2023 Vol.18

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Contents

RITE Today 2023

巻頭言

RITE のカーボンニュートラル達成への貢献
公益財団法人地球環境産業技術研究機構

理事・研究所長

下田 吉之

過去数年の間、地球温暖化の緩和目標は大きく変化した。2015 年に採択されたパリ協定において「産業革命以来
1.5℃」というそれまでほとんど検討されてこなかった目標が提示され、それを受けて 2018 年には IPCC から 1.5℃
特別報告書が公表され、1.5℃目標を達成するシナリオとしておおむね 2050 年にカーボンニュートラルとなる経路が示された。そして EU 等が 2050 年カーボンニュートラルを宣言し、日本でも 2020 年に 2050 年にカーボンニュートラルの達成が宣言され、2021 年に「第 6 次エネルギー基本計画」が制定、「地球温暖化対策計画」「パリ協定に基づく成長戦略としての長期戦略」が改定された。2022 年には IPCC 第 6 次評価報告書第 3 作業部会報告書が発表されている。
このような流れだけを見ると、あたかも 1.5℃目標は簡単に達成できるものと思われがちであるが、カーボンニュートラル宣言以前には日本で 2050 年温室効果ガス 80％削減という概ね 2℃目標に準拠した目標の達成可能性について激しい議論が交わされていたように、その達成は保証されていない。近年再生可能エネルギー価格の低下等の好材料も見えているが、温室効果ガス排出の大幅低減につながる大きなイノベーションがあったわけではなく、これら緩和目標強化の動きは、地球温暖化の進行による気候変動リスクの増大に対して国際社会が強い危機感を抱いたことから導かれたものであり、目標と現在の技術による実行可能解の間には依然大きなギャップが存在する。このギャップを埋めるには、更なるイノベーションの創出が急務である。この点は、オゾン層破壊の問題に対して代替フロンの速やかな普及が進んだモントリオール議定書のケースと状況が大きく異なる。
私は 2022 年の 6 月に研究所長に就任する以前から、科学技術諮問委員会委員として数年間 RITE の仕事を拝見してきたが、この様な大きな転換期になってようやく取り上げられるような革新的な技術を 30 年前に企画した RITE
創設時の関係者の慧眼、それを着実に育ててきた RITE のスタッフの努力は特筆すべきものがあると感じていた。
IPCC 第 6 次評価報告書の第 3 部会報告書では大幅な温室効果ガス排出削減のシナリオが類型化されているが、特徴的なものとして以前より存在する太陽光や風力などを重点的に活用した IMP-Ren 経路の他、ネガティブエミッシ
ョン技術を利用した IMP-Neg 経路、低エネルギー需要を目指した IMP-LD 経路が示されている。IMP-Neg 経路
では化学研究グループや無機膜研究センター（2023 年 4 月に化学研究グループに統合）が培ってきた CO2 の分離・回収技術、CO2 貯留研究グループによる貯留技術が基盤であるし、LD 経路はシステム研究グループがおこなってい
る EDITS 事業が取り組むシナリオである。またバイオ研究グループの研究は Ren 経路のバイオマス燃料、および化石燃料資源を代替するものづくりとして LD 経路の重要な一部を成している。研究面以外でも、この数年のわが国の政策形成や IPCC の事業に対して RITE のスタッフは大きな貢献をおこなっている。
ここしばらくは長年培ってきた技術を社会に着実に実装していく仕事と、次なる革新的な温暖化対策技術へのチャ
レンジの準備が RITE の重要な仕事になると考えている。引き続き関係者の皆様のご支援をお願いする次第である。

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特集

我が国の CCS 事業環境整備に関する動向－CCS 長期ロードマップ策定の経緯と最終とりまとめ－
企画調査グループ

1． はじめにサブリーダー・主席研究員
副主席研究員野村 眞
清水 淳一

日本においても「地球温暖化対策計画」、「エネルギー

温室効果ガス（GHG; Greenhouse Gas）の削減は、基本計画」などに基づき、2050 年のカーボンニュート

世界的にも重要な課題である。2020 年以降の気候変

ラ ル（ CN） およ び 2030 年 度 の 温 室 効 果 ガス 排 出動問題に関する国際的な枠組みであるパリ協定（201646％削減（2013 年度比）の実現のため GHG 排出削

年 11 月 4 日発効）では、世界共通の長期目標として、世減に取組んでいる。このような状況の下、2022 年 1 月

界の平均気温上昇を産業革命以前と比較して、2℃よりに設置された「CCS 長期ロードマップ検討会」において、十分に低く保つとともに、1.5℃に抑える努力をする。ま一年間に亘る活動の結果、2023 年 3 月に「CCS 長期

た、できる限り早く世界の GHG の排出をピークアウト

ロードマップ検討会 最終とりまとめ」が公表されたことし、今世紀の後半には、GHG 排出量と森林などによるから、その概要を報告する（表 1 は、至近における日本の

1)

吸収量のバランスを取ることが明記されている 。

CCS/CCUS に係る主な政策を示す）。

表 1 CCS/CCUS に係る主な政策
カーボンリサイクル技術ロードマップ（2019 年 6 月 7 日策定）2)
 CO2 を資源として捉え、これを分離・回収し、多様な炭素化合物として再利用するカーボンリサイクルに係る技術は、将来有望な選択肢の一つであり、そのイノベーションを加速化していく。
革新的環境イノベーション戦略（2020 年 1 月 21 日策定）3)
 CO2 の大幅削減に不可欠なカーボンリサイクル、CCUS 技術を重点領域の一つと位置づけて、脱炭素かつ安価なエネルギー供給
技術の実現を進め、温室効果ガスの国内での大幅削減とともに、世界全体での排出削減に最大限貢献する。特に CCUS/カーボ
ンリサイクルの基盤となる低コストの CO2 分離回収技術として、2050 年までに CO2 分離回収コスト 1,000 円/t-CO2 を目指す。
菅総理大臣、所信表明演説（2020 年 10 月 26 日）4)
 「我が国は、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、すなわち 2050 年カーボンニュートラル、脱炭素社会の実現を目指す」ことを宣言。
2050 年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略（2021 年 6 月 18 日策定）5)
 2020 年 12 月 25 日に策定された同成長戦略（2050 年カーボンニュートラルへの挑戦を経済と環境の好循環につなげるための産業政策）を更に具体化したもの。
 電力部門は再エネの最大限の導入及び原子力の活用、さらには水素・アンモニア、CCUS などにより脱炭素化を進める等、あらゆる選択肢を追求する重要性を示す。
パリ協定に基づく成長戦略としての長期戦略（2021 年 10 月 22 日閣議決定）6)
 2019 年 6 月 11 日に前回の長期戦略が閣議決定されているが、その後、2020 年 10 月にあった 2050 年カーボンニュートラル宣言を受け、それを基本的な考えとして位置づけ、閣議決定したもの。
 地球温暖化対策は経済成長の制約ではなく、経済社会を大きく変革し、投資を促し、生産性を向上させ、産業構造の大転換と力強い成長を生み出す、その鍵となるもの。
 2050 年カーボンニュートラルを実現するため、再生可能エネルギーについては、最大限の導入に取り組み、水素・CCUS については、社会実装を進めるとともに、原子力については、国民からの信頼確保に努め、安全性の確保を大前提に、必要な規模を持続的に活用していくことを示す。
地球温暖化対策計画（2021 年 10 月 22 日閣議決定）7)

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


温室効果ガスの排出抑制及び吸収の量に関する目標、事業者・国民等が講ずべき措置に関する基本的事項、目標達成のために
国・地方公共団体が講ずべき施策等を示す。
日本は 2030 年度において、温室効果ガスを 2013 年度から 46％削減することを目指すこと、さらに、50％の高みに向け、挑戦を続けていく事を掲げている。

第 6 次エネルギー基本計画（2021 年 10 月 22 日閣議決定）8)
 2050 年カーボンニュートラル、2030 年度の 46％削減、更に 50％の高みを目指す新たな削減目標の実現に向けたエネルギー政策の道筋を示す。
 2050 年カーボンニュートラルを実現するため、再エネは最大限の導入に取り組み、水素・CCUS は社会実装を進めるとともに、原子力は国民からの信頼確保に努め、安全性の確保を大前提に、必要な規模を持続的に活用していく。
 2030 年までに CCS の商用化を前提とした導入のため、CCS 実装ロードマップを策定し、共有した上で、技術開発、適地開発、輸送実証、事業環境整備、ネットワークの最適化のため、官民共同でモデル拠点構築への取組みを進める。
 石油・天然ガス・鉱物資源の安定供給確保に加え、これまで資源外交で培った資源国とのネットワークを活用した水素・アンモニアのサプライチェーン構築や CCS 適地確保等を一体的に推進すべく、「包括的な資源外交」を新たに展開。

１．1． 第 6 次エネルギー基本計画における CCS 技術

向けた環境整備について、長期のロードマップを策定しの位置づけ関係者と共有した上で進めていくことが明記されてい2021 年 10 月に閣議決定された第 6 次エネルギー
基本計画

