCS

図 27 に、日本における技術別の乗用車保有台数を示

Disorderly 1.5C

す。EV の技術進展を中位としている Disorderly シナ

Orderly 1.5C

0
2015

2020
2025
1.5C-CO2_CN

2030

2035

2040

2045

2050

-20

リオでは、乗用車については、2030 年頃の排出削減対図 25 セメント部門 CO2（エネルギー起源+プロセス

策は HEV が中心で、以降は PHEV についても拡大し、

CO2）排出原単位（日本）

2050 年には PHEV が主となる結果である。他方、EV

28

RITE Today 2024

研究活動概説 ● システム研究グループの技術進展を高位としているシナリオにおいては、BEV

みならず 1.5℃の排出削減経路と整合的な水準になっの普及がより早期から進み、2040 年時点で BEV が主ていると言える。

となり、2050 年には FCEV の普及も見込まれている。

今回の分析では、5 種類のシナリオに絞って提示した。
それでも大きな幅があるが、実際には 5 種類のシナリオ

3.6. 民生部門で考慮しきれない不確実性があり、シナリオの解釈には

図 28 に民生部門の最終エネルギー消費量を示す。排留意が必要である。また、DNE21+モデルは相対的に出削減が厳しい程、電化率を向上させることが経済合理は詳細なモデルではあるが、それでもモデルは、現実の的と評価される。Orderly 2.0C においては、従来と同事象を高度に簡素化して表現している。現実は多様な主様に都市ガスが、その他のシナリオでは、気体燃料は e-

体があるし、退出、新設ともに地元との調整に時間を要

メタン、もしくは水素利用となっている。

するなど、より複雑な移行過程が必要であるが、モデル120はこれらについてはほとんど考慮できていない。モデル

90

電力
80

100

気体燃料：水素
気体燃料：合成メタン
気体燃料：天然ガス

60
60
50

40

電化率 [%]

最終エネルギー消費 [Mtoe/yr]

70

分析の透明性を確保するために、不透明な制約は意図80

液体燃料：バイオ燃料
液体燃料：合成燃料
液体燃料：石油系燃料

的に考慮しないようにもしている。よって、これらの点もよく理解しつつ、出来る限り幅広い対策オプションの中40

固体燃料：バイオマス
20

30

2015

2040

Orderly 1.5C

固体燃料：石炭から費用効率的な対策を採っていくことが、より早期の電化率（右軸）1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

Disorderly 2.0C

Orderly 1.5C

2030

1.5C-CO2_CN

Orderly 2.0C

Disorderly 1.5C

Baseline

20

Disorderly 2.0C

0

2050

図 28 民生部門最終エネルギー消費量（日本）CN 実現の近道になると考えられ、本シナリオ分析、ロードマップはその戦略策定に有用と考えられる。
引き続き、技術動向等を注視し、適宜更新作業を実施
する他、日本以外の個別国・地域のロードマップについ4. まとめと課題
2℃、1.5℃目標に整合的で、NGFS や IEA シナリオても策定し、幅広い国での利用の促進に資することは、
今後の課題である。

と整合性を有する 5 種類のシナリオを想定し、定量的かつ整合的な分析が可能な DNE21+モデルを活用して、

参考文献

トランジションを含めた分析を行った。排出経路は、部門

1） RITE: カーボンニュートラルに向けたトランジション

によって差異が大きくなっており、技術等の想定シナリ

ロ ー ド マ ッ プ の 策 定 （ 2023

オによっても幅が大きい。特に CDR の見通しによって

https://www.rite.or.jp/system/latestanaly

大きな差異が生じ得る。なお、部門毎の排出経路を比較

sis/2024/01/FY2023sectorroadmap.html

すると、排出削減オプションが豊富な発電部門における

2） IPCC: Climate Change 2022−Mitigation of

CO2 排出原単位の改善は、比較的早期からの進展が求められる結果となっている。これは、IPCC や IEA シナ
リオ等とも整合的な結果である。他方、CO2 排出原単位

年 度 版 ）

Climate Change. Cambridge (2022)
3） NGFS: NGFS Scenarios for central banks
and supervisors (2022)の小さな天然ガスは、2℃や 1.5℃シナリオにおいても、

4） ICMA: Overview and Recommendations for

日本では 2030 年に向けては増大する方が経済効率的

Sustainable Finance Taxonomies (2021)な対策と評価された。また、鉄鋼部門は、CO2 削減対策

5） IEA: Net Zero Roadmap: A Global Pathway

が困難で 2040 年頃までは最大 1 割程度の排出減に

to Keep the 1.5 °C Goal in Reach (2023)

留まるシナリオが示された。これら分析は、2021～22

6） 経済産業省：分野別ロードマップの策定にあたって、経年度に日本政府において作成された部門別ロードマッ

済産業分野におけるトランジション・ファイナンス推進

プとも総じて整合的であり、政府ロードマップは 2℃ののためのロードマップ策定検討会 （2021, 2022）

29

RITE Today 2024

研究活動概説 ● バイオ研究グループ

バイオ研究グループ
グループメンバー（2024 年 4 月）
グループリーダー・主席研究員 乾将行
副主席研究員
寺本 陽彦
副主席研究員
平賀 和三
副主席研究員
寺崎 肇
副主席研究員
宮本 正人
副主席研究員
畚野 信剛
主任研究員
田中 裕也
主任研究員
須田 雅子
主任研究員
北出 幸広
主任研究員
長谷川 智
主任研究員
渡邉 彰
主任研究員
小暮 高久
主任研究員
久保田 健
主任研究員
大井 潔
研究員
肥後 明佳
研究員
Natalia Maria Theresia
研究員
柏木 紀賢
研究員
橋本 龍馬
研究員
猿谷 直紀
研究員
野嵜 裕貴
研究員
Dyah Candra Hapsari Subagyo

研究員
研究員
研究員
研究員
研究員
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手

清水 崇史
Dita Grinanda
新宅 みゆき黒石川 嵩幸田島 直幸
渡邊 淳子
池永 由布子
水口 祥子
永守 美雪
内藤 香枝
池田 永子
米田 和代
小泉 真夕
西
淳子
岩島 素巳
吉田 佳世
岡田 亜弥
フォークナー 真紀
栢村 里美
初谷 良子

カーボンニュートラルに貢献するバイオものづくり技術の開発
1. はじめに度化などに必要となる技術開発や社会実装を行う大型

バイオプロセスは常温常圧下でのものづくりが可能で事業として、今年度からグリーンイノベーション基金事業あるため、高温高圧下でのものづくりが行われる化学プとバイオものづくり革命推進事業が開始された。これら

ロセスと比べて、CO2 排出削減が期待できる。また、一の事業は、原料を石油から大気中の CO2 や未利用資源

般的に細胞内で多段階の反応により合成されるので、に切り替えることで、カーボンニュートラル・カーボンネ

化学プロセスに比べて、炭素数の多い複雑な化合物のガティブを実現することを目指している。

生産に強みを持つ。このように、バイオものづくりは、資このような背景の下、RITE では、微生物を利用した

源自律や化石資源依存からの脱却といった地球規模のバイオプロセスによって、非可食バイオマスからバイオ燃

社会課題解決と経済成長との両立を可能とするイノベ料やグリーン化学品を高効率で生産するバイオリファイーションとして注目されている。合成生物学やゲノム編

ナリーの技術開発に取り組んでいる。RITE では、代表集技術などのバイオテクノロジーと IoT や AI などのデ的な工業微生物であるコリネ型細菌が、還元条件下ではジタル技術との融合によるバイオ×デジタル技術の発展

増殖は抑制されるものの代謝機能は維持され、糖類をや、化石資源脱却、資源自律の必要性など地球環境問題

代謝し有機酸などを効率よく生成する現象を見出し、こへの意識の高まりに伴って、今後実用化が加速し、市場れ を 基 に 、 増 殖 非 依 存 型 バ イ オ プ ロ セ ス 「 RITE

規模が急拡大すると予想されている。米中では同分野

Bioprocess」 ※1 を開発した。また、工業化に必須な要に巨額の投資が行われており、国際競争が激しさを増し素技術である「非可食バイオマス由来の混合糖の完全同ている。我が国でも、バイオものづくりに関して、新たな時利用」や「発酵阻害物質への高度耐性」などを確立した

微生物の設計・開発や微生物を用いた製造プロセスの高（2 章 1 節参照）。これらの技術を利用して、バイオ燃料

30

RITE Today 2024

研究活動概説 ● バイオ研究グループ

としてはエタノール、ブタノール、グリーンジェット燃料、高効率で製造することを可能にする独自技術である（図バイオ水素、グリーン化学品としては乳酸、コハク酸、ア1）。以下にその３つの特長について紹介する（詳しくは、

ラニン、バリン、トリプトファン、シキミ酸、プロトカテク酸、

RITE Today 2022 参照）。

4-アミノ安息香酸、4-ヒドロキシ安息香酸などについて
世界最高レベルの高効率生産を報告している。現在は、より高付加価値な香料、化粧品、医薬品、繊維、ポリマーなどの原料となる芳香族化合物などの生産技術開発やCO2 を直接原料としたバイオものづくり技術開発に注
図 1 「RITE Bioprocess」※1 を利用した力している。
これまでに NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・

バイオリファイナリーの概念

産業技術総合開発機構）「スマートセル」プロジェクトや「データ駆動型統合バイオ生産マネジメントシステム」プ

特長① 増殖非依存型バイオプロセス

ロジェクトに参画し、バイオ×デジタル技術である「スマ嫌気的な条件や、増殖に必須な因子を削除することにートセル創製技術」の開発を進めてきた（2 章 2 節参照）。

より、細胞の分裂を停止させた状態で目的とする一連のまた、同技術を利用した民間企業との共同開発として、反応を行うことを可能にした（図 2）。すなわち、これまNEDO「バイオものづくり実証」プロジェクトにも参画し、で増殖に使われていた栄養やエネルギーが、目的物質のカロテノイドや香料のバイオ生産の事業化に向けた研究生産に使用される。これにより微生物細胞を化学触媒の開発を行っている（3 章 4 節、3 章 5 節参照）。今年度

ように極めて効率的に利用することが可能となり、通常からは、グリーンイノベーション基金事業とバイオものづの化学プロセスと同等以上の高い生産性を備えたバイ

くり革命推進基金事業に参画し、CO2 からの高機能接着

オプロセスを実現した。

剤原料のバイオ生産技術開発と未利用資源から有用化
学品を産み出すバイオアップサイクリング技術開発を開始した（3 章 1 節、3 章 2 節参照）。さらに、NEDO「ムーンショット」プロジェクトにも参画しており、非可食バイオ
マスを原料とした海洋分解可能なマルチロック型バイオ
ポリマーの研究開発にも取り組んでいる（3 章 6 節参照）。
本 概 説 で は 、 ま ず 、 我 々 の コ ア 技 術 で あ る 「 RITE
Bioprocess」※1 及び「スマートセル創製技術」等について説明する。次に、基盤技術開発として、近年進展が著しい“バイオ×デジタル技術”の技術革新に基づく国家プ

図 2 「RITE Bioprocess」※1 の特長①

ロジェクトについて述べ、最後に、事業化への取り組み（増殖非依存型バイオプロセス）について紹介する。
特長② C５&C６糖類の完全同時利用
2. RITE のコア技術

非可食バイオマスの多く（セルロース系バイオマス）は、※1

2.１. 「RITE Bioprocess」

RITE が開発した「RITE Bioprocess」※1 は、バイオ
燃料や、アミノ酸・芳香族化合物等のグリーン化学品を、

キシロースやアラビノースなどの C５糖と、グルコースな
どの C６糖の混合物から構成される。
RITE は、C5 糖代謝遺伝子に加え C５糖輸送体遺伝

31

RITE Today 2024

研究活動概説 ● バイオ研究グループ

子を導入することにより、C５糖の利用速度を C６糖並むことで、生物細胞が持つ能力を最大限に引き出し、物みに高めることに成功している（図 3）。これにより、C５

質生産に最適化した細胞「スマートセル」を創り出すこと&C６糖類の完全同時利用が可能となり、セルロース系が可能となってきた。スマートセルをデザインするため（非可食バイオマス）原料を効率的に利用できるようになの情報解析技術と、設計図を具現化した生産株を生みった。

出すための要素技術が組み合わさることでスマートセル
開発の飛躍的な効率化が進んでいる。RITE は、スマー
トセルプロジェクト(NEDO「植物等の生物を用いた高機能品生産技術の開発」、2016 年度～2020 年度)に参画することでこれらの技術群の開発に携わってきた。同時に実際にターゲット化合物を設定しその生産株を効率よく生み出すことで、技術の有効性を示すことができた。
RITE はこの技術群を取り込むことで生産株育種技術と発酵生産技術のレベルアップに成功した(図 5)。また、このスマートセル創製技術群は NEDO バイオものづくり
プロジェクトに引き継がれ、微生物生産の実用化に向け
図 3 「RITE Bioprocess」※1 の特長②た改良が重ねられている。

