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■巻頭言

財団法人 地球環境産業技術研究機構 副理事長
- 新しいアイデアを探そう -

茅

陽一
01

■研究活動概説- CO2 大幅削減のための革新的技術の開発戦略 -研究企画グループ

02

システム研究グループ - 持続的で実効ある温暖化防止に向けたシナリオの提示 -08

バイオ研究グループ- バイオリファイナリー産業の技術開発動向と研究概要 -12

化学研究グループ- CO2 分離・回収技術の高度化と産業技術化への取組み -14

CO2 貯留研究グループ - 実適用を目指す CO2 貯留技術の開発 -18■トピックス

21■2009 年（平成 21 年）発表論文一覧

27■登録特許および公開特許一覧

37

財団法人

地球環境産業技術研究機構

巻

頭

言

新しいアイデアを探そう
財団法人

地球環境産業技術研究機構

副理事長

茅

陽一

私ども RITE が発足したのが 1990 年だから、早いもので今年でちょうど 20 年を迎えることになる。
RITE は、当時経済産業省から提案された「地球再生計画」にもとづいて、温室効果ガスの中心である
二酸化炭素の大気への排出を大幅に低減する技術を開発することを目的に発足した。そこで始めたプロ
ジェクトは、太陽光から触媒を利用しての水素製造、産業から排出された二酸化炭素を輸送・僻地での太陽光を利用しメタノールを作って同じ輸送船で送り返し利用するという CO2 リサイクル、あるいは産業で発生する二酸化炭素を海洋の藻で吸収する CO2 固定化、などが主要なものだったが、正直のところいずれもやや野心的なプロジェクトに過ぎたような気がする。そしてそれ以後いろいろな曲折を経たのだが、現在の RITE の主力になっているのは次の 3 つのプロジェクトである。すなわち「発電や産業の排ガスからの二酸化炭素の回収と地中等への貯留（CCS）」、「セルロース系バイオマスのバイオリ
ファイナリーによるエタノール転換」、そして「温暖化と持続可能な発展問題の数量的な総合システム分析」である。はじめの 2 つは現在から今後の近い将来にかけての大変重要な技術を扱っており、しかも、また幸いなことにかなりの成果をあげて、国内のみならず国際的にも RITE の名を広く知られたものにしている。また、総合システム分析は、RITE 発足当時はあまり力の入れられていない分野だったが、温暖化への対応が世界的に進展するにしたがって温暖化問題の分析・予測・計画が世界的に重要な課題となり、それへ RITE が積極的に対応した結果、現在は社会的に RITE の分析の価値が広く認められるようになった。
それでは今後の RITE の研究はどうか。現在のプロジェクトはまだ進展の途上にあり、これを益々推進することは当然である。しかし、RITE はそれだけにとどまらず、低炭素社会に重要な他の革新的技術も育てていきたいと考えている。一つの鍵は二次エネルギー技術である。将来はさまざまな形の自然エネルギーの利用がエネルギー低炭素化のために必要だが、それを具体的に実用化するためには何等かの形の二次エネルギーに変換するしかない。現在は太陽光発電、風力発電のような電力への変換か、現
在 RITE でも行っているような車燃料としてのエタノールへの変換、更に RITE 発足当初に手がけたような水素への転換の 3 つが殆どだが、他に有力な二次エネルギー媒体はないか。また、上記のような従来行われている 3 つの媒体への変換にしても、これまでとは抜本的に異なった効率の高い、コストの安い方策はないか。こうした疑問に応える技術の芽があれば、RITE は積極的に取り上げていきたい。皆々様のご声援とご援助をぜひお願いする次第である。

01

研究企画グループ

研究活動概説研究企画グループCO2 大幅削減のための革新的技術の開発戦略
術戦略マップは、RITE の主要取り組み分野であり、かつ、

１. はじめに
地球温暖化を食い止めるために、世界の温室効果ガスの経済産業省における技術戦略マップ作成作業への貢献が期

排出量を 2050 年におよそ 50% レベルにまで削減するこ

待されている「CO2 固定化・有効利用技術分野」に焦点をとが求められている。従来から地球温暖化対策として、省あてた。なお、省エネ、非化石燃料シフトおよび化石燃料

エネルギー技術の開発・導入や代替フロン等の削減対策等、間シフトに関しては、既に別途ロードマップが作成されてCO2 をはじめとする温室効果ガスの排出を抑制する取組み

いることから、本技術戦略マップでは対象とせず、バイオが行われている。しかし、大気中の CO2 濃度は上昇を続

マスエネルギー利用のうち、革新的な変換・利用技術につけており、地球温暖化を緩和・抑止し持続的な社会を構築

いてのみ言及した。

するためには現行の取組みのみでは不十分と考えられる。

CO2 固定化・有効利用分野の技術体系を図 1 にまとめた。

したがって、これらの対策に加えて、排出後の CO2 に対CO2 排出は発電所や製鉄所などの排出源からの大規模・集する固定化・有効利用技術についても、将来的に導入可能

中型と家庭や自動車などの小規模ではあるが多数の分散型

な対策オプションとすべく、技術開発を推進する必要があに大別される。前者では排出源から発生する CO2 を分離る。

回収し、地中あるいは海洋などへ隔離することが有利であCO2 固定化・有効利用分野の中でも、CO2 の分離回収とる。また、回収された CO2 を別な物質に変換し、有効利

貯留 (CCS) は、IPCC( 気候変動に関する政府間パネル ) に用することも可能である。一方、分散型排出源からの回収よる CO2 回収・貯留特別報告書において、温暖化緩和策

は費用がかかるため、大気中に排出後に前者で処理しきれのキーテクノロジーのひとつとして期待されている。また、なかったものと合わせて、植物などによって吸収固定する

我が国が平成 20 年 3 月に策定した「クールアース‐エネ

方法が考えられる。各技術はさらにつぎのようなサブ技術

ルギー革新技術計画」においても、2050 年までに世界全から構成される。
CO2 の分離回収と貯留 (CCS): 大規模発生源から分離回

体の温室効果ガス排出量を半減するために必要な革新的技

収した CO2 を地中あるいは海洋に注入し、貯留・隔離す

術のひとつに位置づけられている。
このような点を踏まえ、RITE では平成 16 年度に中長期る技術であり、貯留手法としては、地中貯留、海洋隔離に的な観点から「CO2 固定化・有効利用技術」についての技

大別される。地中貯留は、地下深部塩水層 ( 帯水層 ) 貯留、術戦略マップを作成し、毎年その内容の見直しを実施して炭素固定、EOR( 石油増進回収 )、枯渇油・ガス田貯留などいる。また経済産業省では、ここで実施した検討結果を基に大別され、海洋隔離は、溶解希釈法 ( 移動式 )、同 ( 固に他の分野も合わせて、「技術戦略マップ 2009」を作成・定式 )、深海底貯留などに大別される。
CO2 の有効利用 : 分離回収された CO2 を化学的あるいは公表した。本稿では、CO2 固定化・有効利用技術分野の技

生物的な手法で他の物質に変換し、再度利用する技術であ術戦略マップの内容について紹介する。

る。カーボンへの分解、アルコールなどの化学品への変換技術に大別される。

２. CO2 固定化・有効利用技術の体系とテーマの絞り込み

生物による吸収固定 : 大気中に拡散した CO2 を生物に

地球温暖化防止を目的とする様々な技術のうち、本技

02

研究企画グループ

研究活動概説３. CCS の技術戦略とロードマップ

よって吸収・固定する技術である。樹木などの陸上の植物による吸収固定、大型海藻などの海洋植物による吸収、動CCS は CO2 を分離回収する技術と回収した CO2 を地中物による吸収に大別した。さらに CO2 の吸収固定により

あるいは海洋に貯留・隔離する技術から構成される。

得られたバイオマスをエネルギーおよび有用化学品として分離回収する対象ガスとしては、電力等のエネルギー生

変換・再利用する技術も含まれる。

産時の排出ガスおよび鉄鋼、セメントを始めとする産業プ

これらの技術について CO2 削減技術としての有効性、ロセスからの排出 CO2 ガスがある。発電所からの CO2 回

ポテンシャルの大きさ、現在の概算コスト、2030 年での収プロセスには、通常の煙道ガスからの回収を行う燃焼

コスト実現性について評価し、削減ポテンシャル・コスト

後回収、IGCC など燃料の部分酸化によってガス化された両面から有効な技術群で導入に向けた取り組みが進められ圧力を持った CO2 高濃度の合成ガスから CO2 を回収するるべき技術を抽出し、それらについてより詳細な技術戦略

