2021Vol.16

2021 Vol.16

Contents

RITE Today 2021

巻頭言

革新的イノベーションへの取り組み
公益財団法人地球環境産業技術研究機構

常務理事

河上 豊

ＲＩＴＥで常務理事をしております河上でございます。
ＲＩＴＥは昨年、設立３０年を迎え、今年は次の１０年の歩みを進める最初の年となります。
メンバー一同、気持ちも新たにより一層の努力、研鑽に励み、成果を上げ、公益財団法人として、社会に貢献する所
存、引き続き、皆さまからのご指導、ご支援、ご協力を賜りますよう、よろしくお願い申し上げます。
ＲＩＴＥは地球温暖化問題を中心とした地球環境問題を解決するための技術開発に取り組む研究機構ですが、世界的なコロナ禍の中、世の中の地球温暖化問題への関心も陰っていた感がありましたが、本来、長期的な課題である地球温暖化問題の重要性が変わるものではなく、最重要課題として昨年１０月の菅首相の所信表明において、２０５０年にカーボンニュートラルを目指すことが宣言され、それまでの２０５０年８０％削減から取組みが加速化されることとなりました。
地球温暖化問題の難しさは大幅な温室効果ガス削減に伴うコスト負担であり、ＳＤＧｓにおける地球温暖化問題以外の目標とのトレードオフの関係やエネルギー政策においてベースとなるＳ＋３Ｅ（安全を最優先に環境、経済、エネルギ
ーセキュリティーの同時達成）を考えると、その解決には革新的イノベーションが必須となります。また、あらゆる分野での革新的イノベーションを総動員して挑まなければ、達成は不可能な難題であります。
このような中、私ども RITE の重要性はますます増していることを一同認識し、身の引き締まる思いで日々、尽力しております。
ＲＩＴＥにおいてはＣＣＳやバイオリファイナリーといった既存の研究については既に、実証段階から社会実装の段階に至っており、加速化を図っています。既存技術は着実に進めていく一方、あらゆる分野での取り組みが必要と申し上
げた通り、新たな取り組みにも挑んでおります。新たな取り組みの一例を紹介します。
システム研究グループではエネルギー供給サイドの検討が中心でしたが、ＡＩやＩＴ技術の進展を受け、需要サイドでのエネルギー使用量の大幅削減の可能性を織り込んだシミュレーションを進めております。
化学研究グループでは将来のＣＯ２大幅削減において有効な技術となる可能性のある直接、大気中からＣＯ ２を回収するＤＡＣの技術開発に着手しております。
ＣＯ２貯留研究グループでは国内での貯留に留まらず、海外への技術展開を進めております。
バイオ研究グループでは地球温暖化問題と廃プラスチック問題の両方に寄与する技術としてバイオプロセスによる生分解性プラスチックの開発に着手しております。
無機膜研究センターでは水素関連の技術開発を中心としていましたが、無機膜を用いたＣＣＵによる燃料製造技術の開発に着手しております。
これからもＲＩＴＥは我々の持つ技術シーズや知見、ノウハウをフル活用して、多岐にわたる分野での革新的イノベー
ションを完遂し、バランスのとれたリスク対応が可能となるよう、研究成果を上げて参る所存です。
今後のＲＩＴＥの研究成果に注目頂きたいと思います。

3

RITE Today 2021

特集

ビヨンド・ゼロ EXPO について
専務理事
企画調査グループ

システム研究グループ
化学研究グループ

CO2 貯留研究グループ
無機膜研究センター

1. はじめにグループリーダー・主席研究員
サブリーダー
研究管理チームリーダー
調査役

グループリーダー・主席研究員
サブリーダー・主席研究員
副主席研究員
主任研究員
サブリーダー・主席研究員
主任研究員
主任研究員

本庄 孝志
柳生 勇
川口 圭史
箕浦 靖明
金星 春夫
久保 道代
辰巳 奈美
秋元 圭吾
長谷川 俊之
余語 克則
山田 秀尚
内田 堅二
三戸 彩絵子
安原 健一郎このシステム構築のために、まず期間内での会場への2020 年 10 月 26 日の菅首相所信表明に示された供給電力は CO2 を排出しないエネルギーに限定する必ように 2050 年社会は CO2 排出実質ゼロが求められ要がある（グリーン電力証書の獲得）。また都市ガスはている。実現のためには、高効率化による必要エネルギ（2025 年時点では避けられないため）製造・消費に伴ーの低減、太陽光・風力等 CO2 を排出しないエネルギー

い発生する CO2 をクレジットで相殺する（カーボンニュの最大活用に加えて、排出を避けられない CO2 を回収

ートラル都市ガス）。水素に関しても、グリーンまたはブ

し地中貯留や固定化利用し、カーボンニュートラルを実ルー水素とし、カーボンニュートラルとする。さらに会場現するシステムの確立が重要となる。そしてこの地中貯内車両も電気自動車・水素自動車を活用し、ガソリン自留・固定化利用技術の普及・発展と CO2 排出の更なる減動車は都市ガス同様発生する CO2 分をクレジットで相少により、革新的環境イノベーション戦略に示されるニュ

殺する。これらの取り組みにより、端緒としてカーボンニートラル（すなわちゼロ）を超えるビヨンド・ゼロの実現ュートラルを実現する。

が近づくと考えられる。我々は 2025 年の大阪・関西万

その上で次のステップとしてビヨンド・ゼロ実現およ博（図１）で、このビヨンド・ゼロを単なる展示ではなく、び環境技術のアピールのため、本提案では会場内大気

会場内・開催期間で先駆的に達成するシステムであるビ

中の CO2 を回収し地中貯留や固定化利用を行う。

ヨンド・ゼロ EXPO を提案する。

大気の CO2 濃度は約 400ppm と、分離回収技術で実用化されている対象の数百分の一という薄さであり、これを効率的に回収する技術はまだ確立しているとは言いがたい。しかし日本の最先端技術を駆使し、トン単
位 （ 1 日あたり ） の CO2 を効率 的に 回 収する ＤＡＣ（Direct Air Capture）装置を 2025 年までに製造し、会場で設置・実働させることは可能と考えている。
次に回収した CO2 を大量かつ恒久的に処理するため、

図１ 大阪・関西万博会場イメージ

会場内で地中貯留（CCS）を行う。貯留量自体は会期で（提供：２０２５年日本国際博覧会協会）

数百トン程度と少量（苫小牧で 30 万トン／3 年の実績）
ではあるが、大阪という大都市での貯留は世界に類を4

RITE Today 2021

特集

見ない画期的な試みであり大きな意味がある。

２. カーボンニュートラル実現のために加えて環境技術として、回収した CO2 の固定化技術・前章にあるように 2020 年 10 月 26 日に菅首相はカーボンリサイクル技術も会場内で実現する。具体的に「2050 年カーボンニュートラル、脱炭素社会の実現をは前述の DAC 装置からの CO2 とカーボンフリー水素目指す」と宣言した。カーボンニュートラル実現のためにからメタンを製造するメタネーション装置を会場内で設はどのような対策が求められるのかについて議論する。

置し、迎賓館厨房等へ都市ガスとして供給する。さらに会場内に設置した植物工場にも同様に CO2 を供給し、２.1. カーボンニュートラル実現の複数の可能性

栽培した野菜を日々迎 賓館 食堂等 へ提供 する 。また

気候変動に関する政府間パネル（IPCC）1.5℃特別報

CO2 固定化により製造したメタノールを原料としたアク告書（SR15）は、1.5℃上昇に抑えるには、2050 年頃

リル樹脂で会場備品・記念品等を製造する。

に世界の CO2 排出量を正味でほぼゼロにすることが必これらの提案をまとめると図２のようになる。さらに博覧会会場では装置を展示ディスプレイとしても位置づ要とした 1)。2050 年カーボンニュートラルはこれに沿ったものである。

け、カーボンニュートラルや DAC、地中貯留その他 CO2

SR15 においては、典型的な４種類のシナリオについ

固定化・カーボンリサイクル技術とあわせビヨンド・ゼロて提示がなされている。そのうちの極端な 2 種類についパビリオンとし、日本の環境技術を多くの来訪者にアピて言及しておく。1 つは、徹底的な省エネシナリオであり、ールしたいと考えている。

Low Energy Demand (LED)シナリオとして知られるものである。エネルギー需要サイドには本来必要な水CCS

準を大きく超えるエネルギーが利用されている。それは

圧入井

大気

褐炭ガス化
＋
CCS

CO2

植物
工場

液化

性がある。それに社会変化が重なって低エネルギー需要、CO2分離回収装置（DAC装置）カーボンニュートラル水素

メタン合成

メタノール合成

都市ガス

アクリル

FCバス
原子力

太陽光

食器・照明機器・記念品等低 CO2 排出社会を実現し得る可能性が示されたシナリオである（RITE システム研究グループでは 2020 年度
より EDITS 事業を立ち上げ、低エネルギー需要シナリ
オの国際的な詳細検討を開始）。SR15 で引用された

カーボンニュートラル電気
野菜

カーボンニュートラル都市ガス
迎賓館厨房
排出権取引
水力

デジタル化技術の進展等により大きく低減できる可能

風力

Jクレジット創出者等（省エネ・再生可能エ
ネルギー導入者等）

図２ ビヨンド・ゼロ EXPO 提案イメージ

LED シ ナ リ オ で は 、 CDR （ Carbon Dioxide Removal）技術の利用は想定されていない。もう一つの典型的なシナリオは、化石燃料が引き続き安価な中、カー
ボンニュートラルを実現するシナリオであり、化石燃料を本特集ではビヨンド・ゼロＥＸＰＯ実現に関する各技術

利用しながら、大量の CDR 技術を利用するものである。

を詳しく紹介する。まず２章でカーボンニュートラル実現

CDR には CCUS に加え、負の排出を実現する CCS 付の必要性からビヨンド・ゼロへの展望について述べる。

バ イ オ マ ス （ BECCS ） 、 大 気 中 CO2 直 接 回 収 貯 留

次に第 3 章では DAC、地中貯留、その他技術（メタネー（DACCS）等が含まれる。複数のシナリオを有しつつ、ション・メタノール合成・植物工場）について紹介する。第カーボンニュートラルの実現性を高めていき、早期に達4 章はまとめとして、本提案と大阪・関西万博の基本方成するようにしていくことが望まれる。

針の関連について述べる。
２.2. カーボンニュートラル実現のイメージ
図 3 は、温室効果ガス排出で見たネットゼロエミッシ
ョン（＝カーボンニュートラル）の対策のイメージである。

5

RITE Today 2021

特集

大きくは省エネと CO2 原単位の低減があるが、まず、デ鉱物化（コンクリートでの CO2 固定など）等でキャンセル

ジタル化による物質、エネルギーサービスの低減を含む、アウトすることも必要である。しかし、量の制約のため、省エネルギーは基本的に重要である。CO2 原単位の低

DACCS の活用も重要と考えられる。なお、BECCS、減については、電力は非電力よりも低減しやすい傾向に

DACCS を含む CCS は貯留可能量により制約を受けあるので、IPCC でも、電化を促進し同時に電源の脱炭

るため、CO2 貯留サイトの確保が重要であるし、また、海2)素化を進めることが重要としている 。一方、省エネにし外の CO2 貯留サイトの活用も視野に入れることも重要ても、CO2 原単位の低減にしても、大幅に低減しようと性が高い。
【国内の一次エネルギー供給】すればするほど、とりわけゼロに近付けようとすればするほど、費用が急激に増大する。更には、畜産から発生

省エネ、物質・サービスに体化されたエネルギーの低減（Society 5.0含む）【海外資源の利用】
原子力するメタンなど CO2 以上に削減が難しい部門もある。そ

原子力
国内再エネ

れら残る排出量を負の排出技術（NETs）でキャンセルア
ウトするというのがカーボンニュートラル実現の大きな余剰再エネの
水素利用

海外再エネ（グリーン水素）の利用（水素、2制約が相対的に緩やかであれば、合成燃料のためのCO2は化石燃
合成燃料 (CCU)の輸入） (生産国のCO料由来、厳しくなるとBECCS、DAC由来となりやすい（後者は更にコスト上昇）)

方向性となる。ただ、前節で述べたように、それぞれの

海外CO2貯留層の利用（燃焼前CO2回収）（ブルー水素の輸入）寄与度の見通しは複数ある。オプションを広く持ってカ

化石＋CCS

CCS付き化石燃料
残余の化石燃料

ーボンニュートラルを目指すべきである。

再エネ拡大のための系統対策（含む蓄電池）

再エネ
脱炭素
エネルギー

CCS無し
化石燃料

国内CO2貯留

BECCS, DACCS
植林, 鉱物化（

ネットゼロエミッション時の電力【海外資源の利用】

負の排出削減技術（NETs）

ネットゼロエミッション時の
非電力

電力

CCU）

海外CO2貯留層の利用（燃焼後）

非電力

非CO2 GHGs

図 4 日本の一次エネルギー供給量で見たネットゼロエミッ

CO2原単位ションの対策のイメージ
電力化率向上

省電力、
物質・サー
ビスに体化
された電力
の低減

電源の脱炭素化（再エネ、原子力、CCUS等）

天然ガス転換、バイオエネルギー、水素、CCUS、
合成燃料利用等

省エネ、
物質・サービ
スに体化さ
れたエネル
ギーの低減

2.3. 世界エネルギーシステム・温暖化対策評価モデル
による総合的な分析例：DACCS の役割
次に世界エネルギーシステム・温暖化対策評価モデル

エネルギー消費量

調整力火力、CCSの非回収排出分等電化が技術的、経済的に困難な部分での化石燃料排出

植林、BECCS、DACCS
等のネガティブ排出技術（NETs）によるキャンセ
ルアウト

DNE21+による世界全体のカーボンニュートラルの対策の分析例について示す。排出シナリオの内、２℃未満、

図 3 温室効果ガス排出で見たネットゼロエミッションの対

1.5℃未満シナリオはそれぞれ 2060 年頃、2050 年

策のイメージ頃に CO2 排出量がネットゼロになりその後ネガティブ（ビヨンド・ゼロ）となるシナリオであり、温室効果ガス排図 4 は、同様にネットゼロの対策のイメージを日本に出ではそれぞれ 2100 年頃、2065 年頃にネットゼロ

おける一次エネルギー供給の視点で記載したものであとなり、その後ネガティブとなるシナリオである。1.5℃る。一次エネルギーとしては、原則、再生可能エネルギー、

シナリオについては本モデルの想定では、DAC を想定

原子力、化石燃料＋CCS のみで構成することが必要としない場合、実行可能解はなかった（表 1）。

なる。ただし、再エネ、CCS については海外資源の活用

図 5 はモデル分析結果としての世界の CO2 回収と貯を考えることも重要で、その際、水素への転換が重要に

留・利用のバランスを示している（分析の詳細は文献 3）なる。再エネ由来はグリーン水素、化石燃料＋CCS 由来を参照）。DAC のコストを高位（現状技術水準維持）と想はブルー水素とも呼ばれている。また、利便性向上のた定したシナリオでも、余剰再エネの活用により投入エネ

め、水素をアンモニアや合成燃料に転換して、輸送、利用

ルギーの費用が低減するため、カーボンニュートラルをすることも重要となり得る。ただ、CCS 無しの化石燃料目指す上で 2050 年頃には費用効率的なオプションと利用も残る可能性は高い。これを植林、BECCS、CO2評価される。コスト低位シナリオでは、更に大規模な利用

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RITE Today 2021

特集が見られる。DACCS によって負排出とできる分、CCS

るいは 5 百万バーレル/d のクリーンな航空燃料を生産無しの化石燃料も適切な水準で利用可能となる。DACするために使用されると位置づけている。

の技術開発余地はまだ大きく残っているが、全体としてDAC は Storage と組み合わせた DACCS としてネ

費用効率的なカーボンニュートラルの達成に寄与し、更ガティブエミッション技術と成り得るが、DAC で回収しにビヨンド・ゼロ達成も視野に入る。

た CO2 を有効利用する技術も検討されている。従来型

表 1 DAC 関連のモデル分析の想定シナリオ
排出シナリオ

DAC 想定

実行可能解

無

〇

コスト高位

〇

2℃(DAC 無)
2℃(DAC 有，
コスト高位)

２℃未満

2100 年
1.5℃未満(>66%)、
気温オーバ
ーシュート有1.5℃(DAC 無)
1.5℃(DAC 有，
コスト高位)
1.5℃(DAC 有，
コスト低位)

CO2 有効利用に寄与し得るが、大気中からの CO2 除去
効果は小さい。
また、DAC はエネルギー消費量が多くコストも高いと考えられているが、BECCS や植林・再植林よりも土地(>66%)

2℃(DAC 有，
コスト低位)の化学製品や燃料としての利用は CO2 の排出削減、

コスト低位

〇

無

×

合の問題や生物多様性への悪影響を抑制できる可能性

コスト高位

〇

がある。

コスト低位

〇

面積と水使用量は少なく済むため、食糧生産との土地競

表 2 海外における DAC 技術の開発状況 5）

注）DAC の想定は文献 4)を参考にした。必要エネルギーは２０５０年時点でコスト高位の場合 5.5～7.2 GJ/tCO2、低位の場合 4.7 GJ/tCO2 を想定

80

回収

80
80

0

-20

40
40

20
20
00

-20
-20

-40

-40
-40

-60

2100

コスト低位)

1.5℃(DAC有，
1.5度(DAC有，コスト高位)
1.5℃(DAC有，コスト高位)

2100

2℃(DAC有，1.5℃(DAC有，
2度(DAC有，コスト低位)
コスト低位)
コスト高位)

2℃(DAC有，2℃(DAC有，
2度(DAC有，コスト高位)
コスト低位)
コスト高位)

2℃(DAC無)2℃(DAC有，
2度(DAC無)コスト高位)
2℃(DAC無)

コスト低位)

コスト高位)

1.5℃(DAC有，
1.5度(DAC有，コスト低位)
コスト低位)

2050

1.5℃(DAC有，
1.5度(DAC有，コスト高位)
コスト高位)

2050

2℃(DAC有，
2度(DAC有，コスト低位)
1.5℃(DAC有，
コスト低位)

コスト低位)

2℃(DAC有，
2度(DAC無)2℃(DAC無)2℃(DAC無)2℃(DAC有，
コスト高位)-80-80

2℃(DAC有，
2度(DAC有，コスト高位)
1.5℃(DAC有，コスト高位)

-60
-60

-80

1.5℃(DAC有，
1.5度(DAC有，コスト低位)
コスト低位)

CO2回収と貯留・利用量[GtCO2/yr][GtCO2/yr]
CO2回収と貯留・利用量

CO2回収と貯留・利用量 [GtCO2/yr]

60
60

40

20

回収

CO2回収：DAC(高温・電力のみ)
CO2回収：DAC(HT)CO2回収：DAC(低温システム)
CO2回収：クリンカ製造
CO2回収：DAC(LT)CO2回収：高炉転炉法
CO2回収：クリンカ製造
CO2回収：水素製造
CO2回収：高炉転炉法
CO2回収：バイオマス火力
CO2回収：水素製造
CO2回収：ガス火力
CO2回収：バイオマス火力
CO2回収：石油火力
CO2回収：ガス火力
CO2回収：石炭火力
CO2回収：石油火力
CO2貯留：EOR
CO2回収：石炭火力
貯留、利用CO2貯留：ECBM
CO2貯留：EOR
CO2貯留：廃ガス田
CO2貯留：ECBM
CO2貯留：帯水層
CO2貯留：廃ガス田
合成メタン(メタネーション)
CO2貯留：帯水層
合成石油(ガソリン、ジェット燃料、軽油)
合成メタン(メタネーション)
コンクリートCCU
合成石油(ガソリン、ジェット燃料、軽油)
メタノール合成(化学品CCU)
貯留、 コンクリートCCU
メタノール合成(化学品CCU)
利用

60

図 5 世界の2050 CO2 回収と貯留・利用のバランス
2100

3. 技術紹介
3.1. DAC
近年、大気中からの CO2 回収技術(DAC：Direct
Air Capture)が実現可能性のある気候変動緩和技術のオプションとして提唱されて以来、本コンセプトが注目を浴びている。Energy Technology Perspectives 2020 では、持続可能開発シナリオの達成にむけて、BECCS（Bio-energy with CCS）と DACCS（Direct Air CO2 Capture and Storage）等により2070 年に 3Gt のネガティブ・エミッションに貢献、あ

表 2 に示すように、米国や北欧でアミン系固体吸収材を用いたシステムの研究が行われているが，現状では高コストであり、今後の普及のためには回収エネルギー・コ
ストともに大幅に低減する必要がある。コスト低減（特にコンタクター部分）と吸収材の加熱再生エネルギーの低減（廃熱利用等含め）が課題である。また、DAC はまだ発展途上ということもあり，試算されるコストの幅が広いため（＄100～600/t-CO2 ）、今後精査が必要である。
大気中からの CO2 分離回収は、通常の天然ガスや石炭等の燃焼後排ガスから CO2 分離回収する場合と比べ、CO2 濃度は 400ppm 程度と 2～3 桁低いため、その分回収コストも高価になることが予想される。1ton のCO2 を含む空気量はおよそ 127 万 m3 であり、CO2 回