（C５&C６糖類の完全同時利用）

特長③ 発酵阻害物質に対する高耐性「RITE Bioprocess」 ※1 では、前述のように微生物が増殖しないため、発酵阻害物質に対して高耐性であることを実証している（図 4）。そのため、様々な発酵阻害物質が含まれた糖化液の利用、さらには発酵阻害物質の生産にも適用できる。
図 5 スマートセル創製技術

2.3. 連続反応システム
RITE では、これまでバイオ技術を駆使して様々な化合物生産に取り組んできたが、生産ターゲット化合物によっては細胞毒性の影響が著しく強く、反応液中に蓄積した目的化合物そのものの毒性によって生産が停止するという課題に直面した。例えば、NEDO スマートセル
プロジェクトや NEDO バイオものづくりプロジェクトで
図 4 「RITE Bioprocess」※1 の特長③開発に取り組んでいるカテコールは、従来のバッチ法で（発酵阻害物質に対する高耐性）はある一定の濃度に達したところで生産が頭打ちとなった。そこで、この細胞毒性の影響を回避して高生産を

2.2. スマートセル創製技術
最先端バイオテクノロジーとデジタル技術の融合が進実現すべく、菌体反応に吸着や抽出などの工学的手法
を組み合わせることで、目的化合物だけを選択的に系外

32

RITE Today 2024

研究活動概説 ● バイオ研究グループ

へ除去・回収しながら生産が可能な連続反応システムを等を原料として製造されているが、脱石油依存、環境保構築した。一例として、図 6 に示すような樹脂吸着と膜

全、および生産性の観点から、高効率なバイオ生産法の分離を組み合わせた連続反応システムを構築し、カテコ確立が望まれている。微生物細胞内ではフェニルアラニ

ール生産に適用することで、カテコールの飛躍的な高生

ン、チロシン、トリプトファンといったアミノ酸や葉酸（ビ産が実現した。

タミン B9）、補酵素 Q など種々の芳香族化合物が生合成されている。これらの化合物は全てシキミ酸経路と呼ばれる代謝経路から派生する。RITE は、適切な遺伝子組換えを施したコリネ型細菌を高効率バイオ変換技術へ適用することで、非可食バイオマスを原料としてインフル
エンザ治療薬タミフルの原料とされるシキミ酸、機能性
ポリマー原料として有望な 4-アミノ安息香酸、そしてポ
リマー、医薬品、化粧品、接着剤、香料（バニリン）原料と

図 6 膜分離と樹脂吸着を利用した連続反応システム（カテコール生産事例）

2.４. 主な生産物質
現在、RITE によって高生産を実現している物質の一して有望な芳香族ヒドロキシ酸の高生産プロセスの確立に成功してきた。

3. 基盤技術開発（国家プロジェクト）
3.1. NEDO グリーンイノベーション基金事業※2部を図 7 に示す。前述の様に、多くの物質で世界最高レ

NEDO グリーンイノベーション(GI)基金事業「バイオベルの生産性を達成している。バイオ燃料では、エタノー

ものづくり技術による CO2 を直接原料としたカーボン

ルやバイオ水素に加えブタノールや高性能バイオジェッ

リサイクルの推進」は、「2050 年カーボンニュートラル」

ト燃料素材などへ、グリーン化学品では、L-乳酸、D-乳の目標達成に向け、CO2 を原料とした新しいバイオもの酸、アミノ酸に加え、芳香族化合物などの高機能化学品

づくり製品の開発と社会実装により、カーボンニュート

へと幅広い展開を図っている。

ラル実現に貢献するとともに、CO2 の資源化による産業構造の変革を目指す。
この中で RITE は、積水化学工業株式会社と共同で「バイオものづくり技術による CO2 を原料とした高付加価値化学品の製品化」という事業を 2023 年度から開始し、実施中である（事業期間：2023～2030 年度の8 年間）（詳細は「特集」を参照）。

3.2. NEDO バイオものづくり革命推進事業※2
国内の廃棄されているバイオマスなどの未利用資源
図 7 「RITE Bioprocess」※1 による主な生産物質を原料としバイオテクノロジーにより有用な物質に変換することで環境問題などの社会課題と経済成長の両面

芳香族化合物は、ポリマー等の原料として重要な基幹
工業化学品であると同時に、医薬品、機能性栄養素材、の解決を目指すための事業である（詳細は「特集」を参照）。

香料、化粧品等の原料となる高付加価値な化合物が数多く存在する。芳香族化合物は現在、石油や天然の植物

33

RITE Today 2024

研究活動概説 ● バイオ研究グループ

3.3. NEDO バイオものづくりプロジェクト※2
NEDO「カーボンリサイクル実現を加速するバイオ由

3.４. NEDO バイオものづくり実証事業（カロテノイド）※
2

来製品生産技術の開発」、通称バイオものづくりプロジェ

カロテノイドは植物や一部の微生物が生産する色素化

クトでは、化石資源に依存しないバイオマスからの物質合物で、近年、その高い抗酸化活性から、生活習慣病予生産を目指し、バイオテクノロジーとデジタル技術を融防やアンチエイジングに有効な機能性成分としての需要合させた研究開発を行っている(2020 年度～)。スマが高まっている。しかし、カロテノイドの天然原料中の含ートセルプロジェクトを前身とするこの事業では、新たな有量は微量なため、市場に流通しているカロテノイドのバイオ資源の拡充や分離・精製、回収等を含むバイオ生

大半は石油を原料とした化学合成品である。また、多く

産プロセスを開発し、産業用物質生産システムの実証をのカロテノイドはその化学構造に起因して体内に吸収さ通じてバイオ由来製品の創出を加速させることを目的とれにくく、バイオアベイラビリティーが非常に低いというしている。具体的には、「バイオ資源活用促進基盤技術開問題がある。化学的に構造変換させ、バイオアベイラビリ

発」、「生産プロセスのバイオファウンドリ基盤技術開発」、ティーを高める試みもされているものの、その変換収率「産業用物質生産システム実証」の三つの研究開発を実の低さが課題となっている。近年、カロテノイド高生産微施している。

生物の開発が世界で進められているが、その生産物もこのプロジェクトに RITE は初年度から参画し、バイオ吸収性が低いタイプのカロテノイドである。

ものづくり技術の実用化に伴う課題を解決するためのRITE では、2022 年から NEDO バイオものづくり

新規技術群(産業用スマートセル創製技術)の開発を進実証事業「高吸収型天然カロテノイドの大量生産システ

めている(図 8)。2023 年度は主に巨大発酵槽内の培ム実証」（代表機関名：ハリマ化成株式会社）に参画し、バ

養環境不均一性に起因した培養ストレスによる生産性低

イオアベイラビリティーに優れたカロテノイドをバイオ生

下を解消する技術開発を連携研究機関と共に実施した。

産法によって大量供給するシステムの社会実装を目指し

RITE は、培養ストレスを再現した環境での詳細な遺伝ている（図 9）。これまでに RITE では、バイオアベイラビ

子発現データ、代謝物データを取得・提供することで発リティーに優れた高吸収型カロテノイドを特異的に高生

酵生産シミュレーションモデル構築と検証に貢献した。こ産するスマートセルの開発に成功している。現在、スマーのような、実際の大スケールでの生産時に起こりうる問

トセルの改良に加え、大量培養法の確立、ならびに菌体

題の解決技術を提供することで生産株開発の手戻りをに蓄積するカロテノイドの高効率な抽出・精製法の開発

なくしバイオ由来製品の社会実装を加速することを目指を進めている。

す。

図 9 高吸収型カロテノイド生産の社会実装

3.５. NEDO バイオものづくり実証事業（ローズ香料）※2
図 8 バイオものづくり PJ

RITE では、2022 年から NEDO バイオものづくり

産業用スマートセル創製技術の開発

実証事業「フロー連続単離法と増殖非依存型バイオプロ

34

RITE Today 2024

研究活動概説 ● バイオ研究グループ

セスによるローズ香料の生産システム実証」（代表機関だフィルムを作製して海水にさらした結果、速やかに酵

名：高砂香料工業株式会社）に参画し、産業用スマートセ

素分解（オンデマンド分解）が生じることをラボレベルでルの開発と香料素材が有する微生物阻害を回避するバ

証明することに成功した。

イオ生産システムの開発を進めている（図 10）。2023

今後はプラスチック分解酵素の高機能化や、プラスチ

年度は、生産株の開発と生産条件の検討により上記生ックとの混練条件の最適化などをつうじて、さらに高速産システムを用いて生産性を高めることに成功した。今なオンデマンド分解を目指す。また、海洋フィールド（愛後は、生産株の改良、スケールアップ検討、フロー連続単

媛県愛南町など）における分解試験の他、米国エネルギ

離装置の改造を進め、国産初の合成生物学による香料

ー省 ARPA-E との国際共同研究を新たに開始する。

素材製造の社会実装を目指す。

（本プロジェクトのホームページはこちら）

図 10 ローズ香料素材の生産実証

3.６. NEDO ムーンショット型研究開発事業※2
NEDO ムーンショット型研究開発事業の研究開発プ
ロジェクト「非可食性バイオマスを原料とした海洋分解可図 11 マルチロック型生分解性プラスチックの開発

能なマルチロック型バイオポリマーの研究開発」では、プによる資源循環の実現イメージ

ラスチックの分解に「マルチロック機構」を導入すべく研究開発を行っている（図 11）。すなわち分解の際に、光、

3.７. JST COI-NEXT

熱、酸素、水、酵素、微生物、触媒などの複数の刺激を同RITE は、2023 年度に始まった JST（国立研究開発時に必要とすることで、使用時にはマルチロック機構に

法人科学技術振興機構） COI-NEXT（共創の場形成

よって分解を抑えて耐久性・強靭性を保って劣化を防ぎ、支援プログラム）「カーボンネガティブの限界に挑戦する

海洋環境中に誤って拡散した際にはマルチロックが外れ

炭素耕作拠点」に参画し、研究開発課題 3（炭素耕作によて高速なオンデマンド分解を実現可能とする。

る燃料生産技術の開発）の中で、バイオ水素生産技術と本プロジェクトにおいて実用化を目指す製品は、使用バイオ液体燃料生産技術の開発を進めている。本研究で時に 2 次的な微細粉などを発生するタイヤ、繊維のほか、は、光合成による CO2 固定量の大幅な増大を目指して

プラスチックボトル、ゴーストフィッシングの要因となるバイオマス生産技術の開発を実施する参画機関と連携し、漁網や釣具であり、いずれも海洋への流出による海洋生

多様なバイオマスから高効率で燃料を生産するための物や環境への悪影響が懸念されている。

バイオ変換技術の開発を行う（図 12）。究極のクリーンエ

RITE では、2023 年度は、マルチロック型プラスチッ

ネルギーとして期待されており、カーボンニュートラルのクの分解開始のタイミングを人工的に制御可能とする技

鍵となる CO2 フリー水素生産プロセスの開発を中長期術の開発（分解酵素を活用した新技術開発への展開）を的な課題とし、これと共通の基盤技術を利用した液体燃含めた研究開発を実施した。まず、耐熱性のプラスチッ

料生産プロセスの開発を短中期的な課題として設定しク分解酵素を生分解性の担体に静電的に結合させるこている。バイオマス燃料生産技術の社会実装には、生産とで、酵素の耐熱性を飛躍的に向上させることに成功しコストの低減が課題である。また、バイオマス原料の成分た。次に、これを熱溶融によってプラスチックに練りこんは多様であり、その組成は原料の種類によって大きく異35

RITE Today 2024

研究活動概説 ● バイオ研究グループなるため、画一的な技術で広範な需要を満たすのは難し

株式会社（GPD）へ改組し、これが技術研究組合の株式い。これらの課題を解決するため、本拠点では、多様な会社化第 1 号となった。2018 年 4 月には、同社の技術

熱化学、及び生物学的変換技術の開発を一体的に進めはフェノール生産以外にも有用な化合物を並行的に生ることで技術融合・技術革新を実現し、経済性・環境性・産可能であるため、グリーンケミカルズ株式会社（GCC）

社会受容性の観点から社会実装の実現性が高いシステへ社名を変更した。

ムを選抜する。

現在、GCC では、グリーンフェノール生産技術開発でRITE では、これまでに開発した高速バイオ水素生産

培った量産技術とノウハウを活用し、従来は高生産が難プロセスを基盤とし、バイオマス由来糖類からの水素収しいと考えられていた芳香族化合物などの付加価値の率の大幅向上に向けた微生物触媒の開発に取り組んで高い様々なグリーン化学品（図 13）の量産技術の確立をいる。新規水素生産経路を導入した微生物を構築し、代鋭意進めており、顧客ニーズに合致したグリーン化合物