8)

る。

には、大きく 2 つの目的が示されている。一つは、気候変動問題への対応である。2020 年 10 月、

２． CCS 長期ロードマップ検討会

菅内閣総理大臣の所信表明演説において表明された

第 6 次エネルギー基本計画に示されているとおり、「2050 年カーボンニュートラル」および 2021 年 4 月

CCS の技術的確立・コスト低減、適地開発、事業化に向の地球温暖化対策推進本部の会合にて表明された

けた環境整備等を検討し、CCS 長期ロードマップの策「2030 年度の温室効果ガス排出 46％削減（2013 年

定を目的とするための CCS 長期ロードマップ検討会が度比）、さらに 50％削減の高みを目指す」という野心的2022 年 1 月に設置された 9)。この CCS 長期ロードマ

な削減目標の実現に向けたエネルギー政策の道筋を示

ップ検討会は、学識経験者、産業界、研究機関等からのしている。もう一つは、日本のエネルギー需給構造が抱委員で構成されており、2022 年 1 月に第 1 回を開催

える課題の克服についてである。気候変動対策を進めし、月 1 回のペースで 5 回の議論を経て、2022 年 5ながらも「S+３E（安全性+エネルギーの安定供給、経済

月に中間とりまとめを公表している。

効率性の向上、環境への適合）」という基本方針を前提にした取り組みが示されている。

更に、2022 年 9 月には、CCS 事業の国内法整備に向けた各種課題について議論を行う「CCS 事業・国内法

第 6 次エネルギー基本計画において、CCS は、火力

検討ワーキンググループ」を、また、CCS バリューチェー

発電所の脱炭素化や電化・水素化等による脱炭素化がン全体での現状コストと将来コスト目標、政府支援の在難しい産業分野からの CO2 削減のために、CCU とともり方等の議論を行う「CCS 事業コスト・実施スキーム検に最大限活用すべき技術と位置づけられている。また、

討ワーキンググループ」をそれぞれ立上げ、両ワーキン

将来にわたって必要な資源・燃料を安定的に確保する上ググループにて集中的に議論を進めた。

でも CCS は重要な技術と位置付けられている。このよ

これら両ワーキンググループでの検討結果を踏まえ、

うに CCS は、再生可能エネルギー、原子力、水素・アン

2023 年 1 月 26 日、第 6 回 CCS 長期ロードマップ

モニア、CCU とともに、我が国の脱炭素化とエネルギー検討会（CCS 事業コスト・実施スキーム検討ワーキング安定確保を両立するための「鍵」となる重要なオプション

グループ／CCS 事業・国内法検討ワーキンググループの一つと捉えられている。また、CCS の活用に向けた対合同開催）にて、最終取りまとめの議論が行われた。

応として、技術的確立・コスト低減、適地開発や事業化に

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3．２． CCS 長期ロードマップ
3．２．１． 基本理念
「CCS を計画的かつ合理的に実施することで、社会コストを最小限にしつつ、我が国の CCS 事業の健全な発展を図り、もって我が国の経済及び産業の発展、エネル
ギーの安定供給確保やカーボンニュートラルの達成に寄与することを目的とする」ことを CCS 長期ロードマップの基本理念としている。

図１ CCS 長期ロードマップ検討会及び両 WG の開催状況 9)3．２．２． CCS 長期ロードマップの目標
IEA の世界脱炭素シナリオの CO2 回収量試算結果と、日本の CO2 排出量の割合から推計すると 2050 年時

3． 「CCS 長期ロードマップ検討会 最終とりまとめ」10)

点の CCS 想定年間貯留量は、約 1.2～2.4 億 t が目安の概要となる。2030 年に CCS を導入する場合、2050 年ま2023 年 3 月に公表された「CCS 長期ロードマップ

での 20 年間の毎年、CCS プロジェクトを立ち上げて約検討会 最終とりまとめ」について、その概要を説明する。

600～1,200 万 t ずつ年間貯留量を増やしていく必要

3．1． CCS 事業化に向けた世界の動向があり、CCS の導入時期を先送ることで、2050 年カ

CCS を取り巻く世界的な情勢は、懐疑論から政策導入へ転換している。米国では超党派でのインフラ投資法

ーボンニュートラルの実現に必要な年間貯留量の確保が困難となる。

に加え、2022 年 8 月には 10 年間で約 50 兆円程度

このため、2050 年時点で年間約 1.2～2.4 億 t のの国による CCS を含む対策（インフレ削減法）を定め、CO2 貯留を可能とすることを目安に、2030 年までの「空前の CCS ブーム」とも言われ、国際世論に大きな影事業開始に向け、事業環境を整備（コスト低減、国民理解、響を与えている。中国では、2050 年に年間貯留量 20

海外 CCS 推進、法整備）し、2030 年以降本格的に

億 t を目標とし、国内開発だけでなく他国との関係構築

CCS 事業を展開することを目標とする。

を推進するなど、CCS の推進に転換している。ドイツはCCUS に否定的であったが、昨年末、CCUS を容認す

3．２．３． 具体的アクション

る動きに転じ、国内政策の整備に着手した。そのほかの2030 年 CCS 事業開始までをビジネスモデル構築

国でも CCS 政策導入に向けた動きが起きており、CO2

期、それ以降を CCS 本格展開期として、次の具体的アク貯留地を巡る「大競争時代」が到来している。また、現在ションを随時実施する。

進行中のプロジェクトは EOR を伴わない帯水層貯留が（１） CCS 事業への政府支援多数進展している。

（２） CCS コストの低減に向けた取組（３） CCS 事業に対する国民理解の増進（４） 海外 CCS 事業の推進（５） CCS 事業法（仮称）の整備に向けた検討（６） 「CCS 行動計画」の策定・見直し

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図２ CCS 長期ロードマップ（１） CCS 事業への政府支援

表２ 想定される CO2 の回収源、輸送方法、CO2 貯留地域

① モデル性のある先進的 CCS 事業の支援のパターン

将来の CCS 事業の普及・拡大に向けて横展開可能な

CO2 の回収源

ビジネスモデルを確立するため、2030 年までの事業開火力発電所始を目標とし、事業者主導による「先進的 CCS 事業」を製鉄所選定し、国により集中的に支援する。

化学工場

パイプライン

具体的には、CO2 の回収源、輸送方法、CO2 貯留地域

セメント工場

船舶の組み合わせが異なる 3～5 プロジェクトから支援を開

製紙工場始し、多様な CCS 事業モデルの確立を目指すとともに、水素製造工場 等

輸送方法

CO2 貯留地域

陸域の地下
海底下(沿岸地域)
海底下(沖合)2030 年までに年間貯留量 600～1,200 万 t の確保に目途を付けることを目指す。

② CCS 適地の開発促進／地質構造調査

モデル性としては、CO2 回収源のクラスター化や CO2

これまで石油・天然ガス開発を目的に地質構造調査が貯留地域のハブ化による事業の大規模化と圧倒的なコ実施されてきたが、2023 年度からは CCS を目的としスト低減に取り組む事業とする。

た地質構造調査も実施予定であり、今後 CCS 適地調査

なお、事業の選定に当たっては、事業の早期実現性、拡張性、経済性に加えて、CO2 貯留地域の理解を得る方向であるか、将来 CCS 事業の発展に寄与するかを重点的に確認する。

の計画を検討するとともに、調査データの民間事業者等への貸し出しを JOGMEC が実施する。
これまでの調査において、11 地点で計 160 億トンの貯留層があると推定。当面は、民間事業者による経済性

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等の分析・評価が行われ、試掘等の開発行為につながる

はコストの目標は、2023 年比で約半減とする。

ことが期待される一方で、CO2 排出源との距離が近く

目標達成に向け、研究開発指針を作成し、大幅なコス輸送コストの低減が期待できる沿岸地域のデータが乏しト低減を可能にする技術の研究開発・実証を推進する。

く、開発が困難な状況にあり、今後は沿岸地域の地質構
造調査についても検討を進める。

（３） CCS 事業に対する国民理解の増進

また、CCS 適地を検討する際に断層リスクの評価が2030 年まで当面、国主導により地域毎に CCUS 説

重要な要素の一つ。国際エネルギー機関（IEA）では、過明会を開催し、丁寧な説明を行い、CCS の意義や負担、去の実証プロジェクトにおいて地震との関係性は認識さ

CCS の安全性、地域への投資効果、雇用創出効果、消費れていないものの、断層によるリスクの評価方法の開発

増進効果等に理解を得るとともに、CCS に対する懸念について早急に検討する。

を払拭する。CO2 の貯留場が立地される地域において③ CCS 事業の持続性に関する検討

は、地方公共団体や民間団体が行う CCS を中核とした

当面、CCS 事業の開始に向けた CAPEX 支援を行う
ものの、2030 年から開始することになる稼働時支援

ハブ＆クラスターや関連する産業・雇用の創出の向けた活動を支援する仕組みを検討する。

については、先行する英国等の最新の知見を参考にしつつ、CCS の事業モデルを検討する。

（４） 海外 CCS 事業の推進

また、コスト低減の状況、事業環境の整備の状況を踏有望な海外の貯留ポテンシャルの活用は有力な選択

まえつつ、「先進的 CCS 事業」後の CCS 事業について、肢の一つとなるため、日本からの CO2 輸出を前提とし

CCS の持続性確保の観点からシームレスな支援策を検た具体的な交渉を複数国と開始する。

討する。

また、日本が主導するアジア・エネルギー・トランジショ
ン・イニシアティブ（AETI）に基づく「アジア CCUS ネッ（２） CCS コストの低減に向けた取組

トワーク」や JOGMEC によるリスクマネー供給等を通じ2050 年における CCS のコスト目標を 2023 年比て、日本企業の権益取得を支援する。さらに、二国間ク