7

RITE Today 2021

特集

収率が 100％であったとしても、東京ドーム（容積：3がそれに相当する。

124 万 m ）に相当する空気を処理しなければならない。

帯水層貯留とは、地下 800m 以深の砂岩層を対象と

DAC を現実的なものとするためには、これまでになした貯留方法である。砂岩層は砂粒が堆積してできる地

い高性能な CO2 分離材料の開発と大量の空気を効率よ

層で、砂粒の隙間には地下水利用されない塩水が留まく吸脱着できるプロセスを構築する必要がある。CO2 分っている。図 7 に帯水層貯留のイメージ図を示す。地上

離材料については、RITE がこれまで取り組んできた固から掘削した坑井から、CO2 は砂岩層に圧入され、塩水体吸収材や有人宇宙活動用の CO2 吸着剤の研究経験を押しのけて隙間に溜まり、一部は塩水に溶解して貯留で培ってきたアミン系化合物を中心とする材料設計のされる。砂岩層上部にガスや液体をほとんど通さないシ

知見を活かし、回収コストを低減できる優れた材料開発

ール性の高い泥質岩が存在する場所では、CO2 を長期を目指している。一方、CO2 分離回収プロセスについてに安定して貯留することが可能である。

は、民間企業、大学の協力を得て、高効率な DAC システ
ムの開発を目指している（図 6）。

図 6 大気中からの CO2 回収技術開発

図 7 CO2 地中貯留の模式図

本提案では我々は日本の最先端技術を駆使し、トン単

図 8 に CO2 貯留サイトの概観を示す。CO2 の発生源

位 （ 1 日あたり ） の CO2 を効 率 的 に 回 収 す る ＤＡＣ

から CO2 を分離・回収し、地上施設から直下に貯留、地（Direct Air Capture）装置を製造し、会場で設置・実上施設から海底下に貯留、あるいは海上施設から海底働させることを考えている。

下に貯留する。

3.2. CO2 の地中貯留

貯留サイト
分離・回収

貯留サイト

地中への CO2 圧入・貯留については、油層に CO2 を圧入して石油の増進回収を行う EOR（Enhanced Oil

圧入井

パイプライン
輸送
圧入井

Recovery）、炭層に CO2 を圧入してメタンを回収する
ECBM（Enhanced Coal Bed Methane）、塩水性帯水層への貯留などがある。
CO2 を地中貯留する場合の地質構造として「貯留層」

CO2
キャップロック（不透水層）

CO2

帯水層

図 8 CO2 地中貯留サイトの概観と「遮蔽層」が必要である。「貯留層」としては、多孔質砂岩のような堆積層が適しており、浸透性の大きい帯水層前章で述べたように CO2 地中貯留は、回収した CO2

8

RITE Today 2021

特集を隔離する方策として重要な選択肢のひとつである。

ガスのパイプラインに接続すれば新たな設備を建設する

地球温暖化を抑制するレベルの CO2 分離・回収をしことなく利用が可能といった点である。また、1 次エネルて、それを地中貯留するには、多数の CO2 圧入井が必要

ギーの熱利用に対する低位炭素化の観点から、エネルギ

であるが、全世界で今までに掘削された石油生産井のーキャリアとしてのメタンはその可能性が注目されてい数に比べればごくわずかである。CO2 地中貯留が本格る。

的に活用され、地球温暖化対策のひとつになることが期

脱炭素化への動きが進む欧州では、Audi がメタン合待される。このような CO2 地中貯留について広く皆様

成能力 315Nm3/h の世界最大の実証プラントを稼働に知ってもらうため、大阪・関西万博で紹介することはしており、再生可能エネルギーが大量に市場に出た際に意義深いといえる。

市場価格が下がると想定し、再生可能エネルギー由来の本提案では会場内で地中貯留を行う。貯留量自体は電力と、バイオガスから分離した CO2 からメタネーショ

会期で数百トン程度と少量（苫小牧で 30 万トン／3 年

ンしている。また、2060 年に CO2 排出量実質ゼロを目の実績）ではあるが、大阪という大都市での貯留は世界指すとする中国において、2020 年 12 月に日立造船がに類を見ない画期的な試みであり大きな意味がある。

メタネーション技術の事業実証検討することを公表し、社会実装に向けてサプライチェーンや事業採算性等を評

3.3. その他
3.3.1. メタネーション
メタネーションとは CO2 と水素からメタンを合成する技術である。合成にエネルギーを要するが、水素と異な価する計画である。
本提案では前節の DAC 装置からの CO2 を活用した
メタネーション装置を会場内で設置し、迎賓館厨房等へ
都市ガスとして供給することを考えている。

り、既存の都市ガスインフラを活用できる利点が大きく、注目されている。

3.3.2. メタノール合成

技術自体は 1911 年にフランスの化学者サバティエがメタノールは、エチレンやプロピレンといった低級オレ発見した既存技術であり、日本国内においては 2019

フィンを製造する原料として広く使用されているほか、年に NEDO の CO2 有効利用技術開発事業のプロジェ

合成樹脂や接着剤、薬品、塗料など化学品の基礎原料でクトにおいて、国際石油開発帝石と日立造船がメタン合ある。世界で年間約 8,000 万トンの需要があり、現在

成能力 8Nm3/h の試験設備を完成させ、連続運転など

は、化石資源である天然ガスや液化石油ガス、石炭を主の実証試験を実施した。一方、都市ガスとして活用され原料に、高温高圧下で複数の製造工程を経て生産された事例はなく、転換効率・経済性の向上とスケールアッている。

プが課題とされている。合成には CO2 の 4 倍量の水素

このメタノールを化石資源を原料に得るのではなく、が必要であるが、水素を再生可能エネルギーの余剰電力

石炭燃焼発電所や高炉等の燃焼排ガスや大気から分から製造すれば、合成メタンを利用することで化石燃料離･回収して得られる CO2 と再生可能エネルギー由来のとしての天然ガス使用量が削減でき、脱炭素化に貢献す

水素を原料として合成することで、温室効果ガス排出量る。また、実質カーボンゼロに向けて大量の再生可能エの削減と同時に、メタノールという有用な工業製品の生ネルギー電源が導入された場合、大量の余剰電力の貯産が可能となる。

蔵が課題とされているが、メタネーションはその貯蔵技
術や電力系統の安定化としても期待されている。

この分離･回収により得た CO2 と再生可能エネルギー
由来の水素から得られたメタノールは、その後、メタクリ

水素をメタンに変換する理由は、水素は貯蔵、輸送、ル酸と反応させる事で、アクリル樹脂（PMMA）を合成

利用において新たな設備投資や設備技術の開発が必要することができる。アクリル樹脂は、高い透明性・耐衝撃なのに対し、メタンは天然ガスとほぼ同じ成分であり、性があり、加工や着色も容易なことから、建築や乗り物

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RITE Today 2021

特集の窓材、照明器具のカバー、看板等さまざまな用途に利用されている。
本提案では、会場でこのアクリル樹脂を用いた展示品
や記念品、さらには大気中の CO2 を分離･回収する装置として博覧会場で展示する DAC（Direct Air Capture）装置の周囲を囲う透明ボードなどに用いる事で、
炭素循環社会実現の一例として示したいと考えている（図 9）。
メタノール合成
万博会場のCO2由来のメタノールを利用し、アクリル樹脂を製造し、食器、照明、記念品に活用
【反応式】

メタノール

CO2 ＋ 3H2

CH3OH ＋ H2O

排ガスや大気からの分離・回収CO2
アクリル樹脂（PMMA）

ゼロエミッション由来H2
メタクリル酸MAA

アクリル食器

MMAモノマ―

図 10 人工光型植物工場例

アクリルを利用した照明（Techno Farm HP より）

4. おわりに
PMMA板を利用した間接照明

PMMA板と和紙を積層接着し、下部からライティング

反射剤を印刷塗布し、発光

以上のような技術を用いて我々は 2025 年の大阪・関西万博において、ビヨンド・ゼロを展示だけではなく、

図 9 メタノールの万博での活用

会場内・開催期間で先駆的に達成するシステムの提案を3.3.3. 植物工場

行っている。

将来的に世界規模で CO2 を利用するものとして植物

この提案はすでに 2020 年９月 24 日に弊機構が主工場がある。植物工場には人工光型植物工場と太陽光催するシンポジウム（未来社会を支える温暖化対策技術型植物工場があるが、人工光型植物工場（図 10）は光源

シンポジウム in 関西）で概要を発信し、化学工業日報に人工光を用い、空調と養液栽培を導入し、植物生育に

紙にも 10 月１４日付で記事として取り上げていただい

必要な環境要素（光、温度、湿度、CO2 ガス濃度、気流）ている。

を制御し、周年安定的に高品質の植物を栽培している 6)。

一方で 2020 年 12 月２１日に閣議決定された大阪・

例えば実用化されているリーフレタス（1 株 100g）で関西万博の基本方針においては１２項目の基本的な考えは 3000 株生産するためには CO222kg の追加が必方の第三項目にカーボンニュートラルを目指す上での大要となっており、生産性に大きく寄与している

6)

。また、

イチゴの生産に向けて研究開発が進められているなど
さらなる発展が期待できる。

阪・関西万博の形として以下の記載がある。
『日本は 2050 年までに温室効果ガスの排出を全体としてゼロにする、2050 年カーボンニュートラル、脱本提案では、会場内 DAC で回収した CO2 を利用し、炭素社会の実現を目指し、ネガティブエミッション技術実用化されている最新の野菜を生産する小型工場を設（Direct Air Carbon Capture and Storage）、次置し、その野菜を迎賓館等の厨房に供給することにより、世代型太陽電池やカーボンリサイクルをはじめとした、

カーボンリサイクル、植物工場の最新技術をアピールす革新的なイノベーションの実用化を見据えた研究開発をる。

促進していくことで地球温暖化対策を進めていくこととしている。「未来社会の実験場」である会場では、過去の10

RITE Today 2021

特集

ストックベースでの二酸化炭素の削減（ビヨンド・ゼロ）を可能とする日本の革新的な技術を通して世界に向けて脱炭素社会の在り方を示していく。』
またその基本方針概要の２ページにも重要な位置づけとして『カーボンニュートラルを目指す上での大阪・関西万博での形』が紹介されている（図 11 参照）。

図 11 万博基本方針概要（２ページ）

我々はこの基本方針の実現に向けて、本提案を更に精査・具体化に尽力していく。

参考文献
1)

IPCC 1.5℃特別報告書 (2018)2)

IPCC WG3 第 5 次評価報告書 (2014)3)

佐野 他、第 37 回エネルギーシステム・経済・環境コン
ファレンス (2021)

4)

M. Fasihi et al., J. Cleaner Prod. (2019)

5)

ICEF「Direct Air Capture of Carbon Dioxide]他、各社公表資料より作成

6)

一般社団法人日本植物工場産業協会 HP

11

RITE Today 2021

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（2020 年 12 月末）
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
主席研究員
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

柳生 勇
野村 眞
川口 圭史
東井 隆行
出口 哲也
青木 好範
内村 泰三
清水 淳一
箕浦 靖明

調査役
主幹・研究員
主幹
主任
研究員
研究員

金星 春夫
木原 大輔
倉中 聡
眞継 由佳
小林 由美
安本 夏子
辰巳 奈美
久保 道代
永田 瑞生

カーボンニュートラル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る。

把握しつつ、RITE が持つ研究ポテンシャルを活かした2020 年 10 月、第 203 回臨時国会において、菅総新規技術開発課題の探索と提案・実施、2)IPCC（気候理が「2050 年カーボンニュートラル、脱炭素社会の実変動に関する政府間パネル）に関する政府支援や ISO

現を目指す」ことを宣言 4）したことから、カーボンニュー（国際標準機関）等国際機関との連携、3)RITE 技術のトラルに向けた動きが加速された。梶山経済産業大臣は、普及啓発や将来世代の人材育成、4)産業連携による技

それを受け、「カーボンニュートラルへの挑戦は、日本の術の実用化といった役割を持ち、研究グループ及びセン

新たな成長戦略であり、あらゆるリソースを最大限投入

ターとともに、地球環境と経済の両立を目指した政策支

し、経済と環境の好循環を生み出していく」と言及した。

援や技術開発、イノベーション創出について積極的に取温暖化への対応を、経済成長の制約やコストとする時

1）

組を進めている 。

代から発想を転換し、積極的に対策を行うことが、産業

2020 年は、我が国として、2050 年にカーボンニュ

構造や社会構造の変革をもたらしながら、次なる成長にートラルを目指すことが宣言されるなど、温暖化対策につなげていくことを目指して、「経済と環境の好循環」を関する大きな動きがあったことから、先ずは、それにつ作っていく産業政策として、2020 年 12 月、「2050 年

いて概観する。

カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」 5）が策定された。

1. 我が国におけるカーボンニュートラルの動き

同成長戦略において、2050 年カーボンニュートラル

2020 年、温暖化対策に関する国際枠組みである「パに向けては、温室効果ガス排出の 8 割以上を占めるエネリ協定」が、本格運用開始された。そのため、我が国は、

ルギー分野の取組が特に重要となるため、エネルギー政「今世紀後半のできるだけ早期」のカーボンニュートラル

策及びエネルギー需給の絵姿について議論を深めていに向け、2050 年「ビヨンドゼロ」技術の確立を目指し、くに当たっての参考値として示されている(図１)。

長期戦略に掲げた目標に向けて社会実装を目指していまた、2050 年カーボンニュートラルを実現する上でくため、2020 年 1 月、「革新的環境イノベーション戦略」

不可欠な重点分野である 14 分野（図２）において、①年2）を策定している。また、「ムーンショット型研究開発事業限を明確化した目標、②研究開発・実証、③規制改革・標／2050 年までに、地球環境再生に向けた持続可能な準化などの制度整備、④国際連携、などが盛り込まれた資源循環を実現」 3）が開始され、RITE も採択されてい「実行計画」が策定されている（図３）。今後、グリーン成

12

RITE Today 2021

研究活動概説 ● 企画調査グループ

長戦略の改定に向けて、これらの分野における実行計画

討を深めていくことになっている。

の着実な実施、目標や対策の更なる深堀についても検図 1 カーボンニュートラルへの転換イメージ

図 2 重要産業の整理図

13

RITE Today 2021

研究活動概説 ● 企画調査グループ

出典）「2050 年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」（令和 2 年 12 月）

図 3 分野毎の「実行計画」の工程表の例

2. 調査研究活動

経済産業省から、地球温暖化・資源循環対策等に資す
6）

る調査委託費として、「我が国の CCS 導入のあり方に係において、2050 年までの世界の累積 CO2 削減量のる調査事業」7）を受託して実施したことから、結果概要に９％を CCUS が担うことになっているなど、大いに期待

ついて取りまとめる。

CCS は、IEA の World Energy Outlook 2019

されている（図４）。
2.１． 世界各国の CCS 大規模商用プロジェクト
GCCSI（Global CCS Institute） 8） が整理する各
国で建設中及び運用中の大規模商用プロジェクトについて、2020 年 6 月時点において、運用中が 21 件、建設中が 4 件となっている（図５）。なお、大規模とは、凡そ年間 40 万トン程度以上の CO2 を回収・貯留すると定義されている（※GCCSI では現在のこの基準を見直し、
図 4 CCUS による CO2 削減（IEA 持続成長可能シナリオ）「商用運転」か否かで分類している）。
これら大規模のプロジェクトの多くは、回収した CO2
を EOR（石油増進回収）に利用している。また、CO2 排

14RITE Today 2021

研究活動概説 ● 企画調査グループ

出源は、CO2 回収が生産プロセスの一部となっている

3700 万トンの CO2 が恒久的に地下に貯留されたこと

天然ガス精製あるいは肥料、水素製造等が多くを占めてになる。さらに、建設中のプロジェクトも加味すると、年いる 。これらの運用 中の プロジ ェク トにより 、年間約間約 4,000 万トンの貯留量が見込まれる。

図 5 世界の大規模 CCS プロジェクトの状況

2.２． 課題の整理および今後の対応は幾つかあるが、次のように纏められる。まず、既存工世界で運用中の大規模 CCS プロジェクト（21 件）に程で CO2 を分離・回収している場合には、CCS を行う

おいて、プロジェクトの実施主体は、中国およびサウジアにあたり必要となる追加コストは、輸送、圧入に係る工

ラビアが国有企業であることを除けば、全て民間事業者

程への投資のみであり、比較的低コストで実施可能であである。これらの CCS プロジェクトが成立している要件

る。EOR が可能な場合は、EOR による収益および天然

15

RITE Today 2021

研究活動概説 ● 企画調査グループ

ガス生産による収益が確保できること、あるいは、補助

３. イノベーション創出のための国際連携

金、税額控除などのインセンティブ施策が十分である場

３.１． IPCC（気候変動に関する政府間パネル）

合も CCS プロジェクトは経済的に成立する。つまり、低IPCC は、人為起源による気候変化、影響、適応及びコストで実施可能であるケース、および EOR のような緩和方策に関し、科学的、技術的、社会経済学的な見地

収益が得られるケースについては、最初は着手しやすいから包括的な評価を行うことを目的として、1988 年に事例（Low-hanging fruits）からスタートしていると

国連環境計画（UNEP）と世界気象機関（WMO）により言える。

設立された。ここでは、地球温暖化に関する科学的知見

また、海外で構築されている CCS 導入のための制度を収集・評価し、温暖化予測（第 1 作業部会）、影響と適の枠組みは、民間事業者が実施することを前提として、

応（第 2 作業部会）、緩和策（第 3 作業部会）からなる報各種施策（補助金、税制優遇、債務保証、差額決済契約

告書の作成を行っている。

等）と共に、圧入後の長期的責任についての制度整備やIPCC では世界の科学者による論文や観測データ等

政府移管など、ビジネスモデルを構築するための環境整に基づき、推薦で選ばれた専門家が取りまとめを行って備を行っている。

おり、科学的分析に加え、社会経済への影響、気候変動

なお、CO2 の大量輸送については、パイプライン輸送を抑制する対策など多角的な検討が行われている。ま

と船輸送が考えられるが、船輸送については、液化設備

た、この成果は、各国の政策にも科学的根拠を与えるたの最適化などの技術開発要素が残っている。さらに、将め、ここからの報告書は国際交渉にも高い影響力を持つ

来大規模化によるコスト低減が期待できることから、早と考えられている。

い時期での検証が望ましい。

RITE では、緩和策（第 3 作業部会）の国内支援事務

また、将来の CO2 圧入量 1 億トン／年のためには、大局を担い、研究開発・調査と政策を結びつける役割を担

規模貯留地の確保が必要であり、現在、日本 CCS 調査っている（図 6）。IPCC では、2018 年から 2019 年に㈱による適地調査事業が行われている。これまでの調査かけて「1.5 度特別報告書」、「土地関係特別報告書」、の結果から、3D 探査実施エリアで約 70 億トン、2D 探「海洋・雪氷圏特別報告書」をそれぞれ公表し、さらに、査実施エリアで約 460 億トン（精査 30 億トン、概査

2022 年の完成を目指して「第 6 次評価報告書」の執筆

430 億トン）と評価され、圧入性能等の不確実性は残るやレビューに取り組んでいる。RITE はここでも、情報収

ものの、日本における CCS 候補地点の貯留可能量は、集・分析・報告・助言等を通じて支援を行っている。

十分あると評価されている。ただし、貯留適地選定のためには調査井掘削による圧入性能等の貯留層評価、さらに、排出源も含めた CCS 全体の経済性評価、安全性評価が必須となってくる。
CCS を推進していくには、最初は着手しやすい事例から始め、コスト低減を達成しつつ、CCS 事業化を随時本格化させていくシナリオは、現時点において、最も合理的な政策といえる。
その実現に向け、官民協力して実現性の高いロードマップの策定に早急に着手すると共に、具体的な進め方を示したアクションプランを作成し、それを官民で共有することが重要である。
図 6 IPCC 国内連絡会と RITE

16

RITE Today 2021

研究活動概説 ● 企画調査グループ

３.２． ISO（国際標準機関）
ISO は、各国の 165 標準化団体で構成される組織で

４. 人材育成と知財戦略、産学連携の推進
４.１. 人材育成

あり、国家間に共通な標準規格を提供し、世界貿易を促＜小中高校生＞地球温暖化問題に関する次世代への教進している。ISO の標準を使用することで、安全・信頼育が重要であり、RITE では、i）小中高生を対象に研究性が高く、質の高い製品・サービスの提供が可能である。

所施設を用いた校外学習の受け入れ、ii）職員等が教材・二酸化炭素回収・貯留（CCS）は、CO2 の大気中への機材とともに学校を訪問する出前授業要請への対応を

排出量削減効果が大きいこと等から、地球温暖化対策進めている。授業では RITE が取り組む研究の中からの重要な選択肢の一つであり、すでに諸外国では、多く

CCS 技術を取り上げ、地球温暖化メカニズムを知識との実証試験、商業規模での CCS 事業も実施され、国際して説明し、主要温暖化ガスである CO2 を地中に貯留し連携が進められるとともに、標準に関する枠組みが求めても粘土層（遮蔽層）によって漏洩の可能性が低いこと、られている。CCS の国際標準化によって、安全と環境面

さらに考察と意見交換を通じて理解を深めるといったで、国際的に合意された知見に沿っていることが保証さ

学習サイクルに基づく活動を実施している（図８）。

れるため、安全で適切な CCS の普及に貢献することが可能である。

ただ 2020 年は新型コロナウィルスの影響で１，2 月の 37 人に留まった（2019 年は 397 人）が、今後状況

RITE は、ISO/TC265（CO2 の回収、輸送、貯留）の国内審議団体であるとともに WG1（回収）の事務局をが改善され次第、授業やワークショップを再開することにしたい。

担当しており、CCS 分野における設計、建設、操業、環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 7）。
2020 年 12 月時点で、ISO/TC265 から CCS 分
野に係る規格類は 9 件出版されており、また 6 件を開発中である。開発中規格のうち、回収分野および貯留分
野の計 2 件は日本主導で開発を進めている。