謝改変により、その水素生産能が向上している。また、の商品化を加速している。

RITE は、C6&C5 混合糖を高効率にエタノールに変換

2023 年度は GCC の開発品 2 品目の生産株、4-ヒできるバイオプロセスを確立している。この技術で、エネ

ドロキシ安息香酸(4-HBA)生産株とプロトカテク酸生

ルギー作物や炭素固定量の多いイネ、糖含量の多い微細産株に対し、経済産業省から産業利用の承認が得られた。

藻類等から可能な限り全ての糖類を回収、エタノールに変換し、これを化学反応によりジェット燃料に変換する
SAF (持続可能な航空燃料) 製造技術の確立を目指す。

図 13 GCC の主な開発品ラインナップ
図 12 バイオ水素／バイオエタノール生産技術の開発

４.2. Green Earth Institute 株式会社（GEI）
４. 実用化への取り組み（本社：東京都新宿区新宿三丁目 5 番 6 号 キュープラ

4.1. グリーンケミカルズ株式会社（GCC）

ザ新宿三丁目 6 階、研究開発拠点：千葉県木更津市かず（本社・京都研究所：RITE 本部内、静岡拠点：住友ベーク

さアカデミアパーク）

ライト株式会社静岡工場内）（GEI ホームページはこちら）（GCC ホームページはこちら）

2011 年 9 月、RITE は、「RITE Bioprocess」※1 を2010 年 2 月、RITE は、住友ベークライト株式会社

事業化するため、Green Earth Institute 株式会社と共同で、非可食バイオマスを原料として、バイオプロセを設立した。2021 年 12 月、業績の発展に伴い、同社スによるフェノール生産およびフェノール樹脂製造に関は東京証券取引所（マザース）に上場、2022 年 4 月、わる基盤技術開発を進めるためグリーンフェノール・高市場再編により東京グロース市場に移行した。

機能フェノール樹脂製造技術研究組合(GP 組合)を設立

現在、同社では、NEDO より受託したバイオファウン

した。2014 年 5 月、同組合をグリーンフェノール開発

ドリ事業、グリーンイノベーション基金事業、バイオもの

36

RITE Today 2024

研究活動概説 ● バイオ研究グループ

づくり革命推進事業等、国内外のパートナー企業等とのれば、ぜひご連絡いただきたい。

研究開発を推進させている。

４.3. 企業との共同研究
本概説で紹介している主な生産物質（第２章第４項参照）以外にも多くの物質に関して、企業からの要望に応えて共同研究を実施している。
前述の NEDO バイオものづくり実証事業のハリマ化
成株式会社および高砂香料工業株式会社以外にも、多くの企業と共同研究を実施している。それらの中には、企業の１商品（化石資源由来の物質）を早期にバイオ由来に転換する研究開発に加えて、企業の主力商品あるいは主要原料（化石資源由来の物質）を、中長期的にバイオ由来に転換するための研究開発もある。
図 14 “バイオ×デジタル”が拓く世界

５. おわりに
近年、前述の”バイオ×デジタル技術”の技術革新や新
たな知見・手法により、３章で紹介した国家プロジェクト※1を中心に、スマートセル開発の飛躍的な効率化を実現し

登録第 5796262 号)「RITE Bioprocess」は、RITE の登録商標 (商標ている。そして、それらの成果により創製されたスマート
セルの社会実装に向けて、生産実証の取り組みが精力※2

的に実施されている。これらにより、新産業（スマートセ

技術総合開発機構（NEDO）の委託・助成事業の結果得

ルインダストリー）が創生され、エネルギー分野に加えてられたものです。

この成果は、国立研究開発法人新エネルギー・産業

工業分野（ものづくり）にも大きな波及効果を与えることが期待されている（図 14）。
RITE では、今後も「スマートセル創製技術」や「RITE
Bioprocess」※1 などを活用し、未利用資源や大気中のCO2 を原料とする研究開発、さらにはグリーン化学品の実用生産技術開発にも注力し、カーボンニュートラルに貢献するバイオものづくり技術の開発を推進してゆきたい。
なお、2020 年 10 月の「2050 年カーボンニュート
ラル」宣言以来、企業からの問い合わせや引き合いが増加しており、企業との共同研究の件数も増えてきている。
RITE では、引き続き共同研究先企業を募集中である。
これまで、一般的には微生物生産が難しいとされる化合物に関しても、最新の要素技術開発の成果等を利用して高生産できる可能性がある。バイオ化したい化合物があ37

RITE Today 2024

研究活動概説 ● 化学研究グループ

化学研究グループ
グループメンバー（2024 年４月）
グループリーダー・主席研究員
サブリーダー・主席研究員
主席研究員
サブリーダー・副主席研究員
サブリーダー・副主席研究員
副主席研究員
副主席研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
研究員
研究員
研究員
研究員
研究員
研究員
研究員
研究員
研究員

余語 克則
水野 雅彦
喜多 英敏
菊池 直樹
山田 昌宏
林
成年
Firoz Alam Chowdhury
甲斐 照彦
木下 朋大
久貝 潤一郎
後藤 和也
瀬下 雅博
村岡 利紀
龍治 真
伊藤 史典
大畠 悠輔
清川 貴康
段
淑紅
Vu Ｔｈｉ Quyen
孟
烈
山口 創司
窪田 善之
鳥越 葵

研究員
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手

前田 浩彰
荒木 華子
浦井 宏美
大西 紀子
尾方 秀謙
小倉 公美子
鹿嶋 麻衣
片岡 梢
菰野 恵子
杉本 理絵
手嶋 孝
奈良 裕子
鳴瀧 陽三
藤井 暁義
藤原 洋一
宮地 裕子
森
恵子
森
美佐都
保野 篤司
吉井 隆裕
吉野 直美
米澤 順子

CO2 分離・回収、有効利用技術の高度化・実用化への取り組み
1. はじめにする努力の追求を決意」とされ、世界で初めて 1.5℃が化学研究グループでは、研究部門と産業連携部門の数値目標となった。IPCC によると、1.5℃目標のため

組織体制を構成し、CO2 分離回収・有効利用に関わる各には、2010 年比で 2030 年までに CO2 を 45%削減

種技術の早期実用化・産業化を目指した研究開発およし、2050 年までにネットゼロを達成する必要がある。

びその産業利用に向けた活動を行っている。以下、現在の化学研究グループの取り組みについて述べる。

我が国においては 2020 年 10 月の「2050 年カー
ボンニュートラル」宣言と、202０年１２月に策定（2021
年 6 月詳細策定）された「2050 年カーボンニュートラ

2. CO2 分離回収・有効利用技術の研究開発

ルに伴うグリーン成長戦略」を受けて、様々な方面から

2015 年 12 月の COP21 で「パリ協定」が採択され、の地球温暖化防止のための取り組みが進められている。

異常気象など気候変動による悪影響を最小限に抑える

2022 年 5 月には「クリーンエネルギー戦略」が策定ために、産業革命前からの世界の平均気温の上昇をされ、該戦略の下で CCS 長期ロードマップが取りまと「2℃より充分低く保ち、1.5℃に抑える努力を追求する」

められた。2050 年時点での CO2 貯留量の目安が 1.2ことが目標とされた。その後、さらなる気温上昇や世界～2.4 億トンと明記され、その実現に向け た先進的規模で発生している甚大な自然災害など危機感の高ま

CCS 事 業 国 内 7 拠 点 が 採 択 さ れ て い る 。 CCUS

りを受けて、先の 2021 年 11 月の COP26 における(Carbon dioxide Capture, Utilization andグラスゴー気候合意では、気温上昇幅を「1.5℃に制限

Storage）/カーボンリサイクルは、主要な取り組みの１

38

RITE Today 2024

研究活動概説 ● 化学研究グループつであり、カーボンニュートラルを可能とする重要な革して研究開発していることが特徴である。化学吸収法に新的技術として位置付けられ、「CO2 を炭素資源として

おいては、COURSE50（「環境調和型プロセスの技術

捉えて、分離･回収した CO2 の燃料や素材への再利用

開発」プロジェクト，国立研究開発法人新エネルギー・産（CCU）」や「分離･回収した CO2 の地中貯留（CCS）」と

業技術総合開発機構（NEDO）委託事業）で開発した化の組合せにより、大きな CO2 削減効果が見込まれる。

学吸収液が、実用化されている。

CO2 分離･回収技術は CCUS 推進のための基盤技術で固体吸収法では、低温で CO2 脱離性能の優れた固体あり、2050 年度までに CO2 分離･回収コスト 1,000

吸収材を使ったシステムのパイロット試験を、NEDO 委

円/t-CO2 を目指し開発を進めることや様々な CO2 排

託事業において民間企業と共同で、石炭火力発電所の出源に対応する分離･回収技術を確立していくことが目

実燃焼排ガスを使って進めている。ＣＯ ２濃度が低い天標として示されている。また、カーボンニュートラルを実然ガス火力発電所排ガス向けへの展開も進めており、低現するためには、大気中の CO2 濃度を低減する技術、す

温再生だけでなく酸化劣化耐性の高い固体吸収材を開なわちネガティブエミッション技術の導入が不可欠であ

発中である。さらに、NEDO ムーンショット型研究開発

り、特に大気中からＣＯ ２ を直接回収する Direct Air

事業の中で大気からＣＯ２を分離・回収する

Capture（DAC）が注目されている。2021 年 7 月にDAC(Direct Air Capture)の開発も進めている。

改訂された「カーボンリサイクル技術ロードマップ（経済

膜分離法は、これまで高圧ガス（二酸化炭素（CO2）／産業省）」では、進 展の あった新 たな技術 分野として

水 素 （ H2 ） ） 源 と し て IGCC （ Integrated coal

DAC が追記された。二酸化炭素の除去（CDR）、回収・

Gasification Combined Cycle：石炭ガス化複合発

利用・貯留（CCUS）において CO2 を循環的に利用した電 ） 、水素製造プラ ン トを適用先 に 想 定 して きたが、り削減したりする取り組みであるカーボンマネジメント

2024 年度からは、小型中圧水素製造システム(CO2 回が本格化している。

収型水素製造装置)の実証試験に向けた新たな NEDO

このような背景を受けて、様々な CO2 排出源に対し、事業を開始する。

最適な分離・回収技術を提案することにより、CCUS のＣＯ ２ 分離・回収の標準化へ向けた取り組みも推進し実用化を推進していかなければならない。地球温暖化対ている。NEDO 事業「CO2 分離素材の標準評価共通基策として CO2 の大規模削減が期待できる CCS を早期盤の確立」において、国内初の実ガス試験センターをに導入、実用化するためには、大規模発生源等から排出

RITE 内に設置し、実ガスを使用する標準評価法の確立される CO2 分離・回収コストの低減が重要である。また、を行う。2024 年度中にセンターを竣工する予定である。

並行して CO2 分離・回収技術の標準化を推進していくこ

ま た 、 ITCN （ Internationalとも重要である。国際的な標準化の動向に歩調を合わ

Network：CO2 分離･回収技術の研究開発を推進する

せながら、国内の分離素材の評価方法を標準化して、世界各地の施設のグローバル連合）に加盟する国内唯一

様々な分離素材を共通の方法で評価できるようにするの機関として RITE は、海外ＩＴＣＮメンバーとの情報交ことが求められている。また、CCU（utilization）の早換を定期的に行っている。該ネットワークを通して、ＣＯ２期社会実装も強く求められている。分離回収した CO2

分離・回収の標準化へ向けた取り組みを世界へ発信する。

を炭素源として有効利用して化学品、燃料、鉱物へ変換

CO2 有効利用技術については、現在、アミン技術を利してカーボンリサイクルする技術開発が重要である。

Test

Center

用した炭酸塩固定化と脱水膜を利用するメタノール合成

化学研究グループでは、CO2 分離回収技術の研究開に取り組んでいる。炭酸塩固定においては、産業廃棄物発を行っており、これまでに化学吸収法、固体吸収法、等に含まれるカルシウム、マグネシウムを利用して排ガ膜分離法で世界をリードする研究開発成果を上げてきス中に含まれる CO2 を固定化する。アミン液を利用してた。材料の開発に始まり、加工、システム検討までを一貫

カルシウム、マグネシウムを選択的に抽出して CO2 と反39

RITE Today 2024

研究活動概説 ● 化学研究グループ

応させて高純度な炭酸カルシウムを製造する。メタノー

ものの、CCUS の社会実装加速には吸収液の量産化を

ル合成においては、発電所、製鉄所、セメント、化学工場含めた大規模化やコスト低減が課題であり、溶液再生工から排出する CO2 を膜反応器（メンブレンリアクター）に程でのエネルギー消費削減やアミンの耐久性向上など

より水素と反応させて高効率にメタノールを合成する。

の取り組みが必要である。

「CO2 を用いたメタノール合成における最適システム開RITE は、COURSE50 において、水以外の溶媒を用発」を民間企業と共同で NEOO より受託し 2021 年度

いることで、CO2 の吸収形態および溶液中の分極影響から開発を行っている。

を制御することができ、更なるエネルギー消費低減の可能性を有するブレークスルー技術「混合溶媒系吸収液」

3. 化学吸収法を提示した（図２）。従来のアミン系化学吸収液で一般的

化学吸収法は、混合ガス中の CO2 を化学反応を介しであった溶媒の水の一部を非水溶媒に置き換えることて溶液中に選択的に溶解（分離）させ、次工程においてにより、溶液の比熱や CO2 との反応熱が低減できる。