で、分離・回収コストは 4 分の 1 以下、輸送コストは 7 割

レジット制度（JCM）や CCS 由来の国際的なクレジット

以下、貯留コストは 8 割以下とし、CCS 全体で約 6 割制度の立ち上げを支援する。

以下となる見込み。また、2030 年時点での分離・回収

表３ 一定条件下で行った CCS コストの低減見込みの試算結果（RITE）（出典）第 3 回 CCS 事業コスト・実施スキーム検討ワーキンググループ（2022 年 10 月 31 日）資料より引用

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（５） CCS 事業法（仮称）の整備に向けた検討
CCS 事業に関して法制度による対応が必要となる背景（６） 「CCS 行動計画」の策定・見直し
CCS の年間貯留量目標、コスト目標、技術開発指針やは次のとおり。

適地調査計画について、より詳細な検討を行った上で、・ CCS 事業に対する法令の適用関係（鉱業法・鉱山保「CCS 行動計画」を策定し、適時の見直しを実施する。そ安法等）がはっきりせず、事業者側で準拠すべきルのため、今年度、有識者による検討会で議論が行われる

ールや国の監督の体制が不明確なこと。

予定。

・ CO2 の分離・回収、輸送、貯留という CCS のバリュ

「年間貯留量目標」については、産業界の意見を積みーチェーンの中で、ガスの組成を整え、計測し、輸送上げ、2050 年時点で達成すべき年間貯留量の目標をし、データを提供するルールがないこと。

精緻化するとともに、他の脱炭素化施策の取組の進捗

・ 長期の事業の安定性を図るための第三者からの妨害の排除・予防の仕組みがないこと。

を踏まえ、更なる精緻化を行う。
「コスト目標／技術開発指針」については、CCS コスト

・ CCS の整備は、住民理解を得ながら進める必要が目標を必要に応じて見直した上で、目標を達成するためあるが、保安規制への準拠の状況や損害賠償の仕の技術開発指針を作成する。さらにコスト低減の進捗を組みなどがなく、事業者が住民に説明すべき内容が踏まえ、精緻化していく。

明確ではないこと。

「適地調査計画」については、既存データのある地域

・ 貯留事業者の保安責任やモニタリング責任が不明確での CO2 貯留適地の所在推定を進めるとともに、沿岸であり、責任が消滅しなければ事業性が担保できな地域の地質構造調査についても検討を進める。また、断い状況であること。

層によるリスク評価方法についても検討を進める。

このための措置として以下の方針で検討を進める。
・ 新法として CCS 事業法をできる限り早期に整備す
る。

参考文献
1)

https://www.mofa.go.jp/mofaj/ic/ch/page・ CCS バリューチェーンを踏まえ、事業法の範囲は「分離・回収」「輸送」「貯留」を対象とすべきであり、「分離・回収」事業については、CO2 排出者が実施す外務省，2020 年以降の枠組み：パリ協定，

1w_000119.html
2)

経済産業省（協力府省 内閣府 文部科学省 環境省），

る場合が多いと考えられることから、また「輸送」事

カーボンリサイクル技術ロードマップ，令和元年 6 月，

業については、パイプラインや船舶輸送など様々なhttps://www.meti.go.jp/press/2021/07/2

手段が考えられ、導入障壁を低くするため、届け出

0210726007/20210726007.html

制を原則とする方針。

3)

革新的環境イノベーション戦略，令和 2 年 1 月 21
日，・ 一方、「貯留」事業は、石油・天然ガス事業と共通する点が多いため、許可制とし、排他的に CO2 貯留層をhttps://warp.ndl.go.jp/info:ndljp/pid/123

使えるよう措置する方針。また鉱業法制を参考とし、58320/www8.cao.go.jp/cstp/tougosen-「海陸共通の制度化」、「貯留事業権」の新設、保安体

ryaku/kankyo.pdf

制の整備・賠償責任の明確化（無過失責任）、モニタ

4)

リング責任の有限化等を措置する方針。

第二百三回国会における菅内閣総理大臣所信表明演説，令和 2 年 10 月 26 日，
https://www.kan-

・ 海外 CCS の推進に向けた CO2 の輸出に向けた法的枠組みを措置するとともに、CCU/カーボンリサ

tei.go.jp/jp/99_suga/state-

イクルの推進のために回収 CO2 を売却可能とする

ment/2020/1026shoshinhyomei.html

方針。

5)

2050 年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦

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特集

RITE Today 2023

略，内閣官房 経済産業省 内閣府 金融庁 総務省 外
務省 文部科学省 農林水産省 国土交通省 環境省，
令和 3 年 6 月 18 日，
https://www.meti.go.jp/policy/energy_environment/global_warming/ggs/pdf/green_honbun.pdf
6)

パリ協定に基づく成長戦略としての長期戦略（令和 3年 10 月 22 日閣議決定），
https://www.env.go.jp/content/900440767.pdf

7)地球温暖化対策計画（令和 3 年 10 月 22 日閣議決
定），https://www.meti.go.jp/policy/energy_environment/global_warming/ontaikeikaku/keikaku_honbun.pdf

8)

第 6 次エネルギー基本計画（令和 3 年 10 月 22 日
閣議決定），
https://www.meti.go.jp/press/2021/10/2
0211022005/20211022005-1.pdf

9)

経済産業省，CCS 長期ロードマップ検討会，
https://www.meti.go.jp/shingikai/energy_environment/ccs_choki_roadmap/index.html

10) 経済産業省，CCS 長期ロードマップ 最終とりまとめ，
https://www.meti.go.jp/shingikai/energy_environment/ccs_choki_roadmap/20230310_report.html

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研究活動概説 ● 企画調査グループ

企画調査グループ
グループメンバー（2023 年４月）
グループリーダー・主席研究員
サブリーダー・主席研究員
サブリーダー
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
調査役

柳生 勇
野村 眞
樋口 裕思
東井 隆行
出口 哲也
青木 好範
清水 淳一
楠瀬 勤一郎
髙橋 嶺宏
望月 則孝

調査役
主幹・研究員
主幹
主任研究員
主任研究員
主任研究員（兼）
主任

倉中 聡
星野 真男
眞継 由佳
小林 由美
安本 夏子
山下 裕士
辰巳 奈美
久保 道代
永田 瑞生

柳生 勇
菊池 直樹
梅田 信雄
出口 哲也
樋口 裕思
望月 則孝
髙橋 嶺宏

室員
室員
室員
室員
室員
室員

辰巳 奈美
久保 道代
久貝 潤一郎
横井 悟
三戸 彩絵子
穂積 章一郎2025 年大阪・関西万博準備室
メンバー（2023 年４月）
室長
室長代理
室長代理
室員
室員
室員
室員

カーボンニュートラル社会の実現に向けた取り組み
企画調査グループは、１)国内外の政策や技術動向を2 年前となる 2023 年 4 月 1 日、「2025 年大阪・関把握しつつ、RITE が持つ研究ポテンシャルを活かした

西万博準備室」として、公益社団法人 2025 年日本国際新規技術開発課題の探索と提案・実施、2)IPCC（気候博覧会協会など関係部署との連絡・調整を一元的に実変動に関する政府間パネル）に関する政府支援や ISO

施できるように、企画調査グループ、化学研究グループ（国際標準機関）等国際機関との連携、3)RITE 技術の及び CO2 貯留研究グループの職員を集めて設置されて普及啓発や将来世代の人材育成、4)産業連携による技いる。

術の実用化といった役割を持ち、研究グループとともに、202２年度は、2022 年 5 月、クリーンエネルギー戦

地球環境と経済の両立を目指した政策支援や技術開発略２）が取りまとめられ、2030 年度の温室効果ガス排出や、イノベーション創出について積極的に取組を進めて

量 46％削減や 2050 年カーボンニュートラルを目指す

1）

いる 。

ための実現可能なパスが示されている。また、202３年

2025 年大阪・関西万博において、RITE が長年に渡2 月には、グリーントランスファーメーション（GX）実現って 研究開発 を進 めて きた革 新 的 環 境 技 術 として 、に向けた基本方針３）が閣議決定されていることから、先DAC、CCS などのカーボンニュートラル技術を紹介しずは、それらについて概観する。

