資料２

ネガティブエミッション技術について（DACCS/BECCS）
2023年3月29日
国立研究開発法人
新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）
技術戦略研究センター（TSC）©NEDO2023

ネガティブエミッション技術(NETs)1/2
Technology Strategy Center◼ ネガティブエミッション技術(NETs)とは，大気中のCO2を回収・吸収し，貯留・固定化することで大気中のCO2除去 (CDR, Carbon Dioxide Removal)に資する技術◼ 自然のCO2吸収・固定化の過程に、人為的な工程を加えることで加速させる技術やプロセス(狭義)
植林・再生林植林は新規エリアの森林化、再生林は自然や人の活動によって減少した森林への植林

土壌炭素貯留バイオマスを土壌に貯蔵・管理する技術（自然分解によるCO2発生を防ぐ）

バイオ炭

バイオマスを炭化し炭素を固定する技術

BECCS

バイオマスの燃焼により発生したCO2を回収・貯留する技術

DACCS

大気中のCO2を直接回収し貯留する技術

風化促進

玄武岩などの岩石を粉砕・散布し、風化を人工的に促進する技術。風化の過程(炭酸塩化)でCO2を吸収

海洋肥沃・生育促進

海洋への養分散布や優良生物品種等を利用することにより生物学的生産を促してCO2吸収・固定化を人工的に加速する技術。大気中からのCO2の吸収量の増加を見込む。

ブルーカーボン管理（藻場貯留）

マングローブ・塩性湿地・海草などの沿岸のブルーカーボン管理によるCDR。大型海藻類(例えば、昆布)など他の沿岸および非沿岸生態系における炭素隔離の可能性を議論中。

植物残差海洋隔離

海洋中で植物残差に含まれる炭素を半永久的に隔離する方法（自然分解によるCO2発生を防ぐ）ブルーカーボン
のみならず外部からの投入を含む

海洋アルカリ化

海水にアルカリ性の物質を添加し、海洋の自然な炭素吸収を促進する炭素除去の方法

工学的プロセス

BECCS
バイオ炭

海洋CDR
植物残差海洋隔離

自然プロセスの
人為的加速

土壌炭素貯留ブルーカーボン管理

植林・再生林

海洋肥沃・生育促進

自然プロセス

森林吸収

海洋生物

DACCS

NETs

海洋アルカリ化

風化促進

海洋吸収

自然風化
出所：各種情報（巻末参照）を元にNEDO技術戦略研究センターにて作成

1

ネガティブエミッション技術(NETs)2/2
Technology Strategy Center◼ NETsのほとんどが2050年に$200/t-CO2以下の除去コストが期待されるが、海洋関連、風化促進、
DACCS、バイオ炭など、効果検証も含め開発途上の技術も多い◼ 自然界にCO2を貯留するNETsは、低濃度のCO2を低コストで固定できる能力を持つ点が特徴だが、環境影響・利点について科学的な評価が重要（アカウンティング）◼ 工学プロセスを活用するDACCS/BECCSは、CO2除去効果が明確だが、コストダウンが必要
効果検証を含めた技術課題や実装課題の検討が必要

実装課題を中心に議論* 円の面積と円内の値は、2050年想定の除去ポテンシャ
ルをGt-CO2/年で示す。また、TRL, 除去コスト、除去ポテ
ンシャルの値は得られた情報の中央値(メジアン)

基礎研究・コンセプト確認

ベンチスケール

パイロットケール

セミコマーシャルコマーシャル

出所：各種情報（巻末参照）を元にNEDO技術戦略研究センターにて作成

2

DAC(CS)（概要）
Technology Strategy Center

DACとは• DACとは大気中のCO2を回収する技術。
回収したCO2は地下貯留（DACCS）
または燃料、化学品、セメント等に利用（DAC-U）• CO2回収方式は商用化されている化学
吸収、化学吸着のほかに膜分離や電気化学を用いた手法が開発中

分類
技術概要
化学吸収
ガス分子とアミン/アルカリとの化学反応を利用しCO₂を回収する方法（アミン系、（液体、固体） Ca/Na/K炭酸塩系）
化学吸着
（固体）