CO2 を含む溶液を加熱昇温し、高純度 CO2 を回収する

本技術の研究開発は、2021 年 1 月からグリーンイノ技術である。特に、アミンを利用した化学吸収液は、燃焼

ベーション基金事業「製鉄プロセスにおける水素活用」に

排ガス等、比較的低 CO2 濃度の混合ガスへの適用が可

おいて、混合溶媒系吸収液の化学種や液組成の最適設能であり、化学吸収法はＣＣＳ分野では最も成熟した計、および実用性等の検討を進めている。2024 年 1 月

CO2 分離・回収技術の一つである。

には日本製鉄㈱君津製鉄所において実際の高炉ガスをRITE は、「低品位廃熱を利用する二酸化炭素分離･回収技術開発（COCS）」（経済産業省（METI）補助事業）、用いたベンチ試験を開始し、新たに開発した混合溶媒系
吸収液の性能評価を実施している。

および COURSE50 において、製鉄プロセスを対象に、CO2 分離・回収エネルギーおよびコスト低減を可能とする高性能なアミン系化学吸収液を開発し、その成果は、
日鉄エンジニアリング株式会社の商業設備「省エネ型
CO2 回収設備 ESCAP®」に採用されている（図 1）。
図２ 混合溶媒系吸収液のコンセプト

４. 固体吸収法
固体吸収材は、アミンを水などの溶媒に溶かした化学
吸収液と異なり、アミンをシリカや活性炭などの多孔質材料に担持したものである（図 3）。固体吸収材を用いたプロセスは、溶媒に起因する蒸発熱や顕熱を抑制できる
ことから、CO2 分離・回収エネルギーの低減が期待できる。

図１ 省エネ型 CO2 回収設備 ESCAP®
（住友共同電力（株）新居浜西火力発電所内に設置の 2 号機。化学工場の化学副原料 CO2 を製造。）

化学吸収法は前述のように商用レベルに達している

40

RITE Today 2024

研究活動概説 ● 化学研究グループ

図３ 化学吸収液と固体吸収材

1)石炭火力発電所向け

図４ 固体吸収法の開発ロードマップ

また、材料劣化機構の解明と劣化防止技術の開発、使2010 年、RITE は主に石炭火力発電所の燃焼排ガス用材の再利用技術、プロセスシミュレーション技術によからの CO2 分離・回収を対象に、固体吸収材の開発に着る効率的な運転条件の検討なども進めており、プロセス

手した（METI 委託事業）。基盤研究フェーズ（2010～

シミュレーション技術では、KHI の移動層システムにお2014 年度）では、固体吸収材に適した新規アミンの開いて高い精度で CO2 回収量や分離回収エネルギーを予発に成功し、ラボスケール試験において、分離・回収エネ

測可能なシミュレータを開発している（図 5）。

ルギー1.5GJ/t-CO2 以下の目途を得た。本固体吸収材

パイロット試験ではこのシミュレーション技術を活用しシステムは、低エネルギー回収のみならず、排熱利用がて運転条件の最適化を行う予定である。さらに、シミュ可能なレベル（60℃）の低温プロセスを可能とする革新

レーションは実際には観測が困難な装置内部での吸脱的な材料である。アミン系固体吸収材を用いた他の事業

着挙動を把握するのに役立っており、計算結果は材料開と比較して、本事業の低温再生という観点では世界トッ発にも活用されている。

プの水準である。2015～2019 年度までの実用化研
究フェーズ（METI/NEDO 委託事業）では、川崎重工業
株式会社（KHI）をパートナーとして、固体吸収材のスケールアップ合成（>10m3）、ベンチスケール試験（>5tCO2/day）、石炭火力発電所での実ガス曝露試験などを実施した。
2020 年、RITE は KHI とともに NEDO 委託事業

図 5 RITE の保有するシミュレーション技術「先進的二酸化炭素固体吸収材の石炭燃焼排ガス適用性研究」に採択された。本事業では、関西電力株式会社

2)天然ガス火力発電所向けの協力を得て、KHI が舞鶴発電所内に建設したパイロッ

2022 年より、グリーンイノベーション基金事業/CO2

トスケール試験設備（40t-CO2/day 規模）の試運転をの分離回収等技術開発において、千代田化工建設株式

完了し、2023 年度後半から RITE が供給した固体吸会社（幹事会社）、株式会社 JERA と共同で、天然ガス燃収材を用いた石炭火力発電所の燃焼排ガスからの CO2

焼排ガスからの低コスト CO2 分離・回収プロセス商用化

分離・回収試験を開始した（図 4）。

の実現への取り組みを開始した。天然ガス燃焼排ガスに含有する CO2 濃度は 4%前後と石炭燃焼排ガス中のCO2 濃 度 (13%) と 比 較 し て 低 い 一 方 、 酸 素 濃 度 は

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RITE Today 2024

研究活動概説 ● 化学研究グループ

10%程度と高いため、低い CO2 濃度においても、高いCO2 吸収性能を示し、酸化に対する高い耐久性を有す
る固体吸収材が求められ、RITE は過去に培った知見、技術に基づくアミン開発およびそれを担体に担持させた固体吸収材開発を担当している。本事業は 2024 年度にステージゲートが設定されているが、本年度開発したアミンにより目標を達成する固体吸収材の開発に成功している。この固体吸収材は低温再生が可能な点だけで(a)IGCC

なく、比較的酸素濃度が高い天然ガス火力発電所排ガスに適用できる非常に優れた酸化劣化耐性を有している点も特徴である（図 6）。

(b)水素製造プラント

図 7 分離膜を用いた石炭ガス化複合発電（IGCC）や水素製造装置からの CO2 分離･回収
図 6 高温の酸素でアミンを強制的に酸化劣化させる試験
実施前後の CO2 吸収量の変化
図中の縦軸は同じスケールを表す。

今後は前述のアミンの工業生産性を確認するとともに、ベンチ試験を実施し、その結果をもとに吸収材を改良していく予定である。

RITE では、高密度のアミノ基を有するポリアミドアミ
ンデンドリマーを用いた新規な高分子系材料が優れた
CO2 と H2 の分離性能を有することを見出し、このデンドリマーと架橋型高分子材料の分離機能層を有する複合膜(分子ゲート膜)の開発を行ってきた。分子ゲート膜の概念図を図 8 に示す。

５. 膜分離法
膜分離法は、圧力差によって分離膜の供給側から透過側へ CO2 を透過・分離する分離法である。そのため、高圧ガスである石炭ガス化複合発電（IGCC）や水素製造装置への適用により、低コスト、省エネルギーでのCO2 分離･回収が期待される（図 7）。

図 8 分子ゲート膜の概念図

ここに示すように、透過機構としては、加湿条件で、膜42

RITE Today 2024

研究活動概説 ● 化学研究グループ

中に取り込まれた CO2 が膜中のアミノ基とカルバメート
や重炭酸イオンを形成し、分子サイズの小さな H2 の透過を阻害することで、従来の CO2 分離膜では分離が難し
かった CO2 と H2 を効率良く分離できると考えている。
また、高圧条件への適用のために、ポリビニルアルコー
ル（PVA）系の架橋高分子マトリクスを使用し、十分な耐圧性を有する膜材料を開発した。
この成果の実用化を推進するために、現在、RITE 及び住友化学株式会社を組合員とする次世代型膜モジュール技術研究組合（MGM 組合）において、CO2 分離膜、膜エレメントおよび膜分離システムの開発に取り組んで図 9 膜材料（単膜）の CO2/N2 分離性能

いる。NEDO 委託事業「カーボンリサイクル・次世代火力

MGM 膜の試験条件：温度 85℃, 全圧 0.85MPa, 供給発電等技術開発／ＣＯ２分離・回収技術の研究開発／二酸化炭素分離膜システム実用化研究開発／高性能 CO2
分離膜モジュールを用いた CO2―H2 膜分離システムのガス組成 CO2/N2=20/80
文 献 ： Kamio et al., J. Chem. Eng. Jpn., 56(2023) 2222000.

研究開発」においては、これまでの成果に基づいて膜エ
レメントの CO2 分離性能・耐久性向上と商用サイズ膜モ
ジュールの開発、CO2 の利用プロセスに適する膜分離シ
ステム設計等、社会実装を目指した開発に取り組んだ。
膜材料の開発については、新たに本分離膜の適用先として小型中圧の水素製造装置を想定し、中圧条件向けに膜材料の改良を実施した。その結果、改良膜材料（単膜）の分離性能を向上させることができた。分離性能試
験の結果を図 9 に示す。
膜材料の改良により、CO2 パーミアンス、CO2/N2 選
択性共に向上させることに成功し、水素製造装置に適用するために必要な分離性能を示す膜材料が得られた。
膜エレメントの開発については、エレメント径が従来の4 倍、エレメント長さが従来の 3 倍である 20cm 径、60cm 長の商用サイズ膜エレメントの開発に成功し、商用サイズ膜エレメントの製作技術を確立することができた（図 10）。2024 年度からは、小型中圧水素製造シス
テム(CO2 回収型水素製造装置)の実証試験に向けた新しい事業を開始する。

図 10 CO2 分離膜、膜エレメント（大面積の膜、支持体および流路材等の部材を一体化したもの）および膜モジュー
ル（膜エレメントと収納容器（ハウジング）を組み合わせたもの）６. 大気中からの CO2 回収技術
「ビヨンド・ゼロ」を可能とする技術を 2050 年までに確立することを目指す「革新的環境イノベーション戦略」のイノベーション・アクションプランを後押しするための制度の一つとして 2020 年度より NEDO「ムーンショッ
ト型研究開発制度」がスタートした。
RITE は、この中の目標４「2050 年までに、地球環境

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研究活動概説 ● 化学研究グループ

RITE Today 2024

再生に向けた持続可能な資源循環を実現」の「（1）温室効果ガスを回収、資源転換、無害化する技術の開発」において、金沢大学および三菱重工業株式会社と協力して、大気中からの高効率 CO2 分離回収・炭素循環技術の開発に取り組んでいる。
大気中から直接 CO2 を回収する技術は Direct Air
Capture(DAC)と呼ばれている。DAC はネガティブ
エミッション技術として期待されており、前述の「（1）温室効果ガスを回収、資源転換、無害化する技術の開発」
では、他にも DAC に関する研究テーマが 6 件採択され、

図１２ DAC ラボ試験装置

202３年度からは 6 件中 5 件が継続中である。

図 11 大気中からの高効率 CO2 回収・炭素循環技術の開発RITE はこれまでの知見を活かし、大気中の CO2 を効果的に吸収・脱離する新たなアミンの開発を実施するとともに、大量の空気を通過させることができるように固体吸収材をハニカム等の圧力損失の少ない構造体にする技術、吸収した CO2 を圧力と温度スイングにより低エ

図１３ DAC システム評価装置の概念図（上）と装置を設置した DAC 実験棟（下：RITE 敷地内）

ネルギーで脱離させる技術についても検討を進めている。ラボ試験装置（図 12）での基礎データの収集、プロ

７. CO2 分離素材の標準評価共通基盤の構築

セスシミュレーションによるアミン・吸収材構造の改良指脱炭素化に向けては、電力部門・産業部門ともに燃料

針策定と最適運転条件の予測、DAC システム評価装置

やエネルギー源の転換が進むが、一定の化石燃料需要（図１３； 三菱重工業株式会社にて設計・製作、RITE 敷は残存し、CO2 排出も必然的に避けられない。そのため、地内に設置）での性能検証により、吸収材とシステムの比較的 CO2 排出量の少ない天然ガスの燃焼によって排性能向上を図っている。２０２５年には大阪・関西万博会出される CO2 濃度 10%以下の低圧・低濃度排ガスから場にて最大０．５t-CO2/day 規模のベンチスケール実の CO2 分離回収に対して、低エネルギー・低コスト技術

証試験を行う予定である。

の開発が必要である。RITE は、2022 年 5 月に、国立研究開発法人産業技術総合研究所と共同で、NEDO 委

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RITE Today 2024

研究活動概説 ● 化学研究グループ

託事業「グリーンイノベーション基金事業／CO2 の分離

Network）等の国際会合に参加し、海外の機関との協回収等技術開発プロジェクト／低圧・低濃度 CO2 分離回

力体制構築にも努めている。RITE は、本事業を通して、収の低コスト化技術開発・実証／CO2 分離素材の標準

CO2 分離素材開発に関わる企業・機関が活用できる国

評価共通基盤の確立」を受託した。カーボンニュートラル

内初の実ガス試験センターを提供する予定であり、今後社会実現を念頭に、世界で拡大する CO2 分離回収市場も我が国が CO2 分離回収技術において世界のトップラにおいて国内企業の産業競争力を強化してシェアを拡ンナーであり続けるよう、国内の CO2 分離素材開発の大することを支援するため、新規の CO2 分離素材を実促進に貢献する。

ガスを使って性能評価できる共通基盤の構築を実施する。

８． CO2 を原料とするメタノール合成技術の開発

本事業は、2022 年から 2030 年までの 9 年間を予CO2 有効利用技術は CO2 削減に効果的であり、世界定（第 1 期：2024 年度まで）し、次の研究開発項目を実各国で盛んに研究開発・実証検討が行われている技術施する。(a)実ガスを用いた標準評価法の策定（実ガスである。その中で CO2 の水素化による有効利用は反応

試験センターの設置・運営）、(b)革新的分離素材開発ににより水が生成し、その水が触媒の劣化、反応速度の低向けた標準評価法の確立、(c) 耐久性評価手法の開発、下の原因となる。また、多くは発熱反応であり、反応によ(d)データベースの構築と標準評価法の普及。