燃焼前回収に大別される。また、燃料を酸素で燃焼させ、を策定した。絞り込まれた技術を次に示す。

CO2 濃度の極めて高い排気ガスを生成させる酸素燃焼法が検討されている。CO2 の回収技術としては化学吸収法、物● CCS
CO2 の分離回収・貯留技術、海洋隔離、地下深部塩

理吸収法、膜分離法、吸着法、深冷分離法などがあるが、水層貯留、炭素固定、EOR、枯渇油・ガス層貯留な燃焼排ガスからの分離には主に化学吸収法が、自圧を有す

どの地中貯留技術、CO2 の分離回収技術

るガスの分離には化学吸収、物理吸収、膜分離法などが適している。CO2 の分離回収は化学吸収法などすでに商業実● 大規模植林による地上隔離技術
大規模植林等のバイオマス生産技術、バイオマス利績があるが、CO2 回収コストが CCS の全コストの約 7 割

用技術を占めていることから、CCS の実現には分離回収コストの図 1． CO2 固定化 ・ 有効利用分野の技術マップ （技術体系）03研究企画グループ

研究活動概説

低減が欠かせない。また、分離回収によって 2~3 割余分とともに、実用化に向けての経験を蓄積するための大規模にエネルギーを消費することから、分離回収エネルギーの実証試験を始めとする技術開発が必要である。また、ロン低減が極めて重要な課題となっている。このため、化学吸

ドン条約などの世界的な法整備の動きと調和しながら、現収法、物理吸収法、膜分離、吸着剤についての研究開発が行法を基本とし必要に応じて法整備の検討をしていく必要

世界的に行われている。さらに、分離回収技術の開発は地がある。特に貯留物の長期的な責任のあり方については十中貯留の進展に同期する必要がある。すなわち、「低コスト・

分な検討が必要である。また、地中貯留の理解促進活動に

低エネルギー回収技術」を地中貯留の実施前に完成させる

ついても十分早い時期から進めていく必要があるし、実施必要があるし、回収される CO2 の純度に関しても、貯留の観点からは、実施主体の形成に向けた準備も必要である。

側の要求に応じる必要がある。

一方、海洋隔離は、海洋による CO2 吸収能力を考慮する

CO2 貯留・隔離技術については、RITE によって新潟県と極めて大きな削減ポテンシャルを持つ技術であることか

長岡市において約 1 万トンの CO2 を地下深部塩水層へ圧ら、当面、生物影響・予測手法等に関する科学的知見の集入・貯留する実験が実施され、我が国での CO2 地中貯留

積を進行させ、2030 年を目指した長期的な適用目標を設のターゲットとされる地下深部塩水層に安全に CO2 が貯定すべきであるとした。

留できることが実証された。また、モニタリングや CO2

分離回収を地中貯留の実現に結合させるためには、「低挙動シミュレーションなどの技術開発、我が国での地中貯コスト・低エネルギー回収技術」を 2015 年までに完成さ留のコスト・賦存量の評価をはじめとする有効性評価、安せる必要がある。CCS が CO2 削減技術として有効となる

全性評価、法体系等周辺関連調査などが実施されている。

ためには大幅なコスト削減が望まれる。分離回収技術のコ

さらに平成 19 年に経済産業省は「CCS 研究会」を設置し、ストが下がるほど、排出源から隔離場所までの距離を大き我が国での地中貯留の課題について検討し、技術開発や法くすることが可能となり、隔離可能量が増大する。分離回整備等とともに大規模な実証試験が必要であると結論づけ

収コストとしては、排出権取引価格や海外との技術競争力ている。

を考慮すると 2015 年で 2,000 円 /t- CO2 程度、さらには以上の様な状況を考慮し CCS の技術戦略とロードマッ

1,000 円 /t- CO2 台となることが望ましく、革新的技術の開発とその実用化を進めていく必要がある。

プが作成された ( 図 2)
貯留・隔離技術のうち、「海洋隔離」については、CO2

本ロードマップに従って平成 20 年には日本 CCS 調査株の注入による生物影響の懸念などが払拭されておらず、実式会社が設立され、大規模実証試験の地点調査と試験準備

施に関する国際的なコンセンサスの形成に時間がかかるが開始された。また、平成 21 年には経済産業省において為、温暖化対策のキーテクノロジーとして国際的に導入が大規模実証試験において守るべき基準が整備されるなど、進められている「地中貯留」の技術開発から進めることが大規模実証に向けての準備が整いつつある。

重要と考えられる。地中貯留については、G8 サミットにおいてその積極的な推進が合意され、IEA・CSLF などを中

４. 大規模植林・バイオマス利用の技術戦略とロードマップ

心に実施に向けての課題の整理やロードマップの作成が実

大気中に排出された CO2 の吸収固定において中心的な施されており、世界的に 2015 年頃の技術確立、環境整備役割を占めるのは、「大規模植林等による地上隔離技術」を目指した動きとなっていることから、我が国での技術のであり、これは「バイオマス利用」と併せて進められるべ

完成時期もこれらと一致させた 2015 年頃におくことが妥

きものである。大規模植林をはじめとする植物を利用した当である。これに合わせて、CCS 技術を総合的に検証する

吸収固定は、CO2 の大規模削減に寄与し得る技術として、

04

研究企画グループ

研究活動概説現時点で CCS に唯一対抗し得る見通しのある技術であり、る。

例えば、米国においては、2008 年に技術開発による環境植本分野のロードマップを図 2 に示す。各項目別の目標

林の低コスト化の目標を設定している。また、バイオマスかおよびマイルストンは以下の通りである。

らのエタノールや化学品の製造については、世界的に活発「単位面積当たりの CO2 固定量増大」については、品種に開発が行われている。とりわけ、米国が積極的であり、数改良や土壌改良技術などの遺伝子組換えを用いない手法を

件の商業プラント建設プロジェクトが推進されている。

先行させて早期の実適用を目指す。また、遺伝子組換え手

大規模植林等の地上隔離技術の技術課題としては、ま法では、実用樹木等で固定量 2 倍の目標を達成すべく研ず、場所の選定・樹種選定技術の確立があげられる。さら究開発を行うとともに、その安全性についても充分な検討に、水収支などのシステム評価技術、環境影響評価技術、行い、2015 年頃のフィールド実証、2030 年までの実適用

および CO2 吸収量の評価技術が必要である。植物によるを可能とさせる。これによって、CO2 固定化コストの低減、

CO2 の吸収固定量を増大させるためには、単位面積当たり削減ポテンシャルの向上が期待される。

の固定量の増大や乾燥地等、従来作物の栽培不適地への植「乾燥地等への植生拡大技術」については、集水・灌漑

生拡大技術が必要である。つぎに植林等に関する環境整備

技術や遺伝子組換えを用いない品種改良技術等による植生としては、制度面の整備、CO2 削減モニタリング技術の標拡大を先行させて早期の実適用を目指す。また、遺伝子組準化、森林等の多面的機能の評価、遺伝子組換え法の認知換え手法では、降水量 500、300mm でも産業植林が可能があげられる。また、生物多様化についても十分な配慮がな樹木の創製について研究開発を行うとともに、その安全必要である。国際協力の推進については、革新的技術の共性についても充分な検討を行い、2015 年頃のフィールド

同開発、植林事業推進のための環境整備面での協力、途上実証、2030 年までの実適用を可能とさせる。これによって、国でのキャパシティビルディングがあげられる。

植林ポテンシャルの向上が期待される。

バイオマス利用については、バイオマスからいかに効率「バイオマスエネルギー利用等との複合化による植生拡的にエネルギー等の物質を得るか、その変換技術の開発と大」としては「植物の改変技術」と「バイオマスの革新的ともに使用可能なバイオマス種を拡大させる技術が重要で変換・利用技術」が考えられる。

ある。現在石油をプラットフォームとしてさまざまな化学「植物の改変技術」については、油脂、ワックス分など品が生産されているが、化石資源の使用縮小とともにバイの植物が生産するエネルギー物質などの有用物質の生産量

オマスからさまざまな有用物質を省エネルギー・低コスト

を 2 倍にすべく開発を行う。2015 年頃からフィールド実で製造する革新的変換技術が必要である。

証、実適用検討を実施していく。

環境植林の拡大から産業植林・バイオマス産業利用への「バイオマスの革新的変換技術」については、現在、糖流れは、世界のエネルギー物質・有用化成品生産プロセス

からのアルコール製造や他の有品製造が実用レベルにあるのパラダイムをも変更する潮流であり、我が国としても、が、穀物類は食料との競合があるため、今後はソースをセ

CO2 排出削減対策としてはもとより、このような観点からルロース系に求めなければならないこと、一方で現在実も、2010~2015 年をターゲットにした樹木等の単位面積施されているセルロースからの糖化は高コストであるこ