ていくことを検討している。そこで、万博開催の開始の11

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研究活動概説 ● 企画調査グループ

1.１． クリーンエネルギー戦略
2022 年５月、「クリーンエネルギー戦略」に関する有識者懇談会において、クリーンエネルギー戦略の中間整

表 2 GX リーグの段階的発展
ＧＸリーグ構想

理を取りまとめている。中間整理では、先ず第 1 章において、ウクライナ危機・電力需給ひっ迫を踏まえ、エネル
ギー安全保障の確保に万全を期し、その上で脱炭素を加速させるための政策が整理されている。第 2 章では、
①脱炭素を経済の成長・発展につなげるための産業のGX、②産業界のエネルギー転換の具体的な道筋や取組、ＧＸリーグ（４４０社が賛同）✓ ＧＸリーグでの取組① 2050年カーボンニュートラルのサステイナブルな未来像を議論・創造② カーボンニュートラル時代の市場創造やルー
ルメイキングを議論（例 ： CO2ゼロ商品の認証制度等）Ｉ③ カーボンニュートラルに向けて掲げた目標に向けて自主的な排出量取引を行う

カーボン・クレジット市場✓ 企業由来ＧＸリーグ参加企業による削減
価値クレジット✓ プロジェクト由来
J-クレジット
JCM
質の高い海外ボランタリー
クレジット（国際標準クレジット） 等

ＧＸリーグの段階的発展に向けた論点（例）③地域・くらしの脱炭素化に向けた具体的取組を整理し・ 排出量取引の実施方法

た上で、それらを踏まえ、④GX を実現するために必要

・より野心的な削減目標の設定や、排出削減に向けた投資拡大を引き出す仕掛けとなる政策等が整理されている。

・取引の厚みの増加や、・ 多排出事業者を含め、更なる賛同者の拡大のための仕掛け
・GC市場創造（初期需要等）等の仕掛け（企業の実践状況も加味）

炭素中立型社会に向けた今回の転換は、産業革命以来の化石燃料中心の経済・社会、産業構造をクリーンエ
ネルギー中心に移行させるものであり、主要な分野における脱炭素に関連する投資額を、一定の仮定の下で積み上げた場合、2050 年のカーボンニュートラルに向けた投資額は、2030 年単年で約 17 兆円、今後 10 年で約１５０兆円と試算されている（表 1、表２）。

表１ 脱炭素に必要となる投資額

脱炭素に必要となる投資額●

主要な分野における脱炭素に関連する投資額を、それぞれ一定の仮定の下で積み上げた場合、2050年ＣＮに向けて必要な投資額は、2030年
単年で約１７兆円、今後１０年で約１５０兆円

脱炭素
関連投資

年間
約１７兆円

電源脱炭素化
／燃料転換

約５ 兆円

✓再エネ
✓水素・アンモニア✓蓄電池の製造約2.0兆円
約0.3兆円
約0.6兆円

製造工程の
脱炭素化等

約２ 兆円

✓製造工程の省エネ・脱炭素化✓産業用ヒートポンプ、コージェネ設備等の導入

約1.4兆円
約0.5兆円

エンドユース

約４ 兆円✓省エネ性能の高い住宅・建築物の導入✓次世代自動車の導入

約1.8兆円
約1.8兆円インフラ整備

約４ 兆円✓系統増強費用✓電動車用インフラ整備✓デジタル社会への対応

約0.5兆円
約0.2兆円
約3.5兆円

研究開発等

約２ 兆円

✓カーボンリサイクル✓カーボンニュートラルに資する製造工程の開発✓原子力✓先進的なCCS事業の実施

約0.5兆円
約0.1兆円
約0.1兆円
約0.6兆円

１０年間で約１５０兆円

12RITE Today 2023

研究活動概説 ● 企画調査グループ

1.2． GX 実現に向けた基本方針

2. 調査研究活動

202３年５月、「GX 実現に向けた基本方針～今後 10

令和 3 年度及び令和 4 年度（継続事業）において、経年を見据えたロードマップ」が閣議決定されている。GX

済産業省委託調査事業「燃料安定供給対策に関する調の実現を通して、2030 年度の温室効果ガス４６％削減

査事業（2050 年カーボンニュートラルに向けた CCSや 2050 年カーボンニュートラルの国際約束の達成をの事業環境整備や実装ロードマップ等に関する調査事目指すとともに、安定的で安価なエネルギー供給につな業）」４)を受託し、令和 4 年度における、「CCS 長期ロー

がるエネルギー需給構造の転換の実現、さらには、我がドマップ検討会」において調査報告を実施したことから、国の産業構造・社会構造を変革し、将来世代を含む全て

その概要を紹介する。

の国民が希望をもって暮らせる社会を実現すべく、GX実行会議における議論の成果を踏まえ、今後 10 年を見

2.1. 水素・アンモニア及び CCS 付き火力発電コスト試

据えた取組の方針が取りまとめられている。

算５)

具体的には、以下のように取りまとめられている。

CCS の位置づけ等を把握するため、CCS を導入し生(1)エネルギー安定供給の確保を大前提としたＧＸの取産した脱炭素燃料（水素（H2 ）、アンモニア（NH3））を利組用した場合の発電コストと、火力発電に CCS を導入し①徹底した省エネの推進た場合の発電コストを把握するため試算を行った。H2・・ 複数年の投資計画に対応できる省エネ補助金の創設

NH3 による発電コストは、主に文献調査の結果を基に電・ 主要 5 業種に対して、政府が非化石エネルギー転換

力中央研究所にて試算を行い、CCS 付き火力発電コスの目安を提示トは、2021 年 9 月に公開されている発電コスト WG６）

②再エネの主力電源化の諸元等を基に、液化 CO2 輸送船による輸送コストの③原子力の活用

ケースを RITE にて試算した。また、これらの試算結果

・ 廃炉を決定した原発の敷地内での次世代革新炉へのの取りまとめ等については、電力中央研究所にて行って建て替えを具体化いる。なお、コスト試算に必要となる技術進展の見込み④その他の重要事項

及び前提条件等については、既往文献等に基づき任意・ 水素・アンモニアの生産・供給網構築に向け、既存燃に設定しているため、今後の技術進展等によっては、試料との価格差に着目した支援制度を導入

算結果が変わる可能性があることに留意が必要である。

(2)「成長志向型カーボンプライシング構想」等の実現・
実行①ＧＸ経済移行債を活用した先行投資支援
・ GX 経済移行債を創設し、今後 10 年間に 20 兆円規
模の先行投資支援②成長志向型カーボンプライシング（ＣＰ）によるＧＸ投資インセンティブ

2.1.1. 試算ケース
図 1、図 2 に、試算した 10 ケースのイメージを示す。
原料を天然ガス、石炭の化石燃料として、そのまま輸入し、CCS 付き火力発電所に利用するケース、また、天然ガス、石炭それぞれから H2・NH3 を海外で生産し、輸入して、火力発電所で利用するケースを基本に試算した。

③新たな金融手法の活用

なお、国内で生産される天然ガスから H2 を生産し、火力・ GX 技術の社会実装段階におけるリスク補完策（債務発電所で利用するケースでの試算も行った。

保証等）を検討・実施④国際戦略・公正な移行・中小企業等のＧＸ
・ 「アジア・ゼロエミッション共同体」構想を実現（３）進捗評価と必要な見直し

13

研究活動概説 ● 企画調査グループ

RITE Today 2023

図 1 海外天然ガス＋CO2 地中貯留の試算ケース 5）

図 2 海外石炭、国産天然ガス+CO2 地中貯留の試算ケース 5）

14

RITE Today 2023

研究活動概説 ● 企画調査グループ

2.1.2. 試算結果

（天然ガス；①，石炭；⑥）の発電コストの方が、H2・NH3

試算結果は、資本費、運転維持費、燃料費、社会的費

発電（天然ガス；②～⑤，⑩，石炭；⑦～⑨）の発電コスト

用及び政策経費別に整理した。社会的費用は、海外及びより安くなった。理由としては、今回設定した条件の下国内における CO2 輸送・地中貯留費であり、H2・NH3 製

では、天然ガス・石炭の輸送コストの方が液化 H2 及び液造の際に行う CO2 輸送・地中貯留費も計上している。政化 NH3 の輸送コストより安く、かつ、火力発電に追加さ策経費は、技術開発の予算等、電源種別ごとに必要とされる CCS コストに比べ、天然ガス・石炭から H2 や NH3

れる税金等で賄われる費用である。

を製造する際のコスト（エネルギー損失等）の方が高いた

今回の試算結果については、CCS 付きの火力発電めである。

注）資本費・運転維持費；発電設備分のみ
注）燃料費；H2・NH3 製造設備の資本費・運転維持費を含む

図 3 発電コスト試算結果 5）

2.2. CCS 普及に向けた枠組みの海外事例７）
国内での CCS 導入に向けた検討のため海外事例を調査した。

進められているプロジェクトを調査した結果、CAPEXに対する直接補助金と OPEX 支援を組み合わせている
割合が多い。OPEX 支援については、税額控除を導入し