り発生した熱を如何に効率的に除去するかも課題の一

2024 年度までの 3 年間において、発電所排ガスおつである。これらの課題を解決すべく、RITE では膜反よびボイラー排ガス等を想定した燃焼排ガスを対象とす

応器による高効率かつ省エネルギー型の CO2 有効利用

る CO2 分離素材を評価するために、実ガスを用いて評技術、特に CO2 を原料としたメタノール合成技術の開発

価する実ガス試験センターを RITE 本部研究所内に設を行っている。

置するとともに、標準評価法の素案を策定する。実ガス

RITE ではこれまでに、高い水熱安定性と透過分離性試験センターは、図１4 に示すように、吸収液、吸着材お能を兼ね備える脱水膜（Si-rich LTA 膜）の開発に成功

よび膜の各 CO2 分離技術の試験設備と、燃焼排ガスをするとともに、その新規脱水膜を適用したメタノール合供給するボイラーで構成し、2023 年度までに基本設計

成膜反応器は従来の触媒充填層型反応器よりも３倍のが終了している。

CO2 転化率を示すことを実験的に明らかにしてきた。現
在は、NEDO 委託事業「カーボンリサイクル・次世代火力発電等技術開発／CO2 排出削減・有効利用実用化技術
開発／化学品への CO2 利用技術開発／CO2 を用いた
メタノール合成における最適システム開発」にて、開発した脱水膜の長尺化を検討しており、比較的に高い透過分
離性能を有する実用的長さの脱水膜を合成することに

図 14 実ガス試験センター全体構成成功した。加えて、メタノール合成の反応温度域で目標(各分離法に実ガスを供給：約 0.1t-CO2／day 相当)

値 （ H2O 透 過 率 ： 1 x 10-6 mol m-2 s-1 Pa-1,
H2O/MeOH 選択性： >1,050）を達成することができ

近年、カーボンニュートラルに向けた CO2 分離素材のた。特筆すべきは、長尺脱水膜の透過性が目標値の約２開発において、世界では共通基盤の確立が進んでいる

倍の高透過性を発揮しており、これは膜反応器に適用しが、日本ではそのような基盤が整備されておらず、プロた際、メタノール合成効率の向上効果を期待することがジェクト推進協議会を通じて国内企業の意見を収集するできる成果である（図 15）。この性能を有する実用的長と と も に 、 ITCN （ International Test Center

さの脱水膜を複数本具備したベンチスケール膜反応器

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RITE Today 2024

研究活動概説 ● 化学研究グループ

試験を JFE スチール（福山）にて実施中である。 また、実用的長さの脱水膜の再現性向上を検討しており、図16 に示す様に、合成条件を精査することにより、ラボス
ケール試験（図中のチャンピオンデータ）と同等程度の長尺膜を合成することに成功した。これは、すでに市販されている脱水膜よりも高い、あるいは同等程度の性能を有していた（図中の＋のプロット）。また一般的な脱水膜である LTA 型ゼオライト膜と比較して Si-rich LTA 膜
は高い水熱安定性が期待できるため、これまで LTA 型
ゼオライト膜では適用の難しかった分離系への展開が可能になると考えられる。

図 16 長尺脱水膜の H2O/MeOH 透過分離性能

9. He 回収を目的とした無機系分離膜の開発
これまで RITE では水素製造を目的としたシリカ膜の開発を手掛けており、水素キャリアのひとつであるメチ
ルシクロヘキサン（MCH）脱水素をはじめとして様々な反応により生成した水素を選択的に透過させることが可能な各種シリカ膜の製膜に成功している。シリカ膜は、対向拡散 CVD（Chemical Vapor Deposition：化学蒸着）法を用いて製膜しており、多孔質基材の内側に
図 15

長 尺 脱 水 膜 （ 100 mm カ ッ ト サ ン プ ル ） の酸素（O2）を、外側にシリカ源を供給することで、お互い

H2O/MeOH 透過分離性能

が基材細孔内を拡散していき、出会ったところでシリカが析出する（図 17）。細孔内がシリカで埋まると、埋め切れていない箇所で優先的に反応が起こるため、比較的性能の高いシリカ膜を再現よく製膜することが可能である。

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RITE Today 2024

研究活動概説 ● 化学研究グループる。2020 年からは、民間企業との共同研究により、鉄鋼スラグ、廃コンクリート等から湿式でアルカリ土類金属を抽出し、工場等から排出される CO2 を、安定した化合物である炭酸塩として回収する技術開発、生成した炭酸塩の有効技術の開発(図 18)に取り組んでいる。
本プロセスにおいて、これまで、反応温度の低下と反応時間の短縮による省エネ化、一度使用した液を再度使用するプロセス(再生液適用)を確立した。そして、スケールアップが可能なプロセスであることも明らかにした。
図 17 対向拡散 CVD 法によるシリカ膜の製膜イメージ

加えて、抽出時に使用する液を改良することで、材料コストの低下も期待できる。現在、これまで明らかにしてき

昨今、世界的なヘリウム危機が問題となっており、如何に確保できるかが重要となっている。また、省エネル

た知見と情報を基に、本プロセスの事業化を目指した検討を行っている。

ギー性を考えると相変化を伴わない膜分離法でヘリウムを回収する方法が良いと考えられる。分子サイズは、ヘリウムが最も小さく、0.26 nm であり、そのほかの小分子のサイズは H2：0.29 nm, CO2：0.33 nm, N2：
0.36 nm, CH4：0.38 nm であることを考えると、これまで RITE にて開発してきた水素分離用のシリカ膜はヘリウム分離に十分適用可能であると考えられる。現在、「NEDO 先導研究プログラム／新産業・革新技術創出に向けた先導研究プログラム／不燃性ガス田における高効率ヘリウム膜分離回収技術の開発」にて一般財団法人
ファインセラミックスセンターからの再委託を受け、ヘリ
ウム分離用シリカ膜の長尺化を検討している。

１０. 炭酸塩固定化技術
CO2 鉱物化（CO2 mineralization）は、ネガティブ
エミッション技術の一つである風化促進（Enhanced
weathering）の要素技術であり、CO2 をアルカリ土類
金属と反応させ、化学的に安定な炭酸塩として固定化する技術である。更に近年は、カーボンニュートラル社会の早期実現に向けて、CO2 を資源として有効活用する技
術課題への注目が高まっており、産業分野の廃棄物や副産物に含まれるアルカリ土類金属を用いた CO2 炭酸塩固定化技術の研究開発が国内外で進められている。
RITE は、CO2 を炭酸塩として固定化する技術において、長年にわたり培ってきた独自プロセスを保有してい

図１8 CO2 炭酸塩固定化および有効利用技術

1１．実用化・産業化に向けた取り組み
産業連携部門のコアとなるのは、「産業化戦略協議会」
で、民間企業計 33 社（202４年 4 月現在）と特別会員として、一般社団法人ファインセラミックスセンターが参画している。
2023 年度からは、革新的環境・エネルギー技術に資する CO2 分離回収・有効利用技術を確立することを目的に活動内容を広げて以下の事業を推進した。
【全体活動】① 研究会の実施② 会員限定無料セミナーの実施③ 会員向けニーズ・シーズ情報、ホットトピックスの発
信④ シンポジウムの開催

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研究活動概説 ● 化学研究グループ【個別活動】

ン技術にも力を注ぐ。CO2 濃度が低くなると、その分処① 共同研究、国費事業の立案・予算申請および獲得

理すべきガス量が増大し、また酸素濃度も高いため、今② 研究部門への研究員派遣の受け入れ

後はより低コストで劣化耐性の高い材料開発とそれに対③ 技術相談の“優先”受付

応したシステム開発が重要となる。これら技術開発を一④ 会員企業のニーズとシーズのマッチングを仲介層に加速させ、より省エネルギーで低コストが可能な
CO2 分離･回収技術を早期に社会実装できるよう取り

202３年度は CO2 分離回収研究会と膜反応器の２つの研究会を実施した。

組んでいく。
具体的には、化学吸収法では実用化されている化学

CO2 分離回収研究会では、化学研究グループより、最吸収液のさらなる普及、高度化を目指す。固体吸収法で新の DAC 技術について、各 DAC 企業の技術概要とトは、2023 年度から始まる石炭火力燃焼排ガス向け

ピックス紹介を行った。

40t-CO2/day 規模のパイロット試験を確実に実行す

膜反応器研究会では、化学研究グループより、膜反応

るとともに、新たに開始している天然ガス火力燃焼排ガ

器全般に関する情報提供、CO2 フリー水素製造に関するス向けの新規吸収材開発を着実に遂行する。DAC 技術

情報提供を行った。

開発については、2025 年大阪・関西万博でのベンチス

会員限定無料セミナーは会場＋オンラインで３回開催

ケール実証へ向け装置の製作・吸収材の製造を行う。膜

し、大学、民間企業の研究者から CO2 分離回収および有分離法では、後継事業として 2024 年度から「高圧用Ｃ

効利用に関する最新の研究開発動向や開発事例の講演

Ｏ２分離膜の水素製造システムへの適用性検討」を開始を行い、活発な質疑・応答が行われた。

した。標準評価法の確立については、2024 年度中に実さらに、講演内容に関連する特許・文献調査を行い、化学研究グループ研究員のコメントを記載した「ニーズ・

ガス試験センターを竣工し、実ガスを使用した試験を開始する。

シーズ情報」を 2 回、学会トピックスや経済産業省、

また、分離・回収した CO2 の有効利用（Utilization）

NEDO の最新情報を記載した「ホットトピックス」を 1 回やそのために必要となる水素製造技術への取り組みも発信し、会員の技術開発推進と知見向上に寄与した。

継続して推進する。鉄鋼スラグや廃コンクリート等へのまた、2024 年 2 月に開催した「革新的 CO2 分離回CO2 炭酸塩固定化技術開発に加え、今後は、CO2 を燃

収・有効利用技術シンポジウム」のポスター発表では、産料や化学原料にリサイクルする新たな探索研究にも力を業化戦略協議会の取り組みに加えて、会員企業 2 社か入れていく。さらに、実ガス試験センターの設置、産業化らも参加いただいた。

戦略協議会の活動を通した、CO2 分離回収の産業界の皆様との連携をますます強化していくことも継続して推

1２. おわりに
化学研究グループでは、今後も継続して、様々な排出進する。国内 CO2 分離回収技術のさらなる発展、貢献できるよう取り組む所存である。

源を対象とする CO2 分離･回収技術開発を精力的に推し進めていく。各テーマにおける個々の研究課題に精力的に取り組み、実用化ステージに近いものは、スケールアップ検討や実ガス試験を通して早期の技術確立、社会実装を目指し取り組んでいく。低濃度の CO2 排出源にも対応できるよう技術開発を進める必要がある。脱炭素化に向けた持続可能開発シナリオで CO2 回収の寄与が大きく期待される DACCS などのネガティブエミッショ

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研究活動概説 ● CO2 貯留研究グループ

CO2貯留研究グループ
グループメンバー（2024年4月）
グループリーダー・主席研究員
サブリーダー・主席研究員
主席研究員
主席研究員（兼）副主席研究員
副主席研究員
副主席研究員
副主席研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員

薛
自求
梅田 信雄
横井 悟
野村 眞
高須 伸夫
中島 崇裕
名井 健
橋本 励
三戸 彩絵子
利岡 徹馬
髙野 修
内本 圭亮
小牧 博信
指宿 敦志
渡辺 雄二
張
毅
朴
赫
末国 次朗
山下 裕士

主任研究員
主任研究員
主幹
主任
研究員
研究員
研究員
研究員
研究員
研究員
研究員
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手

麻島 健
今村 哲己
渕上 聡子
中西 公美子
三善 孝之
永田 丈也
Amer, Rasha
曹 金栄
穂積 章一郎
宮坂 啓
小谷 雅文
平井 順子
氷見 悠子
西出 朱美
奥道 恵美
佐々木 惠
日髙 奈江
大野 晶子

CO2地中貯留の実用化へ向けた技術実証、情報発信と技術支援
1. はじめに念頭に置いた技術開発を推進している。光ファイバーセ

2023 年 3 月 に 経 済 産 業 省 に よ っ て 公 表 さ れ たンシング技術を活用した地層やパイプラインのモニタリ「CCS長期ロードマップ検討会」の最終取りまとめにおングによる安全確保とコスト低減、CCSの事業化を支援

いて、CCSは我が国のエネルギーの安定供給とカーボする技術の開発、また、CCS事業者にとって手引きとなンニュートラルの実現にとって不可欠な技術とされ、る技術資料の整備をおこなっている。

2030年までの事業開始に向けた事業環境を整備する

モニタリング技術の開発では、米国の商用CCSプロジこととされている。この中で、事業化に向けての具体的ェクトサイトをはじめ国内外サイトにおいて実証試験をおなアクションが示され、「CCS事業への政府支援」の一環

こなっている。光ファイバーを利用して温度、ひずみ、音として、2023年6月に7つの「先進的CCS事業」が選定

響を計測し、CO2パイプラインや坑井など地中貯留に関されている。また、2024年2月には「二酸化炭素の貯わる設備の健全性と地層の安定性を監視する手法の技留事業に関する法律案」（CCS事業法）が閣議決定され、術実証をおこなっている。