多孔質担体にアミンを含侵またはアルカリ金属を担持させ、アミン/アルカリとの化学反応を利用しCO₂を回収する方法

物理吸着
（固体）

ガス分子と吸着剤の表面の間に働くファンデルワールス力によりCO₂を回収する方法（活性炭、ゼオライト、アルミナなど）

膜分離薄膜を用いた圧力差を駆動力とする透過速度の差によりCO₂を回収する方法

電気化学

電極等を用いた電気化学的手法によりCO₂を回収する方法

微生物を使用したCO₂回収（微生物）、コンクリート廃材へのCO₂固定（炭酸塩
化）など

その他

先行スタートアップ 主要3社の動向
企業

CO2回収方式

出所：NEDO”ムーンショット型研究開発事業/DAC（Direct Air Capture）の技術動向及び社会実装課題に関する調査(2022年9月) より、NEDO技術戦略研究センター作成

所要エネルギー

プロジェクト展開（代表的なもの）

2030年までの計画
CarbonEngineering(カナダ)

Climeworks(スイス)

GlobalThermostat
(米国)

化学吸収
KOH/Ca(OH)2
水溶液
吸収：常温
脱離：900℃

化学吸着
アミン担持吸着剤
吸収：常温
脱離：100℃

化学吸着
アミン担持吸着剤
吸収：常温
脱離：80℃

熱:5.3 GJ/t
電力:366kWh/t

熱:9.0 GJ/t
電力:450kWh/t

59
Mt-CO2/ｙ

1.1
Mt-CO2/ｙ

実施場
所

規模、時期

米国

100万t/y設計中(2022建設開始、2024開始）→2035年までに70基(最大135基)を計画

EOR/貯
留

英国

50～100万t/y（2022詳細設計、2026までに稼働）

貯留

カナダ

規模不明（2017～）

燃料

アイスラン Project Orca(Carbfix)：4000t/y(2021～稼働）
ド
Mammoth：3.6万t/y（2022着工）

貯留

ドイツ

燃料

デモ専用プラント

ノルウェー 燃料として1万kL/y（2023）、10万kL/y（2026～）
熱:4.4 GJ/t
電力:160kWh/t

1.5
Mt-CO2/ｙ

適用先

チリ

燃料

2,000t/y（１ユニット）×4基～スケールアップ計画
燃料として130kL/y（2022）、5.5万kL/y（2024）、55 燃料
万kL/y（2026）。他4箇所計画中

出所：革新的CO2分離回収技術シンポジウム（2022年2月2日）RITE講演資料、IEA「DirectAirCapture-A key technology for net zero](2022)、 「Energy Technology Perspectives 2023」(2023)、および第1回GI推進会議WG （2020年7月7日）
NEDO技術戦略研究センター作成資料「CCUS/カーボンリサイクル/バイオものつくり分野の技術動向について」より、 NEDO技術戦略研究センター作成

3

DAC（技術開発動向）（2022年5月時点）
Technology Strategy Center

欧米の国プロ研究テーマ（米国22件・欧州3件が対象）
化学吸収

電気化学

商用化

4%

膜分離

実証 4%

12%
12%
20%

28%

化学吸着

ラボ

52%

68%

プロジェクト抽出方法
2018年以降に実施された国プロについて、”DACCS”, ”Direct
Air Capture”, ”Direct Air Capture and Storage“をキーワー
ドに、欧州、米国別に次の手段で検索し、個々の概要を確認した。
（検索手段）
欧州：Horizon 2020/Innovation Fundを対象に、Cordis(欧州連合の研究プロジェクトのDB)を利用した検索。
米国：DOE(エネルギー省)/EPA(環境保護庁)/USDA(農務省)/NSF(国立科学財団)/DOI(内務省)/DOD(国防総省)/DOC(商務省)/NASA(航空宇宙局)を対象に、USAspending.gov及びNETL, ARPA-Edeのプロジェクト検索を利用して実施。

物理吸着
開発フェーズ別

方式別

出典：NEDO”ムーンショット型研究開発事業/DAC（Direct Air Capture）の技術動向
及び社会実装課題に関する調査(2022年9月）を元に、NEDO技術戦略研究センター作成

米国DOEの技術開発テーマ例
方式

開発企業

技術開発内容、特徴

膜分離

InnoSense LLC• 高透過性のポリアニリン系ハイブリッド分離膜（HypoMem）を開発し基礎性能を評価

ラボ

電気化学

Verdox• 充放電によりCO2を吸脱着する分子（キノン）で電池セルを構成• 従来法と比較して70％のエネルギー削減（568kWh/t-CO2, 約2GJ/t）

実証

Susteon Inc.

• イオン液体触媒（PEI系）を使用し、再生温度が低く低圧損の固体吸収材の開発。
• アミン系吸収材より吸着量、吸脱着速度が高くエネルギー削減が可能

ラボ

Carbon Collect Inc.