CCS の普及においては、多くの場合、事業の予見性ている米国以外は、排出クレジットの免除または付与、が担保できるインセンティブ施策が必要となる。とりわ

炭素税の免除となっており、OPEX 支援として直接補助

け 、 CO2 貯 留 が 帯 水 層 貯 留 の 場 合 、 石 油 増 進 回 収金を適用している例は少ない。また、資金調達支援は必（EOR；Enhanced Oil Recovery）とは異なり事業収ずしも盛んではないが、米国の事例があった。これらの益が見込めないため、十分なインセンティブ施策が不可

支援はいずれも先行プロジェクトを対象としているため、欠となる。

手厚い補助となっており補助率は 100%程度と推定される。

2.2.1. インセンティブ施策・規制の海外事例
海外の商用 CCS プロジェクトにおけるインセンティブ
施策・規制等について、ノルウェー、カナダ・アルバータ州、
カナダ・サスカチュワン州、米国、豪州、英国、オランダで15

研究活動概説 ● 企画調査グループ

RITE Today 2023

表 3 規制・インセンティブの海外事例７）

表 4 海外の規制・インセンティブの特徴７）

16

RITE Today 2023

研究活動概説 ● 企画調査グループ

2.2.2. 国内の CCS の導入に向けて

３. イノベーション創出のための国際連携

海外で操業中の商用 CCS は、既存工程において
CO2 を高濃度で分離している排出源から EOR 目的で
８）

３.１． IPCC（気候変動に関する政府間パネル）
IPCC は、人為起源による気候変化、影響、適応及び油田（地下情報の多い地点）へ圧入する組合せが多い 。

緩和方策に関し、科学的、技術的、社会経済学的な見地

このような状況を踏まえ、国内で実施する CCS についから包括的な評価を行うことを目的として、1988 年にても分離回収ならびに貯留地点開発の追加コストが少

国連環境計画（UNEP）と世界気象機関（WMO）によりない組合せとすることで総投資額が抑えられ、より受入設立された。ここでは、地球温暖化に関する科学的知見

やすい CCS になると考えられる。このような組合せのを収集・評価し、温暖化予測（第 1 作業部会）、影響と適CCS は特に普及黎明期には有力な候補となり得る。

応（第 2 作業部会）、緩和策（第 3 作業部会）からなる報ただし、既存工程において CO2 を高濃度で分離して告書の作成を行っている。

いる排出源は、比較的小規模（年間数万トン規模）と考え

IPCC では世界の科学者による論文や観測データ等

大規模排出源（年間数百万トン規模）からの CCS に比べに基づき、各国から推薦されて選ばれた専門家が報告

高くなることが想定される。CCS は外部不経済であり書の取りまとめを行っており、科学的分析に加え、社会

コスト低減は必須である。したがって、将来の CCS の広

経済への影響、気候変動を抑制する対策など多角的な範な普及を目指すには、複数の排出源から排出された評価・検討が行われている。また、この成果は、各国の政CO2 を集積し、共用インフラとして輸送、圧入するハブ&

策にも科学的根拠を与えるため、ここからの報告書は国クラスターの検討が必要になる。ハブ&クラスターとす際交渉にも高い影響力を持つと考えられている。

ることで、規模の経済でのコスト削減が期待でき、さら

RITE では、緩和策（第 3 作業部会）の国内支援事務には複数の事業者が参画するためクロスチェーンリスク

局を担い、研究開発・調査と政策を結びつける役割を担※1の軽減も期待できる。

っている（図 4）。IPCC は、2021 年 8 月に第 6 次評

小規模な排出源から導入を進めるにしても、大規模な価報告書 第 1 作業部会報告書を、引き続き、2022 年

排 出 源 から 導 入 を 進 める に し て も 、 い ず れ に し て も2 月に第 2 作業部会報告書、4 月に第 3 作業部会報告

CCS の普及のためには、CCS に取組む事業者が投資書、2023 年 3 月に統合報告書を公表した。引き続き、判断を可能にするインセンティブ施策の整備が必要とな

7 月に開催予定の IPCC 総会から、第 7 次評価報告書

る。

のサイクルが開始する。RITE はここでも、情報収集・分析・報告・助言等を通じて支援を行っている。

※1

クロスチェーンリスク；回収、輸送、貯留のいずれかのチェーンの操業が停止することで、全てのチェーンの操業を停止せざるを得なくなるリスクのこと。

図 4 IPCC 国内連絡会と RITE

17

RITE Today 2023

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、１６8 のメンバー国で構成される組織であり、

４. 人材育成と知財戦略、産学連携の推進
４.１. 人材育成

国家間に共通な標準規格を提供し、世界貿易を促進してＲＩＴＥでは次代の研究者育成のため、さまざま人材育いる。ISO の標準を使用することで、安全・信頼性が高

成活動を実施している。ここでは、小中高校生と大学／

く、質の高い製品・サービスの提供が可能である。

大学院生に分けて人材育成活動を説明する。

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

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

所施設を用いた校外学習の受け入れ、ii）職員等が教材・が求められている。CCS の国際標準化によって、安全と機材とともに学校を訪問する出前授業要請への対応を環境面で、国際的に合意された知見に沿っていることが進めている。授業では RITE が取り組む研究の中から保証されるため、安全で適切な CCS の普及に貢献する

CCS 技術を取り上げ、地球温暖化メカニズムを知識とことが可能である。

して説明し、主要温暖化ガスである CO2 を地中に貯留しRITE は、ISO/TC265（CO2 の回収、輸送、貯留）のても粘土層（遮蔽層）によって漏洩の可能性が低いこと、

国内審議団体であるとともに WG1（回収）の事務局をさらに考察と意見交換を通じて理解を深めるといった担当しており、CCS 分野における設計、建設、操業、環学習サイクルに基づく活動を実施している（図 6）。

境計画とマネジメント、リスクマネジメント、定量化、モニ

ただ 202２年も 202１年同様、新型コロナウィルスの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影響で 5８人に留まった（202１年は５４人）が、授業やる（図３－２）。

ワークショップを再開しており、今後、積極的に対応して202３年 3 月末時点で、ISO/TC265 から CCS 分

いく予定である。

野に係る規格類は 12 件発行されているとともに、7 件の文書が開発中であり、その内、2022 年に開発を開始
し た プロ ジ ェク ト は 新 規 3 件 、 定 期 見 直 し 2 件 とTC265 全体の活動が活発化している。特に、排出源から CO2 圧入域までの輸送手段として有力な CO2 船舶輸送が注目され、船舶輸送特有の課題を扱うため新たにＷＧ７が設立され、規格の開発を開始している。

図 6 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
図 5 ISO/TC265 の各ワーキングと国内支援体制と生を中心とした若手人材の研究現場への受け入れを行RITEい、大学における教育と研究所における研究指導を展開している（図 7）。例えば、奈良先端科学技術大学院大18

RITE Today 2023

研究活動概説 ● 企画調査グループ

学バイオサイエンス領域の大学連携研究室を RITE に設して運営を行っている。

置し、単なる技術開発だけでなく、グローバルな生産・消202２年 3 月末時点で、RITE が単独または共同で費システムの理解の上に、植物を原料とし、バイオマスを出願人となっているものの内、出願・審査中の特許は、有効に利用した再生可能資源による循環型および低炭

国内出願が 17 件、外国出願が 16 件であり、登録され素社会実現を目指した研究と教育を進めている。また、た権利を維持している特許は、国内権利 72 件（うち企物質創成科学領域との連携研究室も設置し、CO2 分離

業にライセンス中 8 件）、外国権利 52 件（同、12 件）で回収技術の研究と教育を進めている。

ある。

RITE
社会貢献

研究成果
共同研究等
特許等審議委員会

産業界
委
員
技術移転

広報・産業
連携チーム

研
究
グ
ル
ー
プ

研究グループ
研究者
知財担当者
知財提案

知財の取得管理・活用

図 8 知財戦略と産業連携の推進

５. おわりに
図 7 RITE における人材育成（大学・大学院生）

2023 年 4 月、2025 年大阪・関西万博準備室を設置しており、RITE として、大阪・関西万博において、ネ

４.２． 知財と産業連携
RITE は、研究開発等で得られた研究成果について、特許、ノウハウ等の知的財産権を戦略的かつ効率的に取ガ テ ィ ブ エ ミ ッ シ ョ ン 技 術 （ Direct Air Carbon
Capture and Storage：DACCS）の出展を検討している。

得・管理し、さらに積極的な活用を行うことにより、公益2050 年にカーボンニュートラルを実現するのは、並目的である、地球環境の保全に資する産業技術の進歩

大抵の努力では不可能であり、RITE としても、社会実向上を図ることとしている。

装を見据えて積極的に推進していくことが求められていこのような研究成果の知財化は、企業等との産業連る。2021 年 12 月、DACCS の認知度調査を実施した

携機会を産み、共同研究および共同出願により、さらな

ところ、DACCS について全く知らないという人の割合る知財を生み出すという好循環により、社会貢献するこが 7 割弱に達していることから、国民の理解増進を進むとができる。RITE では、こういった知的財産権の持つことがとても重要と考えている。RITE として、2025