第213回通常国会に提出され、成立している。CCS事

また、CCSの事業化までの各種業務を支援する技術

業法は、貯留事業・試掘に係る許可制度と貯留権・試掘として、立地地域等とのコミュニケーション手法の開発、権の創設や、貯留事業とCO2導管輸送事業に関する事

事業計画の構想において不可欠となる排出源立地情報

業規制・保安規制等、事業環境を整備するものである。

の整備、事業性評価のためのコスト試算ツールの開発等

技術開発においては、具体的なコスト削減目標を掲げ、に取り組んでいる。

技術開発・実証を推進するとしている。RITEは、二酸化

さらに、CCS事業の計画から操業、閉鎖後に至るまで

炭素地中貯留技術研究組合の一員として、国立研究開

各段階の業務に対するナレッジを国内外事例から整理、

発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）

編集した技術事例集を作成している。2023年度末までの委託事業において、国内CCS事業に適用することをに全7編が完成しており、逐次公開される予定である。

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RITE Today 2024

研究活動概説 ● CO2 貯留研究グループ

2. 主な研究課題と成果

RITEでは、これまで、室内試験および現場試験を通2.1. 光ファイバーを用いた地層健全性評価モニタリン

じて光ファイバーセンシング技術の研究開発を進めておグシステムの開発

り、現在では、複数の国内外サイトにおいて実証試験を国内外で本格的に進められつつあるCO2地中貯留事

実施中である。国内サイトでは、開発した光ファイバーケ

業において、地下モニタリングは必要不可欠な要素技術

ーブルの性能評価や施工方法の改善に加えて、複数坑の一つである。圧入されたCO2が地層内に安全に貯留

井での圧入など実事業を想定したCO2圧入環境下でのされていることを確認するために、CO2の広がりの把握

光ファイバー測定技術の有効性検証を進めている。また、に加えて、地層圧の上昇に伴う地層変形や圧力伝播範

米国ノースダコタ州CCSサイトでは、マルチセンシング

囲の監視、万が一の漏洩検知を目的とした坑井の健全型CO2地中貯留モニタリングシステムの技術実証として、性監視等を行う。このモニタリングは長期間に渡るため、一本の光ファイバーケーブルを用いた温度・ひずみ・音

経済的な技術が求められる。また、圧入条件の変更など

響の同時測定を実施している。豪州では、ビクトリア州

即時の意思決定に資する情報を提供するために、リアル

Otwayサイトおよび西オーストラリア州Perth南部サイ

タイムのモニタリングシステムが期待される。光ファイバ

トにおいて、浅部断層からの漏洩監視および深部断層のーセンシングは、こうした要件に適合するモニタリング技

安定性監視を目的とした現場試験を実施中である。

術として有望視されている。
光ファイバーセンシングは、光ファイバーに光パルスを

以下では、各サイトで実施中の現場試験の概要を紹介する。

送信した際に生じる後方散乱光を計測、解析することによって、光ファイバー周辺に生じた環境変化を測定する

2.1.1. 国内試験サイト

技術である。散乱光ごとに測定対象が異なり、ラマン散

千葉県茂原地区にある試験サイトでは、光ファイバー

乱光は温度計測（DTS: Distributed Temperature

センシングによるCO2地中貯留モニタリングシステムのSensing）、ブリルアン散乱光は、温度とひずみ計測

技術検証を目的とした現場試験を行っている。これまで（DSS: Distributed Strain Sensing）に用いられる。

に、深度300m程度の浅部坑井に様々な光ファイバーケ

レイリー散乱光は、曲げなどによって散乱光強度が変化

ーブルを設置して、坑井を用いた水圧入試験や揚水試することを利用した損傷箇所の同定や音響（振動）計測

験を行うことで、光ファイバーケーブルの測定性能評価（DAS: Distributed Acoustic Sensing）が主な用を行ってきた。2022年度には、深度900m超の坑井を途であるが、近年では、そのスペクトル変化を利用して新たに掘削し、温度・ひずみ・音響を同時に測定できる光

高精度の温度、ひずみ計測にも用いられる。光ファイバ

ファイバーケーブルを設置した。同試験によって、光ファーセンシング技術の特徴は、光ファイバー全体が受信部

イバーケーブルを深部坑井に設置する技術の向上、設置となるために、空間的に連続した記録の取得が可能なこ器具の改良、施工方法の改善を図ることができた（図１）。

とである。また、複数の光ファイバーを束ねた一本の光

また、坑井のセメント健全性を評価する光ファイバー測ファイバーケーブルを設置することで、温度・ひずみ・音定技術の開発を進めている。同技術は、CO2地中貯留サ

響を捉えるマルチセンサーとして利用でき、多数のセン

イトの圧入井からの万が一の漏洩に影響を与えるセメンサーを設置する場合に比べて大幅なコスト低減を図るこ

チングの良否を施工中に評価することができるリアルタとができる。さらに、光ファイバーケーブルは、直径が数

イムモニタリング技術として期待されている。

ミリメートルから数センチメートルと細く、狭小箇所への2022年度のファイバー設置以降、同サイトではDSS設置が容易なため、坑井を保持するためのケーシングと（ひずみ計測）による、長期連続モニタリングを継続中で呼ばれる鉄管の外側にある地層とのわずかな隙間に設ある。サイト周辺の水圧入や揚水等によるひずみ変化を置することも可能である。

計測し、光ファイバーひずみ測定データに基づくジオメ

50

RITE Today 2024

研究活動概説 ● CO2 貯留研究グループ

カニクス解析によるサイト周辺の水理特性評価技術とし発生するノイズを低減できるほか、データ収録の高速化て利用している。この技術は、将来の国内CO2地中貯留も実現する。

において必須となる複数の坑井を効果的に配置する技
術へとつながるものとして期待されている。

図1 国内サイトでの光ファイバー設置作業

2.1.2. 米国ノースダコタ州CCSサイト
米国ノースダコタ州CCSプロジェクトは、エタノール精製過程から回収される年間約18万トンのCO2を地下深図2 ノースダコタサイトでの光ファイバー モニタリングシ

部約2,000mの塩水帯水層に圧入貯留する商業プロジ

ステムの概要ェク トである 。 2022 年 6 月 中 旬 から 圧 入 を開始し 、2024年3月末現在、約25万トンのCO2が貯留されている。

CO2 プルームの広がり把握を目的とした繰り返しの3D弾性波探査は、通常１年～数年毎に実施される。この同プロジェクトでは、4本の坑井（圧入井、観測井、浅観測期間のギャップを埋めるため、頻回なデータ取得が部地下水観測井×2）とCO2パイプライン沿いに、光ファ

可 能 な 常 設 型 の 発 振 装 置 （ Surface Orbital

イバーケーブルを設置し（図２）、DAS、DTSおよびDSS

Vibrators: SOVs）を導入した。SOVsは、コンクリートの同時測定を継続実施中である。同プロジェクトは、一ブロック上に設置された偏芯おもりが高速に回転するこ

本の光ファイバーケーブルにおけるマルチセンシング技とで、地層中に振動を伝える常設型の振動装置である。

術の商業プロジェクトにおける技術実証として、国内に遠隔操作および自動コントロールが可能なため、発振作

おける事業化規模の一つの目安となる100万トン圧入業のための現場オペレーターが不要である。ノースダコ時まで測定を継続することで、国内CCS事業に資する

タサイトでは、SOVsをサイト内の4箇所に設置し、随時モニタリングシステム運用における課題や対策などの知発振を行っている。

見の集積を進めている。

取得した記録のうち、（ゼロ）オフセット記録は、圧入開地下のCO2 の広がりを把握する貯留層モニタリング

始後すぐのCO2プルームの検知に用いられ、オフセットには、繰り返しの弾性波探査を用いたCO2プルームのイのあるVSP記録は、CO2 プルームの広がりを把握する

メージング技術が用いられる。弾性波探査技術の一つとために用いられる。現在、CO2の広がり把握のために、して、坑井に受振装置を配置する坑内探査（Vertical

繰り返しのVSP記録のタイムラプス解析を進めている。

Seismic Profiling：VSP）を用いることで、計測対象

また、万が一の漏洩を検知するために、CO2パイプライと受振器が近づくため、高品質なデータ収録が可能にな

ンや圧入井の全区間におけるDTSおよびDSS（温度・ひる。さらに、無数の受振器を備える光ファイバーを坑内

ずみ計測）を行っている。従来は、パイプラインの出入口受振器として利用することで、受振点位置ずれによっておよび坑底などに設置した流量計や温度・圧力計による

51

RITE Today 2024

研究活動概説 ● CO2 貯留研究グループ

点計測を行っていたが、光ファイバーセンシング技術では、特に深部断層を対象とした断層安定性評価のため

は、光ファイバー全体が計測点となる利点を活かして、の現場試験を進めている。同試験サイトでは、深部断層

経路全区間のリアルタイムモニタリングを継続している。

帯を貫く坑井を掘削し、光ファイバーケーブルを設置し、DSS（ひずみ計測）結果に基づいて断層や破砕帯の水理

2.1.3. 豪州サイト

的・力学的特性評価および断層再活動性評価を図るも断層が多い国内においてCO2地中貯留事業を実施すのである。豪州研究機関であるCSIROとの研究協力にる場合のリスクとして、圧入に伴う断層への影響や、断よって、既存の試験サイトを利用して実証試験を進めて層からの漏洩等が考えられる。これらのリスクに対応すいる。2023年度は、新たに傾斜坑井を掘削し、温度・ひるためには、断層破砕帯特性評価、断層安定性監視およずみ・音響計測を同時に行える光ファイバーケーブルをび断層からの漏洩検知・監視技術が必要不可欠である。

設置するとともに、サイト周辺の地震活動調査、サイトのこれまで、RITEが研究開発を進めてきた光ファイバー

断層評価を進めてきた。傾斜坑井のケーシング背面へのセンシング技術が有効な手段となるが、それらの技術確

光ファイバーケーブルの設置に成功したことで、CO2地立のためには実サイトにおける多様な試験が必要である。

中貯留モニタリングにおける光ファイバー設置技術の向そのため、既知の断層が分布する試験サイトを有する豪上を図ることができた。今後は、流体圧入試験を実施し、州研究機関と2021年度から日豪共同研究を行ってい同計測結果を用いた断層の水理的・力学的特性評価等る。

を行う予定である。

豪州ビクトリア州南西部のOtwayサイトでは、光ファ
イバーセンシング技術を用いた浅部断層からのCO2 漏洩検知現場試験を進めている。同サイトは、豪州研究機
関CO2CRCによって、数万トン規模のCO2が圧入された実証試験サイトである。本サイトに新たに２本の坑井を掘削し、高性能のDSS（ひずみ計測）ができる新しい光
ファイバーケーブルを設置し、水圧入試験を実施した。現在、同計測データを用いた、サイトおよび断層の水理学

図４ 豪州Perth南部サイトでの光ファイバー設置作業

的特性評価を進めている。今後は小規模のCO2圧入によって漏洩検知性能の評価を行う予定である。

2.2. CCS事業化支援
JOGMECによる先進的CCS支援事業が2023年度に開始されるなど、我が国のCCSの大規模化、事業化が本格的に展開されている。
RITEにおいても、CCSの大規模展開を支援するための研究開発を実施している。具体的には、ＣＣＳ実施地域の理解促進方法、適切なＣＣＳ事業化形態の設定支援、
さらにはＣＣＳの経済性評価などである。以下、それぞれの研究開発の内容や進捗状況を報告する。

図3 Otwayサイトでの光ファイバー設置作業

２.2.１. ＣＣＳ事業における地元とのコミュニケーション
CCS事業を行うことを決めると、事業者は事業の理

豪州西オーストラリア州南西部のPerth南部サイトで解や支持を得るために、ステークホルダーや地元住民と

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RITE Today 2024

研究活動概説 ● CO2 貯留研究グループ

コミュニケーションを取る必要がある。コミュニケーショ

基にCCSに対して誤った考えを持つことにもなりかね

ン活動は、できるだけ早期に、広範囲の関係者を対象にない。いったん情報を信じ、その情報に基づいた考えを行うことが望ましいとされている。事業計画が全て決定持つと、その考えは容易には変わらないと言われている。

してから、地元に受け入れを求めるという事業者から地人は自分の考えに合う情報のみを選択的に受け入れや元への一方向のコミュニケーションではなく、早い段階

すい上、最近ではSNSなどで自分と同じ考えの人とだから地元と密にコミュニケーションを取り、地元の考えやけつながり、考えが強化されるということが起きやすい

要望も組み入れて事業計画を立てていくという双方向からである。そのため、CCSに関する科学的、学術的なのコミュニケーションを行うべきというのがそのベース

知見に基づく情報が検索でかかりやすくなることが重要の考え方である。

である。

RITEでは、CCS事業実施にあたっての地元とのコミ

ただし、検索でかかりやすくても、読まれることがなけュニケーションについて調査を行ってきた。本稿ではコ

れば意味がない。CCSをよく知らない人がCCSとは何

ミュニケーション最初期にCCSの認知度を高めることのかを知ろうと思って検索した場合には、体系だった詳細

重要性について述べる。海外において、地元住民やステな解説は敬遠されやすく、端的な解説の方が読まれやすークホルダーがCCSについてよく知らないまま事業計い。RITEでは、CCSに関して一般市民が疑問に思いそ画が進んだことが、地元の事業反対の要因になった事例