当たりの固定量増大技術、産業利用を容易にする有用物とから、「セルロースからの安価な糖化技術の開発」を行

質生産能の向上技術の確立、2020 年頃のバイオマス利用う。また、木質系バイオマスに含まれるリグニンも有効利技術との結合、2030 年頃を目指した樹木等からの多角的用が必要であり、効率的な変換方法の開発が必要である。

なバイオマス利用システム構築と実証に取り組む必要があ2010 年頃までに基本技術を開発し、順次実用化していく。

05

研究企画グループ

研究活動概説図 2． CO2 固定化 ・ 有効利用分野のロードマップ※ 1 分離回収 : 新設石炭火力 (830MW)、回収量 :100 万 t-CO2/ 年、7MPa までの昇圧含む、蒸気は発電所の蒸気システムから抽気 [ コストベース :2001 年 ]※ 2 地中貯留 : 上記分離回収コスト + パイプライン輸送 20km+ 圧入 ( 昇圧 15MPa、 10 万 t-CO2/ 年 ・ 井戸 ) [ コストベース :2001 年 ]※ 3 植林 : 植林周期 7 年伐採 + 萌芽再植林、 バイオマス生産量 20m3/ha ・ 年、 植林管理費 17-31%、 用地リース費 :50$/ha ・ 年 )06

研究企画グループ

研究活動概説「バイオマスの革新的利用技術」については、糖からアル模植林地から得られた樹木を原料に変換が開始されるもの

コール、水素などのエネルギー物質や現在石油から製造しとした。それまでに順次、収集・輸送を含めたバイオマスているポリマーなどの製品群を高効率低コストで製造しての利用システム構築を進めていくことが必要である。

いく技術を開発する。終了したものから順次実用化につな

５. おわりにげていくが、2015 年頃には「バイオマスの革新的変換技術」と結合させ、セルロース系バイオマスからの有用物質の一RITE では本技術戦略マップをホームページ上に公開し、貫製造法へと発展させる。

広く意見を伺いながら、定期的な見直しを行っている。地

大規模植林とバイオマス利用の結合を 2020 年頃からと球温暖化の阻止には革新的な技術開発が必要である。このした。バイオマス利用技術については、小規模高効率ガス

ためには大学・研究所・企業等から多数の叡智を集めると化システムや、そこからの液体燃料製造システム、アルコー

ともに、目的にそった効率的な研究と実用化の推進が必要

ル発酵システム、および先に述べた革新的利用システムなである。本技術戦略マップがその一助になれば幸いである。

どが 2020 年には実現されるものと予想されるため、大規07

システム研究グループ

研究活動概説システム研究グループ
持続的で実効ある温暖化防止に向けたシナリオの提示
１. はじめに

２. 現状のエネルギー効率の国際比較

2007 年 12 月 に イ ン ド ネ シ ア の バ リ で 開 催 さ れ た 気

CO2 排出削減は長期にわたる時間的な視点とグローバル

候 変 動 枠 組 条 約 締 約 国 第 13 回 会 合（COP13） に お いな視点を持って考えることが不可欠である。地球温暖化影て、2009 年 12 月コペンハーゲンで開催の COP15 までに

響は CO2 排出が起こってから時間遅れを持って現れてく2013 年以降の排出削減枠組み・目標を採択することが合るものが多く、長期の時間スケールで対応を考えることが意された。2008 年 12 月ポーランド・ポズナニで開催さ必要である。また、排出削減策に限定しても、たとえば発れた同締約国会合（COP14）では、付属書 I 国全体の削減

電部門やエネルギー多消費産業の設備の寿命は長期であレベル、国ごとの削減レベル、約束期間、基準年を含む数

り、短中期での大幅な排出削減には対応が難しく、大きく

量削減目標のあり方、削減ポテンシャル等につき各国の意

削減しようとする場合には大きな費用がかかる可能性があ見提出などを踏まえ検討していくことが合意された。そしる。温暖化問題は長期にわたって持続的に取り組まなけれて 2009 年 12 月にコペンハーゲンで COP15 が開催された。

ばならない課題であり、技術開発と技術普及のタイミング

大変重要な国際会議とあって多くの首脳もコペンハーゲン

を見計らって効果的に排出削減していかなければ、温暖化入りし議論を行った。交渉の決裂も危惧された会議であっ防止に真に有効な対応とはならない。

たが、多くの努力によって決裂は何とか避けられ、「コペもう 1 つ重要な視点は、グローバルな視点である。世ンハーゲン合意」を大筋で了承して閉幕した。しかし、こ界各国で現状のエネルギー効率には大きな差異がある（図の COP15 は地球温暖化問題への国際的な取り組みが難し

1）。エネルギー効率が低い国では、比較的、エネルギー

いことを改めて認識させられる会議であった。

効率改善が容易であり、CO2 排出削減余地も大きいことがこの間、先進各国は独自に中期目標とりわけ 2020 年の多い。大幅な排出削減のためにはグローバルな視点を持っ排出削減目標の宣言を行ってきた。日本政府においては、て効果的に排出削減を行っていくことが不可欠である。た2009 年 6 月 10 日、麻生前総理が 2020 年の温室効果ガス

だし、図 1 のような国全体としてエネルギー効率の国際（GHG）排出量を 2005 年比 15% 削減するという中期目標

比較を行った場合、各国で特有の産業構造の違いなどが考を発表した。一方、民主党鳩山新総理は同年 9 月 22 日の慮されず集約された形でエネルギー効率が示される。製造

国連気候変動首脳級会合において、すべての主要国参加に業は非製造業よりもエネルギー消費が不可避的に大きいこよる意欲的な目標の合意を前提に 1990 年比 25% 減（2005とが多いため、たとえば日本のように先進国の中では製造

年比 30% 減）を目指すと新たに宣言した。

業の占める比率が高い国は、集約化された GDP という指システム研究グループでは、地球温暖化問題という複雑標あたりのエネルギー効率で見ると必ずしも的確なエネルで広範な問題を俯瞰的に把握しつつ、かつ、細部までよりギー効率の比較とはならない。

良く理解し、そしてシステム分析の手法を援用してそれら実効ある温暖化対策を考えていく上でより重要なのは、を社会により正しく伝えるよう研究活動を行ってきてい

技術的なレベルとしてのエネルギー効率を比較することでる。2009 年は、上記国際交渉における意思決定に資するある。技術的なレベルとしてのエネルギー効率を比較する

分析結果の提供、そして、国内の中期目標決定のために科には、セクター（産業部門）別のエネルギー効率、もしく

学的、論理的な分析・評価の提示も行ってきた。

は更に詳細に主要な技術についてエネルギー効率を比較す

本稿では、その中から主要な分析について紹介し、またることが必要である。ただし、国際的な統計が十分整備さそれが意味することについて解説することによって、シスれているとは言えないため、セクター別のエネルギー効率

テム研究グループの研究活動の報告としたい。

の推計は、セクターごとの高度な理解がなければ良い推計

08

システム研究グループ

研究活動概説はできない。図 2 は、鉄鋼業における世界各国のエネルギー

技術的な対応の見通しがとれた排出削減方策を分析でき効率を RITE で推計したものである。鉄鋼においても、日る。また、世界全体について、排出削減費用を含めて評価本は高いエネルギー効率を達成していることが示されていできるため、世界各国の排出削減目標の比較も可能である。

る。2000 年から 2005 年にかけては中国やインドなどのそのため、排出削減枠組み・目標に関する国際交渉のため途上国を含め、多くの国で相応の効率改善が進んでいる。