多様な機能に着目し、市場や他の研究開発動向なども

年大阪・関西万博において、DACCS 技術を出展するこ踏まえつつ、戦略的に知財活動を推進している。

とにより、国民の認知度が上がるように積極的に努力し知財戦略推進の一環として、RITE 幹部を委員とし、ていきたいと考えている。

広報・産業連携チームを事務局とした「特許等審議委員

企画調査グループとして、国内外の政策や技術動向の会」を設置し、研究グループからの申請により、発明の認

情報収集に積極的に努めていくとともに、研究グループ

定、国内および外国への特許出願、および審査請求、特とともに、2050 年に社会実装を目指し、技術開発及び許権維持等といった知財の取得・管理、ならびにライセ

広報活動を積極的に推進していく。そして、研究グルー

ンス契約の承認等といった知財戦略を、主な議事内容とプと協力して、社会実装が進展していくことにより、

19

研究活動概説 ● 企画調査グループ

RITE Today 2023

RITE の使命である「地球環境と経済の両立」の達成に貢献していくことができると考えている。

参考文献
1） RITE,“RITE の役割：地球環境と経済の両立を目指して” (https://www.rite.or.jp/about/)2） クリーンエネルギー戦略(https://www.meti.go.jp/shingikai/sankos
hin/sangyo_gijutsu/green_transformation/
pdf/20220519_1.pdf)
3） グリーントランスファーメーション（GX）実現に向けた基本方針（令和５年２月１０日閣議決定）(https://www.meti.go.jp/press/2022/02/2
0230210002/20230210002.html)
4） 経済産業省 資源エネルギー庁，CCS 長期ロードマップ
検討会（https://www.meti.go.jp/shingikai/en
ergy_environment/ccs_choki_roadmap/inde
x.html）
5） 経済産業省 資源エネルギー庁，第 2 回 CCS 長期ロー
ドマップ検討会（2022 年 2 月 24 日），資料 3「水素・アンモニア発電コストおよび CCS 付き火力発電コスト
試算（電力中央研究所）」（https://www.meti.go.j
p/shingikai/energy_environment/ccs_choki_roadmap/pdf/002_03_00.pdf）
6） 発電コスト検証 WG, 「基本政策分科会に対する発電コ
スト検証に関する報告」（令和 3 年 9 月（令和 4 年 4
月 5 日差替））（https://www.enecho.meti.go.j
p/committee/council/basic_policy_subcom
mittee/mitoshi/cost_wg/pdf/cost_wg_2021
0908_01.pdf）
7） 経済産業省 資源エネルギー庁，第 3 回 CCS 長期ロー
ドマップ検討会（2022 年 3 月 30 日），資料 6「CCS
普及に向けた規制とインセンティブの海外事例（RITE）」（https://www.meti.go.jp/shingikai/ener
gy_environment/ccs_choki_roadmap/pdf/0
03_06_00.pdf）
8） GCCSI （ Global CCS Institute ） ， Global
Status of CCS 2021

20

RITE Today 2023

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（2023 年 4 月）
グループリーダー・主席研究員
副主席研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員

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

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
研究助手
研究助手
研究助手
研究助手

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

システム研究グループの研究活動報告
システム研究グループは、システム的な思考、システム

stabilization）事業において、モデル開発を実施しつ的な分析を通して、地球温暖化やエネルギー対応に関す

つ、EDITS 事業の国際モデル比較事業でのシナリオプ

る有用なる情報提供を国内外に行っている。

ロトコルに沿い、また、他の研究機関シナリオと調和を図

本稿では、技術・社会イノベーションによる低エネルギった形で、世界全体で、そしてエネルギー供給サイドと需ー需要社会の実現を後押しするシナリオ策定等を実施し

要サイド、また需要側部門間でも整合性がとれている、てきている、国際モデル比較プロジェクト「技術革新によ

定量的なシナリオ作成を行った。

るエネルギー需要変化に関するモデル比較国際連携事
業 」 （ 経 済 産 業 省 か ら の 委 託 事 業 ） 、 通 称 EDITS(Energy

Demandchanges

Induced１.1. エネルギー需要側対策の重要性とシナリオ動向

by

気候変動に関する政府間パネル（IPCC）は、2018 年

Technological and Social innovations)事業のに 1.5℃特別報告書（SR15） 1) を公表した。そこでは、研究進捗について報告する。EDITS 事業については、

1.5℃を実現する、様々な排出経路が示されたが、とりFY2022 の RITE Today にも記載しており、必要にわけ、Low Energy Demand (LED)というシナリオ 2)

応じて参照されたい。

が注目をされた。これは、通常のモデル分析で示される
ような、最終エネルギー需要よりもずっと小さなエネル

１. はじめに

ギー消費の姿を示したものである。気候変動対策のみな

2℃、1.5℃目標の実現に向けて、エネルギー供給サイ

らず、持続可能な開発目標（SDGs）の同時達成にも寄ドだけではなく、エネルギー需要サイド、そして低エネル

与し得るとされる。文献 3)では、需要サイドで多く見ら

ギー需要社会実現に向けた社会変化を誘発していく必れる小規模技術の技術進展の速さ等についても指摘が要がある。しかもそれは、単なる需要の低減ではなく、なされている。分散型の小規模技術は、近年のエネルギ「経済と環境の好循環」をもたらすような、つまり、ウェー自由化市場、技術革新、デジタル化によりこれら新技

ルビーイング(wellbeing)は向上させつつ需要は低下

術の活用が広がっていることを指摘している。そして、させる社会の実現を志向する必要がある。RITE では、

IPCC 第 6 次評価報告書 4)では、新たに需要サイドの対

別 途 、 ALPS (ALternative Pathways toward策に特化した章が設けられ現状における論文等のサー

Sustainable

ベイがなされ、そして、「需要側の対策とエンドユースサ

development

andclimate21

RITE Today 2023

研究活動概説 ● システム研究グループービスの新しい提供方法によって、エンドユース部門に

較的安価なコストによって、サーキュラー・シェアリング

おける世界全体の GHG 排出量をベースラインシナリオ

エコノミーを誘発できる余地が生まれてきている（文献に比べて 2050 年までに 40～70%削減しうる。」、「需5)など）。IPCC 第 6 次評価報告書（AR6）4)でも、文献

要側の緩和対応策は、全ての人々の基本的幸福の向上

5)を含め、各種文献からの各対策におけるエネルギーと整合的である。」（政策決定者向け要約 SPM、C.10）

需要や CO2 排出量の低減効果に関する報告結果として、とされた。

図２、図３のような整理もなされた。推計の幅が大きい

図 1 には、温暖化対策の全体像を示す。従来、社会構

ものの、エネルギー需要や CO2 排出量のかなり大きな造変化・ライフスタイル変化は、外生的なシナリオとして低減も期待されることが示されている。一方、これらの分析されることがほとんどであった。しかし、その場合、分析は、各対策の低減率に関する評価であり、部門横断

どのような対策によって、低エネルギー需要が達成され的に整合的かつ定量的なエネルギー低減量や、CO2 排

るのか不透明であった。また、ライフスタイル変化は、教出低減量が示されているわけではない。また先述のよう育といった文脈で議論されることが大部分で、しかし、に IPCC AR6 は、「需要側の対策とエンドユースサービ

教育の重要性は理解できるものの、全世界的に大きな

スの新しい提供方法によって、エンドユース部門におけ効果として表れるためには時間軸が長いことと、効果がる世界全体の GHG 排出量をベースラインシナリオに比

不透明な点が課題で、分析的な研究が十分なされてき

べて 2050 年までに 40～70%削減しうる。」とした。

ていない。本研究では、デジタル化技術などの技術変化

ただし、各対策をそれぞれ積み上げて評価したものであがきっかけとなり、社会構造変化・ライフスタイル変化にり、対策コストを含めて、必ずしも整合的かつ定量的な結び付く可能性を定量的に分析していこうという点でモデルを使って部門横断的に推計したものではない。

新規性が高い。エネルギー需要側技術の進展により、ベースライン排出量自体が低位になるような変化がなければ、2050 年カーボンニュートラルや、大幅な排出削減の実現はとても難しいと考えられる。