• 自然風からのCO2回収システム（パッシブDAC）の商用モデルを湿度の異なる３か所を想定し最適
設計。

ラボ

化学吸着

Electricore,Inc. ＆ • Savante社の積層型固体吸収体をClimeworksのシステムに組み込み、フィールドテストを実施• 目標はTEAでCO2回収率95％でコストUS$100/t-CO2の実現
ClimeWorksCORMETECH,Inc.

• ポリプロピレンイミンの固体吸収体をGlobalThermostatのシステムに組み込み、ベンチ試験で性能
確認

ステータス

実証
実証

出所：NEDO”ムーンショット型研究開発事業/DAC（Direct Air Capture）の技術動向及び社会実装課題に関する調査(2022年）、NETL Carbon Management Project Review
Meeting - Carbon Dioxide Removal（August 15-19, 2022年9月）（https://netl.doe.gov/22CM-CDR-proceedings）より、NEDO技術戦略研究センター作成,

4

DAC（国内での技術開発：ムーンショット事業 目標4）＜炭素(CO2)循環＞温室効果ガスを回収、資源転換、無害化する技術の開発
Technology Strategy Center

研究開発プロジェクト
電気エネルギーを利用し大気CO2を固定するバイオプロセスの研究開発
大気中からの高効率CO2分離回収・炭素循環技術の開発
電気化学プロセスを主体とする革新的CO2大量資源化システムの開発
C4S研究開発プロジェクト
冷熱を利用した大気中二酸化炭素直接回収の研究開発
大気中CO2を利用可能な統合化固定･反応系（quad-C system）の開発“ビヨンド・ゼロ”社会実現に向けたCO2循環システムの研究開発
機能改良による高速CO2固定大型藻類の創出とその利活用 ※岩石と場の特性を活用した風化促進技術“A-ERW”の開発 ※遺伝子最適化・超遠縁ハイブリッド・微生物共生の統合で生み出す次世代
CO2資源化植物の開発 ※LCA/TEAの評価基盤構築による風化促進システムの研究開発 ※炭素超循環社会構築のためのDAC農業の実現 ※PM(国研)産業技術総合研究所
加藤 創一郎(国大)金沢大学
児玉 昭雄(国大)東京大学
杉山 正和(国大)東京大学
野口 貴文(国大)東海国立大学機構 名古屋大学
則永 行庸(国大)東北大学
福島 康裕(国大)九州大学
藤川 茂紀(国大)京都大学
植田 充(学)早稲田大学
中垣 隆雄(国研)産業技術総合研究所
光田 展隆(国研)産業技術総合研究所
森本 慎一郎(国研)農業・食品産業技術総合研究機構
矢野 昌裕

出所：ムーンショット目標4 「2050年までに、地球環境再生に向けた持続可能な資源循環を実現」 外部評価結果（報告）（2023年1月13日）を元にNEDO技術戦略
研究センター作成※印は2022年度採択“ビヨンド・ゼロ”社会実現に向けた
CO2循環システムの研究開発

・世界最高性能のCO2分離膜を開発、モジュールを試作・回収CO2を基礎化学品に変換する一気通貫システムの開発

大気中からの高効率CO2分離回収・炭素循環技術の開発

冷熱を利用した大気中二酸化炭素
直接回収の研究開発

電気化学プロセスを主体とする革新的
CO2大量資源化システムの開発

・低温(60℃)でCO2の分離可能なアミンを開発
・少ないエネルギーで再生できるハニカム型ロー
ター等を用いたDACプロセスの開発

・常温で大気中のCO2を吸収する吸収液の開発
・冷熱を利用したDACシステムの開発

・CO2回収・富化・基礎化学品への資源化
システムの開発
・基礎化学品への資源化はCO2電解還元で世界最高速度、最高効率を達成

5

DACCS（国内でのコスト分析例）
Technology Strategy Center◼ IEA Direct Air Capture 2022によれば、日本の除去コストは、2050年想定で80～210 US$/t-CO2程度。
◼ JST低炭素社会戦略センター (LCS)の試算によれば、DACCSとして、36,700円/t-CO2
IEA試算

JST試算（国内）

US$/t-CO2

36,700 円/t-CO2

4%
40%

運転固定費
変動費

56%

貯留コスト
・運転に要する電力や熱はメタンを燃料としたガスタービン発電を想定
・DACの運転に要するエネルギーは8.8GJ/t-CO2と想定・貯留コストはJST-LCS「低炭素社会の実現に向けた政策立案のための提案書, 技術開発編, “CCS（二酸化炭素回収貯留）の概要と展望（Vol.2）」における試算値で、貯留地近傍の石炭発電所より回収したCO2を輸送せずに圧入することを想定