の基礎的なデータとして、国内外で活用されてきた。

ただし、ロシアなどのようにあまり改善が見られなかった

日本政府は、2020 年の温室効果ガス排出の削減目標（い国も存在している。国際的な技術協力によって、グローバ

わゆる「中期目標」）として、麻生前総理は国内排出削減

ルに CO2 排出を削減する余地は大きい。

分のみで（海外排出クレジット、森林吸収カウント分を含まず。いわゆる「真水」分）2005 年比 15% 削減するとし、その後、民主党鳩山新総理は 1990 年比 25% 減（2005 年
比 30% 減。すべての主要国参加による意欲的な目標の合意が前提で、かつ、海外排出クレジット、森林吸収カウン
ト分を含む）を目標とするとした。なお、これら 2 種類の排出削減目標は、条件が異なるので注意が必要である。前者の 2005 年比 15% 減（90 年比 8% 減）は、京都議定書の 2010 年の排出削減目標との比較では、排出クレジット
購入分を除いた 90 年比 -0.6%（政府目標）もしくは +3%（企業が購入した排出クレジット分も除いた場合）と比較すべき数値である。一方、後者の 1990 年比 25% 減は、2010年の数値としては京都議定書で日本に定められた削減目標

図 1 国全体としてのエネルギー効率の国際比較 （国際エネルギー機関（IEA） 統計より）である 6% 減そのものと比較すべき数値であり、両者を単純に比較すべきではない（図 3）。

図 2 2000 年および 2005 年における粗鋼生産 （転炉鋼） におけるエネル
ギー効率の国際比較 （RITE による推計）

図 3 日本における各排出削減目標の位置づけ

いずれにしても、これらの削減目標達成のためには、ど３. 日本の中期目標と世界各国の排出削減目標の分析・の程度の費用が必要と推定されるのか、世界各国の排出削評価

減目標との関係はどのようなものなのかを見ておくこと

システム研究グループでは、地域解像度が高く、また、は、それを実際に達成するにあたっての実効性をはかる上各部門の CO2 排出削減に関わる様々な技術を詳細にモデで大変重要であり、RITE はこれらの分析を担った政府のル化した DNE21+ モデルを開発してきた。これによって、ワーキングチームの一員としてその作業に携わった。

09システム研究グループ

研究活動概説図 4 は、RITE が開発したモデルで分析した主要先進国

しなければならない。それに加えて、途上国であっても主の 2020 年における温室効果ガス排出削減の費用曲線であ

要な排出国についてはある程度の実効ある排出削減目標がる。排出削減をできる限り小さな費用で達成しようとすれ必要である。さもなければ長期的に持続的に排出削減に取ば、1 トン排出を減らすための費用が小さな対策から順次り組むことができなくなる可能性が高い。表 1 は COP15

実行していけば良い。その費用を推定しグラフ化したもを前に宣言がなされた各国の排出削減目標について、基のが図 4 である。日本は省エネルギーが進んでいること、準年をそろえた削減率、限界削減費用、GDP あたりの排米国は効率の低い石炭火力発電が多く排出削減余地が大き

出削減費用を分析したものである。「コペンハーゲン合意」

いことなどから、費用曲線の形状が大きく異なっており、では、先進国は 2020 年に向けての国全体の排出削減総量

同じ費用をかけても日本はあまり削減を行うことができな

目標を提出、途上国は排出削減行動目標を提出することにが、欧米はより大きな削減が可能なことがわかる。

なったが、今後、特に付属書 I 国における各国の排出削減
目標の限界削減費用に大きな差異が生じないように、他国がより大きな排出削減目標となるようにしていくことが、実効性を持って 25% 削減を実現するために不可欠なことである。

４. 持続的で実効ある温暖化防止に向けて2020 年まではあと 10 年しかなく、既存の技術の広範なる普及、技術の漸進的な進歩で主に対応していかざるを得ない。しかし、長期的には多くの排出削減の可能性は存在している。世界全体が地球温暖化問題に対する危機感の図 4 主要先進国の 2020 年の温室効果ガス排出削減の費用曲線 （RITEによる推定）

下、結束できれば、それを実現することも不可能ではない「限界削減費用」 は、 削減目標を達成するために必要となる理論的な炭素税率に相当し、 また、 排出権取引の理論的な市場取引価格に相当する。

だろう。ここでは、持続的で実効ある温暖化防止に向けて
3 つの重要な点について言及しておきたい。1 つめは、排日本が 1990 年比 25% 削減を仮にすべて真水で実現す

出削減費用の劇的な低減と大幅な排出削減に向けた革新的るとすれば、最も高い最後の 1 トンを削減するための費用な技術開発・普及を産官学一体となり、また、国際協力をは 476$/tCO2 要すると推定される。これは欧米が COP15

行いながら取り組むことである。2 つめは、各種技術、社を前に掲げた排出削減目標達成に要すると見られる費用で会インフラ、社会システムをシステム的に融合させることある 50$/tCO2 前後に比べて実におおよそ 10 倍にも相当を追求し、システム化によって実質的な排出削減費用の低するものである。仮にこれだけ大きな費用の差異ができれ減をはかることである。社会はより幸福になるために、温ば、京都メカニズムの下では日本は途上国のみならず、欧暖化問題だけではなく様々な目的を持って取り組んでお米からも大量の排出権購入を行うことになりかねないこと

り、それらと排出削減対策を融合させたシステム的対応をが示唆される。また、エネルギー多消費産業を中心に海外行っていくことである。最後は、社会の環境意識の向上にへの産業流出が起こる可能性も大きくなる。この場合、世努め、温暖化対策が消費者効用を増すような社会に変革し界全体で見れば排出削減には寄与しないことに留意が必要ていくことである。このためには環境教育も重要であるが、である。

着実な経済発展も不可欠である。

日本でも着実に排出削減が進み、かつ、世界全体の排出システム研究グループは、地球温暖化問題を人類が解決削減にも寄与するには、日本だけが突出した削減費用を要していけるように、引き続き、的確な温暖化対策の分析・する削減目標となってはならず、世界、少なくとも主要先評価を実施すると共に、社会にとって真に有効な温暖化対進国の限界削減費用が大きな差異を生じないような目標と応方策・政策の提言を行っていきたい。

10システム研究グループ

研究活動概説

表 1 主要排出国の中期目標 （RITE による分析）*1 各国が発表している目標値を単純に積み上げた値であり、共同で目標として発表しているものでは無い。また、限界削減
費用及び GDP 比対策費用は、附属書 I 国全体で最も費用効率的に排出削減を行った場合の値である。
*2 附属書 I 国全体で最も費用効率的に排出削減を行った場合の値。
*3 附属書 I 国各国の GDP 比対策費用が均等化するように排出削減を行った場合の値。
*4、*5 中国の目標は「GDP 当たりのエネルギー起源 CO2 排出量を 2005 年比で 40~45% 改善」、インドの目標は「GDP 当たりのエネルギー起源 CO2 排出量を 2005 年比で 20~25% 改善」と、対象温室効果ガスはエネルギー起源 CO2 排出量のみであるため、基準年の排出量もエネルギー起源 CO2 排出量のみとしている。

11バイオ研究グループ

研究活動概説バイオ研究グループ
バイオリファイナリー産業の技術開発動向と研究概要
１. バイオリファイナリーの世界動向と日本の現状発を加速し、商業プラントの建設を後押しする目的で昨年

世界のエネルギー需要は年々増え続けているが、気温の12 月に 19 のプロジェクトに対して総額 5 億 6400 万ドル

上昇を抑えるには、長期的な温室効果ガスの削減対策の実の大規模な財政支援を表明した。さらに、ガソリンへのエ施や循環型・低炭素社会の形成が不可欠である。バイオエ

タノール混合率を現在の 10%（E10）から 15% に引き上

タノールに代表されるバイオ燃料は、バイオマス（植物由

げる E15 についても米国環境保護庁（EPA）で検討が行わ

来資源）を原料としており、光合成で CO2 を固定していれている。EPA は自動車への影響調査の継続を理由に結ることから、どのように利用しても大気中の CO2 濃度に論発表を 2010 年半ばに延期したが、自動車エンジンへの影響を及ぼさない（カーボンニュートラル）。このような影響についてはほぼクリアーしていると言われており、米理由から、再生可能資源であるバイオマスからの化学品や国のバイオエタノール業界は市場の拡大に大きな期待を寄エネルギー製造（バイオリファイナリー）の早期実現へのせている。世界中が注目している商業ベースでの大規模セ期待は大きい。

ルロースエタノールプラント（10 万 KL レベル / 年）は、2010 〜 2012 年に稼働を開始すると報じられている。

一昨年の 2008 年には、バイオエタノール用の穀物利用を一因とする世界的な穀物価格の高騰が発生し、洞爺湖サ

一方、ディーゼル車が新車販売の半分を占める欧州でミットでも大きな議論を巻き起こした。ところが昨年は一は、バイオ燃料の 70% 以上を主に菜種を原料としたバイ

転して、米国発の金融危機を端緒とする景気後退と原油価

オディーゼルが占めている。EU では、温室効果ガス対策

格の低下により、米国バイオエタノール業界の事業環境がや原油依存度の低減を目的とした「輸送用バイオ燃料導入

急速に悪化し、年度前半には工場の閉鎖や再編が大きく報に係る指令」を 2003 年に発効させ、加盟国へのバイオ燃じられた。しかし、このような中にあっても、1 月に就任料や再生可能燃料の市場導入量の目安を掲げている（2010