人間の欲求

従来は意識変化に限定的。
技術の革新によりここを改善する可能性の追求

真の欲求は何か？（新たな技術によって欲求も変化）

人間活動

社会構造・ライフスタイル変化

エネルギー・物質・情報／人間活動

エネルギー、物質、
情報生産性の向上

CO2排出／エネルギー・物質・情報

エネルギー、物質、情報生産の低炭素化

CO2濃度／CO2排出

CO2回収・利用・貯留
植林、直接空気回収（DAC）

人為起源CO2以外のGHG排出

気温上昇／GHG濃度

気候制御（太陽放射管理等）

気候変動影響被害／気温上昇
各種気候変動への適応

緩和策（排出削減策）
従来の対策は
ここが中心

気候工学的手法（）

適応策

残余の気候変動影響被害
出所：山地憲治, 2006：「エネルギー・環境・経済システム論」、岩波書店に加筆

図１ 地球温暖化対策の基本構造と社会構造・ライフスタイ
ル変化の位置づけ

１.2. DX による低エネルギー需要等の実現可能性の評
価例

図２ デジタル化によるエネルギー消費・CO2 排出への影
響（出典：文献 4））

デジタルトランスフォーメーション（DX）およびその他のイノベーションによって、暗黙的なコストを低減し、比22

RITE Today 2023

研究活動概説 ● システム研究グループ

え、弾性値等を使って気候変動対策下での最終エネルギ
ー消費量を推計するといった手法をとることが多い。しかし、産業などの需要はあくまで wellbeing を高める
消費行動による結果としての需要である。エネルギー需
要は、あくまで製品・サービスを得るための派生的需要である。製品・サービスを得る消費行動の変化に焦点を当て、結果としての素材製品やエネルギー需要の低減を推計し、その上で、全体としてのエネルギー需給、そして、結果としての CO2 排出量を推計していく手法が新規性の高いところとなっている。それを通して、需要サイドの対策の効果の見える化を図り、「経済と環境の好循環」
実現に向けた社会変化の誘因としていく。
図 3 シェアリング・サーキュラーエコノミーによるエネルギ
ー消費・CO2 排出への影響（出典：文献 4））

2. 分析シナリオの想定
複雑なシステムを包括的かつ定量的に分析し、その有用性と課題を明確にしていくことが、DX によって誘発される、サーキュラー・シェアリングエコノミー等の低エネ
ルギー需要社会を社会全体として推進していく上での強力な推進力となると考えられる。EDITS 事業で探索

図４ 定性的シナリオ’High-with-Low’の想定ドライバー

し定量的なシナリオとして提示を試みるのは、単なる需（出典：文献 6））

要の低減ではなく、「経済と環境の好循環」をもたらすよ
うな、つまり、ウェルビーイングは向上させつつ需要は低下させる社会の実現のシナリオである。

2.1. 定性的シナリオ
EDITS 事業においては、ナラティブ WG において、
図４のようなドライバーを考慮した定性的なシナリ
オ ”high wellbeing with low resource use(High-with-Low)”シナリオが提示された 6)。
デジタル化の進展と新結合によるイノベーション、そして適切な生活水準（ DLS）が融合した世界観であり、

図５ 定性的シナリオ’High-with-Low’の要素間の関係

wellbeing を高めながら、低需要（エネルギーおよび各（出典：文献 6））

種物質や製品等）を実現し得るとするシナリオである。要素間の関係性については、図５に示す。

2.2. 定量的シナリオ分析の想定

これまでの統合評価モデル（IAM）分析では、最終エネ

世界エネルギー・温暖化対策評価モデル DNE21+を

ルギー消費量を人口、GDP のシナリオから外生的に与用いて、DX を中心にして誘発されるサーキュラーエコノ

23

RITE Today 2023

研究活動概説 ● システム研究グループ

ミー、シェアリングエコノミーによる、低エネルギー需要

需要側のデジタル化の進展、イノベーションとして、社会の実現、そして、GHG 排出量の低減効果を定量的

CE 関連だけではなく、変動性再生可能エネルギーの利に推計した。推計には現時点では定量的なデータ入手の用増大に資する、電力需要側の柔軟性の提供の可能性

困難性もあり、波及効果について一部しか考慮できていについても考慮した。具体的には、DNE21+の電力需ないことに注意が必要である。また、モデル前提条件の要曲線において、BEV や PHEV、ヒートポンプ給湯器、想定についても、不確実性が大きく、より良いデータのコジェネレーションシステムが、特に太陽光の日中の供入手、反映の課題が残っている。DNE21+モデルは、鉄給力の需要調整を、標準のシナリオよりも、柔軟に提供

鋼、セメント、化学製品など、CO2 排出原単位の高い製できると想定した（”FL”シナリオ）。系統統合費用につい品を積み上げ評価しているため、サーキュラーエコノミては、BEV、PHEV の逆潮流の発生によって、系統側でー、シェアリングエコノミー等による基礎素材製品の低下、の蓄電池低減を伴うことも想定し、系統統合費用の低減

それに伴うエネルギー消費の低下等を整合的に分析可が可能と想定した。

能である。

また、需要側技術は、granular technologies と呼図４のような定性的なシナリオドライバーを基に、定量ばれるような規模の小さい技術が多い。これら技術は、的なシナリオ想定を行った。表１に分析を行った、DX にサイクルが早いことがあって、一般に技術習熟率が高い

よるサーキュラーエコノミー（CE）誘発のシナリオ想定を傾向が観測される。DNE21+では、太陽光発電や風力示す（以降、本報告では、シェアリングエコノミーもサーキ

発電、EV 用バッテリーなど、標準シナリオでも大きなコュラーエコノミーに内包されるものとして、CE と記載す

スト低減を見込んでいる。しかし、これら比較的規模の小る）。また、表 2 には、分析を行ったシナリオ名と、各シナ

さい技術の技術習熟率が一層高くなるシナリオ（”GR”

リオの想定内容を示す。排出シナリオとしては、特段の排シナリオ）も想定した。ただし、このシナリオはあくまで外出シナリオを想定しないベースライン(Baseline)と、生的な想定であり、参考として他シナリオの結果と比較

2℃、>66%確率の B2DS シナリオを想定した。B2DS

するべきものという位置づけであることに注意されたでは、別途、日本を含む主要先進国それぞれについてはい。

2050 年 GHG のカーボンニュートラルを想定した。

24

RITE Today 2023

研究活動概説 ● システム研究グループ

表１ DX によるサーキュラーエコノミー（CE）誘発のシナリオ想定
DX による CE 誘発
等

エネルギー消費への直接的な影響エネルギー消費への間接的な影響

DNE21+モデル分析における想定（暫定試算）1) 完全自動運転車
等の実現により誘発されるライドシェア、
カーシェアリング
（2030 年時点までは想定せず）- ライドシェアによる乗用車用エネル
ギー消費量の低減- カーシェアリングに伴う乗用車台数の低下に伴う、鉄鋼、プラスティック、ゴム、ガラス、コンクリート等の低減- 製品、素材の国際貨物輸送の低減⇒
項目 8)- 鉄鋼製品生産量：▲4%（車両＋立体駐車場。道路建設含まず）- プラスティック製品： ▲1%- タイヤ製品：▲28%（乗用車向け比）（エネ
ルギー消費量低減換算値をモデルで想定）- ガラス製品：▲28%（乗用車向け比）（エネ
ルギー消費量低減換算値をモデルで想定）- セメント製品：▲1%（立体駐車場のみ。道路
建設含まず）

2) バーチャルミー
ティング、テレワーク- 移動の低減に伴う運輸部門のエネ
ルギー消費量の低減- 長期的に建築物の稼働率上昇、必要- 旅客需要：▲10%3) E-publication
等による紙の代替- 紙の生産のためのエネルギー消費量の低減- 紙媒体の配送等の貨物需要低減の可能性有 【今回のモデル分析では未考慮】- 紙パ生産量：▲20%4) E-コマースや他の DX によるアパレ
ルのリサイクル・シェ
ア化の促進- アパレル製造のエネルギー消費の低減- ショッピングセンター等、小売店舗の- アパレル生産量：▲20%（エネルギー消費量低減換算値をモデルで想定）な空間面積の低減により、鉄鋼、コンク
リート等の低減の可能性有 【今回のモデル分析では未考慮】

低減と、それに伴うエネルギー消費、また建築物建設の低減により、鉄鋼、コンクリート等の低減の可能性有 【今回のモデル分析では未考慮】

5) 都市開発、設計等の進展による建築
物の高寿命化- 建築物の高寿命化による、セメン
ト、鉄鋼製品の低減に伴うエネルギー
消費量の低減6) 需要予測の向上
等による食品廃棄の低減- 必要食品生産量- 農畜産物、食品等の低減に伴う国際- 石油化学製品（窒素肥料含む）の低減：の低減等に伴う、貨物輸送の低減 ⇒ 項目 8)▲1%窒素肥料、プラステ- 食品販売量の低減に伴う、小売店舗- プラスティック製品：▲1%

ィック製品等の生の低減に伴う鉄鋼、コンクリート製品等- 紙パ製品：▲0.5%

産に伴うエネルギの低減の可能性 【今回のモデル分析で- 輸送サービス需要：▲1%

ー消費量の低減は未考慮】- 他用途への利用可能な土地面積の増他- 小売店舗等のエ

大に伴う植林等による CO2 固定可能性 【今回のモデル分析では未考慮】(以上、産業連関表より算定）- メタン、一酸化窒素排出低減：▲493
MtCO2eq/yr in 2050

- アルミニウム、鉄- 航空機の軽量化に伴う運航時のエネ- アルミニウム製品：▲1%

鋼製品等の低減- 製造段階による電力消費量の低減

ルギー消費量の低減- 自動車等の軽量化に伴うエネルギー
消費量の低減 【今回のモデル分析では未考慮】- 鉄鋼製品：▲0.02%- 国際海運需要の低減によるエネル
ギー消費量の低減-- 国際海運需要：▲1%