液体吸収剤を用いた場合

固体吸収剤を用いた場合

地域ごとのDACCSによる炭素回収の均等化コスト（2050年想定）
出所：IEA報告” Direct Air CaptureーA key technology for net zero” (2022)を元にNEDO技術戦略研究センター作成

出所：JST-LCS イノベーション政策立案のための提案書「二酸化炭素のDirect Air Capture（DAC）法のコストと評価」（令和2年2月）を元にNEDO技術戦略研究センター作成

6

DACCS まとめ
Technology Strategy Center●400ppm程度の希薄なCO2の回収に多くのエネルギー(熱・電気)を消費するため、コストおよびCO2除去効果の点からエネルギー消費削
減が必須●化学吸収や化学吸着など商用化が進むものもあるが、膜分離やパッシブ方式などTRLの低いものもある●2021現在、稼働中のDACCSの合計は1.7万t-CO2/年。発表された計画通りに進展すれば、CCUを含め2030年に約70Mtの計画。

TRL

GtCO2
$
m2
固定
/年 /tCO2 /tCO2 期間

効果 日本で
検証 の実施6

2.9 154

済

4

〇

△

CO2除去ポテンシャル・コストのデータ 平均, 中央値

0

5
10
15
20
CO2除去ポテンシャル(2050), GtCO2/yr

0

200
400
CO2除去コスト(2050), $/tCO2

600

Pros
・貯留・固定化・利用場所への隣接が可能
・必要面積が比較的少ない・永久貯留・除去効果の検証が容易
・世界市場への展開可能性(DAC)Cons
・CO2除去コスト
・国内のCO2貯留ポテンシャル制約(CCS)・エネルギー消費

出所：IEA”Energy Technology Perspectives 2023”

7

BECCSTechnology Strategy Center●一般にバイオマス発電とCCSとを組み合わせた技術。大気中CO2をバイオマスとして固定し、エネルギーなどで活用、発生するCO2の貯留と組み合わせでネガティブエミッションを実現●バイオマスからの水素製造やバイオプロセスで発生するCO2を対象とする場合や、炭酸塩化との組み合わせで固定化する場合も、
BECCSに含まれることもある●2021現在、CO2回収量で100万t/年規模(エタノール発酵で発生するCO2が対象)のものを含め、複数のBECCSが北米で稼働中。
CCUも含め、2030年までに約40Mtの計画。

TRL

GtCO2
$
m2
固定
/年 /tCO2 /tCO2 期間

効果 日本で
検証 の実施7

5.0 149 379 〇済△CO2除去ポテンシャル・コストのデータ 平均, 中央値

0

5
10
15
20
CO2除去ポテンシャル(2050), GtCO2/yr

0

50
100
150
CO2除去コスト(2050), $/tCO2

200

Pros

・バイオマス発電/分離回収/CCSはほぼ完成された技術・持続可能なエネルギーの供給とネガティブエ
ミッションの両立
・永久貯留・除去効果の検証が容易
・木質資源ポテンシャル
Cons

出所：IEA”Energy Technology Perspectives 2023”

・CO2除去コスト
・日本での貯留ポテンシャルやバイオマスの入
手性
・必要面積
8
・CCSの追加による効率のペナルティ

BECCS（国内でのコスト分析例）
Technology Strategy Center◼ 国内の木質バイオマス利用を想定した技術経済評価。燃料調達からCO2地中貯留までの６つのプロセス
および売電を検討に含め、発電規模を変えたときのコストを試算。
◼ 100 MWの発電施設で、総コストは約200ドル(2.2万円) /t-CO2（112円/US$）。
日本の木質バイオマス資源利用によるBECCSのコスト試算
木質バイオマス調達

燃焼

出所：M. Keller, J. Otomo et al., “Techno-economic evaluation of BECCS via
chemical looping combustion of Japanese woody biomass”, Int. J. Greenh.
Gas Control.,83(2019)69-82.

CO2分離回収(アミン吸収)（図はp.12, p.23より）

CO2液化

CO2輸送

CO2地中貯留

コスト (US$ / t-CO2)

100 MWth HHV規模

全体コスト
バイオマス調達コスト
燃焼～地中貯留
売電
発電設備規模(発電端)(MWth HHV)

US$200 / t-CO2
300
200
100
0

135

調達

140

燃焼～貯留

-75

売電

-100

9

参考文献リスト(1/3)
Technology Strategy Center

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1, 2
(共通)

文献
1:
2:
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