図 8 RITE における人材育成（小中高生）＜大学・大学院生＞次代の研究や技術を支える人材育成の一環として大学・大学院との教育連携を進め、RITE 研究者の教授等への兼務を行うとともに、大学院生を中心とした若手人材の研究現場への受け入れを行
い、大学における教育と研究所における研究指導を展
図 7 ISO/TC265 の各ワーキングと国内支援体制と開している（図９）。例えば、奈良先端科学技術大学院大RITE

学バイオサイエンス領域の大学連携研究室を RITE に設置し、単なる技術開発だけでなく、グローバルな生産・消費システムの理解の上に、植物を原料とし、バイオマスを

17

RITE Today 2021

研究活動概説 ● 企画調査グループ

有効に利用した再生可能資源による循環型および低炭

う好循環を期待することができる。また、国際標準（本章

素社会実現を目指した研究と教育を進めている。

3.2 など）との連携など、標準を支えるために関連技術を利用可能とするための知財化という側面も期待されている。RITE では、こういった知財の持つ多様な機能に着目し、市場や他の研究開発動向なども踏まえつつ、
戦略的に知財化を推進している。

図 9 RITE における人材育成（大学・大学院生）
図１０ 知財戦略と産学連携の推進

４.２． 知財と産学連携
RITE は、研究開発、調査研究等で得られた成果につ

５. おわりにいて、特許、ノウハウ等の知的財産権を戦略的かつ効率2020 年は、我が国において、「2050 年カーボンニ

的に取得・管理し、さらに積極的な活用を行うことによュートラル」が宣言されたが、RITE が、「地球環境と経り、地球環境の保全に資する産業技術の進歩向上を図済の両立」を使命として設立されてから、30 周年となるることとしている。

節目の年である。

2020 年末時点で、RITE が保有する特許は、国内権2050 年にカーボンニュートラルを目指すためには、

利 106 件（うち企業にライセンス中 11 件）、外国権利「革新的環境イノベーション戦略」で示された革新的技術49 件（同、13 件）である。

を確立することが必要になり、RITE が長年技術開発を発明の認定、国内および外国への特許出願、審査請求、実施してきた CO2 の分離回収技術の開発・実証が不可

特許権維持等といった組織的知財経営を推進するため、欠であることから、RITE への期待が、益々大きくなって

RITE では「特許等審議委員会」を設置し、知財専門家をいると感じている。しかし、2050 年カーボンニュートラ

配した広報・産業連携チームによる運営を行なっている

ルを実現するのは、並大抵の努力では不可能であり、（図 10）。

RITE としても、社会実装を見据えて積極的に推進して学術研究全般の発展のため、早い段階での論文等発いくことが求められている。

表により、世界の公共財産としての知識を高めることに企画調査グループとして、国内外の政策や技術動向の加え、研究者の発明を特許により権利化し、チャレンジ

情報収集に積極的に努めていくとともに、研究グループ

意欲ある企業等に実施権を与えて産業化を加速するな

及びセンターとともに、2050 年に社会実装を目指し、ど研究機関として公益と産業化によるイノベーションに技術開発を積極的に推進していく。そして、社会実装がついて、バランスを取りながら研究開発推進が可能とな進展していけば、RITE の使命である「地球環境と経済る。

の両立」の達成に貢献していくことができると考えていさらに知財化は、企業等との連携機会を産み、適切なる。

情報管理と契約に基づき、さらなる知財を生み出すとい18

研究活動概説 ● 企画調査グループ

RITE Today 2021

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” (http://www.rite.or.jp/about/)
2） 革新的環境イノベーション戦略(https://www.kantei.go.jp/jp/singi/tougou-innovation/pdf/kankyousenryaku2020.pdf)3） ムーンショット型研究開発制度(https://www8.cao.go.jp/cstp/moonshot/p
roject.html#a4)
4） 第二百三回国会における菅内閣総理大臣所信表明演説(https://www.kantei.go.jp/jp/99_suga/statement/2020/1026shoshinhyomei.html)
5） 2050 年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略(https://www.cas.go.jp/jp/seisaku/seicho/
seichosenryakukaigi/dai6/)6） IEA, World Energy Outlook (2019)(https://www.iea.org/reports/worldenergy-outlook-2019)7） 令和元年度地球温暖化・資源循環対策等に資する調査委託費として、「我が国の CCS 導入のあり方に係る調査事業（ https://www.meti.go.jp/meti_lib/report/2
019FY/000145.pdf）
8） GCCSI（Global CCS Institute）(https://www.globalccsinstitute.com/)

19

RITE Today 2021

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（2020 年 12 月末）
グループリーダー・主席研究員
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

秋元 圭吾
友田 利正
山田 航也
和田 謙一
長島 美由紀本間 隆嗣
佐野 史典
小田 潤一郎
山川 浩延
金星 春夫 (企画調査ｸﾞﾙｰﾌﾟ兼務)

主任研究員
主任研究員
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

林
礼美
伏見 温子
中野 優子
大西 尚子
桝田 仁次
山本 清美
斎藤 美三子
北村 喜代美工藤 幸子

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、システム必要である。合成に用いた CO2 は燃焼時に再び放出さ的な分析を通して、地球温暖化やエネルギー対応に関すれるため、CO2 の回収には排出削減効果はない。CO2

る有用なる情報提供を国内外に行っている。本稿では、はあくまで水素の利便性を高めるため、水素輸送を媒介

脱炭素化に向けた対応戦略について、システム的な分析する役目となる。あくまでカーボンフリー水素エネルギ

等の研究成果を紹介する。

ーによる、化石エネルギーの代替効果によって、CO2 が削減されることとなる。ただ、その代替効果の CO2 排出

１. カーボンニュートラル実現に向けた CCU の役割

削減効果は、合成に利用された CO2 量と同値となる。

本号 RITE Today のビヨンド EXPO 記事において、また、合成燃料に用いる CO2 は、どこから回収された

カーボンニュートラル実現の対策の方向性について記載

CO2 であっても原理的には差異がなく、化石燃料燃焼するとともに、負排出を実現する、大気中 CO2 直接回に伴って排出される CO2 を回収して利用しても差異は収・貯留（DACCS）の役割について紹介した。ここでは、ない。ただし、化石燃料燃焼 CO2 回収の場合は、別途、

カーボンニュートラル実現における CO2 回収・利用

化石燃料燃焼は行われるため、グロスでの排出ゼロは実（CCU）の役割について、世界エネルギー・温暖化対策評

現できない。そして、ネットでゼロ排出を実現するには、

価モデル DNE21+による分析を含め紹介する。

その化石燃料燃焼による CO2 排出をキャンセルするた１.1. CCU の概要と留意点

めに、別途、負排出技術（NETs）が世界のどこかで行わ

CCU には、石油増進回収（CO2 を地中に圧入し石油れる必要がある。よって、合成燃料用の CO2 は DAC もを増進回収する）など CO2 地中貯留の１つとしての CO2

しくはバイオエネルギーからの CO2 排出回収に限定する

利用の他、燃料利用、化学品利用、鉱物化の促進などが必要があるとの指摘もある。しかし、原理的に差異がなある。なお、CO2 は、エネルギー準位が低く安定的であいので、全体システムにおける経済合理性の中で評価する。エネルギーや化学品利用する場合には、水素等の合る必要がある。CCU の評価は難しく、過大、過小の両方成によってエネルギーを追加する必要がある。一方、セの評価が見受けられ、実態を踏まえつつ、全体システム

メントにおける鉱物化の促進などにおいては、その反応での、より良い評価を試みることが重要である。

において水素等のエネルギー投入は不要である。
例えば、燃料利用の場合は、その効果について注意が20

RITE Today 2021

研究活動概説 ● システム研究グループ

１.2. 世界モデルによる合成燃料(CCU の代表例）の役
割の評価
世界エネルギーシステム・温暖化対策評価モデル
DNE21+による世界全体のカーボンニュートラルの対策の分析例について示す。DNE21+は 500 程度の技

表１ モデル分析のシナリオ
シナリオ名

世界排出シナリオ【供給側】再エネコスト（太陽光発電コスト）【需要側】シェアモビ
リティ進展（完全自動運転車実現）【負排出技術】大気CO2直接回収技術
（DAC）

2DS_1

２℃未満（>50%）：IEA ETP2017の[2DS]相当

標準

想定せず

想定せず

2DS_2
2DS_3

B2DS_2

術を具体的に考慮しており、世界を 54 地域に分割し、B2DS_32100 年までの期間を分析できる。ここでは、特にシス

B1.5D_3_DAC

テム的な分析が重要と考えられる合成燃料について分析結果を紹介する。合成メタン、合成石油の詳細な評価
は、それぞれ参考文献 1)、2)を参照されたい。参考文献
1)では、各国間の排出削減目標の限界削減費用に差異

低コスト（中東・
北中心に）シェアモビリティ進展（完全自動運転車実
現）２℃未満（>66%）：
IEA ETP2017の[B2DS]相当

低コスト（中東・
北
中心
に）

想定せず

想定せず

2100年1.5℃未満（>66%）：気温のオーバーシュート有

低コスト（中東・
北中心に）シェアモビリティ進展（完全自動運転車実現）

シェアモビリティ進展（完全自動運転車実
現）
DAC実現（コスト低位）【DAC想定無しの場合、1.5℃は実行可能解無】

注）①太陽光発電コストについては、標準シナリオで 2050 年に 60$/MWh 以下が太陽光発電の世界全体のポテンシャルの 6%程度、60～80$/MWh が 24%程度。コスト低減シナリオでは、30$/MWh 以下が全ポテンシャルの 15%程度、30～40$/MWhが 14%程度のコスト分布を想定。②完全自動運転車実現シナリオでは、完全自動運転車
が 2030 年以降実現すると想定し、それによって、ライドシェア、カーシェアリングが進展すると想定。③DAC の必要エネルギーは 2050 年時点で 4.7 GJ/tCO2 を想定が大きい場合、限界削減費用が相対的に小さい国でメ

-1000
-2000
-2000
-3000

2050

2050

合（2DS_1 シナリオ）、石炭・褐炭＋CCS からの水素製

3.0ナリオ）は、太陽光からの水素製造（グリーン水素）が主

2.0

CO2利用量 [GtCO2/yr]2.5など、水素の直接的な利用も多く見られるが、合成メタ

2100

2100

DAC

B2DS_3

2100

2100年

2050年
2DS

造（ブルー水素）が、コスト低位の場合（2DS_1 以外のシ

鋼部門における水素直接還元製鉄、運輸部門での利用

2DS_3 B2DS_2 B2DS_3

水電気分解(電力系統)
水電気分解(風力発電、系統接続なし)
水電気分解(電力系統)
水電気分解(太陽光発電、系統接続なし)
水電気分解(風力発電、系統接続なし)
バイオマスガス化
水電気分解(太陽光発電、系統接続なし)
ガス改質
バイオマスガス化
石炭・褐炭ガス化
ガス改質
石油化学(正味出力)
石炭ガス化
石油精製(正味出力)
石油化学(正味出力)
発電
需要石油精製(正味出力)
鉄鋼
発電
セメント
鉄鋼
その他産業
セメント
乗用車
その他産業
バス
乗用車
トラック
バス
国際海運
トラック
航空
国際海運
民生
航空
合成メタン(メタネーション)
民生
合成石油(ガソリン、ジェット燃料、軽油)
合成メタン(メタネーション)
メタノール合成(化学品CCU)
合成石油(ガソリン、ジェット燃料、軽油)
DAC
メタノール合成(化学品CCU)

図１ 世界の水素の需給バランス用について示す。太陽光発電のコスト低減が標準的な場たる製造方法となっている。利用については、発電、鉄

2DS_2

SSP2-B2DS_3
B1.5D_3_DAC(LC)

2050

2DS_3
SSP2-2DS_3

2DS_3 B2DS_2 B2DS_3 2DS_1

B2DS_2SSP2-B2DS_2

図 1 に合成燃料のエネルギー源となる水素の製造、利

2DS_2

SSP2-2DS_2
2DS_2

2DS_1

SSP2-2DS_1
2DS_1

需要
B2DS_3

-3000
-3000
-4000
-4000
-4000
-5000
-5000
-5000

SSP2-B2DS_3
B1.5D_3_DAC(LC)

表１はモデル分析の想定シナリオである。

供給
B1.5D 供給

0

B2DS_2SSP2-B2DS_2

オについて分析した結果のみを示す。

2DS

00
-1000

2DS_3
SSP2-2DS_3

る、合成燃料にはやや保守的な結果となりやすいシナリ

B1.5D

2000
2000
1000

1000
1000

示している。ここでは、世界の限界削減費用が均等化す

B2DS

3000
3000
2000

2DS_2
SSP2-2DS_2

め、特に合成メタンの経済性が大きくなりやすいことを

2100年 B2DS

2050年
2DS

4000
3000
4000

SSP2-2DS_1
2DS_1

を輸出して利用することが経済合理的な対応となるた

5000
5000
4000
5000

水素供給、利用量
水素供給、利用量[Mtoe/yr][Mtoe/yr]
水素供給、利用量 [Mtoe/yr]

タネーション製造を行い、相対的に高い国に合成メタン

B2DS

B1.5D

2DS

B2DS

B1.5D

合成メタン(メタネー
1.5

ション)
合成石油(ガソリン、
ジェット燃料、軽油)

1.0

0.5

ン、合成石油といった回収 CO2 を用いた合成燃料利用

成燃料の CO2 利用量を示す。この量は、合成燃料（カー2050

B2DS_3

B1.5D_3_DAC(LC)

2DS_3

B2DS_2

2DS_2

2DS_1

B1.5D_3_DAC(LC)B2DS_3

B2DS_2

2DS_3

2DS_2

2DS_1

0.0

も経済合理的な対策と評価される。図２には、世界の合2100

図２ 世界の合成燃料 CCU 利用

ボンフリー水素）利用による、化石燃料代替による CO2削減効果とも合致する。なお、合成燃料用に利用される
CO2 は、DAC を想定した 1.5℃シナリオでも、DAC や
バイオマス燃焼からの CO2 回収に限定されず、化石燃
料燃焼の回収 CO2 が主に利用される結果となっている。

合成メタンの利用は、都市ガスでの利用によって、既存インフラおよびガス機器を活用しつつ、カーボンニュ
ートラル実現に寄与することとなる。また、合成石油についても、道路交通部門において既存インフラやハイブ
リッド車等を含む既存技術を活用しつつ、カーボンニュ
ートラル実現を可能とする。また、航空、海運、産業など
で、電気や水素への代替が難しい対策にも有効となる。

21

RITE Today 2021

研究活動概説 ● システム研究グループ

CCU としての合成燃料は、水素供給と一体的に評価す

関表 GTAP に基づく産業連関構造を明示してモデル化る必要があり、評価が容易ではないが、これらのシステしている。貿易に関しては、輸入財と国内財の代替性をム分析からも、カーボンニュートラル実現の重要な１ピー

考慮したアーミントン構造を定式化している。

スとなり得ることがわかる。

本研究では鉄鋼製品を事例に取り上げ、国境調整として 2 種類の関税方法を想定し、複数ケースのもとで経済

2. 世界エネルギー経済モデルを用いた国境炭素調整の影響および CO2 排出量を示す。

導入による影響分析① BCA 関税

2.1. 国境炭素調整に関する背景

一般的に BCA 関税は、輸入品に対して、その生産国

2050 年までにネットゼロ・エミッションを達成するとの当該製品に体化された CO2 重量の平均値に応じて税いう目標が世界各国で掲げられている。ある国・地域の率が決定される。この場合、同一製品内の異質性は考慮

温室効果ガスの削減費用負担が他の国・地域よりも大きされていない。

くなると、当該国・地域のエネルギー多消費産業の国際② CSTR （Cooperative Sectoral Tariff Reduction）

競争力に影響を与えるとともに、CO2 排出量が他の国・関税地域にリーケージ（国内製品の海外製品による代替およ

CSTR 関税とは、より CO2 の排出低減を促すため、

び生産拠点の海外移転）する可能性がある。これに対処

同一製品内の異質性を考慮して、製品の原単位に基づするためのオプションの一つとして国境炭素調整

いて税率を決定するものである（参考文献 5 を参照）。

(BCA: Border Carbon Adjustment）が議論され

ただし、各国内の鉄鋼生産のエネルギー原単位の分布をている。一般的に BCA は排出削減努力が不十分である

推計することは相当な困難が伴うため、本分析では仮想

国からの輸入品に対して国内産品と同等の負担を課す的に以下の通り想定した。鉄鋼製品を、エネルギー原単国境措置である。

位に対応した 3 種類の仮想的な製品グループ（世界共通）

2019 年 12 月に欧州委員長のフォン・デア・ライエンに 分 類 し 、 原 単 位 に 関 し て 、 Good (0.10[GJ/$]),

氏は 2050 年までに温室効果ガス排出量を実質ゼロとMiddle (0.80), Poor (1.50) を想 定 し た（ 以 下、する目標を含む「The European Green Deal」3)をGood, Mid., Poor と記す）。その上で、国・地域毎の平発表した。その中で BCA に関するロードマップを示し、均原単位に合致するようにそれぞれのグループに属す

2020 年 7 月の欧州首脳会議で 2021 年前半に制度る比率を想定した。

設計を終了し、2023 年の初頭までに導入するというこ

輸入財と国内財については、参考文献 6-7)を参考に、とが同意された。一方、BCA は世界貿易機関（WTO）ル

標準ケースの代替弾力性（δ）を 1.5 と想定した CES 型

ールとの整合性や各財の炭素含有量の推計および税率関数を用いて、輸入財と国内財の需要に関する代替性の調整などの課題がある。

を想定した。製品グループ間の需要については、代替弾力性 2.0 を想定した。

2.2. 分析の方法

本研究の分析ケースを表 2 に示す。本研究では、日米

そこで、本研究では RITE で従来から開発してきた世EU が協調して国内排出削減対策を実施する一方、それ界エネルギー経済モデル DEARS4)を用いて BCA の影

以外の国については排出削減対策がなされない、と簡響について分析を行った。DEARS は世界全体の消費略化した仮想的な想定を行った上で、国境炭素措置やそ

効用最大化を目的関数としたトップダウン型経済モジュれに対抗した報復措置による影響を分析した。炭素関税ール（一般均衡型）と簡略化されたボトムアップ型エネルの課税方法については前述の 2 種類を想定し、最も原

ギーシステムモジュールの統合モデルである。経済モジ

単位の優れた製品グループへの減免による影響も検討

ュールでは、非エネルギー16 産業を想定し、国際産業連

した。

22

した。報復措置はさまざまな方法が考えられるものの、(8) TRI-CSTR-G-R(6) TRI-CSTR-R

上昇した価格が輸出時に相殺される輸出リベートも考慮(5) TRI-CSTR

象は電気・熱配分後排出量とした。また、国内対策により(4) TRI-BCA-R

は政府消費（一般会計）に用いられると想定した。課税対(3) TRI-BCA（2019 年 7 月）を参照し 32$/tCO2 を想定し、税収

8%
6%
4%
2%
0%
-2%
(1) TRI

炭素リーケージ率(%)

炭 素 価 格 ・ 炭 素 関 税 は 、 EU-ETS の EUA 価 格(7) TRI-CSTR-G

RITE Today 2021

研究活動概説 ● システム研究グループ

ここでは報復関税として炭素関税と同率を、同じ鉄鋼製

図 4 炭素リーケージ率（2020 年）品に対して課されると想定した。本研究におけるベース

注：日米 EU のベースライン比 CO2 削減量（鉄鋼製品）に対ライン（特段の温暖化政策を考慮しないケース）の社会する、その他地域の CO2 増加量

経済シナリオは、中位シナリオ SSP2 を想定した（参考
BCA、CSTR ともに原単位の優れた製品（Good）へ

文献 8）参照）。

の生産シフトを促すと推計されるが、課税方式による違

表 2 モデル分析のケース

ケース名

国内の削

炭素関税

Good 最

報復関税

減対策を

の方法

優遇[課

[その他

実施地域

[日米 EU

税ゼロ]

地域が実

が実施]

(-G)

施]
(-R)

(1) TRI

日米 EU

×

×

×

(2) WLD

全地域

×

×

×

(3) TRI-BCA

日米 EU

BCA

×

×

(4) TRI-BCA-R

日米 EU

BCA

×

〇

(5) TRI-CSTR

日米 EU

CSTR

×

×

(6) TRI-CSTR-R

日米 EU

CSTR

×

〇

(7) TRI-CSTR-G

日米 EU

CSTR

〇

×

(8) TRI-CSTR-G-R

日米 EU

CSTR

〇

〇

いの影響は大きくない。そして、世界全体の CO2 削減効
果に関しても、図 4 の例えばケース（3）とケース（5）の比較から課税方式の違いによる差異も大きくない。むしろ Good 製品への減免措置は、Good への生産シフト
に対する効果は大きいが、世界全体の排出削減効果は劣る。

(2) 報復による影響
日米 EU の国境調整措置に対抗して、その他地域で実2.3. 分析結果

施される報復ケースでは、報復無しのケースと比べその(1) 国境炭素調整の課税方式による影響
日米 EU が実施する BCA（ケース 3 及び 4）と CSTR
（ケース 5～8）は、ケース（1）比でそれぞれ鉄鋼・生産額
計がプラスに転じていることから、いずれの課税方式も
日米 EU の国際競争力低下を軽減する（図 3）。また、炭他地域における日米 EU からの輸入価格が相対的に悪化するため、日米 EU からその他地域へ生産がシフトする（図 5）。また、報復関税により日米 EU の国際競争力は低下し、リーケージは悪化する（図 4）。ただし、世界全体の排出量への影響も非常に小さいと推計された。