したオバマ大統領のグリーンニューディール政策やバイオ

年末 5.75%）。各国はそれぞれ独自に値を定め目標達成に

燃料に積極的な米国エネルギー省（DOE）Chu 長官の就任取り組んでいるが、バイオディーゼルの消費量は生産量をにより、米国政府はバイオ燃料生産技術への財政支援を今上回っており、EU 全体では年間消費量（約 800 万トン）

までに増して加速している。現在の状況は、米国内でのトの一部を輸入に頼っている。そのため輸出国での環境破ウモロコシ生産量の 30% 超がバイオエタノール生産（2009

壊や食糧油との競合などの課題が表面化している。一方、

年 105 億ガロン）に利用されていることから、食料と競2014 年に施行予定の Euro6 排ガス規制への対策で、ディー合しないセルロース系バイオマスを原料にしたセルロース

ゼル車価格が大幅に上昇する見込みから、今後 5~10 年のエタノールなど、温室効果ガス排出量が少ない先進バイオ

間にバイオエタノールの生産量が増加するとも予想されて燃料（Advanced biofuel）に大きな注目が集まっている。

いる。

2007 年の新エネルギー法に基づいて、米国政府はバイオ

日本では、バイオ燃料導入の政府目標として 2010 年まエタノール等の再生可能燃料の使用基準（RSF2）を大きでに 50 万 KL を掲げており、その一環として、昨年からく引き揚げており、2022 年までに 360 億ガロンの目標を規格外小麦などを原料とした数万 KL レベルのバイオエタ

掲げている。実施時期や基準値をめぐって DOE では議論

ノール実証プラントが北海道で稼働した。また、非可食バがまだ続いているが、このまま実施されると 2010 年にはイオマスを原料とするセルロースエタノールについては、

ロードマップ上でセルロースエタノール生産に 1 億ガロ

国内数か所で小規模な技術実証事業（数 KL/ 年）がスター

ンの目標が課せられることになる。このため DOE では、トしたところである。このように米国と比較すると、バイ

セルロースエタノール等の先進バイオ燃料への生産技術開オリファイナリーの取り組みは遅れているが、昨年誕生し12バイオ研究グループ

研究活動概説た新政権は、「温室効果ガスの大幅削減」を政府目標としを進めている。

ており、マニフェストでも具体的に「1 次エネルギーの総3. 今後の展開供給量に占める再生可能エネルギーの割合を、2020 年までに 10% 程度の水準まで引き上げる」と明言している。

バイオ燃料製造と並んで、非可食バイオマス資源からの今後ともバイオリファイナリー分野への政府の積極的な支グリーン化学品の製造は、バイオリファイナリーの中核で援が期待される。

あり、温室効果ガスの削減や、低炭素社会実現に重要な方策である（図 1）。対象とするグリーン化学品は、ポリプ

2. RITE バイオ研究グループの取り組み

ロピレン等の汎用樹脂から機能性エンジニアリングプラス

バイオ研究グループでは、これまでに新規技術コンセプ

チック、特殊ポリマーなど広範であり、我が国が高いシェトに基づく革新バイオプロセス「増殖非依存型バイオプロ

アを持つ製品群が多い。これらは素材や加工品として利用

セス（RITE バイオプロセス）」を確立し、バイオ燃料や有され、我が国の重要な基幹産業の競争力をさらに高めるこ機酸を始めとした有用化学品の生産に大きな成果を上げてとが期待される。一方、デュポン社やダウ・ケミカル社なきた。本プロセスは、非可食バイオマス由来の混合糖の同ど、海外大手化学メーカーもグリーン化学品製造を事業の時利用をはじめとする世界初の成果を有しており、バイオ

核とする方針であり、既に大規模な研究開発をスタートし燃料生産に応用した「セルロースからの混合糖同時変換にている。

よるエタノール製造技術」は、第 18 回日経地球環境技術

RITE バイオグループでは、非可食バイオマス資源から賞の大賞に選出され、国内外から高い評価を頂いているのバイオ燃料やグリーン化学品製造に向けて、前述した「増（RITE Today 2009 トピックス参照）。高効率の key は、従殖非依存型バイオプロセス」をコアとするトータル製造技

来のバイオプロセスが微生物の増殖に依存して物質生産を術の確立を研究開発の柱として展開する方針である。具体

行うのに対して、微生物細胞の生育を人為的に停止した状

的には、非可食バイオマス由来の混合糖（C6+C5 糖）を態であたかも化学触媒のように細胞を利用し、化合物を製出発原料とし、増殖非依存型バイオプロセスにより、バイ造させることにある。これにより従来のバイオプロセスに

オ燃料や基礎化学品（プラットフォーム）化合物を製造し、つきものの低生産性が大幅に高効率化され、化学プロセス

さらに最適な化学反応技術により、上記グリーン化学品へと同等以上の生産性（STY:Space Time Yield）が可能となっ変換する。このためには、産業界と連携した研究開発が不た。本技術は、日本独自の日の丸技術として、国内外から可欠であり、企業の皆様との共同研究や共同開発を今後と注目を集めており、我々も積極的に民間企業との共同研究も積極的に進めていきたい。

図 1 増殖非依存型バイオプロセスを中核技術としたバイオリファイナリーによる低炭素社会の実現

13化学研究グループ

研究活動概説化学研究グループ
CO2 分離・回収技術の高度化と産業技術化への取組み
中国、インドなどの温暖化対策への指針が開示され、そトン -CO2 まで低減の目処が得られた。さらに COURSE50のグローバルな枠組みの議論が進展している。先進国と開プロジェクトに参加し 2,000 円 / トン -CO2 を狙った化学

発途上国が、どのように経済的な支出を担うかが難しい課

吸収液の開発を継続している。さらに、国外の研究機関と題である。我々は経済的な CO2 削減対策の提示が、関係の共同研究にも着手した。

国の一致を引き出し易くすると考えている。

膜分離法では H2 を含むガスからでも CO2 の選択性ではCCS（CO2 capture and storage）は経済性に優れた CO2

優れた素材を見出した。現在は、その素材を膜構造の中へ削減対策のひとつとなると期待されている。CCS コストの組み入れる研究に取り組んでおり、実ガスでのモジュール

6 割程度は排出源からの CO2 分離に要すると試算されてお試験を視野に入れた開発を実施している。

り、CCS の実用化促進には CO2 分離コストの低減が重要

最近、高圧の状態で CO2 回収するための特長ある二つである。

の材料を見いだした。ひとつは化学吸収液であり、もうひ化石エネルギーの転換技術は進歩しており、ボイラーととつは吸着剤である。これらを用いたプロセスの評価に取りかかった。

スチームタービンの発電方式から、ガスタービン複合発電、
燃料電池複合発電へと進化していくと予想される。一方、以上のように、幅広い新技術評価の実施と、次世代の礎発電装置から CO2 を分離回収する技術も化学吸収法、物となる革新的な技術開発により CO2 分離技術をリードし、か理吸収法、膜分離法、酸素燃焼法など多岐にわたっている。

つ産業界が受け入れ可能な実用的な技術開発を進めている。

技術進歩によって、CO2 分離が対象とする燃料転換装置と化学吸収法による CO2 分離回収技術開発

分離装置の組み合わせが変化する。将来にわたって、最も経済性の高い技術に対応した CO2 分離技術の開発を追求

化学吸収法は、ガス中の CO2 をアミン水溶液等の化学できるように図 1 に示すような技術開発ビジョンを基に吸収液に選択的に吸収させた後、加熱して分離させる方法

開発を進めている。

であり、比較的大規模な常圧ガスからの CO2 分離に優れている。化学吸収法の最大の課題は、分離回収コストを低減できる新吸収液を開発することである。
RITE では、平成 16 年度から製鉄所高炉ガス中の CO2 を化学吸収法により従来の半分のコストで分離回収するための「低品位廃熱を利用する二酸化炭素分離回収技術の開発」
プロジェクト（COCS プロジェクトと呼称）を企画推進してきたが、予定どおり平成 20 年で当初目標を達成し終了した（図 2）。
新吸収液に望ましい性能は、吸収液と CO2 との反応に