うなことを一問一答の形式で説明したQA集を作成してがある。そのため、地元の住民やステークホルダーにいるが、このQA集の役割の一つは「CCS」について検CCSについて理解してもらうことが重要である。

索したり調べたりした人が疑問を解決できるようにする

日本では、CCSの認知度が低く、一般市民の約半数ことである。そのために、A（回答）は予備知識がなくてがCCSという言葉を聞いたことすらないというのが現も読めるように工夫している。今後、図やイラストを使っ状である。そのため、まずは「CCS」という言葉を知り、てさらに親しみやすく見られやすくなるようにQA集の馴染 んで もら う 必 要 が あ る 。全 く 聞 い たこ と がな い

改善を進めていく予定である。

「CCS」に関するコミュニケーションイベントが行われていても、参加してみようとはなかなか思わないからであ２.2.2. ＣＣＳ実施による地元経済波及効果分析る。国はCCSをカーボンニュートラルに向けた重要なオ

CCS事業においては、CCSの技術的、科学的な説明

プションとみなしており、昨年から先進的CCS事業も始だけでなく、事業が地元にもたらす経済的な効果の説明まった。今後「CCS」という言葉を見聞きする機会が多も重要である。RITEでは、ＣＣＳの実施による地元経済

くなると考えられるが、当面はCCS事業者もコミュニケ

波及効果の分析手法を手順化し、実際の地域に適用し、ーションの第一歩として「CCS」という言葉の普及活動

経済波及効果等を訴求している。以下、地元経済波及効をする必要がある。

果の分析手法を紹介する。

「CCS」という言葉を見聞きする機会が増えると、検➀投資額試算索してCCSを調べる人が増えると考えられる。「CCS」

地元経済波及効果を分析する前段として、CCSプロ

を調べてみようと思った人が最初に見る情報は重要でジェクトの事業形態を設定し、全体投資額を把握する必ある。その情報で、CCSに対して肯定的な考えを持った要がある。当試算については、後述する排出源 DBやり、否定的な考えを持ったりするようになるかもしれな

CCSコスト試算ツールを用いて実施する。

いからである。北海道の胆振東部地震の際に、著名人が➁経済波及効果・雇用促進効果分析

SNSに流したCCSに関する情報が流言飛語とみなされ

CCSプロジェクトの投資額が設定された後、その投資た例があるように、CCSに関する誤った情報が流れるが地元にどれだけの経済波及効果・雇用促進効果をもこともある。もし最初に誤った情報に接すると、それをたらすか試算を行う。その際、各都道県が公開している

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研究活動概説 ● CO2 貯留研究グループ

産業連関表や経済波及効果分析ツールを活用すれば、効果を議論する際は、このような視点も重要である。

地元経済に即した効果を試算することが可能となる。

➅当分析手法の適用・改良について

ただし、「ＣＣＳ」は新しい産業であり、既存の経済波及

以上、CCS事業実施による地元の経済波及効果の分

効果分析ツールには当該項目はない。そのため、CCSが析手法を紹介した。すでに一部の地域ではその手法を適どのような産業から成立しているかを分析し、それらの用しているが、今後、分析の実践例を増やし、その精度

既存産業項目の組合せで、経済波及効果の分析を行うや使い勝手を向上させたいと考えている。CCSの地元必要がある。CCSの産業構成は、対象とするCCSプロ

経済効果を検討されている方がいれば、ぜひお声がけ

ジェクトの特性を考慮して設定するが、その分析の精緻いただきたい。

化、手順化が今後の課題となっている。
➂サイト訪問による経済効果

2.2.3. CO2排出源データベースの開発

CCSプロジェクトによる直接的な経済波及効果の他

CCSの事業化には、CO2排出源と貯留層の適切なマに、サイトに見学者が来ることによる経済効果が得られッチングが重要となる。そこで、RITEでは、このマッチンる。実際、苫小牧におけるCCS大規模実証試験では、多グ支援を目的としたCO2排出源データベース（以下、排くの見学者が苫小牧市を訪れている。このような先行事

出源DB）の開発に取り組んでいる。

例を参考にし、CCS見学者数を推定し、来訪による経済

以下、そのデータ構造、機能概要、今後の展開につい波及効果を分析するのも重要である。

て紹介する。

➃経済効果を向上させる手法の検討➀排出源DBのデータ構造

CCS産業構成要素として大きいのが、「建設」と「汎用環境省の「温室効果ガス排出量 算定・報告・公表制度」

機械」などの資機材調達である。建設については、地元に基づく公開データ（以下、温対法データ）には、1万をで対応できる部分が大きく、経済波及効果拡大に貢献

超えるCO2排出源情報が登録されている。排出源DBでするが、資機材については、ＣＣＳの実施地域では調達

は、その情報をベースとしつつ、CCSによる脱炭素化のできない物も多く、経済波及効果を発揮できない要因と特徴に合うよう以下a)ｂ）ｃ）の対応を行っている。

なる。

a) 直接CO2排出量の試算、DB化

産業連関表には、関連する資機材の自給率が示され

温対法データにおける各事業所のCO2 排出量には、ており、その値を向上させれば、経済波及効果は向上す

他者から供給される電力・熱に相当するCO2が内数としる。地元でどのような産業や人材を育成すれば良いかのて含まれている。CCSは、当該事業所で実際に排出され定量的な指針となる。

る直接CO2排出分を回収・貯留するものであり、電力、

このように、ＣＣＳの経済波及効果分析は、立地地域で熱相当分のCO2排出量を除外する必要がある。そこで、の産業育成政策の立案にも貢献する。

事業種別に「直接排出係数」を一定の統計処理で求め、➄CCS/CCUの連携効果分析

温対法上のCO2 排出量に乗じ、各事業所からの直接

CＯ２の地中貯留のみでなく、ＣＯ２の利用（ＣＣＵ）も注目を集めている。CCUを行う場合、CO2の需給のマッチ

CO2排出量を算出し、ＤＢ化している。
b) バイオマス燃料CO2排出源情報の組み込みングが重要であるが、CO2の供給量が大きく上回り、回温対法データは、化石燃料からのCO2排出を対象とし収したCO2を放散せざるを得ないケースもある。CCUており、バイオマス燃料からのCO2排出は、カーボンニュとあわせてCCSを行えば、余ったCO2を地中貯留するートラルのため対象外となっている。一方、バイオマス発ことでクレジットを得られる。

電所もCO2を排出しており、それを回収・貯留すること

つまり、CCSの実施は、CCU事業の不確実性を抑制

で、ＢＥＣＣＳ化、ネガティブエミッション化が図れるなど、し、事業の予見性を高めることに貢献する。CCSの経済

脱炭素化促進に重要な要素となる。そこで、資源エネル

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研究活動概説 ● CO2 貯留研究グループ

ギー庁電力調査統計等の情報を参考に、バイオマス燃料
からのCO2 排出源情報も調査し、CO2 排出量の試算と➂CCS事業化支援のプラットフォーム化を目指して
上記の機能に加え、港湾のCO2排出の集中度分析、港排出源ＤＢへの組み込みを図っている。

湾から一定距離を持つ内陸型排出源のスクリーニングｃ） 貯留ポテンシャル情報の反映

機能、既存ガスパイプラインの表示機能等、CCSの大規RITEが実施した「全国貯留層賦存量調査」の貯留ポ模化、本格普及化を見据えた機能も随時付加している。

テンシャルのマッピング情報も排出源ＤＢに反映してい

CCSの事業化には、政策担当者、技術者、投資家、事る。

業経営者など、多くの関係者が協力し、その方向性を定➁情報マッピング、スクリーニング機能の実現める必要がある。

a) 排出源と貯留層候補のマッピング機能

本DBを活用すれば、必要な情報への迅速なアクセス、

CO2排出源と貯留層の適切なマッチングを図るため、視覚化機能を活かした関係者間の情報共有が可能とな

その位置関係を視覚的に捉えることが重要である。そこる。さらに、次に紹介するCCSコスト試算ツールなど、他

で、➀で示したデータをマッピングする機能を実現した。

の支援機能と連携し、CCSの事業化を的確に支援する

図5はその一例であり、排出源は太平洋側に集中し、貯プラットフォーム化を図りたいと考えている。当DBに関留層は日本側に多いなど、その特徴を容易に捉えることするコメント、ご要望があればぜひお伝えいただきたい。

が可能になる。
2.2.4. CCSコスト試算ツールの開発
本ツールは、CCSを検討している事業者が、想定される複数の事業形態について、コストを比較検討できるよ
うに開発したものである。単独で実施するCCSの回収
から貯留までの一連のコストを試算できるだけでなく、沿岸域等で複数の排出源をまとめて集約化するハブ＆クラスターのコストについても試算の対象としている。
後者の複数排出源を対象にしたコスト試算について
は、排出源データベース（2.2.3）を利用して集約化グループの構成を検討した案が、どの程度のコスト低減効果を見込めるか、あるいはその構成がコスト的にみてベス
図5 CO2排出源と貯留ポテンシャルの統合表示例

トであるかなどを具体的に検証する上でも有用である。
また、本ツールは高速で計算できるので、パラメータb) 情報スクリーニング機能
視覚化された地図は、自在に動かし、特定箇所をズー

を変更しながらリアルタイムで結果を確認できる。このため試行錯誤的に最適な実施形態を探り出す際の支援

ムアップしたりすることが可能である。さらにある地域

ツールとしての活用も期待している。

を四角で囲むことで、その地域のCO2 排出源情報を抽➀ツールで可能な試算

出することができるため、排出源のクラスタリング等に本ツールには国内で想定されるCCSを想定して、回活用可能である。さらに、石炭火力発電所や工場など、収、輸送、貯留のそれぞれの工程に選択肢が設けられて排出事業者別に表示することもできる。例えば、バイオいる。例えば、回収には石炭火力発電所やLNG火力発

マ ス燃料の CO2 排 出源 に絞 り 込 んだ 表 示 をすれば、電所があり、輸送には陸上・海底パイプラインと船舶輸

BECCS化によるCO2排出量オフセット戦略の立案に貢送がある。こうした工程に関係するオプションの他、当該献することなども可能となる。

CCS全体に関係する選択肢として、事業期間や年間

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研究活動概説 ● CO2 貯留研究グループ

CO2処理量、割引率、為替レートなどの設定が可能であ

処理量では見られなかった。他の貯留方式については、る。これらを選択して組み合わせることによって、ユーザ

スケールメリットは小さいか、ほとんどでなかった。

はイメージしているCCSをツール上で組むことができ

一方、モニタリングについては、３種類の貯留方式とも、る。

スケールメリットが大きく働くことがわかった。コスト的②特定工程の試算例には、陸上からの圧入が他よりも高くなった。水深の設ここでは、貯留工程における試算例を紹介する。日本

定が45ｍで、ストリーマを使った震探が行えず、海底受での貯留は、大部分が海底下貯留と考えられていること

信ケーブル（OBC: Ocean Bottom Cable）を利用しから、本ツールは海底下貯留を対象としている。海域のた震探が採用されたためと考えられる。

設定は貯留地点の離岸距離と水深によって決まり、A.陸域からの圧入（苫小牧式）、B.着床基地からの圧入（ジャッキアップ式）、C.浮体基地からの圧入（セミサブ式）の３通りの中から、自動で選択される仕組みになっている。
図6に今回比較した3種類の貯留方式を示す。図の左側に貯留方式のイメージを、右側に試算の前提条件を記した。

図7 貯留およびモニタリングコストの試算結果③集約化において排出源をグループ編成する際の検討
CCSコストの低減を考える場合、ハブ＆クラスター等
で排出源をネットワーク化し、大量のCO2を処理すると、工程によってはコスト低減効果が大きく働く。集約化は、
既存の技術で実施できるコスト低減対策であることから、
図6 比較した貯留方式

排出源を取りまとめて共同で実施しようとする考えは、
自然な発想である。

また、CO2 を地下に圧入すると、それに伴うモニタリングが必要となるため、貯留工程の試算ではモニタリン
グコストもあわせて算出される。
図7に貯留およびモニタリングコストの試算結果を示した。試算に際してCO2 処理量（圧入量）を100万t/年から500万t/年の５段階に変化させ、どの程度のスケ
ールメリットが発生するかについても検討した。
図から、貯留コストが最も低かったのは陸上からの圧入であり、ジャッキアップ式、セミサブ式の順に高くなった。スケールメリットについては、セミサブ式において300万t/年までは効果がでたが、それよりも多いCO2

ここでは、ある沿岸域において、２つの集約化グルー
プの編成が進められている場合、その間にある排出源にとっては、どちらのグループに参加するのが有利であるかを検討してみる。
図8に集約化グループ編成時のイメージを示した。図にはグループAとBの２つの検討中のグループがあることを示している。その際、グループAとBで、既に契約できている合計のCO2量に違いがあるという設定であり、グループAでは300万t/年、またグループBでは150万t/年のCO2がそれぞれ確保できているとする。また、排出源X（１00万t/年）から各グループのハブまでの陸上