Mid. & Poor_日米EU-0.5

Good_日米EU(7)
TRI-CSTR-G(5)
TRI-CSTR

-1.0

生産額計

図 3 国境調整による鉄鋼・生産量への影響（2020 年）(6)
TRI-CSTR-R

Good_その他
0.0

0.80
0.60
Mid.0.40& Poor_その他
0.20
Good_その他
0.00
Mid.-0.20& Poor_日米EU
-0.40
-0.60
Good_日米EU
-0.80
生産量合計
(10Billion$, (5)TRI-CSTR比)

0.5

0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
-0.20
-0.40
-0.60
-0.80
(4)
TRI-BCA-R

Mid. & Poor_その他(3)
TRI-BCA(10Billion$, (1)TRI比)

鉄鋼・生産量の変化

1.0

鉄鋼・生産量の変化する効果がみられる（図 4）。

(10Billion$, (3)TRI-BCA比)

ケース（1）比でみると、それぞれ炭素リーケージを縮小

鉄鋼・生産量の変化

素リーケージに関し、BCA 及び CSTR を導入した場合、Mid. & Poor_その他
Good_その他

Mid. & Poor_日米EU
Good_日米EU
生産量合計

図 5 報復関税による鉄鋼・生産量への影響（2020 年）(3) 国際協調による影響
世界が排出削減に協調して、その他地域を含めて鉄鋼製品の国内生産の全てに同率の炭素価格が課される

23

RITE Today 2021

2.00

Mid. & Poor_その他

1.00

Good_その他

0.00

Mid. & Poor_日米EU-1.00

Good_日米EU

-2.00

生産量合計

-3.00

(2)
WLD

鉄鋼・生産量の変化(10Billion$, (3)TRI-BCA比)

図 6 国際協調による鉄鋼・生産量への影響（2020 年）

EU(7) TRI-CSTR-G(6) TRI-CSTR-R(5) TRI-CSTR(3) TRI-BCA(4) TRI-BCA-R

米国(8) TRI-CSTR-G-R

3.00

日本

(2) WLD

生産が増加する（図 6）。

1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
-1.0

(1) TRI

域の Mid と Poor の生産が減少する一方、日米 EU の生産量の変化と想定したケース(2)では、ケース(1)に比べその他地(10Billion$,ベースライン比)研究活動概説 ● システム研究グループ

図 7 日米 EU 地域別の鉄鋼・生産量の変化（2020 年）(5) 国内財と輸入財の代替弾力性に関する感度分析
国内財と輸入財の代替弾力性が大きい高位想定（δ
＝2.8）の場合 10)、ケース(1)では、その他地域への移行が大きくなるために、標準想定（δ＝1.5）よりも炭素リーケージ率は増加する（図 8）。また、国境調整措置によ

国境調

(6)
TRI-CSTR-R

国境調整措置＋報復

整無鋼それぞれの原単位は優れているが 9)、転炉鋼・電炉鋼
を区別しない枠組みでは、日本の優位性は適切に反映

国境調整措置(8)
TRI-CSTR-G-R

以下の 2 つが考えられる。第一に、日本は転炉鋼、電炉(4)
TRI-BCA-R

相対的に大きく米国では小さい（図 7）。その要因として

δ＝2.8
(7)
TRI-CSTR-G

地域への影響は異なり、報復による悪影響は日本では

δ＝1.5

(5)
TRI-CSTR

高い（図 5）。そのような状況下において、日米 EU の各

20%
15%
10%
5%
0%
-5%
(3)
TRI-BCAどのその他地域は報復措置を実施するインセンティブが準想定よりもリーケージ率は増加する。

(1)
TRI

日米 EU が国境調整措置を実施した場合には、中国なるリーケージ縮小の効果はあるが、報復措置によって標炭素リーケージ率(%)(4) 地域別影響の比較

図 8 代替弾力性による炭素リーケージへの影響（2020 年）

されず、炭素価格・関税が課せられた際の鉄鋼製品の価格の上昇率は「日本（転炉鋼比率が高い）＞EU＞米国

2.4. まとめ（電炉鋼比率が高い）」の順になると推計されるためであ

製品平均の原単位に基づく一般的な BCA 関税と各製る。第二に、鉄鋼製品の輸出入比も国境調整措置・報復品の原単位に基づく CSTR 関税の 2 種類の関税方式措置による地域別影響の違いの要因となる。2020 年

は、国内削減策による国際競争力低下を軽減し、CO2 リ

ベースラインにおける鉄鋼製品の輸入量に対する輸出量

ーケージを縮小させる効果がみられ、両方式による違いの比率は、日本 5.0、米国 0.9、EU2.0、中国 1.5 と推はほとんどないと推計された。一方、報復措置により日計される。日本の輸出量比は非常に大きく、国境措置に

米 EU の国際競争力は低下し、世界全体の排出量への影

よるメリットが小さいため報復措置による悪影響が大き

響は非常に小さいものの炭素リーケージが悪化するといことが示唆される。

推計された。

一方、米国では輸入比率が高いので国境措置によるこの枠組みのもとでは、国境調整を導入するインセンテ

メリットが大きく、報復措置による悪影響も小さい。また、

ィブは、国・地域の生産構造や貿易構造によって異なる

転炉鋼・電炉鋼を区別しない枠組みのもとでは、電炉比ことが示唆された。

率が高い米国は原単位が優れて算出される。よって、こ本研究の今後の課題として、鉄鋼製品に関しては転炉の枠組みでは米国では報復を想定したとしても国境調鋼・電炉鋼の区分の拡張や、その他のエネルギー多消費

整措置を実施するインセンティブが高い。

財や主要な貿易財への拡張を検討することが重要と考
えられる。

24

RITE Today 2021

研究活動概説 ● システム研究グループ

３. 技術革新・社会変化による低エネルギー需要社会の研究事業（EDITS）の概要

例えば、ICT の進展は、モビリティに大きな影響を及ぼ す 可 能 性 が あ る 。 Connected; Autonomous;

RITE は、2020 年度に経済産業省からの委託事業

Service & Shared; Electric (CASE)と呼ばれる「技術革新によるエネルギー需要変化に関するモデル比

変化が起こっている。自家用車の稼働率は 4～5%程度

較国際連携事業」、通称、EDITS（Energy Demand changesと推計され、多くの時間、自家用車は活用されていない。

Induced by Technological and Social innovations） を受託

しかし完全自動運転車が実現すれば、ライドシェアリング、し、国際的な研究協力の下での研究を開始した。

カーシェアリングとなっても利便性を大きくは損なわず、

3.1. 背景

また稼働率の上昇によってより安価な費用で利用可能

我々は、エネルギーを消費したいがためにエネルギーとなり得る。ライドシェアリングは直接的に自動車のエネを使っているわけではない。サービスを享受したいがた

ルギー消費を低減し、カーシェアリングは自動車の台数めに、そこに体化されたエネルギーを消費している。そしを減らし、鉄やプラスチックなどの素材の利用を低減すて、そのサービスを得るために、特に最終需要に近いとるとともに、その製造において必要なエネルギー消費をころで多くのエネルギーが無駄に使われている（図 9）。

低下し得る。それにより SDGs の同時達成に寄与し得る。

最終的に必要なサービスのためのエネルギーは、一次自動車に限らず、アパレル、食料システムなど、多くにエネルギー消費全体の 5%前後とされている。しかし、おいて過剰な生産がなされており、それらも ICT の進

我々の利便性を阻害する「隠れた費用」を含めると、多く展により削減できる可能性がある。直接的にエネルギーが合理性を有しているため、社会のエネルギー需給がこを低減するだけではなく、サービス、製品に体化されたのような形で成り立っていた。ところが、技術進展ととエネルギーを低減することで、社会全体のエネルギー需もに変わりつつある。例えば、人がいないときの照明は要の抑制をはかることが重要と考えられる。

自動消灯も実用化してきたし、エアコンも人のいるとこ

一方、ICT により、データセンターでのエネルギー消ろを集中的に冷やすことが可能となり、サービスの低下

費の増大や、その他、様々なリバウンド効果も考えられを抑えつつ省エネにつながった。一方、社会システムとしるため、行動変化も含めた総合的な分析が求められる。

てはまだまだ無駄が多い。
情報通信技術（ICT）の技術進展は、最終エネルギー

3.2. EDITS の概要

需要側の社会イノベーションを誘発するポテンシャルがこのような背景の中、EDITS 事業では、以下のようなあり、①独立した技術から技術間の接続へ、②所有から内容の研究を開始したところである。

利用へ、③シェアリングエコノミー、サーキュラーエコノミ•

ーの誘発 につながる可能性がある。

研究コミュニティの構築: 需要側に焦点を当てた、新しいデータ、新しい概念、方法論、および政策分析の共有を通じて、研究と政策分析に対する相互作用を

高温熱
照明

通したより良い理解の促進

低温熱
その他

•

発電
運輸

最先端の需要側モデルの改良: 方法論やモデルの平均相互比較、学問領域、部門、環境分野を超えた、概念、方法論の共有により、環境および気候政策分析の需サービスエネルギー

一次エネルギー

最終エネルギー

有効エネルギー

要側モデルの更なる改良を実施

サービスエネルギー

図 9 世界における各エネルギー利用段階でのエネルギー
消費量 （一次エネルギー消費量を 100%としたとき）11)•

モデル相互比較分析: 特に、デジタル化、シェアリン
グエコノミー、SDGs と気候目標の統合による相乗効果を有する政策デザイン等に焦点を当てながら、需要側の政策による、SDGs に対するシナジーとト25

研究活動概説 ● システム研究グループ

RITE Today 2021

レードオフ、潜在的な影響、障壁を評価する、モデル
分析やシミュレーションを実施
国内外の多くの研究機関、研究者が協力して、この重要かつ難しい分析課題に取り組むこととしており、RITE および国際応用システム分析研究所（IIASA）が中心となり、東京大、大阪大、米ローレンス・バークレー
国立研究所（LBNL）、米スタンフォード大、米ウィスコン
シン大、中国清華大の他、韓国、イタリア、ドイツ、タイ、ブラジルなどの研究機関、大学などと連携している。

参考文献
1） 佐野 他、エネルギー・資源学会論文誌、42(1)、2021
2） 金星 他、第 37 回エネルギーシステム・経済・環境コン
ファレンス、2021
3） European Commission, The European
green deal
4） Homma, T., and Akimoto, K., Energy Policy
62, 2013
5） Banks, G.D. and Fitzgerald, Climatic
Change, 162, 2020
6） MIT, EPPA Model Structure7） 日経センター、日本経済研究センターの一般均衡モデ
ル JCER-CGE による分析、2009
8） O’Neill, B.C., et al., Climatic Change 122,
20149） Oda, J., et al, Energy Policy, 44, 201210） Global Trade Analysis Project (GTAP)
11） Global Energy Assessment, 2012

26

RITE Today 2021

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（2020 年 12 月末）
グループリーダー・
主席研究員
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

乾
将行
寺本 陽彦
平賀 和三
寺崎 肇
宮本 正人
田中 裕也
須田 雅子
北出 幸広
豊田 晃一
加藤 直人
長谷川 智
渡邉 彰
小暮 高久

主任研究員
久保田 健
主任研究員
大島 俊宏
主任研究員
生出 伸一
研究員
清水 哲
研究員
原
知明
研究員
肥後 明佳
研究員 THERESIA Natalia Maria
研究員
柏木 紀賢
研究員
小林 淳平
研究員
橋本 龍馬
研究員
猿谷 直紀
研究員
野嵜 裕貴
研究助手
渡邊 淳子
研究助手
池永 由布子

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

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
森 佳代子
岩島 素巳
吉田 佳世
岡田 亜弥
岸 紀美代

持続可能な社会の実現を目指したバイオリファイナリー技術の開発
1. はじめに新型コロナウイルス感染症の世界的な大流行が、経済社会活動に多大な影響を与えている。一方、地球温暖化

2030年、約1.7兆ドル

や海洋プラスチックなどの環境問題は依然として深刻化している。こういった状況の下、バイオエコノミーの推進
は、感染症収束後の経済回復、および環境問題の解決に向け、益々重要性が高まっている。
バイオエコノミーとは、バイオテクノロジーや再生可能

製造業
39%

農林水産
36%

健康・医療
25%

な生物資源等を利活用して、地球規模での課題を解決しながら、持続的で、再生可能性のある循環型の経済社会の拡大を図るというコンセプトである（図 1）。

出典：The Bioeconomy to 2030. OECD(2009)、NEDO作成資料より

図 2 バイオエコノミー市場予測
再生可能資源
原料・バイオマス

バイオリファイナリー

農業技術

経済協力開発機構（OECD）によると、「2030 年バイ
オ市場は加盟国全体で約 190 兆円規模に拡大、製造業

農業・林業
リサイクル

化学品、医薬品
エネルギー、食品分野は約 4 割に達する」と予測(図 2）されており、全産業がバイオ化するともいわれている。
そのような情勢の中、政府は、「2030 年に世界最先

CO2吸収

CO2、廃棄物

端のバイオエコノミー社会を実現」することを⽬標とする
消費

総合的な政策パッケージとして、2019 年 6 月に、「バイオ戦略 2019」 を策定。これを毎年更新しながら推進

BioValeの資料を参考にRITEで作成

図 1 バイオエコノミーのコンセプト

することとしており、2020 年 6 月に、「バイオ戦略
2020（基盤的施策）」を、2021 年 1 月に「バイオ戦略２

27

RITE Today 2021

研究活動概説 ● バイオ研究グループ

０２０（市場領域施策確定版）」を公表した。

画を策定した（図 3）。GMBM は、2021 年から開始さ当グループでは、微生物を利用して、このバイオエコノ

れる予定である。それらに伴い、バイオジェット燃料は、

ミーの中核技術であるバイオリファイナリー技術、即ち再主として欧米で年々普及が進んでおり、調理用廃油など

生可能資源（バイオマス）を原料としてバイオ燃料やグリを利用したサステナブルな航空燃料（SAF）として商業

ーン化学品を製造する技術の開発を進めている。

飛行が継続されている。

本項では、まず、バイオ燃料やバイオプラスチック（汎用プラスチック代替）について概況を紹介する。

当グループでも、バイオ燃料に関する研究開発を行っており、日本航空株式会社（JAL）が主催するプロジェク
トでは、国産バイオジェット燃料の製造に国内で初めてバイオ燃料

成功し、国内線定期便に搭載された（第４章１節参照）。

バイオ燃料の代表格であるバイオエタノールは、米国

また、石油系燃料への混合比率の制限をなくしそのまではトウモロコシ、ブラジルではサトウキビを原料として

まジェット燃料に利用できるグリーンジェット燃料の研生産され、ガソリンに 10〜25%ほど混合されて自動車

究開発も行っている（第４章１節参照）。

用燃料として供給されている。最大の生産・消費国である米国では、米国エネルギー情報局（EIA）によれば、2019 年 158 億ガロン（5,981 万 kL）のバイオエタノー ル が 生 産 さ れ た 。 OECD-FAO の 「 Agricultural
Outlook 2020-2029」によれば、2019 年は 1.29

航空機からのCO2排出量（百万トン）
3500

対策しなかった場合のCO2排出量

2500
2000

1500

18億トン～

グリーンジェット
燃料の導入

1000

半分を米国が占めたことになる。この割合は、ここ数年

02000 2005 2010

原料が食料資源と競合しない第 2 世代バイオ燃料で航空機の燃費改善
運行方法の改善3000

億 kL のバイオエタノールが世界で生産されており、その変わっていない。

航空機からのCO2排出量予測

排出権取引

500
2020

2030

2040

2050

ICAO目標8億トン弱

3億トン
IATA目標ICAO：国際民間航空機関
参照）ICAO Environmental Report 2016 IATA： 国際航空運送協会＜ICAO 予測＞
2050年の航空分野からのCO2排出量は少なくとも18億トンに達する＜ICAO目標＞
航空分野からのCO2
排出量を2020年以降増やさない＜IATA目標＞
航空分野からのCO2
排出量を2050年に2005年時点の50％まで削減。

図 3 航空機からの CO2 排出量削減対策

あるセルロースエタノールは、トウモロコシ等の農業残渣を原料として生産される。米国再生可能燃料基準（RFS）

船舶燃料に関しては、一般財団法人日本船舶技術研によるセルロース系原料からのバイオ燃料の 2020 年

究協会（JSTRA）等が連携して設立した、日本の国際海生産見込み（米国環境保護庁（EPA）、2020 年 3 月改

運 GHG（温室効果ガス）ゼロエミッションプロジャクトに訂）は、5.9 億ガロン（約 223 万 kL）である。これはおいて、2050 年ゼロエミッション目標に向けて、次世

2007 年に定められた RFS 目標値の 5.6%余りにと代の低炭素燃料（バイオ水素等）への代替などのイノベー

どまっており、今後、商用化の加速が求められている。

ションの推進など、ゼロエミッション実現に向けた取り組

RITE では、セルロース系バイオマスを効率的に利用でみの加速を図るロードマップを策定している。

きるバイオプロセスを開発している（第２章参照）。
航空燃料に関しては、国際民間航空機関（ICAO）が、バイオプラスチック（汎用プラスチック代替）

2010 年総会において、2020 年以降温暖化ガスの総温室効果ガス削減に対応した化石資源に依存しない

排出量を増加させないこと等を決定した。また、2016

プラスチックの普及・汎用化が停滞していることや、海洋年の総会で、2020 年以降に市場メカニズムを活用した

プラスチックごみによる環境汚染等が重大な世界的課

温室効果ガス削減制度（ GMBM: Global Market-

題となっていることから、再生可能資源であるバイオマ

Based Measures）を導入すると決定した。それに基スを原料としたバイオプラスチックや生分解プラスチッ

づき国際航空運送協会（IATA）は、バイオジェット燃料

クに大きな期待が寄せられている。

の使用、排出権取引の活用などによる具体的な行動計「バイオ戦略 2020」では、バイオ戦略 2019 で示さ

28

RITE Today 2021

研究活動概説 ● バイオ研究グループ

れた 9 つの市場領域の 1 つである「バイオプラスチック

RITE Bioprocess®
反応槽に微生物を高密度充填し発酵（汎用プラスチック代替）」についても、歩みを止めること

特許

C5, C6 糖

なく、遅滞なく推進することが重要とされている。

混合糖の完全同時利用
発酵阻害物質に対する高耐性

当グループは、国立研究開発法人新エネルギー・産業

バイオ燃料
グリーン化学品

技術総合開発機構（NEDO）のムーンショット型研究開
発事業プロジェクト（非可食性バイオマスを原料とした海増殖非依存型バイオプロセス■ 高収率、高生産■ シンプルなシステム

JP3869788
JP4451393
US7368268
EP1647594
JP4712716
US8604180
DE602004026192.0

FR1647594
JP4927297
US7598063
JP4294373

従来の発酵法微生物が増殖しながら物質を生産

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）に参画し、「非可食バイオマスを原料としたバイオモノマ
増殖

増殖依存型バイオプロセス■生産（反応）時間は微生物の増殖に依存■細胞増殖による炭素損失

ー生産とポリマー分解酵素の開発」に取り組むこととし
図 5 「RITE Bioprocess®」の特長①ている。

（増殖非依存型バイオプロセス）

https://www.rite.or.jp/bio/info/20200928
MoonshotResearchandDevelopmentProgra

高効率化の鍵は、微生物の増殖を抑制した状態で化

m.pdf

合物を生産させるという、増殖非依存型バイオプロセスにあり、増殖に必要な栄養やエネルギーが不要となる。

2. バイオ研究グループのコア技術

これにより、微生物細胞を極めて効率的に利用すること

当グループでは、新しい技術コンセプトに基づく革新®

的バイオプロセス「RITE Bioprocess 」を確立し、バイが可能で、通常の化学プロセスと同等以上の高い生産性を備えたバイオプロセスを実現させることに成功した。

オ燃料や、アミノ酸・芳香族化合物を始めとしたグリーン
化学品を、高効率で製造する技術開発に大きな成果を上げ、国内外から高い評価を得ている（図 4）。

特長② C５&C６糖類の完全同時利用
セルロース系バイオマスは、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

バイオ燃料
グリーン化学品

RITE Bioprocess®

非可食バイオマス(増殖非依存型バイオプロセス)構成されるため、微生物バイオ燃料の効率的な生産には、

前処理
糖化

C５糖と C６糖の同時利用が不可欠である。しかしなが
回収
精製

代謝設計

O

OH

HO

O

ら、野生のコリネ型細菌は、グルコース（C６糖）に比べ、OH
OH

スマートセル(コリネ型細菌)

OH

NH2

増殖せずに物質生産が可能
・混合糖完全同時利用
・発酵阻害物質耐性・高生産性

図 4 「RITE Bioprocess®」を利用した
バイオリファイナリーの概念

キシロース（C５糖）、アラビノース（C５糖）の利用速度が遅いため（図６左側グラフ参照）、原料を連続的に投入す
ると C５糖が蓄積され、やがて、化合物の生産効率が低下する。
当グループでは、C５糖の利用に関与するいくつかの®

2.１. 「RITE Bioprocess 」の特長
特長① 増殖非依存型バイオプロセス®

「RITE Bioprocess 」では、目的物質を効率的に生産できるように高度に代謝設計されたコリネ型細菌（スマートセル）を大量に培養し、細胞を反応槽に高密度に遺伝子を導入することによってコリネ型細菌の代謝系を改良し、C５糖の利用速度を C６糖並みに高めることに成功している（図６右側グラフ参照）。
これにより、C５&C６糖類の完全同時利用が可能となり、セルロース系原料を効率的に利用できるようにした。

充填後、嫌気的な条件や、増殖に必須な因子を削除することにより細胞の分裂を停止させた状態で反応を行う（図 5）。

29

RITE Today 2021

研究活動概説 ● バイオ研究グループ

2.2. 「RITE Bioprocess®」による主な生産物質

Improvement of simultaneous
utilization of C6 & C5 sugars by introducing
pentose transporter gene（araE）

現在、エタノール、L-乳酸、D-乳酸、アミノ酸等の高効率生産に加えて、ブタノールやジェット燃料素材、芳香族

Concentration of sugars (mM)

化合物などの高機能化学品生産へ幅広い展開を図って
200

200

glucosexylosearabinose

150

100

100

50

50

0
0

2

4

6

8

10

12

いる（図 8）。

glucosexylosearabinose

150

バイオ燃料
ガソリン混合・ 代替★ エタノール *バイオジェット燃料★ イソブタノール *☆ n-ブタノール *★ C9~C15 飽和炭化水素+ 芳香族化合物

0
0

2

4

Time(h)

6

8

10

12

Time(h)★ バイオ水素グリーン化学品
芳香族化合物★ シキミ酸 (インフルエンザ治療薬タミフル原料)★ フェノール * (フェノール樹脂, ポリカーボネート)★ 4-ヒドロキシ安息香酸 * (ポリマー原料)★ アニリン * (石油外天然資源タイヤ原料)★ 4-アミノ安息香酸 * (医薬品原料)★ プロトカテク酸 * (化粧品原料)
有機酸★ D-乳酸 *, L-乳酸 * (ステレオコンプレックス型ポリ乳酸)☆ コハク酸 *アミノ酸★ アラニン (キレート類)★ バリン (次世代飼料用アミノ酸, 医薬品原料)☆ トリプトファン (次世代飼料用アミノ酸, 医薬品原料)☆ メチオニン (飼料用アミノ酸, 調味料)

RITE’s report: Appl. Microbiol. Biotechnol. 85:105-115. 2009.