図 1． 長期的な視点での発電技術と CO2 分離技術

おいて、反応熱が小さくかつ吸収分離が容易なことであり、化学研究グループでは多様な CO2 分離技術の評価と開それにより CO2 を低エネルギーで分離回収できる。それ発に努めながら、特に化学吸収法と膜分離法の研究開発にらの特性を示す化合物の中ではアミン水溶液が優れてい力点を置いてきた。化学吸収法では、COCS プロジェクトる。第 1 ステップとして、数百種類の市販アミンを選定と名付けた、製鉄所の排ガスを対象にした CO2 分離技術

して、アミン水溶液と CO2 との吸収速度、吸収量、反応の開発を完了し、革新的なアミンの開発により 3,000 円 /熱等の基礎特性をラボ実験により調査し、基礎特性に及ぼ

14

化学研究グループ

研究活動概説図 4． CO2 新吸収液によるエネルギーの低減

エネルギー目標 2.0GJ/t-CO2）と共に、プロセス評価設備

図 2． 低品位廃熱を利用する CO2 分離回収技術 （COCS） 概要（30t/d 能力）による実証の計画を進めていく計画である。
すアミンの化学構造的特徴を把握した。更に、各種アミン

また、これまでの吸収液研究の蓄積を基にして、平成の性能の得失を補完し合う複合アミンを検討し、その性能

19 年度から高圧条件に適した化学吸収液の開発にも取りを同様に調査した。その結果、これまでに特性の異なる高組んでおり、その中で高圧下での吸収性能、放散性能の優性能な数種類の新吸収液（RITE-3 系、4 系）を開発した（図 3）。

れたアミン群を見出した。これらのアミン化合物により高圧用の化学吸収液を開発し、高圧システムにおける新たなCO2 分離回収方法として提案していく予定である。

圧力ガスから CO2 と H2 を分離する高分子系膜の開発
日本政府が提唱する「クールアース 50」の革新的技術のひとつに「ゼロ・エミッション石炭火力発電」がある。石炭をガス化した後に水性ガスシフト反応で CO2 とH2 を含む混合ガスを製造し、CO2 を回収・貯留（CCS:CO2
Capture and Storage）して、H2 をクリーンな燃料として用いる。この圧力を有する混合ガスから、1,500 円 /t-CO2

図 3． 新吸収剤開発

以下のコストで CO2 を回収できる新規な分子ゲート膜を開発中である。

引き続いて第 2 ステップとして、これまでの知見や量子化学による理論計算等を採用し新規なアミンを設計合成し分子ゲート膜は、CO2 と H2 を効率良く分離することがて評価する研究に範囲を広げることにより、新たな吸収液可能である。図 5 に分子ゲート膜の概念を示す。ここで、（RITE-5、6 系）を開発した。これまで標準的に使用されて膜中の CO2 が分子サイズの小さな H2 の透過を阻害するこ

いた MEA（モノエタノールアミン）が 1 トンの CO2 あたりとで、従来の膜では分離が難しかった CO2 と H2 を効率良4.0GJ/t-CO2 であるのに対して本プロジェクトで開発したベく分離できる。現在までに、新規に開発したデンドリマー

スト吸収液の分離回収エネルギーは、2.5GJ/t-CO2 と大幅にが優れた CO2 と H2 の分離性能を有することを見出し、こ低減でき、プロジェクト目標をほぼ達成できた（図 4）。

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

COCS プロジェクトによる開発成果は、製鉄所排出 CO2複合膜で世界トップ性能となる 30 を超える CO2/H2 選択の大幅削減を狙った環境調和型製鉄プロセス技術開発性を得ている。図 6 は、RITE で開発したデンドリマー包（COURSE50）プロジェクト（平成 20 年〜 24 年）に引き

含架橋高分子膜の概念と CO2/H2 分離性能である。この成継がれ、現在、より高性能な新吸収液の開発（分離回収果を元に、（株）クラレ、ダイセル化学工業（株）、（株）

15

化学研究グループ

研究活動概説

東レ、日東電工（株）の分離膜メーカー 4 社の協力を得デンドリマー膜の開発は、炭素隔離リーダシップフォーて実用的な分離膜モジュールの開発を促進している。図 7

ラム（CSLF）の認定プロジェクト「圧力ガスからの CO2は、開発中の膜モジュールの概念図である。更に、新日鉄分離」に登録され、米国エネルギー省国立エネルギー技術

エンジニアリング（株）の協力を得て、石炭ガス化試験装研究所（DOE/NETL）と共同研究を実施している。更に、置から発生するガスを用いた実験を通じて、分離膜の有効ノルウェー科学技術大学、米国テキサス大学とも膜開発の性を確認する。

共同研究を実施しており、国際協力体制の下で研究開発を行っている。

GCEP の紹介
ス タ ン フ ォ ー ド 大 学 の GCEP（Global Climate andEnergy Project）からの受託研究「サブナノ構造制御材料の先端的研究」では、有機系材料と無機系材料の両面から相乗効果による革新的な分離膜の開発を行った。平成 20
年 9 月から継続テーマ「先進的 CO2/H2 分離材料の開発」に着手した。
図 5． 分子ゲート膜「先進的 CO2/H2 分離材料の開発」では、亜臨界並びに超臨界状態の CO2 を鋳型とする新しいコンセプトを用いる革新的な分離膜の開発を目指している。その概念を図 8に示す。CO2/H2 分離材料では、膜中に存在する CO2 親和性物質を分子レベルで構造制御することに因り、優れた分離性能を発現することが可能となる。図 8 で、超臨界 CO2の存在下で、CO2 親和性物質が CO2 と接した最適な構造を分離膜中で取っている（状態 A）。超臨界 CO2 を除去する際に構造が維持されることから（状態 B）、CO2 親和性物質が CO2 の透過に最適な構造を有する分離膜を得ることが可能となる。

図 6． デンドリマー包含膜と CO2/H2 分離性能

図 8． CO2 を鋳型に用いる分離膜開発の概念

図 7． デンドリマー膜モジュールの概念図

16

化学研究グループ

研究活動概説耐水蒸気型吸着剤による高圧ガスからの CO2 吸着分離

（1.6MPa）から常圧（0.1MPa）への圧力変動による CO2

技術開発

吸着量のローディング差は 3.6mol/kg と非常に大きな値

本研究では、我々が新規に見出した高圧条件に適したを示すことが明らかとなった。また、13X は同条件下で水水蒸気の影響阻害のない新規吸着剤を高圧ガスからの CO2蒸気が存在すると CO2 の吸着性能が消失するが、新規吸吸着分離法に適用して CO2 を低エネルギー・低コストで着剤（A）はほとんど水蒸気の影響を受けない。

分離回収しうる技術の開発を目的としている。

高圧ガスに本吸着剤を用いた PSA 法を適用すると常圧

これまでに水蒸気共存条件下でもほとんど CO2 の吸着に戻すだけで吸着した CO2 が回収でき、真空ポンプが不性能が低下しない新しい吸着剤を開発しており、現在、本要となるため、大幅な分離回収エネルギー低減が可能で吸着剤を利用したプロセスの実現可能性の評価を実施中である。また水蒸気共存条件下でも CO2 を選択的に吸着可ある。図 9 に示すように、従来型のローシリカゼオライト

能な耐水蒸気型吸着剤の適用により除湿プロセスの省略

13X では、CO2 分圧が 300kPa 程度で吸着量がほぼ飽和ににより装置のコンパクト化が可能となる。これまでに実達してしまうため、高圧ガス（1.6MPa）から常圧（0.1MPa）

際に CO2/N2 および CO2/H2 流通混合ガスから CO2 を高選への圧力スイングでは、CO2 を効率的に回収することはで択的に分離可能なことを確認した。そこで今後、小型の 2

きず、乾燥条件下でも 1.5mol/kg 程度の回収量しか期待

塔式連続吸着分離試験装置を用いてプロセスの有効性を実できないが、新規に開発した吸着剤（A）は 3MPa 程度ま証する予定であり、CO2 分離回収工程の大幅なコスト低減

では CO2 分圧の増大とともに CO2 吸着量が増大し、高圧（1.5GJ/ton- CO2 以下）を目指したい。

図 9． プロジェクト概要17

CO2 貯留研究グループ

研究活動概説CO2 貯留研究グループ
実適用を目指す CO2 貯留技術の開発
CO2 貯留隔離技術研究開発

明らかにし、帯水層貯留の安全性を確認した。これらの 8

CO2 地中貯留技術は、温室効果ガスである CO2 を大気

年にわたる実証試験によって、CO2 の圧入性の確認、CO2に放出することなく地下に安全に閉じ込めようとするも挙動の確認、シミュレーションによる予測等の成果を挙げ、のであり、油層に CO2 を圧入して石油の増進回収を行う