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研究活動概説 ● CO2 貯留研究グループ

パイプラインの費用は排出源Xが負担するとし、船舶輸については、予定分の搭載を終えており、先に示したよ

送距離や貯留方式は両グループで同じであるとした。な

うな試算が可能となっている。一方、公開のためには、

お、Ａ港-Ｂ港間の距離は100kmとした（各港にハブが誰もが理解し易いインターフェイスを搭載する必要がああるとする）。

り、同時に図表等によるわかり易い出力も重要である。
さらに、本ツールは、WEBシステムとして公開するため、サイバーテロへの対策も不可欠と考えている。
こうした種々の作業を終えた後に、WEB公開前のテスト（フィールドテスト）等を実施し、信頼性や安定性が確認された時点で公開する予定である。

図8 集約化グループ編成時のイメージ

図9に排出源XからＡ港までの距離とCCSコストの関係を示した。紫のラインがＡ港を利用した場合のコスト、
オレンジのラインがＢ港を利用した場合のコストを示している。図９の上の図は排出源Xが単独でCCSを実施した
場合のものであり、集約化グループの影響を受けないた

図9 排出源XからＡ港までの距離とCCSコストの関係

め、単純に両港の中間点（50km）で両コストが一致した。
一方、図９の下の図では排出源Xが集約化グループの

２.3. 技術事例集

影響を受けており、もともとCO2処理規模が大きかった

RITEではCO2地中貯留技術の実用化に向けて、モニグループAの方が、グループBよりコスト低減が大きくな

タリング技術などの様々な技術や手法の開発に取り組る。その結果、紫のラインがより下方に移動したことから、

んでいるが、それらの成果を基にCCS普及条件・基準整ラインの交点が右側に移動した。これにより排出源Xは、備の一環として、「CO2地中貯留技術事例集」（以下、本A港からの距離が80km以内の場合、Aグループに参加

事例集と称す）を作成している。

する方が低コストであり、それを越えると、すなわちB港

本事例集は、将来のCCS事業者のための参考マニュ

からの距離が20km以内になるとBグループに参加すアルとなることを目的とし、CO2地中貯留に関する国内る方が低コストであることがわかる。

外の技術情報や事例をまとめている。例えば、「二酸化なお、上記の検討では、グループA、BのCO2処理量と炭素地中貯留技術開発」（2000年度～2007年度；長排出源Xからの距離のみを考えたが、実際には種々のバ

岡CO2圧入実証試験）、「CCS実証事業の安全な実施にリエーションがある。例えば、グループA、Bで船舶輸送あたって」（2009年、経済産業省）、「苫小牧における距離が異なる、貯留方式が異なる、圧入レートが異なる、

CCS大規模実証試験事業」（20２２年、経済産業省、他）事業期間が異なる、さらにいずれかのグループがパイプ等の主な成果と、海外機関による大規模CO2地中貯留

ライン敷設コストを負担するといったことも考えられる。

事業の知見をまとめたマニュアル、ガイドラインも参考に④ツールの公開に向けての作業している。

現時点までに、コストを計算する部分（計算エンジン）

図10は、本事例集に記載されたCO2地中貯留事業全57

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研究活動概説 ● CO2 貯留研究グループ体の構成である。

CO2挙動予測との乖離がある場合は地質モデルを改良し、長期挙動予測の高精度化を図る。また、CO2漏出に関するモニタリングも行う。
⑦サイト閉鎖・閉鎖後管理
CO2圧入完了後、圧入井を廃坑し、閉鎖後モニタリン
グに必要な設備を除き、すべての施設を撤去する。サイト閉鎖後も、CO2挙動の確認および漏出モニタリングを継続する。一定期間経過後に、規制当局が安全性の確保を判断したら、サイトの管理業務等は公的組織に移譲されることになる。

図10 CO2地中貯留事業の全体構成①基本計画
事業の全体像／基本的な考え方（経済性検討含む）、
各フェーズでの作業方針・内容、スケジュール等を示す。
②貯留サイト選定（スクリーニング）
基本計画に示された全体計画に基づき、既存地質資図11 技術事例集公開版

料を使用してCO2貯留サイトとしての要件を満たした候補サイト（複数）を選定する。
③貯留サイト決定（サイト特性評価）
CO2貯留候補サイトに対して、必要に応じ地質データの取得を行い、詳細評価を実施する。地質モデルを構築

この技術事例集は、第１編から第７編までが製作されており、METI、NEDOのホームページにも逐次公開しており、今後は東南アジア諸国等海外への情報発信も行う予定である。

し、CO2圧入シミュレーションにより貯留可能量評価や、輸送・圧入施設の概念設計を基に経済性評価、リスク評価も実施する。その結果、圧入サイトが最終決定される。
④実施計画の策定
サイト特性評価結果を踏まえ、CO2圧入作業やモニタリングなどの具体的な事業実施計画や作業計画を策定する。事業総コスト／経済性検討、リスク評価等を含めて最終投資判断を行い、規制当局に事業申請のための実施計画書を提出する。
⑤設計・建設
規制当局からの事業認可後、それまでの概念設計・基本設計をもとに圧入・輸送設備等の詳細設計、さらに建設、試運転を行う。
⑥操業・管理実施計画に従い圧入操業を行う。地下に圧入されたCO2の分布状況や貯留層の圧力変化をモニタリングし、58

プレスリリース ・ イベント情報 ・ 発表論文一覧 ・ その他の活動

RITE Today 2024

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プレスリリース

イベント情報発表論文一覧
システム研究グループ
バイオ研究グループ
化学研究グループ
CO2 貯留研究グループ

その他の活動◆環境教育（校外学習の受け入れ）
実施日

対象者

人数

2023 年 7 月 13 日

帝塚山中学校 3 年生27

2023 年 7 月 27 日

京都府立西舞鶴高等学校 理数探求科 2 年生

82023 年 10 月 4 日

島根県立出雲高等学校 理数科・普通科 １年生

422023 年 10 月 31 日

奈良県立奈良北高等学校 数理情報科 2 年生

21

2023 年 11 月 6 日

立命館高等学校 Japan Super Science Fair 参加者

28

2024 年 2 月 2 日

精華町立精華西中学校 １年生

7

実施日

イベント名

人数

2023 年 8 月 3 日

地球温暖化とエネルギーについて考える（同日に 3 回開催）

工作・実験ワークショップ◆環境教育（小学生向けワークショップ）

97

59

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主な新聞記事

掲載年月日

見出し

掲載紙名

2023.4.14

積水化学 CO2由来の高機能接着剤 微生物を用い生産

化学工業日報2023.4.14

CO2から接着剤生産 積水化など、微生物活用 30年事業化

日刊工業新聞2023.4.15

RITE 2022年度ALPS国際シンポジウム開催 「GXの実現に向けて」をテーマに

ガスレビュー

2023.4.20

IPCC統合報告「６０％減」 温室ガス削減 危機感あらわ

東京読売新聞2023.5.26

休止火力を維持「予備電源」 300万～400万キロワット確保へ エネ庁

電気新聞

2023.5.26

GX脱炭素電源法案 S＋3Eの回復が重要 参院経産委 参考人質疑で山地氏

電気新聞2023.5.29［CO2を捕まえろ−川重のDAC開発］（上） 事業化前夜、進む技術競争 25年商用化へコスト削減

電気新聞

2023.6.8

社説 CO2回収で技術的優位性の堅持を

化学工業日報2023.7.15

IPCCシンポジウム「IPCC第6次評価報告書 統合報告書から気候変動の最新知見を学ぶ」開催

ガスレビュー

2023.7.21「グリーン万博」協賛者決定 RITE・大ガスなど 脱炭素や資源循環実証

日刊工業新聞2023.7.24

新たに13者が協賛／万博協会

建設通信新聞2023.7.26

CO2回収実証プラントを設置／RITE、万博事業に協賛

2023.8.1[テックビジュアル解体新書］ 転換技術「CCU」脚光 脱炭素への両輪 貯留も開発進む コスト・場所が課題

2023.8.10「同時市場」論点は エネ庁、広域機関 詳細設計着手 電源の配分いかに 市場価格どう算出

2023.8.31

ごみからエポキシ原料 積水化学 高機能接着剤に採用

2023.9.5

RITE、大阪でシンポ 脱炭素向け技術紹介

2023.9.15

CO2回収に水処理技術 分離膜、コスト半減に道2023.9.21［特集］安定供給支える火力 対談 脱炭素社会へ 火力の現状と将来展望 渡部哲也氏×山地憲治氏

2023.9.27

NEDOバイオものづくり革命事業 東洋紡、帝人、ファーマフーズなど 一次公募で6件採択

化学工業日報2023.9.27

バイオものづくり開発 島津・凸版など6テーマ

日刊工業新聞2023.10.3

川崎重工業、石炭火力発電所でCO 2回収 京都で実証実験

2023.10.4

京都・舞鶴の関西電力発電所にCO 2除去の新技術 必要なエネルギー削減

2023.10.4

排ガスからCO2 省エネ分離 国内初の試験設備完成 舞鶴発電所

京都新聞

2023.10.4

川崎重工 RITE 舞鶴火力でCO 2回収 固体吸収法 年内、1日40トンから

電気新聞

2023.10.4

CO2分離・回収設備 川重など年内実証

日刊工業新聞2023.10.6

川崎重工 RITE 固体吸収材でCO 2分離・回収 試験設備が稼働開始

化学工業日報2023.10.10

社説 CO2直接回収技術に継続的支援を

化学工業日報

環境新聞

日本経済新聞

電気新聞

化学工業日報電気新聞

日経産業新聞電気新聞

日本経済新聞 電子版

京都新聞 速報版

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RITE Today 2024

主な新聞記事

掲載年月日

見出し

掲載紙名

2023.10.11

川重が関電舞鶴発電所に試験設備 CO 2、効率的に分離・回収 石炭火力排ガス 国内初の方式採用

神戸新聞

2023.10.25

明日をつなぐ SDGs達成へ注目技術③ CO 2分離・回収＜上＞ カーボンネガティブの切り札

化学工業日報2023.10.26

明日をつなぐ SDGs達成へ注目技術④ CO 2分離・回収＜下＞ 30年向け低圧・低濃度ガスに挑戦

化学工業日報2023.11.15

RITE 大阪で「未来社会を支える温暖化対策技術シンポジウム in 関西」開催

ガスレビュー

2023.11.22

脱炭素目標の「未達ドミノ」に懸念、COPで進捗状況を初検証へ

Bloomberg

2023.11.26

週刊学ぼう産経新聞 今週のテーマ COP28が始まるね産経新聞

2023.12.1

50年需要想定 議論着手 広域機関 シナリオ3者提示

電気新聞

2023.12.1

難路の温暖化ガス削減 COP28開幕 CO2回収・除去技術に望み

2023.12.11

全国調整スキーム 地内系統、適用範囲は 役割踏まえ整理 エネ庁 慎重な見方も

電気新聞

2023.12.21

RITEなど CO 2を路盤材に固定 工場排出分 1時間で最大15キログラム

電気新聞

2023.12.21

前田道路ら／再生路盤材へのCO 2固定化技術の検証開始、25年の実用化目指す

日刊建設工業新聞

2023.12.21

実装化に向け検証開始／合材工場由来のCO 2固定化システム／前田道路ら3者

建設通信新聞2024.1.15

RITE「革新的環境技術シンポジウム2023～2050年カーボンニュートラルを支えるイノベーション～」開催

ガスレビュー

2024.1.24

電力システム改革 検証始まる 供給力、規制料金など論点 エネ庁

電気新聞

2024.1.25

需給、3シナリオ提示 広域機関 40、50年の分析で

電気新聞

2024.2.14

CO2回収材の開発加速 RITE、ガス試験拠点稼働 標準評価法提供

日刊工業新聞2024.2.15

高効率CO2吸収材 RITE 圧力損失低く1.4倍

日刊工業新聞2024.2.16

ニュース拡大鏡 直接大気捕集 事業化進む RITE、実用化急ぐ

日刊工業新聞2024.2.22

グリーン成長は「幻想」 参院調査会 浜野議員が参考人質疑

電気新聞

2024.2.26

岐路に立つ電力ビジネス 第二部 危機下のエネルギー政策⑩ 長期の需給想定どう描く

電気新聞

2024.3.6

50年需給シナリオ検討 3者提示 DC需要増 想定に開き

電気新聞

2024.3.11

前田道路／CO2を固定化した再生路盤材で試験施工／1トンで最大10キロ確認

日刊建設工業新聞

2024.3.11

需要想定一区切り、予測の困難さ浮き彫り／広域機関

ガスエネルギー新聞

2024.3.14

AI到来、電力はどうする（DeepInsight）

日本経済新聞2024.3.28

日本は「CCS適地」 衆院経産委 法案巡り質疑

電気新聞

2024.3.29

図解！大阪・関西万博 未来技術編 エネルギー 水素利用で脱炭素、資源循環

日本経済新聞日刊工業新聞61

特許紹介

RITE Today 2024

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2024 Vol.19

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