図 6 「RITE Bioprocess®」の特長②

アルコール☆ イソプロパノール (プロピレン原料)★ キシリトール (甘味料)（C５&C６糖類の完全同時利用）*：ポリマー原料★ 赤色文字：世界的高水準生産達成

図 8 「RITE Bioprocess®」による主な生産物質

特長③ 発酵阻害物質に対する高耐性
リグノセルロース系バイオマスの前処理中に生成するフェノール類、フラン類などの発酵阻害物質は、目的物次章以降では、当グループが参画している国家プロジ

質の製造過程で強い阻害を示すことが知られている。

ェクトにおける取り組みや、主要ターゲットであるバイオ

このため、目的物質を効率的に生産できるようにする

燃料および芳香族化合物を含むグリーン化学品の生産には、微生物（細菌）の発酵阻害物質に対する耐性を高技術開発について説明し、それらの実用化に向けた取りめることが不可欠である。

組みについても紹介する。

当グループが開発したコリネ型細菌は、いくつかの遺伝子を導入することによって、発酵阻害物質に対する高3. 基盤技術開発

耐性を有することが実証されている（図 7）。

3.1. NEDO スマートセルプロジェクト
NEDO が実施する「植物等の生物を用いた高機能品

Comparison of resistance tofermentation inhibitors
4-HB

FurfuralRelative ethanol
productivity（%）

100

プは初年度の 2016 年から参画し研究開発を継続して

100

80

いる（RITE Today 2019, 2020 参照）。このプロジ

80

O

60

60

40

O

40

20
0

生産技術の開発」（スマートセルプロジェクト）に当グルー

5

10

15

20

0

Concentration (mM)

●RITE Bioprocess

御された生物細胞」いわゆるスマートセルを設計する技

20

OH
0

ェクトでは「高度に機能がデザインされ、機能の発現が制CHO■Zymomonas mobilis

0

20

40

60

Concentration (mM)

術の開発とその技術の有効性検証を行う。

▲Saccharomyces cerevisiae

当グループはこのプロジェクトで扱う宿主微生物をコ

RITE’s report: Appl. Environ. Microbiol. 73:2349-2353. 2007.

リネ型細菌、生産ターゲットを芳香族化合物の１つと定

図 7 「RITE Bioprocess®」の特長③

め、研究開発を進めてきた。この化合物は産業的な利用（発酵阻害物質に対する高耐性）

価値は高いものの、これまで生物を利用して高濃度生産された例はない。微生物全般に対して毒性を示すことと、糖からの代謝経路のステップ数が多く複雑なことがその原因だと考えられる。また、コリネ型細菌は元来この目

30

RITE Today 2021

研究活動概説 ● バイオ研究グループ

的芳香族化合物の生産経路を持たない。スマートセルプ

スマートセル設計システムとコリネ型細菌の代謝マップ

ロジェクトで開発する技術(スマートセル設計システム)とで、カテコール生産能の付与と高い生産性を示す生産

基盤技術

基盤技術

を活用してコリネ型細菌の代謝経路を適切に改変するこ
グルコース
グルコース

カテコール

基盤技術

株を短期間で開発することを目指した。

基盤技術

基盤技術

まず、既存の代謝経路に対しカテコール生産に必要な

この初期生産株はごく微量のカテコールを培養液中に蓄積することがわかった。このような状況から開発を進

x500
カテコール
生産性

遺伝子のみを補うことで、シンプルな生産株を作製した。

基盤技術

x320

x380

x400

x160

0

x1

基盤技術を適用

め、高生産株の育種を行った。プロジェクトに参画してい図 9 スマートセル設計システム適用によるる複数の大学、研究所、企業と連携することでスマート

カテコール生産性の向上

セル設計システムの高精度化を図るとともに多様な改変指針の提案を挙げることができた。例えば、コリネ型

2020 年度はプロジェクトの最終年度にあたり、すで細菌の代謝モデルを利用したシミュレーションから、最にプロジェクトでの目標値を超える生産性を達成してい適生産代謝経路や高発現すべき遺伝子、削除すべき遺る。現時点では未適用の改変提案においても生産性の伝子の提案が可能となった。また、mRNA 二次構造の改善を示唆する予備検討結果を得ているため、スマート

自由エネルギー計算などから遺伝子の高発現が期待でセル設計システムを利用することで今後もさらなる生産

きる塩基配列が提案された。さらに過去文献の膨大な性向上が期待できる。

データベースから生産性向上が期待できる遺伝子改変の提案も可能であった。このようにスマートセル設計シ3.2. NEDO バイオものづくりプロジェクト

ステムを利用することで複数の改変提案が挙げられ、そ2020 年度から新たな NEDO プロジェクト「カーボれらをコリネ型細菌に反映させることで生産株を育種しンリサイクル実現を加速するバイオ由来製品生産技術のた。その結果、目的芳香族化合物の生産濃度が段階的に開発」（バイオものづくりプロジェクト）がスタートした。こ

向上し、これまで報告されていた世界最高の生産濃度をれまでスマートセルプロジェクトにおいて、生物が持つ物

短期間で大きく上回った（図 9）。

質生産能力を人工的に最大限引き出した細胞“スマートセル”を構築するための基盤技術を開発してきた。これ

https://www.rite.or.jp/news/press_releasesを踏まえ本プロジェクトでは、生物機能を活用した産業/pdf/press20201202.pdf

用物質生産技術の開発を実施する。スケールアップや精製などまで含め、工業化に向けた生産プロセスに関わる技術を開発することで、バイオ由来製品の社会実装の加速化を目指す(図 10)。
当グループはこのプロジェクトに参画し、微生物による物質生産技術の実用化に伴う課題の洗い出しと、課題を解決するための“産業用スマートセル創出技術”の開発に貢献することを目指した。さらに生産目的物質をテ
ルペン系化合物と定め、実用化を目指した生産株開発を行った。
まず、数か所の改変を加えた初期生産株を育種し、生31

RITE Today 2021

研究活動概説 ● バイオ研究グループ

産目的物質を生産可能であることを示した。次に生産株

術の特徴は、原料としてセルロース系バイオマス由来のを用いて詳細な培養プロファイルデータを取得した。デ混合糖を利用可能で、且つ高速・高収率生産が可能な点

ータは連携機関と共有し、産業用スマートセル創出技術にある（図 11）。

の高精度化に使用した。さらに、スマートセル設計システ

しかし、ブタノールは細胞毒性が強い問題がある。そムで開発した代謝モデルシミュレーションを利用し、生産

こで、本事業では高度な育種技術により、ブタノール生

目的物質の生産性向上のための改変候補を抽出した。

産株の耐性化を推進して「RITE Bioprocess® 」の高

現在この提案を採用した生産株の構築を進めており、生い生産性を更に引き上げると共に、米国立再生可能エネ

産検討を今後順次行う。

ルギー研究所（NREL）との共同研究により、非可食バイ
オマス由来の混合糖を原料としたバイオブタノール生産

産業用スマートセル
創出技術
実用化に伴う課題を解決

産条

スマートセル
設計システム技術の開発を加速させた。

生

実生産
・
製品化

RITE
RITE‐NREL件
最スマートセル

炭素循環型
社会実現

産業用
スマートセル

適

持続的
経済成長

ブタノール耐性株の創製、革新的高効率ブタノール生産菌の開発
省エネ型
バイオブタノール
膜濃縮・精製・蒸留

糖化液
NREL
前処理バイオマス

未利用酢酸の
利用

RITE Bioprocess®

化

RITE‐PNNL
オリゴマー化

プロジェクトの研究開発範囲
図 10 バイオものづくり産業基盤開発

ドロップイン燃料（自動車燃料、航空燃料）

バイオブタノール

図 11 「RITE Bioprocess®」によるバイオブタノール
およびジェット燃料生産

4. ターゲット別開発
4.1. バイオ燃料
バイオブタノール
ブタノールは、ガソリン代替としてエタノールよりもエ
ネルギー密度が高く、蒸気圧が低く、水と混和しにくいという優れた特性を有している。さらにブタノールを出発原料として化学変換によってジェット燃料を製造する
ことができる。即ち、植物由来のバイオブタノールから製造したバイオジェット燃料で航空機を飛ばすことができる。航空機からの CO2 排出削減には原油から植物由来の原料に置換することが必須と認識され、業界団体の動きが加速している。ブタノールを原料としたジェット燃料
は、Alcohol to Jet を略して ATJ 燃料と呼ばれ、2016 年に米国材料試験協会（ASTM）の規格をクリア
し、商業フライトへ利用が可能となった。
こ う し た 動 き に 先 駆 け 、 当 グ ル ー プ で は 、 「 RITE
Bioprocess®」を利用した高効率バイオブタノール生
産 プ ロ セ ス の 開 発 を 進 め て い る 。 2015 年 度 か ら2019 年度まで、経済産業省の「革新的なエネルギー技術の国際共同研究開発事業」を実施した。我々の生産技

更に、2017 年からは米パシフィック・ノースウエスト
国立研究所（PNNL）との共同研究により、ブタノールを化学的にオリゴマー化したり、ブタノールのバイオ生産時に原料由来の酢酸を同時にエタノール化し、ブタノール/
エタノ－ルの混合物をオリゴマー化したりする新しいア
イディアに基づいて、ジェット燃料などの drop-in 燃料に変換する技術開発を進めた。
ブタノール生産においては、蒸留におけるエネルギー
消費が大きいことから、蒸留と PV（pervaporation）
膜濃縮を組み合わせることによって、精製に必要なエネ
ルギーを約 10 分の 1 に低減する省エネルギー型ブタノール回収技術の開発も並行して進めた。ブタノールのバイオ生産では、世界最高レベルの高生産性を達成し、生産株のブタノール耐性の向上、生産株の代謝経路の最適化、および上記省エネルギー型ブタノール回収技術の開発などの個別要素技術開発に成功し、当初の計画通り
本プロジェクトを完成させた。
一方、事業化に向けた取り組みとして、RITE は、日本航空株式会社（JAL）が主催する「10 万着で飛ばそう！

32

RITE Today 2021

研究活動概説 ● バイオ研究グループ

JAL バイオジェット燃料フライト」プロジェクト（2018 年

合にすることが必須となっている。そのため将来的にバ～2020 年）にて技術協力を行った。本プロジェクトは、

イオジェット燃料の供給可能量が需要量に追いついたとJAL と日本環境設計株式会社が協力して回収した古着しても、需要の 50％以上は石油系ジェット燃料を使いを原料とし、バイオジェット燃料を製造するものである。

続けざるを得ない。

本プロジェクトには、RITE 発のベンチャー企業である

そこで我々は、既存のバイオジェット燃料に課されてGreen Earth Institute 株式会社（GEI）も参画し、いる混合比率の制限をなくすため、シクロパラフィンやRITE が 開 発 し た コ リ ネ 型 細 菌 を 使 用 し て 、 「 RITE

芳香族化合物も含んで単独でも ASTM の規格を満た®

Bioprocess 」 に よ り イ ソ ブ タ ノ ー ル を 生 産 し た 。

す高性能なグリーンジェット燃料の開発も行っている。

2020 年には、このイソブタノールから製造されたバイ本高性能グリーンジェット燃料は石油系ジェット燃料のオジェット燃料が、純国産として、初めて国際規格である混合をほとんど必要とせず、単独使用も期待される。当ASTM D7566 Annex5 Neat に合格し、2021 年

グループでは関連する技術として、C2-C8 化合物を連

2 月 4 日の JAL の羽田ー福岡線に、初の国産バイオジ

結してジェット燃料サイズの C9-C15 分岐鎖・環状ジェェット燃料として使用された。

ット燃料前駆物質を生成できるバイオ触媒などをこれまでに開発している。

https://www.rite.or.jp/news/20210215new
ASTM認証済みバイオジェット燃料

s.pdf

新規高性能バイオジェット燃料

SIP
HCJ
HEFA
FT-SPK(A) ATJ

今後は、これらの要素技術と数々のノウハウを組み合わせることにより、バイオブタノールからのジェット燃料
生産と実用化・事業化を目指す。

イソパラフィン
石油系ジェット燃料の50％以上の混合が必須

イソパラフィン
＋シクロパラフィン
芳香族化合物
単独使用も期待される

図 12 新規高性能バイオジェット燃料の開発

グリーンジェット燃料
ジェット燃料は炭素数 C9～C15 のノルマルパラフィ

バイオ水素

ン、イソパラフィン、シクロパラフィンと芳香族化合物を

水素は燃焼時に水しか生成しないため、究極のクリー主成分とする混合物であり、密度や析出点などの物理的

ンエネルギーとして期待される。しかしながら、現行の主性質が厳格に規格化されている。

要な水素製造技術は化石エネルギーを原料とするため、これまでに、油脂を水素化処理して製造する HEFA、

こ れ に 由 来 す る CO2 の 排 出 が 大 き な 課 題 と な る 。

バイオマスをガス化後に液体燃料化して製造する FT-2017 年に開催された「再生可能エネルギー・水素等関SPK、発酵生産したエタノールやブタノールを化学重合係閣僚会議」において策定された「水素基本戦略」では、して製造する ATJ など 6 種類のバイオジェット燃料製

2030 年前後の水素利用技術の本格的な普及に向けた造法が ASTM International によって認証されてお目標を踏まえつつ、2050 年を見据えた水素社会の実り、2020 年には当グループのバイオブタノール生産技

現のために革新的な CO2 フリー水素製造技術の中長期術を用いたバイオジェット燃料も ATJ 燃料として認証的な開発が必要とされている。

を受けている。しかしこれら認証済みバイオジェット燃料

微生物を利用した水素生産（バイオ水素生産）は、将来

はいずれもイソパラフィンを主成分とし、必須成分であの持続可能な CO2 フリー水素製造技術となり得るが、るシクロパラフィンや芳香族化合物をほとんど含んでい経済性あるバイオ水素生産技術の確立には、生産性の飛ないため単独ではジェット燃料の規格を満たさず、使用躍的な向上が必要とされる。当グループは、シャープ株

するには石油系ジェット燃料と混合して 50％以下の割式会社との共同研究により、高密度菌体触媒を用いた

33

RITE Today 2021

研究活動概説 ● バイオ研究グループ

高速バイオ水素生産プロセスを開発し、従来技術と比較

4.2. アミノ酸 （アラニン、バリン）

して 2 桁程度高い生産速度を達成している。この成果を一般的なアミノ酸発酵は、微生物の培養と発酵生産に基盤として、現在、セルロース系バイオマスからのバイオ

通気（酸素）を必要とし、この通気量が適切にコントロー

水素生産プロセスにおける収率の向上を目指し、代謝工

ルされることが、高生産性の達成に重要である。これに学による水素生産微生物の改良に取り組んでいる。

対して RITE では、前述したように通気の必要がない-

光合成細菌は有機物の分解により生成する還元力（e ）「RITE Bioprocess®」を用いて、シンプルなプロセスを用いて、N2 固定酵素（ニトロゲナーゼ）により水素（H2）制御による省エネルギー、高生産なアミノ酸生産プロセを生成する（図 13）。H2 は、N2 からアンモニア（NH3）をスの開発を進めてきた。非通気条件でアミノ酸を生産す生成する窒素固定反応の副生物であるが、N2 非存在下

るには、酸素を使わずに細胞内の酸化還元バランスを適+ではプロトン（H ）の還元により H2 のみを生成する。こ正に保つ仕組みが必要であり、この目的のためには目的の「光発酵水素生産」では光エネルギーを利用して、熱力

アミノ酸に応じた人工的な生合成経路を細胞に導入す

学的に不利な「暗発酵水素生産」で副生する酢酸からのる必要がある。当グループでは、こうした課題を解決し水素生産が可能となるため、暗発酵と光発酵の統合型

た非通気条件でのアミノ酸生産プロセスのコンセプトを水素生産プロセスの構築により大幅な収率の向上が期

2010 年に学術雑誌に発表した（Appl. Microbiol.

待できる。しかしながら、光合成細菌において、還元力はBiotechnol. 87: 159-165. 2010.）。

CO2 固定、炭素貯蔵物質（ポリマー）合成などで消費さ

RITE は、RITE 発ベンチャー企業 Green Earthれることにより、水素生産での利用が制限される。また、

Institute 株式会社（GEI）を 2011 年 9 月に設立し、生成した水素は水素取り込み系酵素（ヒドロゲナーゼ）に「RITE Bioprocess®」によるアミノ酸等のバイオ化学

より細胞への還元力の供給に再利用される。これらの知品やバイオ燃料の事業化を目指した共同研究を実施し見を踏まえ、H/C/N 代謝経路の改変を組み合わせるこている（5 章参照）。本共同研究において、アミノ酸の一とにより、酢酸からの光発酵水素生産における収率が大種である L-バリン生産に関しては、生産菌株の開発、ス

きく向上することを示した。

ケールアップ検討やコスト低減のための各種検討を進め、酢酸

2019 年には、GEI の海外パートナー企業が保有する商

光エネルギー
光合成

ATP
e-

有機物分解
ヒドロゲナーゼ

H2利用

ニトロゲナーゼ

光合成細菌
CO2固定
菌体増殖
炭素貯蔵物質（ポリマー）合成

N2固定（H2生成）

H2

業スケールの発酵槽を用いた試験生産に成功。さらに生産の大規模化も成功し、商用生産を実現している。また、
L-アラニン生産に関しても、実用生産の段階に進んでおり、厚生労働省食品安全委員会による評価の結果、食品添加物としての安全性が確認され、工業用用途のみならず食品添加物としても利用可能になっている。更に、他のアミノ酸についても同様の実用化を目指し、研究開発を進めている。

N2 + 8H+ + 8e- + 16ATP → 2NH3 + H2 + 16ADP + 16Pi
※N2非存在下：2H+ + 2e- + 4ATP → H2 + 4ADP + 4Pi

4.3. グリーン芳香族化合物

図 13 光合成細菌における H2 生成反応（N2 固定反応）

芳香族化合物は、ポリマー等の原料として重要な基幹と還元力（e-）の消費に関する競合

工業化学品であると同時に、医薬品、機能性栄養素材、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、石油や天然の植物等を原料として製造されているが、脱石油依存、環境保34

RITE Today 2021

研究活動概説 ● バイオ研究グループ

全、および生産性の観点から、高効率なバイオ生産法の4.4. SIP（高機能ポリマー用バイオモノマーの開発）確立が望まれている。微生物細胞内ではフェニルアラニ

戦略的イノベーション創造プログラム(SIP: Cross-ン、チロシン、トリプトファンといったアミノ酸や葉酸（ビministerial Strategic Innovation Promotion

タミン B9）、補酵素 Q など種々の芳香族化合物が生合Program)は府省・分野の枠を超えて基礎研究から実成されている。これらの化合物は全てシキミ酸経路と呼用化・事業化までを見据えた取組を産学官連携で進める

ばれる代謝経路から派生する（図 14）。我々は適切な遺プログラムである。課題の一つ「スマートバイオ産業・農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

業基盤技術」では、バイオとデジタルの融合・データ利活術へ適用することで、非可食バイオマスを原料としてイ

用により生物機能を活用したものづくりによる持続可能

ンフルエンザ治療薬タミフルの原料とされるシキミ酸、な成長社会の実現を目指している。

機能性ポリマー原料として有望な 4-アミノ安息香酸、そRITE は本課題のコンソーシアムの一つ「革新的バイオしてポリマー、医薬品、化粧品、接着剤原料として有望な素材・高機能品等の機能設計技術及び生産技術開発」に