我が国における帯水層の基礎的知見を習得し、地中貯留実

EOR、枯渇ガス田への隔離、炭層に CO2 を圧入してメタン

現の可能性を提示することができた。

を回収する ECBM、孔隙率の大きい多孔質砂岩で地層水を含んだ帯水層に貯留する方法などがある。このうち、RITEが取り組んでいる帯水層貯留は、帯水層上部にガスや液体を通さないシール性の高い層が存在することにより、CO2を長期に安定して貯留することが可能である。天然ガスの地下貯蔵等の貯留技術を応用できるので、最も即効的で実用化が近いとされている。

図 2． CO2 地中貯留長岡実証試験サイト

平成 20 年以降は、地中貯留の本格適用に向けて開始された大規模実証試験事業と連携を図ることが期待されている。また国内における CO2 地中貯留の場所は、海底下の貯留層が対象となる可能性が高いことから、モニタリング
手法など新たな要素技術の開発が求められている。具体的

図 1． 帯水層地中貯留技術の概念図

な研究項目としては、CO2 貯留性能評価技術開発、CO2 挙「CO2 貯留隔離技術研究開発」のプロジェクトは、地中動解析とモニタリング技術の開発、長期モニタリング技術

貯留の地球温暖化対策への有効性に着目し、我が国の地下の開発の各項目に取り組んでいる。CO2 貯留性能評価技術

帯水層への地中貯留の可能性を科学的に検証するために、開発では、CO2 を地中に安定して貯留することを立証する

平成 12 年にスタートした経済産業省事業である。その中ための貯留層の地質構造評価技術、貯留量評価技術等を、心である新潟県長岡で実施した CO2 圧入実証試験においCO2 挙動解析とモニタリング技術の開発では、弾性波探査て、1 万 400 トンの CO2 を平成 15 年 7 月〜平成 17 年 1

等の CO2 挙動モニタリング技術やシミュレーションを含月に地下 1,100m の帯水層に圧入し、地下における挙動をめた CO2 挙動予測手法の開発を実施している。長期モニ

弾性波トモグラフィーや物理検層などで把握するととも

タリング技術の開発では、貯留層内での CO2 長期貯留メに、観測結果をもとに CO2 地中貯留挙動予測シミュレー

カニズムの解明、低コストの長期モニタリング技術開発等

タを開発した。また、圧入後の平成 19 年には各種モニタを行っている。また、これらの研究課題に係る基礎的研究

リングを行って、CO2 が帯水層内に留まっていることをとして、岩石コア試料を用いた弾性波速度測定試験、シー

18

CO2 貯留研究グループ

研究活動概説

ル層の安全性のためのスレショルド圧測定試験等を行っ

炭火力発電プロジェクトの技術・開発の動向を調査し、国た。今後は、大規模実証試験を進めるに際して抽出される内への普及啓発を図ることは、我が国の実用化総合戦略を

技術的課題についても研究開発を行い、将来の実用化に向検討する上で大きな意義がある。

けて取り組む所存である。

以上の背景をもとに、RITE では平成 19 年度から IZEC
（International Zero Emission Coal）プロジェクトとしてIZEC（International Zero Emission Coal）プロジェクト

以下の事業に取り組んでいる。

化石燃料は世界のエネルギー源の約 80% を占めており、（1）FutureGen をはじめとする世界のゼロエミッショ

今後も石炭を長期的に利用することが期待されている。とン石炭火力発電 /CCS プロジェクトに関する情報収

くにクリーンな石炭火力発電への期待は大きく、そのため集・整理には、地球温暖化対策上、高効率石炭火力発電技術とそこ（2）世界各国および国際ゼロエミッション /CCS イニから排出される CO2 を分離回収し地中貯留する CCS 技術

シアティブに関する情報収集・整理とを組み合わせることが注目され、世界で技術開発が行わ（3）IZEC シンポシウム、および IZEC フォーラムの企れている。

画・運営等による普及啓発事業

その組み合わせとしては図 3 に示すとおり、燃焼後回収・

プロジェクトの情報収集では、欧米、豪州を中心として

純酸素燃焼・燃焼前回収の 3 種類のプロセスがあり、現48 以上のパイロットプロジェクトおよび実証プロジェク

在、世界中で米国の FutureGen をはじめとしてゼロエミッ

トの最新動向調査を実施している。また、イニシアティブ

ション型の石炭火力発電プロジェクトが計画されている。

については EU・英国・ノルウェー・オランダ・ドイツ・米国・

我が国においても、NEDO による「革新的ゼロエミッショ

カナダ・豪州等の方針・戦略について調査を実施している。

ン石炭ガス化発電プロジェクト」等、実用化に向けた取り

平成 21 年度においては、特に英国、ドイツにおけるキャ組みが始まっている。

プチャーレディーの適応実態やその基準について調査を実施した。
普及啓発では WEB サイトを開設し、最新のゼロエミッ
ション石炭火力 CCS プロジェクトのデータベース、世界のイニシアティブのデータベース、各国のクリーンコール
関連最新動向等の概要を掲載している。さらに、調査内容
を国内産業関係者に周知する「IZEC フォーラム」を運営し、海外のプロジェクト推進関係者を招聘する「IZEC シンポジウム」を開催している。
これらの事業を通じて、我が国のゼロエミッション石炭
火力発電実用化総合戦略の検討に資するものである。

中国 CCS-EOR プロジェクト
化石燃料から排出される CO2 を回収し地中貯留を行う
CCS は、今後 2100 年までの地球温暖化対策に必須のもの
であり、なかでも早期実用化が期待されるのは、CCS に原
油増進回収を組み合わせることにより商業的に利益を生む

図 3． ゼロエミッション石炭火力発電プロセス

ことが可能な CCS-EOR である。
こうした構想の実現には広範囲な技術集約と多額の資金

既に米国においては天然に存在する CO2 を活用したが必要であり、世界で進められているゼロエミッション石

CO2-EOR が年間 6 千万トンの規模で実施されており、今後、

19

CO2 貯留研究グループ

研究活動概説特にエネルギー原単位当たり CO2 排出量の多い石炭火力

CO2 地中貯留基礎研究

発電所から排出される CO2 を対象とした CCS-EOR の普及

CO2 モニタリングが期待されている。

CO2 シミュレーション

近年、中国は CO2 排出量が年々増加し、2008 年には国EOR

別排出量が世界一となり、日本もまた CO2 排出量が世界

トータルシステム
さらに CO2 地中貯留基礎研究に係る CT スキャンの活用

第 4 位と多く、この両国が協力して CCS-EOR の共同実証研究を行うことは、地球温暖化防止の観点から国際的に非に関して専門家を中国に派遣して情報交換を行った。

常に大きな意義を持つものである。

今後、更に技術交流を進め、抽出された課題に基づき、RITE は、CCS-EOR を中心とし、省エネルギー、環境保CCS-EOR の実証研究に向けた経済性・実現性等の可能性

全、GHG 削減を含めた技術交流を中国石油と開始してお調査を行い、低炭素社会の実現およびエネルギー・セキュ

り、CCS-EOR ワークショップを平成 21 年 9 月に北京で開リティの確保に資するものである。

催し、以下の技術テーマについて、情報交換を行った。
CO2 分離回収技術（化学吸収法、物理吸収法、膜分離法）

図 4． CCS-EOR の概要図20�������
革新的環境技術シンポジウム ( 京都 )研究企画グループ
2009 年 11 月 4 日（水）にメルパルク京都において、「革新的環境技術シンポジウム（京都）」を経済産業省、京都府、近畿地域エネルギー・温暖化対策推進会議の後援を受けて開催しました。
CO2 固定化・有効利用技術に関する最新の研究動向について、現在までのプログラム研究開発の状況・成果を中心に、RITE 内外の講師による発表を行い、環境技術の重要性と技術開発戦
略を発信するとともに、これら技術に関する参加者相互の幅広い議論によって産学連携を拡大すること、また本分野における技術戦略マップ策定に資することを目的に開催したところ、
産業界、学界、政府関係者等 245 名の方々にご参加いただきました。詳細につきましては、
RITE ホームページのイベント開催結果をご参照下さい。