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参画している。市場が所望する新機能を有するポリマー

きた。

を、バイオマスなどの安価な原料から生合成されたモノ

また、多種生物由来の遺伝子を導入することによりコマーを用いて合成することを目標としている。ポリマー

リネ型細菌が本来合成できない有用芳香族化合物につグループとモノマーグループに分かれて取り組んでいる。

いても高生産菌株の育種を進めており、前述したスマー

目標達成のために、前者はポリマー設計技術、機能予測

トセルプロジェクトにおいて開発された技術を適用する技術およびこれらの技術検証を行い、後者は生合成可ことで更なる生産性向上を図る。

能なモノマーの抽出、モノマーの生合成に向けた代謝設
計、酵素機能改変技術の開発並びにその検証を行う。

CH2OH

HOH2C

O

Glucose

OH
OH
OH

HO

PTS

PEP

OH

O
OH
OH

XyloseArabinose

Pentosetransporter

PYR
XyloseNADP+ NADPH

EM pathway

Pentose phosphatepathway

G-6-P
F-6-P

6-PGlucono-lactone

GAP

DHAP

NAD+
NADH

6-PGluconate

PYR：経路上の最終産物

PEP

OH

Ribulose

xylB

Quinate

araB

araD
Xlu5P

GAP

Sed-7-P

F-6-P
F-6-P
GAP

Ery-4-Pと推測された酵素候補および合成能を付与させるための改変候補について、機能検証を行う。
3 年目となる 2020 年度は、芳香族ジオール生合成

Protocatechuateand derivatives

DHQ

Shikimate DHS
pathwayの各チームより提案される目的モノマー合成能を有する

Ribulose-5P

NADPH

DAHP

Pyruvate：経路上の中間代謝産物

Xylulose

Ribu5P

RITE はモノマーグループのリーダーとしてグループ内

araA

CO2
Rib5P

GAPDH
PGP

OH

Arabinose

xylA

NADP+

F-1,6-P2

O
OH

HOH2C

酵素、芳香族ジアミンの前駆体生成酵素を対象に技術検証を行い、機能の向上、拡張を達成した。さらなる確度

ShikimateTyr-derivatives

Trp-derivatives

Trp

ANT

Chorismate

Tyrの向上に向けた技術開発、技術検証を進める。

PPY

Phe

Phe-derivatives

4-HBA

Phenol

4-ABA

PhenolChorismate-derivatives

図 14 様々な芳香族化合物の生合成経路

図 15 バイオマテリアル設計・生産技術統合システム

35

RITE Today 2021

研究活動概説 ● バイオ研究グループ

4.5. NEDO「ムーンショット型研究開発事業 ～非可食5.

性バイオマスを原料とした海洋分解可能なマルチロック

5.1. グリーンケミカルズ株式会社（GCC）

型バイオポリマーの研究開発～」（本社・京都研究所：RITE 本部内、

本プロジェクトでは、使用時には通常の石油由来のポ実用化への取り組み

静岡拠点：住友ベークライト株式会社静岡工場内）

リマー並みにタフで、使用後は海洋などの環境における

現在の工業生産されているフェノールはすべて石油

外部刺激によって速やかに分解する「マルチロック型バ

由来の原料から製造されている。我々は地球環境保全

イオポリマー」の開発を目指す。 これにより、高分子分野

や温室効果ガス削減の観点からグリーン化が困難とさにおける地球温暖化問題および環境汚染問題の同時解れてきたバイオ法によるフェノール製造技術開発を進め決を目指す。一般的にプラスチックの強靭性と海洋分解てきた。我々の開発した 2 段工程法を利用した実用生産性（生分解性）はトレードオフの関係にあるが、本プロジを早期に実現するため、住友ベークライト株式会社と共ェクトではこれらの両立を実現する。

同で 2014 年 5 月にグリーンフェノール開発株式会社（GPD）を設立した。2018 年 4 月には GPD はグリー
ンケミカルズ株式会社（GCC）へ社名を変更した。
現在、グリーンフェノール生産技術開発で培った量産技術とノウハウを活用し、従来は不可能と考えられていた芳香族化合物などの付加価値の高い様々なグリーン
化学品の量産技術の確立を鋭意進めており、顧客ニーズに合致したグリーン化合物の商品化を加速している（第 4 章 3 節参照）。
図 17 に現在の GCC の開発品ラインナップを示した。

図 16 非可食性バイオマスを原料とした海洋分解可能な2020 年には、GCC が保有するパイロットスケールのマルチロック型バイオポリマーの研究開発イメージ

発酵槽を用いて 2 つのターゲット化合物（プロトカテク
酸とシキミ酸）の高濃度生産に成功し、実用生産の段階

https://www.nedo.go.jp/activities/ZZJP_10に進んでいる。

0161.html

開発品ラインナップ
フェノール

本プロジェクトにおいて、RITE は「非可食バイオマスを原料としてバイオモノマー生産とポリマー分解酵素のプロトカテク酸
O

シキミ酸
O

OH

OH

４-HBA
O

OH

OH
OH
OH

HO

OH

OH

OH

開発」を推進する。具体的には、① マルチロック型バイ
オポリマーの原料となる「バイオモノマー」を高生産可能とするバイオプロセスを確立するため、バイオモノマー高生産株の構築や、バイオモノマースケールアップ生産技術の開発を推進する。 また、② マルチロック型バイオポ
リマーの実用化に向け、マルチロック機構における効率

図 17 GCC の開発品ラインナップ

的な酵素分解のために、ポリマー分解酵素の高機能化や、該酵素の高生産技術の開発を推進する。

36

RITE Today 2021

研究活動概説 ● バイオ研究グループ

5.2. Green Earth Institute 株式会社（GEI）（Learn）のサイクル（DBTL サイクル）を繰り返すことに（本社：東京都文京区、研究所：千葉県木更津市かずさ）

よってデータを蓄積し、生物機能を理解していく合成生

Green Earth Institute 株 式 会 社 （ GEI ） は 、物学（バイオとデジタルの融合）が急速に発展している。

RITE が独自開 発 した前 述 の革 新的 バイオ プロセス

当グループもそのような複数の国家プロジェクトに参画「RITE Bioprocess®」の研究成果を早期に事業化すしている（3 章参照）。

るため 2011 年 9 月 1 日に設立した RITE 発ベンチャ

これらのプロジェクトでは、前述したスマートセルを利ー企業である。同社は、RITE 開発の微生物（コリネ型細用したバイオリファイナリー技術が中核技術として大き®

菌）を用いた「RITE Bioprocess 」によるアミノ酸等な役割を果たし、エネルギーに加えて工業分野（ものづのグリーン化学品生産技術やブタノール等のバイオ燃料くり）にも大きな波及効果を与えることが期待されてい生産技術の実用化のため、RITE との共同研究や事業化る（図 18）。

を目指した活動を実施している。
アミノ酸では、前述のように、L-アラニンや L-バリンに関して RITE が開発した生産株による商用スケールでの生産に成功している。現在、国内外のパートナー企業とのライセンス契約により、商用生産を実現している（4 章

生物情報
（BD）
DNA
RNA
タンパク質
代謝物他

生物機能をデザイン
Design

Build

Learn

Test

先端バイオ技術
ゲノム編集
高速シークエンス
代謝制御
培養・育種技術他

機能発現を制御

新産業創生

スマートセルインダストリー【スマートセル】を用いた工業・エネルギー群参照）。また、L-アラニンに関しては、厚生労働省により食品添加物としての安全性が確認され、工業用用途の工業(ものづくり)エネルギー

再生可能資源利用・省エネルギー

化石資源からの脱却

バイオ化学品バイオプラスチック
バイオ繊維・高機能化学品
バイオエンプラ・香料原料
医薬品・医薬品中間体などみならず食品添加物としても利用可能になっている。
航空機からの CO2 排出削減に向けて大きな期待が寄

高度AI・
IT技術
深層学習
スマートセル
機械学習
進化工学
シミュレーション 高度に機能がデザインされ、機能の発現が制御された生物細胞他

バイオ燃料
バイオエタノール
バイオジェット燃料
バイオディーゼル
バイオガスなど

出典：経産省 バイオエコノミーの実現に向けた国際動向と我が国の取組, H30年9月25日資料を参考に作成

せられている、非可食バイオマスを原料にしたバイオジェ

図 18 バイオ×デジタルが変える

ット燃料に関しても、RITE と継続的に共同研究を実施

工業／エネルギー分野の融合

する等、事業化に向けた取り組みを行っている。（第 4 章
1 節参照）
その他化粧品素材などのグリーン化学品についてもRITE と協力して開発を進め、事業化に向けたマーケテ
ィングや量産化に向けたスケールアップを行っている。
今後も、GEI は、RITE 発技術の事業化を実現するベ

当グループでは 2021 年も引き続き最先端バイオテ
クノロジーである「スマートセル」を中心とした革新的なバイオリファイナリー生産技術の開発に取り組み、低炭素社会の構築や持続可能社会の実現に貢献していきたい。

ンチャーとして、化石資源に頼らない社会の実現に向けて、バイオリファイナリー事業の発展に貢献していく。

※「RITE Bioprocess®」は、RITE の登録商標 (商標登録第 5796262 号)

6. おわりに前述したように、バイオエコノミーの推進は、感染症収束後の迅速な経済回復を見据え、今後、益々重要性が増大してくるものと思われる。
そのような中で、近年、大量の生命情報から法則を発見するという「データ駆動型」のアプローチによる生命現象の理解が進展しており、それを背景に、生物機能について設計（Design）、構築（Build）、評価（Test）、学習37

RITE Today 2021

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（2020 年 12 月末）
グループリーダー・主席研究員
サブリーダー・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
研究員
研究員
研究員
研究員
研究員
研究員
研究員

中尾 真一
長谷川 俊之
余語 克則
馬場 宏治
後藤 和也
甲斐 照彦
山田 秀尚
Firoz Alam Chowdhury
龍治 真
段
淑紅
伊藤 史典
木下 朋大
清川 貴康
VU Thi Quyen
淵上 暢彦
孟
烈

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

荒木 華子
菰野 恵子
白井 隆一
片岡 梢
杉本 理絵
米澤 順子
森
美佐都
吉野 直美
大西 紀子
鹿嶋 麻衣
森
恵子
藤原 洋一
手嶋 孝
尾方 秀謙
小倉 公美子
山田 美久

CO2 分離・回収技術の高度化・実用化への取り組み
1. CO2 分離・回収技術の研究開発

トラル、脱炭素社会の実現を目指す」ことを宣言された。

2015 年 12 月、COP21 で「パリ協定」が採択され、カーボンニュートラルを実現するためには、ネガティブエ

これまで以上に CO2 排出量の低減が必須となってきた。

ミッション技術が必要であり、特に最近注目されている我が国では、2019 年 6 月に、「パリ協定に基づく成長

大気中からのＣＯ ２ の直接回収すなわち Direct Air

戦略としての長期戦略」および「統合イノベーション戦略

Capture（DAC）は重要である。

2019」が策定され、世界のカーボンニュートラルを可能

このような背景を受けて、様々な CO2 排出源に対し、と す る 重 要 な 革 新 的 技 術 と し て CCUS （ Carbon

最適な分離・回収技術を提案することにより、CCUS のdioxide Capture, Utilization and Storage）/カ

実用化を推進していかなければならない。なかでも地球ーボンリサイクルが示された。CCUS/カーボンリサイク

温暖化対策として CO2 の大規模削減が期待できる

ルでは、「CO2 を炭素資源として捉えて、分離･回収した

CCS を早期に導入、実用化するためには、そのコストのCO2 の化石燃料や素材への再利用（CCU）」と「分離･回約 6 割程度を占めると試算されている排出源からの収した CO2 の地中貯留（CCS）」の組合せにより、大きCO2 分離・回収コストの低減が重要である。

な CO2 削減効果 が見込まれている。さらに、CO2 分

化学研究グループでは、CO2 分離・回収技術の研究開

離･回収技術は CCUS の基盤となることが示され、発を行っており、これまでに化学吸収法、固体吸収法、2050 年度までに CO2 分離･回収コスト 1,000 円/t-膜分離法で世界をリードする研究開発成果を上げてきCO2 を目指し開発を進めることや様々な CO2 排出源にた。材料の開発に始まり、加工、システム検討までを一貫対応する分離･回収技術を確立していくこと等が、目標

して研究開発していることが特徴である。

として示されている。最近では 2020 年 10 月の第

化学吸収法においては、新化学吸収液の開発目標と203 回臨時国会の所信表明演説において、菅義偉内閣

した分離・回収エネルギー2.0GJ/t-CO2 を達成すると総理大臣は「2050 年までに、温室効果ガスの排出を全ともに、吸収液からの CO2 回収温度を 100℃以下で可体としてゼロにする、すなわち 2050 年カーボンニュー

能とする画期的な吸収液を見出すことに成功した。また、

38

RITE Today 2021

研究活動概説 ● 化学研究グループ

COURSE50（「環境調和型プロセスの技術開発」プロとに着目し、新規アミン液の開発にいち早く着手した。

ジェクト，国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総2004 年に開始した「低品位廃熱を利用する二酸化炭合開発機構（NEDO）委託事業）で開発した化学吸収液

素分離･回収技術開発（COCS）」（経済産業省（METI）

は、商用化されている。

補助事業）以降、主に製鉄プロセスを対象に、CO2 分離・固体吸収法においては、CO2 高効率回収・低エネルギ
ー消費型の固体吸収材の研究開発に取り組み、これまで

回収エネルギーおよびコスト低減を可能とする高性能アミン液の開発を実施した。

に、低温で脱離性能の良い固体吸収材を見出すことに

製鉄プロセスにおける CO2 削減 30％を目標とした

成功している。現在、NEDO 委託事業において民間企

プロジェクト「COURSE50」（NEDO 委託事業）では、業と共同で石炭火力発電所の実燃焼排ガスによるスケ

RITE は、日本製鉄株式会社と共同で化学吸収法の高度ールアップ実証試験を行う予定である。

化に取り組んでいる。COURSE50 で開発した化学吸膜分離法は、圧力を有するガス源から CO2 を低コスト、収液およびプロセスは、2014 年に商用化した日鉄エン

省エネルギーで分離するプロセスとして期待されている。

ジ ニ ア リ ン グ 株 式 会 社 の 省 エ ネ 型 CO2 回 収 設 備

RITE では石炭ガス化複合発電（IGCC: Integrated

ESCAP®に採用された。

coal Gasification Combined Cycle）等の高圧ガ

ESCAP® １号機は室蘭製鉄所構内に、飲料等を含む

スから低コスト、省エネルギーで CO2 を回収することを

一般産業用途向けに建設された（120t-CO2/day）。製目指した膜および膜エレメントの開発を行っている。実

鉄所の熱風炉燃焼排ガスを CO2 回収源とする化学吸収用化を目指し、量産化を念頭に連続製膜技術、および膜法による商業設備としては、世界で初めてのものである。

エレメント製造技術等の開発を進めるとともに、実ガス

2018 年には、2 号機が新居浜西火力発電所で操業をを用いた膜エレメントの検証試験を実施し、商用化を目開始した（143t-CO2/day）。石炭火力発電の燃焼排ガ

指して取り組んでいる。

スを CO2 回収源とする化学吸収法による CO2 分離回

以上のように、幅広い次世代の礎となる革新的な技収設備としては、日本初の商業設備である。回収された

術開発に取り組み、CO2 削減に向けた研究開発をリード

CO2 は、近接する化学工場で化学副原料として利用さするとともに、産業界で実用される技術確立を目指してれている。

いる。また、International Test Center Network（CO2 分離･回収技術の研究開発を推進する世界各地の施設のグルーバル連合）に加盟し、CO2 分離･回収技術の早期実用化に向けて海外ネットワークを利用する活動も推進している。

2. 化学吸収法
吸収法では、混合ガス中の CO2 が溶液に選択的に溶解すること利用して CO2 を分離する。特に、溶液中のアミンと CO2 との化学反応に基づく化学吸収法は、燃焼排ガス等、比較的低濃度の CO2 にも適用が可能であり、最も成熟した CO2 分離・回収技術の一つである。
化学吸収法では、溶液再生工程でのエネルギー消費やアミンの劣化などがコスト増大の要因となる。RITE
は、アミン分子の構造がこれらの要因と密接に関わるこ

図１ 省エネ型 CO2 回収設備 ESCAP®
（住友共同電力株式会社新居浜西火力発電所内）

3. 固体吸収法
アミンを水などの溶媒に溶かした化学吸収液と異なり、

39

RITE Today 2021

研究活動概説 ● 化学研究グループ

固体吸収材は、アミンをシリカや活性炭などの多孔質材

2022 年度から石炭火力発電所から排出される燃焼排料に担持したものである。固体吸収材を用いたプロセス

ガス中の CO2 分離・回収試験を開始する予定である。現

では、溶媒に起因する蒸発熱や顕熱を抑制できることか

在、RITE では、パイロットスケール試験に向けて、固体

ら、CO2 分離・回収エネルギーの低減が期待できる。

吸収材製造技術の合理化・低コスト化、材料劣化機構の解明と劣化防止技術の開発、プロセスシミュレーション
技術の高度化などを進めている。

図 2 化学吸収液と固体吸収材

RITE は、2010 年に主に石炭火力発電所の燃焼排ガスからの CO2 分離・回収を対象に、固体吸収材の開発

図 3 固体吸収法の開発ロードマップに 着 手 し た （ METI 委 託 事 業 ） 。 基 盤 研 究 フ ェ ー ズ（2010～2014 年度）では、固体吸収材に適した新規ア

4. 膜分離法

ミンの開発に成功し、ラボスケール試験において、分離・膜分離法は、圧力差によって分離膜の供給側から透回収エネルギー1.5GJ/t-CO2 以下を実現した。本固体

過側へ CO2 を透過・分離する分離法である。そのため、吸収材は、低エネルギー回収のみならず、60℃での低高圧ガスである燃焼前回収（Pre-combustion）への温プロセスを可能とする革新的な材料である。

適用により、低コスト、省エネルギーでの CO2 分離･回収

2015 ～ 2019 年 度 ま で の 実 用 化 研 究 フ ェ ー ズが期待される（図 4）。

（METI/NEDO 委託事業）では、川崎重工業株式会社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（>5t-CO2/day）、石炭火力発電所での実ガス曝露試験などを実施し、CO2
分離・回収コスト 2,000 円台/t-CO2 に目途を得た。アミン固体吸収材を用いた他の事業と比較して、本事業の回収規模、エネルギー、コストはいずれも世界トップ水準である。
2020 年、RITE は川崎重工業株式会社とともに

図 4 分離膜を用いた石炭ガス化複合発電（IGCC）からのCO2 分離･回収

NEDO 委託事業「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RITE では、高密度のアミノ基を有するポリアミドアミ

西電力株式会社の協力を得て、パイロットスケール試験

ンデンドリマーを用いた新規な高分子系材料が優れた設備（40t-CO2/day 規模）を舞鶴発電所内に建設し、CO2 と H2 の分離性能を有することを見出し、このデン

40

RITE Today 2021

研究活動概説 ● 化学研究グループ

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 5 に示す。

図 6 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）

METI 委託事業の「二酸化炭素分離膜モジュール研究
図 5 分子ゲート膜の概念図開発事業」（2011〜2014 年度）および「二酸化炭素回収技術実用化研究事業（二酸化炭素分離膜モジュール実

ここに示すように、透過機構としては、加湿条件で、膜用化研究開発事業）」（2015〜2018 年度）で開発した

中に取り込まれた CO2 が膜中のアミノ基とカルバメート

膜素材、膜エレメントや膜分離システムを基礎として、現や重炭酸イオンを形成し、分子サイズの小さな H2 の透過

在、NEDO 委託事業「CCUS 研究開発・実証関連事業／を阻害することで、従来の CO2 分離膜では分離が難し

CO2 分離･回収技術の研究開発／二酸化炭素分離膜モ

かった CO2 と H2 を効率良く分離できると考えている。

ジュール実用化研究開発」（2018〜2021 年度）におい

また、高圧条件への適用のために、ポリビニルアルコーて、実機膜モジュールシステムの開発を進めており、実ル（PVA）系の架橋高分子マトリクスを使用し、十分な耐用化に向け、MGM 組合として連続製膜技術および連続

圧性を有する膜材料を開発した。

製膜した膜を用いた膜エレメントを開発中である。

基礎研究段階として、優れた CO2 透過速度と CO2/連続製膜を用いた膜エレメントの量産化に向けた検討

H2 選択性を有する複合膜の開発に成功している。このにより、2.4MPa の高圧下においても安定な外径 2 イ

成果の実用化を推進するために、現在、RITE および民ンチおよび 4 インチの膜エレメントが作製でき、膜エレメ

間会社を組合員とする次世代型膜モジュール技術研究

ントの基本製法の確立に目途を得た。

組合（MGM 組合）によって、CO2 分離膜、膜エレメント

また、実ガス試験による膜エレメントの分離性能、プロの開発（図 6）および膜分離システム検討を実施中であ

セス適合性等に関する技術課題の抽出と解決を行うたる。

めに、電源開発株式会社若松研究所（以下、若松と記載）
において、石炭ガス化炉からの実ガスを用いた膜エレメ
ントの検証試験を実施した。4 インチ膜エレメントを用いた実ガス試験結果を図 7 に示す。なお、若松における石炭ガス化ガスの圧力条件に即して、全圧 0.8MPa（絶対圧）での試験を行った。

41

RITE Today 2021

研究活動概説 ● 化学研究グループ

研究開発が行われつつある。RITE は当該事業に採択された「大気中からの高効率 CO2 分離･回収・炭素循環技術の開発」 で、金沢大学および民間企業と協力して、DAC に最適な材料およびシステムの検討を開始したところである。本テーマを含め、ムーンショット目標 4 の「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」 を達成するための技術開発の中で「（１）
図 7 実ガス試験および実ガス試験前後の模擬ガス試験におけるＣＯ２分離性能
温度：85℃、0.8MPa（絶対圧）
模擬ガスには CO2/He/N2 を供給ガスとして使用。

実ガス試験前後で膜エレメントの分離性能は、ほぼ同等の分離性能である事が判った。また、実ガス試験中の分離性能低下も認められなかったことから、4 インチ膜
エレメントが実ガスに対する初期（短期）耐久性を有することを確認することができた。
今後は、これまでの成果に基づき、実機サイズの大型膜モジュールの開発および膜分離システムの研究開発を進める予定である。

5. 新たな取り組み
これまで述べたように、化学研究グループでは、製鉄所や発電所などの大規模 CO2 排出源を対象とした CO2
分離・回収技術の高度化・実用化に注力してきた。最後

温室効果ガスを回収、資源転換、無害化する技術の開発」
として、計 8 テーマが採択されている。
大気中からの CO2 回収は、通常の石炭等の燃焼後排ガスから CO2 を分離･回収する場合と比べ、CO2 濃度は400ppm 程度と 2～3 桁低いため、回収コストは極めて高価になると言われている。DAC を現実的なものとするためには、これまでにない高性能な CO2 分離材料の開発と大量の空気を効率よく吸脱着する事の出来るプロセスを構築する必要があり、CO2 分離材料について
は、RITE がこれまで取り組んできた固体吸収材や有人
宇宙活動用の CO2 吸着剤の研究経験で培ってきたアミン系化合物を中心とする材料設計の知見を活かし、回収コストを低減できる優れた材料開発を目指している。一方、CO2 分離･回収プロセスについては、共同実施者である金沢大学の吸着材ハニカムロータを用いたデシカン
ト除湿空調プロセス研究の知見を活用し、CO2 分離材料とプロセス技術の両者が連携することで高効率な DAC
システムの開発を目指している。

に別の新たな取り組みについての二つの事例を紹介する。一つは、大気中からの CO2 回収すなわち Direct
Air Capture（DAC）、もう一つは CO2 を炭酸塩として固定化する技術の開発である。
カーボンニュートラルを実現するためには、大気中に排出されてしまった CO2 を除去できる技術、すなわちネ
ガティブエミッション技術が不可欠である。近年、DACは代表的なネガティブエミッション技術の一つとして注目されており、海外でも検討が進んでいる。今後の普及

図８ 大気中からの高効率 CO2 回収・炭素循環技術の開発のためには回収エネルギーおよびコストを大幅に低減することが望まれ、日本でも、2020 年度よりスタートしたCO2 を炭酸塩として固定化する技術において、RITE

NEDO の「ムーンショット型研究開発事業」で挑戦的なは長年にわたり培ってきた独自プロセスを保有している。

42

研究活動概説 ● 化学研究グループ

RITE Today 2021

2020 年より、JFE スチール株式会社、太平洋セメント

研究課題に精力的に取り組み、実用化ステージに近いも株式会社、および RITE は、研究会を設置し、鉄鋼スラのは、スケールアップ検討や実ガス試験を通して早期のグや廃コンクリート等を対象として、これらから湿式で抽技術確立を目指し取り組んでいく。同時に、革新的技術出したアルカリ土類金属を活用し、工場等より排出され開発に取り組み、より省エネルギーで低コストが可能な

た CO2 との反応により、安定した化合物である炭酸塩

CO2 分離･回収技術を提案していきたいと考える。

として回収する技術の開発、および生成した炭酸塩の有効利用技術の開発等（図９）に協力して取り組んでいる。
RITE の独自プロセスや研究開発スキルと鉄鋼およびセメント業界をリードする 2 社の技術力や幅広い見識を融合することによって、技術開発におけるシナジー効果が期待される。

図９ CO2 炭酸塩固定化および有効利用技術

6. おわりに
化学研究グループでは、前述のとおり、主に化学吸収法・固体吸収法・膜分離法を対象に CO2 分離･回収技術開発を精力的に推し進めてきた。化学吸収法では実証ス
テージから高炉排ガスや石炭火力燃焼排ガスの商用機へ展開され、既に CO2 分離･回収技術として実用化されている。固体吸収法では、石炭火力燃焼排ガスに対して2020 年度より 40t-CO2/day 規模のパイロット試験に向けた検討に着手している。膜分離法では、IGCC 燃
焼前排ガスからの膜エレメントを用いた実ガス試験において CO2 と H2 の分離能を確認するなどの成果を得た。
他にも新たに NEDO の「ムーンショット型研究開発事業」
において採択された DAC 技術開発や、鉄鋼スラグや廃コンクリート等からの CO2 の炭酸塩固定化技術開発にも取り組み始めたところである。
化学研究グループでは、これらテーマにおける個々の

43

RITE Today 2021

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（2020 年 12 月末）
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
内田 堅二
横井 悟
野村 眞
高須 伸夫
中島 崇裕
名井 健
田中 良三
橋本 励
三戸 彩絵子
岡林 泰広
利岡 徹馬
髙野 修
内本 圭亮
小牧 博信
指宿 敦志
清水 信寿
副島 勉
渡辺 雄二

主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任
主任
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

張
毅
朴
赫
末国 次朗
渕上 聡子
中西 公美子
孫
艶坤
三善 孝之
小谷 雅文
永田 丈也
Amer, Rasha
吉川 浩人
平井 順子
辻
志織
氷見 悠子
西出 朱美
奥道 恵美
佐々木 惠
佐々井 登喜男

安全な CCS 実施のための CO2 貯留技術研究開発の取り組み
1. はじめに外の大規模サイトでの技術実証を進めている。

CO2 の発生源から分離・回収した CO2 を隔離する方

ここでは、2020 年度で技術・システムを確立した、マ策として、CO2 地中貯留は重要な選択肢の一つである。

イクロバブル CO2 圧入技術、圧入安全管理システム、

CO2 貯留研究グループは、二酸化炭素地中貯留技術

CO2 漏出検出・環境影響評価総合システムを紹介する。

研究組合の一員として、NEDO 事業「安全な CCS 実施

これらについては、実用的で汎用性の高い装置・シスのための CO2 貯留技術の開発研究」に取り組んでいる。

テムを構築することができた。このうち、マイクロバブル

本事業は、現在、CO2 の大規模貯留の実用化に向け

CO2 圧入技術については、米国や中国での CO2 貯留やた技術開発のフェーズにある。実用化のためには、大規

石油増進回収（CO2-EOR）などへも展開する。

模な貯留層に年間 100 万トン程度の CO2 を安全に圧上記のほか、当研究グループの技術を貯留サイトで実入・貯留する必要があり、これを実現するための安全管証しているものとして、光ファイバーセンシングがある。

理技術の開発、大規模貯留層の有効圧入・利用技術の開地層のひずみを検出する独自の手法を開発し、温度、圧発を行っている。

力、音響、そして、ひずみを同時に計測するマルチセンサ

これまでの取り組みにより、上記開発技術の構成要素である圧入安全管理システム、地層の安定性評価・監視技術、有効圧入技術など各種のシステムや技術が、実際の現場に適用できるレベルとなっている。
さらに、実用化に向けては、開発した技術を大規模サ―機能を実現した。これについても海外のサイトに適用し実証している。
このように、当研究グループは、それぞれの技術を発展させて実サイトに適用することで、CCS 普及促進に貢献していく。

イトにおいて実証することが有効である。本事業においても、海外の大学や研究機関などと積極的に連携し、海44

RITE Today 2021

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率化を図るため、パッカーより下のシステム全長を2.1. マイクロバブル CO2 圧入技術の確立

2019 年度の 84m から 14m へと 1/6 に縮小した（図マイクロバブル CO2 圧入技術とは、特殊なセラミック
フィルターに CO2 を通して微細気泡（マイクロバブル）化

2）。設置・回収に伴う作業時間は 15 時間から 4 時間へと約 1/3 に短縮できた。

し、地下に圧入する技術である。マイクロバブル化にはCO2 を地中貯留する上で、次の利点がある。
・貯留層を構成する砂岩の隙間（孔隙）に入りやすい。
・貯留層内に密に留まりやすい。
・孔隙中の水に溶けやすい。
当グループは、これらの利点を室内実験と現場試験によって検証してきた。室内実験は、岩石コア試料を対象として X 線 CT 装置を利用して実施している図 1 上部は岩石コア試料のＸ線ＣＴ画像の例である。図の左から注入されたＣＯ２が、コア試料の 82mm の位置に到達した時点の CO2 分布を寒色から暖色への変化で示している。2 本のコア試料の 82mm までの孔隙体積は、ほぼ同じである。マイクロバブル圧入によるＣＯ２が通常圧入

図 2 マイクロバブル（MB）発生装置の設置模式よりも密に孔隙を満たしており（図 1 上部）、また、CO2の圧入量と溶解量も、共に多くなる（図 1 下部）。

システムの短尺化により、マイクロバブル発生装置本体の長さは 18m から 4.5m になった。また、マイクロバ
ブルが発生する深度は、圧入対象層付近（図 2a）から浅くなった（図 2b）。このような設置条件で、2019 年度と同等のマイクロバブル CO2 の圧入効果が発揮できるか検証した。マイクロバブル CO2 の圧入レートは 2019 年
度と同じ 1.5 トン/日である。坑口圧は 8.4MPa であった。坑底圧は 8.8MPa から 14.9MPa に上昇し、その後一定圧力で圧入できた。1MPa あたりの CO2 圧入レートを示す CO2 圧入指数は 0.25 トン/日/MPa であり、2019 年度の 0.36 トン/日/MPa とほぼ同じであった。
マイクロバブル発生装置の設置条件が変わっても、通常

図 1 岩石コア試料を用いた圧入法の 0.09 トン/日/MPa よりも多くの CO2 を圧入

マイクロバブル CO2 の貯留効率評価

できることが確認できた。また、 CO2 貯留率も高く、
2019 度と同等の 82.9％であった。

実サイトでのマイクロバブル圧入試験は、2019 年度

一連の現場試験により、短尺のマイクロバブル発生装に引き続き、秋田県男鹿市の石油資源開発株式会社申置の有効性ならびにその設置効率の向上が確認できた。

川鉱場内で現場試験を行った。CO2 圧入対象層は地下

これにより、本システムの製作や設置回収作業に関する約 800m にある低浸透性の砂岩層である。2020 年度

コストの削減に大きく貢献できる。

は、マイクロバブル CO2 発生装置の坑内設置作業の効

2008 年に東京ガス株式会社と共同で基礎研究に着

45

RITE Today 2021

研究活動概説 ● CO2 貯留研究グループ

手したマイクロバブル CO2 発生技術は、「貯留物質の貯留装置および貯留方法」として特許（特許第 5399436
号）も取得している。室内試験と現場での実証試験を経て、マイクロバブル CO2 圧 入の技術を確立できた。
2021 年以降は、実用技術として米国ノースダコタ州での CO2 貯留や中国君倫石油との CO2-EOR 等、実適用を通して、本技術の普及・展開を図っていく。

2.2. 圧入安全管理システム（ATLS）の完成

図 3 ATLS 概要図

様々な流体圧入プロジェクトにおいて、地層内圧力の増加に起因する地震の誘発が懸念されている。そのたATLS は苫小牧サイトでの 2 年以上の長期間の連続

め、鉱廃水圧入プロジェクトや高温岩体地熱発電（EGS）

観測データに対しても、自動的に信号処理および圧入地

では、サイト周辺の振動イベント発生状況を基に、操業を点近傍の微小振動イベントの位置決定が行えることを確管理するトラフィックライトシステム（ Traffic Light認した。ATLS の出力（レポート）イメージを図 4 に示す。

System）が利用されている。これまで CO2 地中貯留サ

この図では監視対象区域内の微小振動発生頻度・イベン

イトでは、マグニチュード 1.1 以下の微小振動しか報告さ

ト位置、およびそれらから判定されたトラフィックライト

れていないものの、CO2 地中貯留事業においても誘発の色が示されている。

振動活動に対するリスクマネジメントが必要である。
当研究グループでは、我が国の実情に適した CO2 地
中 貯 留 の た め の 圧 入 安 全 管 理 シ ス テ ム （ ATLS:
Advanced TLS）の開発を行ってきた。その要件としては、(1) 自然地震が多く、人為的ノイズも大きい観測データから微小振動イベントを抽出できること(2) 微小振動イベント位置が決定可能なこと(3) 自動でリアルタイムのデータ処理が可能なことなどが挙げられる。これらを満たす管理システム構築のために、CO2 貯留サイトで実観測を行っている苫小牧実
証試験サイトの観測データを利用して研究開発を行ってきた。図 3 に ATLS の処理フロー概要を示す。地震観測
データ入力後、イベントピック、位置決定を自動的に行う。
同時に気象庁一元化震源情報を取得し、遠地の自然地
震を排除した微小振動カタログを作成する。さらにイベ
ントのマグニチュードと位置から判定を行う。

図 4 ATLS 出力例

これらの ATLS の基本機能に加え、様々なサイトにおいても本システムを適用できるように、補助的なツールの開発も行った。まず観測点設置に係わるツールとして、
具体的な地震計配置と仮想イベント発生位置を指定した
場合に、観測データからイベント位置推定を行うものを整備した。これは ATLS と同じ、平田・松浦(1987)による震源決定プログラム hypomh を活用したものとなっている。本ツールにより、どのような地震計配置がよい

46

RITE Today 2021

研究活動概説 ● CO2 貯留研究グループのか、および観測網でのイベント位置決定精度の評価がり、海水中の pCO2（CO2 濃度の指標の一つ）が、どの範行える。

囲でどれだけ上昇するのかを推定し、その pCO2 上昇幅

また、入力データフォーマットを変換するツールを開（ΔpCO2）により、どんな生物がどんな影響を受けるか発した。これまでの ATLS では苫小牧実証試験サイトにを示すものである。海に漏出した CO2 は海の流れによ特化し、SEGD 形式のデータのみを対象としていた。こり拡散されるため、海洋モデルを用いたシミュレーショ

の形式以外に、一般的な自然地震観測でも使われていンでΔpCO2 の分布を計算する。ΔpCO2 の計算のため

る、mini-SEED 形式と ASCII 形式のデータも取り扱には数１０km～100km 程度の領域を計算すればよい。

えるようにした。

また、CO2 を拡散させる海の流れは数 100km スケー

これらの改良を行った結果、実際の我が国の CO2 地ルの気象や海岸・海底地形の影響を受けて生じる。しか中貯留サイトで動作検証され、かつ他のサイトでも適用

し、数 100km の領域を高解像に計算するのは効率が可能な汎用性のある圧入安全管理システムが完成した。

悪いため、当グループでは、ΔpCO2 の分布の計算に用いるのとは別の低解像のモデルで数 100km の領域を

SEGD 形 式 ： 地 震 探 査 学 会 （ Society of

計算し、そのデータを利用することで適切な流れを再現

Exploration Geophysicists, SEG）が開発した

しΔpCO2 の分布を計算できるようにした。一方、Δ

地震データファイルの形式のひとつ。

pCO2 の生物影響を調べた研究、論文は多いが、そのデ

mini-SEED 形 式 ： 地 震 デ ー タ 交 換 標 準 （ Theータがまとまった形になっておらず、シミュレーションにStandard for the Exchange of Earthquake

よって得られたΔpCO2 の値がどんな生物にどんな影

Data, SEED）に則った地震データファイルの形式。

響を与えるのかを調べるのは容易ではない。そこで当研

時系列データを含む.

究グループでは、データベースを構築し、ΔpCO2 の値

ASCII 形式：米国規格協会によって定められた文字コ
ー ド （ American

Standard

Codeと生物の影響の対応関係を容易に抽出できるようにしforた。構築したデータベースに生物の条件（分類群、生息域

Information Interchange）によるテキスト形式など）を入力すると、その条件に合った生物がどの程度のΔpCO2 でどんな影響を受けるのかが出力される。こ2.3. CO2 漏出検出・環境影響評価総合システムの出力データとシミュレーションで得られたΔpCO2 の

CO2 地中貯留において、貯留サイトの選定は、CO2 が分布を組み合わせることにより、どの範囲で、どんな生

安全かつ安定的に貯留されるように慎重に行われるた物種が、どんな影響を受け得るかを推量することができめ、貯留した CO2 が漏出するおそれは極めて小さいとる。

考えられている。しかし、万が一の漏出に対する社会的漏出が生じていないかの監視は、CO2 が貯留されるな懸念を考えると、環境を監視することは重要である。

地層（貯留層）から海中まで対象が広範囲に及ぶ。貯留

また、海底下に CO2 を貯留する場合には、法令により、層は海底下 1km 以深にあるため、当研究グループの行漏出を仮定した環境影響評価をすることや、漏出やそのった計算によれば、CO2 が貯留層から漏れ出たとしても、兆しが生じていないか監視することが定められている。

真上の海底までの移動には 5 年以上かかる。また、貯留

そこで、当研究グループでは、これまで海洋環境影響評

層から海底までの CO2 の移動経路は地層の状況による価手法と監視手法の研究開発を行ってきたが、2020

ため、必ずしも貯留層の真上の海底から CO2 が漏出す

年度にその成果を CO2 漏出検出・環境影響評価総合シるとは限らない。このようなことを勘案し、当研究グルステムとしてまとめた。ここでは、環境影響評価手法とープでは、以下の手順で監視を行うことを提案する。ま

監視手法の概略を紹介する。

ず、貯留層やその周囲の地層の監視をしっかり行う。そ海洋環境影響評価手法は、仮定した CO2 の漏出によして、貯留層から CO2 が漏れ出ていることがわかれば、

47

RITE Today 2021

研究活動概説 ● CO2 貯留研究グループ

CO2 が海底に到達するまでの間に地層内の詳細調査を

よって異なり得ることもわかった。センサーを用いた観行い、海底のどの辺りから漏出し得るか、範囲の絞り込測の場合には、センサーの応答時間を考慮して相関関係みを行う。最後に、その絞り込んだ範囲を対象に海中をを計算する必要があることもわかった。このように、監視する。

pCO2 と DO の相関関係を用いた pCO2 異常値検出基

海中での監視に関しては、漏出シグナルの検出手法の準について、実際の運用で重要となる様々な特徴を明

研究開発も行った。海中での漏出シグナルとしては、漏らかにできた。一方で、漏出 CO2 は海の流れにより拡散

出 CO2 の気泡と漏出 CO2 の海水への溶解による CO2

されやすいことや、同じ点から漏出しても流れの向きや濃度上昇の 2 種類が考えられる。気泡の検出にはサイド漏出率によって pCO2 の高くなる範囲が変わり得るこ

スキャンソナー（SSS; 音響探査機器の一種）が有効ととなどから、漏出による pCO2 の異常値を捉えるには、

考え、SSS の CO2 気泡検知能力を明らかにするための時間的・空間的に密な観測が必要となる。そのため、当実験を行った。海域で海底から CO2 気泡を放出し、SSS

研究グループでは、pCO2 や pH などの CO2 濃度指標で検出できるかどうか、条件を変えて繰り返し調べる実の観測は漏出を検出するためではなく、環境影響の有無験である。この実験により、SSS は 2～4 トン/年以上のを確認することに用いるのが適当と考えている。

漏出速度の CO2 気泡を検出できることや、監視時の測得られた研究成果は事例集に組み込み、今後の海底線間隔は SSS の高度（海底から SSS までの距離）以内

下 CO2 貯留実用化において有効に活用されることを期にしなければならないことなどを明らかにした。なお、4待している。

トンの CO2 は、10 人の人が呼吸で一年間に排出する量に相当する極めて少量の CO2 である。一方、CO2 の濃度上昇シグナルの検出のためには、pCO2 の異常値の検出に関する研究を行った。CO2 はもともと海水中に存在し濃度が自然変動するため、pCO2 の上昇が自然変動によるのか（正常値）、漏出によるのか（異常値）を区別するのが難しく、異常値判定基準をどのように設定すればよいかが課題である（図 5）。当研究グループでは、
pCO2 と溶存酸素（DO）の相関関係を用いた異常値判
定基準（pCO2-DO 法）を考案した。まず、大阪湾の 9 年

図 5 pCO2 異常値判定と偽陽性、偽陰性の関係

間の四季調査データ（1 観測点につき 1 季節 1 データ）の解析により、pCO2 の変動が大きい海域や夏季は、

2.4. 先進技術開発による世界への貢献

pCO2 の値だけ で設 定 した 異 常 値 判 定 基 準 よ り も、

世界各国では、大規模な CO2 貯留プロジェクトが進行

pCO2-DO 法の方が精度よく異常値の検出ができるこしている。ノルウェーの Snøhvit、カナダの Quest、豪とや、適切な基準を設定するためには少なくとも 5 年程州の Gorgon の各プロジェクトなどであり、いずれも年度以上のデータを用いる必要があることを示した。次に、

約 100 万トンのＣＯ２貯留が実現されている。

1 年以上に渡る pCO2 や DO などの連続観測を行い、大規模ＣＯ２貯留で、世界各国が先行する中で、我が国夏季の大阪湾奥部では pCO2 の変動が大きく、場合にが世界各国と対等に連携し、ＣＣＳの普及促進を先導しよっては、観測時刻が数時間異なるだけでも pCO2 のていくには、核となる独自技術の提供で世界に貢献して値が大きく異なりえることを明らかにした。一年を通じいく必要がある。

たデータが得られたことにより、pCO2-DO 法では、偽その一つが、前述したマイクロバブル CO2 圧入技術で陽性（自然変動を異常と誤判定）の生じやすさが季節にある。当該技術の適用により、流体の浸透性が必ずしも48