メルパルク京都 ( シンポジウム会場 )京都環境フェスティバル 2009( 展示会 )研究企画グループ
2009 年 11 月 21 日（土）〜 22 日（日）に京都府総合見本市会館（パルスプラザ）において開催された「京都環境フェスティバル 2009」に出展しました。
「京都環境フェスティバル」は、京都府内の各地域で活動する NPO や学校、企業等の出展により、環境について楽しみながら学び考えることができる参加・体験型イベントで、毎年開催され、今回も 2 日間で 28,000 人の来場者がありました。
RITE では、地球環境問題の解決に貢献する RITE の活動に対する理解促進を図ることを目的に出展し、研究内容に関するポスターや地中貯留模型の展示、地中貯留事業のビデオ上映を行い、多くの一般来場者や NPO、学校、企業等の出展関係者の方々に RITE の活動を紹介することができました。

RITE ブースの様子

21�������IIASA-RITE 国際シンポジウム
システム研究グループ
2009 年 3 月 3 日、経団連会館（東京）にて平成 20 年度 IIASA-RITE 国際シンポジウムを開催致しました（国際応用システム分析研究所（IIASA）、IIASA 日本委員会、RITE 主催、経済産
業省後援）。今回のシンポジウムには、IIASA から Winterfeldt 新所長、地球温暖化とエネルギーの研究分野で中心的な役割を果たしておられます Nakicenovic 氏と Amann 氏、また国内から
は、製品評価技術基盤機構（NITE）の御園生理事長、電力中央研究所の杉山上席研究員にもご登壇頂き、最新の研究成果をご紹介いただくとともに持続的な社会・経済構築にむけて、求められる取組みの方向性、施策等に関するご意見を伺いました。
参加者の皆様の多くは、企業や大学、行政の第一線で、また指導的なお立場で持続可能な経
済、社会の実現に向けて取り組んでおられる皆様、或いは地域で環境問題に取り組まれている皆様の個人参加もあり、約 230 名という多くの方に出席を頂きました。皆様に熱心なご発表とご質疑をいただきまして、研究・開発に今後一層の努力をする決意を新たに致しました。

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化学研究グループ

BioJapan2009(World Business Forum) セミナーおよび出展に多数の来場者
バイオ研究グループ
日経 BP 社とバイオジャパン組織委員会が主催したワールドビジネスフォーラムが 2009 年
10 月 7 日〜 9 日に横浜パフィシコで開催され、RITE バイオ研究グループが参加しました。環境（グリーンバイオ）テーマの一つとして、当グループの湯川理事をモデレータに「バイオリファイナリーサミット Sustainable biomass からのエネルギー・化学品生産」と題したセミナーが開催され、また出展会場では、高効率なバイオ変換プロセスである「RITE バイオプロセス」
を中心にポスターや TV 取材ビデオ（バイオ研究グループ紹介）の展示を行いました。出展会
場では、共同研究中の企業も出展に参加され、同じブースでパネル説明が行われました。セミナーも含めて多くの方々にご来場いただき、紙面を借りて厚く御礼申し上げます。本年も参加予定ですので、ぜひご来場いただき、バイオ研究グループの最新の研究成果をお伝えできればと考えています。

RITE ブースにお立ちよりいただいた経済産業大臣政務官の高橋千秋氏 ( 左 )BioJapan 2009 の RITE ブース

23�������CSIRO-RITE 科学技術シンポジウム−アミンによる燃焼排ガス中 CO2 の回収−

化学研究グループ
2009 年 5 月 26 日（火）京都国際会館において、「CSIRO-RITE 科学技術シンポジウム - アミンによる燃焼排ガス中 CO2 の回収 -」を開催しました。
このシンポジウムは、オーストラリア連邦政府の後援のもと、オーストラリア連邦科学産業研究機構（CSIRO）と RITE が共同主催したものです。
当日は、オーストラリア駐日大使館、文部科学省、NEDO の方々をはじめ、大学、企業より
121 名の方々が参加され、大変盛況なシンポジウムとなりました。
本シンポジウムでは、アミンを用いた CO2 回収技術に関わる研究開発の成果と世界でのパイロットプラント性能評価実施状況について、専門家を対象に次の方々より講演していただきました。The University of Texas; Gary Rochelle 教授（米国）、東北大学 ; 宮本 明 教授、
Norwegian University of Science and Technology; Hallvard Svendsen 教 授（ ノ ル ウ ェ ー）、University of Regina; Paitoon Tontiwachwuthikul 教授（カナダ）、Thermal Power ResearchInstitute; Cai Ming 氏（中国）。その他 CSIRO および RITE の研究者による講演を通し、より優れた CO2 回収能力のあるアミン類について理解を深めていただきました。詳細につきましては、
RITE ホームページのイベント開催結果をご参照ください。

京都国際会館24�������
国際革新的ゼロエミッション石炭火力発電
IZEC Symposium 2009

CO2 貯留研究グループ
2009 年 11 月 19 日（木）、ホテルパシフィック東京に於いて IZEC シンポジウム 2009- 国際
革新的ゼロエミッション石炭火力発電（International Zero Emission Coal-ﬁred Generation）を開催いたしました（経済産業省 資源エネルギー庁、NEDO、石炭エネルギーセンター後援）。
石炭火力発電が今後とも主要電力供給源の役割を続けるためには、CO2 問題への対応が不可
欠であり、CCS（二酸化炭素回収貯留）が重要な役割を持ちます。
本 IZEC シンポジウムでは、欧州委員会、EU 加盟国規制当局、発電設備サプライヤーなどのステイクホールダーを招待し、最新の CCS への取り組み状況を中心に紹介するとともに、米国エネルギー庁が推進する FutureGen プロジェクトの近況とオーストラリア政府の CCS 促進策として注目される GCCSI（Global CCS Institute）の活動状況についても講演されました。
講演内容として、EU における CCS 実証プロジェクトのネットワークサポートのために提案された取り組みが紹介され、EU-CCS 指令に先駆けて法規制化した英国の炭素回収レディネス（CCR： CCS 施設が後日に設置可能になるよう準備すること）についての講演があり、CCR は「カーボンロックイン」を避けるための、CCS に向けた価値ある予備ステップであることが説明されました。さらに EU の機器メーカーから、CCR を含む CCS 実証プロジェクトについての詳細な技術開発内容が説明されました。

ホテルパシフィック東京 （シンポジウム会場）

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第 4 回日中省エネルギー・環境総合フォーラム
CO2 貯留研究グループ
2009 年 11 月 8 日（日）、北京の人民大会堂にて日中の関係者約 500 名が参加し、第 4 回日
中省エネルギー・環境総合フォーラムが日本側 : 経済産業省、財団法人日中経済協会、中国側 :国家発展改革委員会、商務部の主催で開催されました。
全体会議では日本側より経済産業省直嶋正行大臣、日中経済協会三村明夫副会長、中国側より国務院李克強副総理、国家発展改革委員会解振華副主任などからの御挨拶の後、41 件の日
中省エネルギー・環境協力案件の調印文書の交換が盛大に執り行われ（調印については前日の事前調印式にて実施済み）、RITE と中国石油外事局との日中 CCS-EOR 協力合意についても、つつがなく調印文書交換が行われました。
分科会ではトップランナー制度、循環経済、海水淡水化・水処理、自動車、発電・石炭、化学、長期貿易の 7 分野に関しまして、活発な議論が行われました。

日中 CCS-EOR 協力合意の調印文書交換

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システム研究グループ

発表論文一覧
システム研究グループ発表論文一覧 2009 年 （平成 21 年）

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発表論文一覧

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バイオ研究グループ

発表論文一覧
バイオ研究グループ発表論文一覧 2009 年 （平成 21 年）

29バイオ研究グループ

発表論文一覧

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バイオ研究グループ

発表論文一覧

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化学研究グループ

発表論文一覧
化学研究グループ発表論文一覧 2009 年 （平成 21 年）

32化学研究グループ

発表論文一覧

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化学研究グループ

発表論文一覧

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CO2 貯留研究グループ

発表論文一覧
CO2 貯留研究グループ発表論文一覧 2009 年 （平成 21 年）

35CO2 貯留研究グループ

発表論文一覧

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登録特許および公開特許一覧表

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登録特許および公開特許一覧表

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財団法人

地球環境産業技術研究機構〒619-0292 京都府木津川市木津川台 9 丁目 2 番地

9-2, Kizugawadai, Kizugawa-Shi, Kyoto
619-0292 JAPANTEL. 0774-75-2300
FAX. 0774-75-2314

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