研究活動概説 ● CO2 貯留研究グループ

RITE Today 2021

良くない地層においても、CO2 の貯留効率を高めることができる。そのため、CO2 供給点近傍立地など、貯留地
点選定の選択肢を高め、世界の CCS 普及促進に貢献することが可能となる。さらには、2018 年より中国君倫
石油と共同開発を進めている低浸透性の油田での油の増産を実証し、CO2-EOR への貢献も強化する。
もう一つが、光ファイバーセンシング技術である。地下の温度や圧力のモニタリング技術として、石油分野等ですでに適用が進んでいるが、当グループは光ファイバーにより地層のひずみを検出する独自の手法を開発し、温度、圧力、地震、そしてひずみを同時に計測するマルチセ
ンサ―機能を実現、実証した。
当該技術は、世界から高い関心を集めている。例えば
米国ノースダコタ州立大学エネルギー・環境研究センター（EERC）と、実際の CCS サイトで共同実証試験を実施している。米国側は CO2 貯留サイトの地層安定性やCO2 挙動把握が可能となる一方、日本側は、大規模
CO2 貯留サイトで、光ファイバー計測技術の検証や施工技術の改良を図れるなど、相互にウィンウィンの関係を構築している。
また、海底下地中貯留の安 定性を検証する欧州のSENSE プロジェクトにおける海底面の挙動監視への適用、さらには、アジア各国で計画されている CO2 貯留プ
ロジェクトでの適用など、実証や活用の場が広がっている。
我が国の温室効果ガス排出を 2050 年までに実質ゼロに する 目標を実 現 す る に は、世 界 各 国 と 協調した
CCS の普及促進が不可欠である。新技術開発やその活用のコンサルティング等で貢献する RITE、 CO2 貯留
研究グループの今後の活動にぜひ注目いただきたい。

49

RITE Today 2021

研究活動概説 ● 無機膜研究センター

無機膜研究センター
グループメンバー（2020 年 12 月末）
センター長・主席研究員
副センター長・主席研究員
主席研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
研究員

中尾 真一
山口 祐一郎
喜多 英敏
瀬下 雅博
安原 健一郎
龍治 真
李
惠蓮

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

浦井 宏美
奈良 裕子
佐々 和明
大野 信成
新堂 千代子藤井 暁義
菰野 恵子

無機膜を用いた革新的環境・エネルギー技術の研究開発、およびその実用化・産業化に向けた取り組み
１. はじめに2020 年は、NEDO から受託したメタンを直接分解

シリカ膜やゼオライト膜など無機膜は、その高い分離

し水素を製造する事業でシリカ膜とパラジウム膜を用い性能に加え、耐熱性や耐環境性に優れるなどの特長を有たメンブレンリアクター（膜反応器）を構築し、この反応

しており、多様な用途への適用が可能と期待されている。

系においてメンブレンリアクターの有用性を確認し、また、蒸留法や吸着法など従来の分離・精製法と比較しNEDO の委員会などで報告した。

て、大幅な省エネルギー化が図れるとともに、CO2 分離・CO2 分 離 ・ 回 収 、 有 効 利 用 （ CCU ： Carbon

回収用途や水素社会構築に不可欠な水素分離・精製用

Capture and Utilization）に関する取り組みについ途にも開発が進められており、地球環境の保全に資するては、水に対して高選択性を有するゼオライト膜を開発

環境・エネルギー技術として大きな注目を集めている。しし、膜反応器に応用することでメタノールへの転化率が、かしながら、その実用化は、これまでアルコールの脱水な触媒反応器での転化率に比べて、約 3 倍向上すること

ど一部用途に留まっており、今後、無機膜を用いた革新を確認した。また、NEDO のムーンショット型研究開発

的環境・エネルギー技術の早期の実用化・産業化に向け事業で、「大気中からの高効率 CO2 分離回収・炭素循環

た取り組みが求められている。

技術の開発」を金沢大学と共同で受託し、無機膜研究セ

無機膜研究センターは、無機膜を用いた革新的環境・ンターは、大気中から回収された CO2 から液体炭化水

エネルギー技術の早期の実用化、産業化を目的に、研究

素燃料を製造するプロセスの開発を行うことになった。

開発と産業連携を両輪として活動を進めている。組織も産業化戦略協議会では、共通基盤（信頼性評価等）研研究部門と産業連携部門の２つから構成されており、研究会と CO2 分離研究会の第 2 フェー ズ（2019～

究部門では、それぞれに優れた特長を有するシリカ膜、2020 年度）が終了し、セミナーでは web 開催を取り

ゼオライト膜、パラジウム膜をコア技術として、水素分入れた。

離・精製・製造や分離回収された CO2 の有効利用等の研

本稿では、メタンからの水素製造および CCU 技術開究分野に取り組んでいる。また、産業連携部門では、無発など研究部門の主な成果と今後の展望、そして産業化

機分離膜・支持体メーカーとそのユーザー企業計 18 社

戦略協議会の活動状況について紹介する。

からなる「産業化戦略協議会」において、メーカーとユーザー企業のビジョンの共有および共同研究の企画・立案

2. メタン直接分解による CO2 フリー水素製造技術の開等を図るべく、会員企業が定期的に意見交換を行い、研発究会などの活動を活発に推進している。

水素社会の構築のためには、水素を低コストで且つ大50

RITE Today 2021

研究活動概説 ● 無機膜研究センター

量に製造する方法が求められる。シェールガス革命以降、長期に安定して供給が可能であるメタンに着目し、これを熱分解することで水素と固体のカーボンを製造し、副生カーボンを販売することで水素の製造コストを低減する技術検討を実施している。メンブレンリアクターの適用により転化率を向上させ、効率的且つ省エネルギーな水素製造を目指す。また、水素製造に際して CO2 を排出しないメリットがあり、脱炭素社会に資する技術開発である。
2019 年度に NEDO の委託事業として採択され、①メタン分解に必要な反応温度 500℃以上の耐熱性を有する水素選択透過膜の開発②メンブレンリアクターにおいてメタンを効率的に分

図 2 製膜条件の異なるシリカ膜の耐熱試験の結果解する触媒の開発③水素分離膜と触媒から構成されるメンブレンリアク
ター（図 1）の開発とその有効性の実証を開発項目としている。

パラジウム膜の開発については、高い水素透過性を維持しつつ、耐熱性の向上が見込まれる Pd-Cu 合金膜の製膜条件を検討し、RITE 無機膜研究センターの技術である細孔内充填型で Pd-Cu 合金膜の製膜を可能とした 。 製 膜 し た 膜 の SEM-EDX か ら 狙 い 通 り の 組 成（Pd60-Cu40wt%）で製膜できていることを確認している。さらに、製膜条件を精査することにより、細孔内充填型 Pd 膜の 500℃における水素透過率を 1.3 x
10-6 mol m-2 s-1 Pa-1（これまでは 8 x 10-7 mol m-2
s-1 Pa-1 程度）に向上することができた。耐熱性を有する
水素透過膜を開発し、目標とする性能の目途を得た。

図１ メタン分解により水素製造するメンブレンリアクター②の触媒開発については、国内外のメタン直接分解による水素製造を対象とした文献調査を行い、技術開発①の水素分離膜の開発については、シリカ膜とパラジ

動向を把握するとともに膜反応器への適用可能性のあ

ウム膜を水素分離膜の候補として、製膜実験や文献調査

る触媒を調査した。その結果、比較的低温で高い収率がを元に製膜の指針を絞り込んだ。シリカ膜の開発につい得られると報告のある Ni/Fe/Al2O3 系の触媒を候補とては、種々のシリカ源を用いて検討を行い、透過分離性して選定した。その触媒について、共沈温度、滴下の方能を評価することで、シリカ源の選定を行った。その結法、沈殿剤の種類といった調製条件や、組成などを変更

果、DMDMS（Dimethoxydimethylsilane；Si を中した 20 種類の触媒を試作し、反応性を評価した結果、心にメチル基 2 つ、メトキシ基 2 つが結合しているケイ

比較的性能が高い触媒を膜反応器用の触媒として選定

素化合物）をシリカ源とした膜において、本プロジェクト

した（図３）。

の目標性能を達成することができた。さらに、DMDMSの製膜条件を精査することにより、高い耐熱性を発揮するシリカ膜の製膜を可能とした（図 2）。

51

RITE Today 2021

研究活動概説 ● 無機膜研究センターが行われている技術である。一方で、CO2 の水素化による有効利用技術は反応により水が生成し、その水が触媒の活性劣化、反応速度の低下の原因となる。また、多く
は発熱反応であり、反応により発生した熱を如何に除去するかも課題の一つである。これらの課題を解決すべく、
図 3 メタン分解用触媒の試作と性能評価

無機膜研究センターでは膜反応器による高効率かつ省エネルギー型の CO2 有効利用技術の開発を推進してい③の膜反応器開発については、膜反応装置を設計・製る。

作し、②において本反応系に適していると考えられる
Ni/Fe/Al2O3 触媒、水素分離膜として Pd およびシリカ

３．１． CO2 を原料とするメタノール合成技術の開発

膜を用いた膜反応試験を行った。反応温度 600℃、反メタノールは化学品の基幹物質であり、今後需要拡大

応圧力 0.4 MPa の条件において、Pd 膜、シリカ膜の適が見込まれる。メタノール合成は、主として天然ガスを用により転化率が向上することを確認し、膜反応器の有原料とした水蒸気改質反応により合成ガス（CO と H2 の効性を実証するとともに、得られたカーボンは触媒を中混合ガス）を原料として合成される。一般的に Cu/ZnO

心にグラフェンが積層している構造であることを確認し系の触媒が用いられており、473～573 K、高圧条件

た（図４）。

下で反応が行われる。しかしながら、メタノール合成は熱力学的には低温・高圧有利の反応系であり、この温度域ではワンパスの収率が低い。これは、以下の反応式で表される CO2 を原料としたメタノール合成では顕著である。

CO2 + 3H2 ⇄ CH3OH（メタノール） + H2O

この課題を解決する方法のひとつとして、膜反応器の適用が挙げられる。熱力学的平衡制約に支配される反図４ Pd 膜を用いた膜反応試験の結果および得られたカ

応であるメタノール合成反応により生成した水（あるいーボンの SEM 画像

はメタノール）を取り除くことができれば反応はメタノー
ル生成側に促進される。一方で、一般的な脱水膜である

一方で、試験後の Pd 膜の水素透過性能がおよそ 1/2に低下していた。試験後の膜の SEM-EDX 結果より

A 型ゼオライト（LTA）膜の本反応系への適用は、水熱安定性の観点から難しいことが知られている。

Pd 層内にカーボンが固溶している様子が確認され、水そこで、無機膜研究センターでは、これまでに高い水素透過性能の低下はカーボンの固溶によるものである

熱安定性と透過分離性能を兼ね備える脱水膜（Si-rich

ことが示唆され、新たな課題として対策に取り組んでいLTA 膜）の開発に成功するとともに、その新規ゼオライる。

ト 膜 を 適 用 し た メ タ ノ ー ル 合 成 膜 反 応 器 （ MR ；Membrane reactor）は、従来の触媒充填層型反応器

３. CO2 有効利用技術の開発
CO2 有効利用技術は EU をはじめとする世界各国でCO2 削減に効果的であると盛んに研究開発・実証検討（PBR；Packed bed reactor）よりも高い CO2 転化率を示すことを実験で明らかにしてきた（図５）。今後は、実用化に向けた研究開発を進めていく。

52

RITE Today 2021

研究活動概説 ● 無機膜研究センター

原料として、膜反応器を用いた高効率かつ省エネルギー型の CO2 変換技術の開発を以下の３項目を柱として進めていく。
①FT 合成へ適用可能な脱水および水素選択透過膜②FT 合成用膜反応器③最適プロセス構造
生成する水は、例えばゼオライトなどの親水性を有す
る分離膜を用いて反応系外に除去することができれば触媒劣化を抑制することができると考えられる。また反応制御については、例えばシリカ、パラジウムなどの水素選択透過膜を介して反応場に H2 を供給することで制御することが可能であると考えられる。無機膜研究セン
ターでは、これまで従来の LTA 型ゼオライト膜よりも水
図５ 脱水膜を用いた膜反応器によるメタノール合成

熱安定性を向上させた Si-rich LTA 型ゼオライト膜の開発に成功しているとともに、細孔内充填型 Pd 膜、水３．２． 大気中の CO2 を原料とした液体炭化水素燃料

素透過性に優れるシリカ膜の開発も手掛けている。今後、（e-fuel）合成技術の開発

これまでに得られている知見を最大限に活用し、FT 合NEDO 事業「ムーンショット型研究開発事業／20５０

成に適用可能な無機系分離膜および膜反応器の開発を年までに、地球環境再生に向けた持続可能な資源循環

強力に推進するとともに、これまで放置されがちであっを実現／大気中からの高効率 CO2 分離回収・炭素循環

た無機系分離膜の“Science”を解き明かしていくつも技術の開発」に採択され、2020 年度より金沢大学と共りである。

に研究開発を行っている。無機膜研究センターは、回収した CO2 を FT 合成（Fischer-Tropsch Synthesis）

４． 実用化・産業化に向けた取り組み

により液体炭化水素燃料に変換する技術開発を担当す当センターの産業連携部門のコアとなるのは、「産業る（図６）。FT 合成もメタノール合成と同様に、反応によ化戦略協議会」である。この協議会は、分離膜・支持体メり生成する水が触媒劣化、反応速度低下の原因となる。

ーカーとユーザー企業計 18 社（2021 年 1 月時点）が

ま た 逐 次 反 応 で あ り 、 生 成 物 は ASF （ Anderson-

参画し、メーカーとユーザー企業のビジョンの共有およ

Schulz-Flory）則に従うため反応制御が困難であるこび国費事業等共同研究の企画・立案等を推進して革新的とも課題として挙げられる。

環境・エネルギー技術に資する無機膜産業を確立することを目的としている。その実現のために、①無機膜を用いた革新的環境・エネルギー技術の実用化・産業化に向けたニーズ・シーズマッチングやロー
ドマップ策定を行う「研究会」の設置および運営②国、NEDO 等からの資金による事業の共同実施の企画

図６ プロジェクトの全体概要③センター研究部門への研究員派遣の受け入れ、研修会の実施

そこで本事業では、大気中から分離回収した CO2 を④センターアドバイザリーボードおよび研究部門から

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研究活動概説 ● 無機膜研究センターの技術指導⑤協議会員向け無料セミナーの開催⑥協議会員向けニーズ・シーズ情報の発信などの事業を推進している。

５． おわりに2020 年は、NEDO 事業であるメタンからの水素製造事業にメンブレンリアクターを適用し、その有用性を実証し、NEDO に報告を行った。本事業については、

2020 年は、新型コロナウイルスの感染拡大の影響で、2021 年度から新しい事業が開始する予定であり、その例えば、研修会の開催を見送るなど、当初計画から変更

事業を通じてより実用化に向けた取り組みを行う予定が生じたものもあったが、web を活用した開催方法をである。また、CO２の有効利用を行う研究開発で着実に取り入れ、CO2 分離研究会と共通基盤（信頼性評価等）

成果を上げると共に、新規にムーンショット型研究開発

研究会およびその下部組織として具体的作業を進める事業（「大気中からの高効率 CO2 分離回収・炭素循環技

作業部会において、CO2 分離研究会で計 4 回、共通基術の開発」）で、大気中から回収された CO2 から液体燃盤（信頼性評価等）研究会で計 7 回開催し、調査検討を料を製造するプロセスの開発を行うことになった。長期更に深めた。共通基盤研究会では具体的なゼオライト膜

予算の獲得により安定して、センターの運営が可能となの加速劣化予備試験を行い、長期信頼性確立のためのり、今後、世界の無機膜開発・実用化をリードする中核組

基礎データを取得して、2021 年度以降の国費事業等織となるよう鋭意活動を進めていきたい。

の立ち上げを目指している。CO2 分離研究会では、「高濃度 CO2 を含む天然ガス田への無機膜適用性検討」を
メインテーマとして検討した。
また、協議会会員向けセミナーを、web を活用して開催（2020 年度は年間 3 回）した。アドバイザリーボード、
会員企業、膜関連企業などから最新の研究開発動向やニーズ、シーズの紹介、膜の実用化開発事例の紹介などの講演があり、活発な質疑・応答、討論が行われている。
無機膜の実用化・産業化に関連した有用な知識を得られる上に、会員企業間や第一線の研究者との交流の場としても有意義な場であると高い評価を得ている。
さらに、協議会会員向けセミナーの講演内容に関連する特許・文献調査を行い、その要約に無機膜研究センターとしてのコメントを付したニーズ・シーズ情報も、定期的に会員に提供している。

図７ セミナーでの講演風景（2019 年 4 月開催分）

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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

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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
無機膜研究センター

その他の活動
◆環境教育
実施日

対象者

人数

1 月 27 日

木津川市立木津川台小学校 第五学年

33

2月4日

山城地方退職校園長会会員

37

2 月 18 日

精華町立精華南中学校 第一学年

455

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主な新聞記事

掲載年月日

見出し

掲載紙名

2020.1.21

RITE、CO2分離・回収シンポ 実質ゼロ貢献 意義発信

電気新聞

2020.1.21

二酸化炭素を効率的に分離・回収 東京大学でシンポ

電波新聞

2020.1.23

温暖化対策でCCUS技術に注目 シンポやワークショップ相次ぐ

電波新聞

2020.1.24

CCSの事業化を展望 関連団体が最新動向紹介

電気新聞

2020.1.31

経産省 気候変動緩和へ議論 IPCCシンポ 世界の潮流を解説

電気新聞2020.2.1

RITE「革新的環境技術シンポジウム2019」開催

ガスレビュー2020.2.14

産業界の取り組み発信 RITE 脱炭素化でシンポ

電気新聞

2020.2.17

脱炭素技術開発に意欲 東ガス穴水副社長が環境シンポで表明

2020.3.15

RITE「ALPS国際シンポジウム2020-脱炭素に向けた長期戦略-」等開催

2020.4.21

JFEスチール、太平洋セメントなど CO2有効利用で研究会 鉄鋼スラグの成分活用

2020.4.21

JFEスチール CO2固定技術共同開発へ 鉄鋼スラグなど活用

日刊産業新聞2020.4.21

脱炭素社会構築に貢献 JFEスチール太平洋セメントら3者で研究会設置

建設通信新聞2020.4.21

太平洋セメントら3者 炭酸塩へのCO2固定化技術を開発へ 研究会設立

日刊建設工業新聞

2020.4.22

JFEスチール・太平洋セメなど、CO2・副産物で炭酸塩 温暖化対策

日刊工業新聞2020.4.22

JFEスチールなど3社、CO2回収技術開発へノウハウを共有

日刊自動車新聞

2020.4.30

グリーンフォーラム21 第3回事例研究会 「石炭をめぐる問題」を考える 産業界の取り組み

日刊工業新聞2020.5.1

炭酸塩固定技術を研究 JFEスチール 太平洋セメなどと化学工業日報2020.7.14

CO2固体吸収法 石炭火力で回収試験 NEDO パイロット設備設置

化学工業日報2020.8.21

RITE CO2排出抑制新技術を紹介 9月に講演会

電気新聞2020.9.25

CO2の分離・回収 舞鶴発電所で試験 RITEと川崎重工業 2022年度から

京都新聞

2020.9.25

地球環境産業技術研究機構と川崎重工 CO2分離・回収でパイロット機建設へ 関電・舞鶴発電所で

鉄鋼新聞

2020.9.25

舞鶴発電所でCO2分離回収 RITE、川重、関電 22年度から実証

電気新聞

2020.9.25

石炭火力でCO2分離・回収 舞鶴発電所 関電、システム実証

日刊工業新聞2020.9.29

川重、関電とCO2回収実験

日経産業新聞2020.9.30

石炭火力CCUS実証 川崎重工－RITE－関西電力 22年度から着手

化学工業日報2020.10.5

舞鶴でCO2分離回収を実証

2020.10.13

高効率移動層システム 大気中から回収 メタ合成しPX 川重、CCU実用化に拍車

化学工業日報2020.10.14

ビヨンド・ゼロ実現へ 温暖化対策シンポ RITE 最新の研究成果を報告

化学工業日報2020.11.2

血友病治療薬に大賞を授与 バイオインダストリー大賞 奨励賞にバイオマスプラも包装タイムス

2020.11.7「脱炭素社会の先導役に」 下京 RITE設立30年で講演

2020.11.9

循環炭素社会への挑戦③ CO2分離＜上＞日本の技術に競争力

化学工業日報2020.11.10

循環炭素社会への挑戦④ CO2分離＜中＞50年には1000円以下に

化学工業日報2020.11.11

循環炭素社会への挑戦⑤ CO2分離＜下＞次世代技術の開発も進展

化学工業日報2020.11.26【風雲「究」】２０５０ 温室ガスゼロの実現性 地球環境産業技術研究機構主席研究員・秋元圭吾氏

2020.12.3

カテコールを発酵生産 RITE 持続可能な香料原料

化学工業日報2020.12.15

RITE「革新的環境技術シンポ」 50年までに社会実装狙う 大気中からCO2回収し燃料合成 非可食植物で海洋分解ポリマー

化学工業日報2020.12.15
2020.12.28

RITE設立30周年記念講演・祝賀会を開催「2050年まで温室効果ガス100％削減目標達成にはCCSが必須の技術」 松岡京大名誉教授
経済教室 温暖化ガス実質ゼロの論点（上）「地中貯留」促進へ官民組織を
茅陽一・東京大学名誉教授、山口光恒・地球環境産業技術研究機構参与

ガスエネルギー新聞
ガスレビュー
鉄鋼新聞

ガスエネルギー新聞

京都新聞

産経新聞

ガスレビュー
日本経済新聞56

特許紹介

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特許紹介⚫ 二酸化炭素分離・回収技術関連分野⚫ 二酸化炭素圧入関連分野⚫ バイオリファイナリー関連分野

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2021 Vol.16

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