ネルギー消費量の低減- 必要食品生産量の低減等に伴う、
メタン、一酸化窒素
排出量の低減7) 3D プリンティン
グの適用による素材の低減

8) 基礎素材やその他製品需要の低減に伴う国際海運需要の低減- 建築物の高寿命化：+40%、それに伴うセメント：▲3%、鉄鋼製品需要の低減：▲3%- 直接的電力消費量：▲1%- 航空機の運航時のエネルギー消費量：▲10%

赤字： 家庭部門関連、 緑字： 業務部門関連、 青字: 輸送部門関連、 紫字： 産業部門関連、茶字：非 CO2 GHG 等

25

RITE Today 2023

研究活動概説 ● システム研究グループ

表２ DX によるサーキュラーエコノミー（CE）誘発のシナリオ想定
排出削減
経路

BL-StdBL-Mobil
BL-Resid
BL-Build

Baseline
（特段の気
候変動緩和
政策を想定
せず。炭素
価格0）

主にデジタル化によるエネルギー需要低減
運輸
1)

家庭
2, 3, 4)

建築物
5)

農業・
食品 6)

産業
7)

派生
効果 8)

―

―

―

―

―

―

電力需要の
フレキシビ
リティ（EV,
HP, CGS）

小規模技術（PV、風力、EV等）のより急速なコスト
低減

―

―

〇
〇
〇
〇

BL-Food〇

BL-IndBL-All_CE

〇

〇

〇

〇

〇

〇

BL-All_CE+FL

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

BL-All_CE+FL+GR

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

―

―

―

―

―

―

―

―

B2DS-Std
B2DS-Mobil
B2DS-Resid
B2DS-Build
B2DS-Food
B2DS-Ind

B2DS

2 Cを十分に下回る排出に抑制（かつ2030
年の各国
NDCsを想定、主要先進国：2050
年GHGでの
CN）

〇
〇
〇
〇
〇
〇

〇

〇

〇

〇

〇

B2DS-All_CE+FL

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

B2DS-All_CE+FL+GR

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

B2DS-All_CE〇

注１） 今回の分析では、IPCC等で用いられている共有社会経済パス（SSP）は、中位的なSSP2ベースで分析
注２）本来、DXによる電力消費量の増大等のリバウンド効果も考えられるが、CO2限界削減費用低下に伴うリバウンド効果以外のリバウンド効果は今回考慮していない

３. シナリオ分析結果進展を想定しない標準シナリオ（Std）からの世界の最終

まず、特段の気候変動緩和政策を想定しない、エネルギー消費量の低減と、GHG 排出量の低減をそれ

Baseline シナリオの結果を示す。図 6、図 7 に、CE 進

ぞれ示す。かなり限定された CE の事例および波及効果

展を想定しない標準シナリオ（Std）からの世界の最終エのみを考慮しただけでも、2050 年では、現在の世界のネルギー消費量の低減と、GHG 排出量の低減をそれぞ

最終エネルギー消費量全体の 6%程度、また、2℃目標

れ示す。かなり限定された波及効果のみを考慮した分析

下で経済合理的と推計される省エネ量の半分程度もの段階ではあるものの、想定した CE 実現によって部門横省エネが、CE によって更に追加できる可能性が示唆さ

断的に大きな省エネ効果が期待できることが示されてれる。排出削減目標が決まっている条件では、想定したいる。また、GHG の排出低減効果も大きいことが推計

CE 対策は相対的に費用が安価なため、限界的な費用のされる。完全自動運転車等の実現によって誘発されるカ対 策 と 評 価 さ れ る 、 CCS 付 き バ イ オ エ ネ ル ギ ーーシェアリング、ライドシェアによる低エネルギー需要へ（BECCS）や大気中 CO2 直接回収貯留（DACCS）といの寄与は、今回想定した DX の効果としては、産業部門

った二酸化炭素除去（CDR）技術への寄与を低減し得る。

への波及を含めて大きいが、それ以外にもバーチャルミ

なお、最終エネルギー消費量の低減効果は大きいが、ーティングなどの効果等も大きい効果があることを示し

CO2 削減効果は、エネルギー供給側の CO2 原単位低減ている。食品ロスの低減は、特に非 CO2 GHG の削減をも伴っているため、エネルギー消費量ほど、大きくは算大きく促す可能性を示している。

定されない。ただし、後述のように、費用低減効果は大同じく、B2DS シナリオについて、図 8、図 9 に、CE

きい。

26

RITE Today 2023

研究活動概説 ● システム研究グループ

最終エネルギー消費量 [Mtoe/yr]

2050

2040

2030

-1300 -1200 -1100 -1000
BL-Mobil
BL-Resid
BL-Build
BL-Food
BL-IndBL-All_CE
BL-All_CE+FL+GR
BL-Mobil
BL-Resid
BL-Build
BL-Food
BL-IndBL-All_CE
BL-All_CE+FL+GR
BL-Mobil
BL-Resid
BL-Build
BL-Food
BL-IndBL-All_CE
BL-All_CE+FL+GR

産業部門

-900

民生部門

-800

-700

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

運輸部門

図６ 世界エネルギー消費量（ベースラインシナリオ、CE 想定時の変化）

GHG emissions [MtCO2eq/yr]-14000-12000-10000

-8000

-6000

-4000

-2000

0

2000

2030

BL-Mobil
BL-Resid

鉄鋼部門

BL-Build

セメント部門BL-Food

紙パルプ部門BL-Ind

化学部門

BL-All_CE

その他産業部門

BL-All_CE+FL+GR
BL-Mobil

道路交通部門

BL-Resid

国内航空部門

2040

BL-Build

その他国内運輸部門

BL-Food

EV進展による

BL-Ind

国際航空部門国際海運部門BL-All_CE

民生部門

BL-Mobil

発電部門

BL-Resid

その他エネ転部門

BL-Build

土地利用起源CO2

2050

BL-All_CE+FL+GR

BL-Food

プロセス起源CO2

BL-IndCO2以外のGHG

BL-All_CE
BL-All_CE+FL+GR

図７ 世界の GHG 削減効果（ベースラインシナリオ、CE 想定時の変化）

最終エネルギー消費量 [Mtoe/yr]
-3000

-2500

-2000

-1500

-1000

-500

0

500

2030

B2DS-Std

B2DS-All_CE

気候変動政策（CO2限界削減
費用上昇）による省エネ

B2DS-All_CE+FL+GR

気候変動政策（CO2限界削減
費用上昇）による省エネ

2040

B2DS-Std
B2DS-All_CE

気候変動政策（CO2限界削減
費用上昇）による省エネ

B2DS-All_CE+FL+GR

気候変動政策（CO2限界削減
費用上昇）による省エネ

CEによるCO2
限界削減費用低下に伴うリバウンド効果2050

B2DS-Std
B2DS-All_CE

気候変動政策（CO2限界削減
費用上昇）による省エネ

B2DS-All_CE+FL+GR

気候変動政策（CO2限界削減
費用上昇）による省エネ

産業部門

民生部門

運輸部門

参考）2019年の世界の最終エネルギー消費量実績値：10 Gtoe/yr、2050年のベースラインの最終エネルギー消費量推計値：14 Gtoe/yr

図８ 世界エネルギー消費量（B2DS シナリオ、CE 想定時の変化）

27

RITE Today 2023

研究活動概説 ● システム研究グループ

GHG emissions [GtCO2eq/yr]
-60

-50

-40

-30

-20

-10

CEの活用により、限界費用の高いBECCS,
DACCSといったCDR技術の一部利用を低減
0

10
鉄鋼部門

B2DS-Std

セメント部門
紙パルプ部門

B2DS-All_CE+FL+GR

気候変動政策（CO2限界削減
費用上昇）による排出削減

2040

B2DS-All_CE

気候変動政策（CO2限界削減
費用上昇）による排出削減

化学部門
その他産業部門
道路交通部門
国内航空部門その他国内運輸部門
国際航空部門国際海運部門

B2DS-Std

民生部門

2050

発電部門

気候変動政策（CO2限界削減
費用上昇）による排出削減

B2DS-All_CE

その他エネ転部門

土地利用起源CO2
プロセス起源CO2

気候変動政策（CO2限界削減
費用上昇）による排出削減

B2DS-All_CE+FL+GR

CO2以外のGHG
DACCS

参考）2019年の世界のGHG排出量実績値：59 GtCO2eq./yr、2050年のベースラインの排出量推計値：73 GtCO2eq/yr

図９ 世界の GHG 削減効果（B2DS シナリオ、CE 想定時の変化）

図 10 には、世界地域別の一人当たり最終エネルギー

表 3 には、CE シナリオ下におけるエネルギーシステム

消費量を示す。先進国では、特に需要側で必要以上に多総コストの Std シナリオ比での低減を、また、表 4 には、

くのエネルギーが消費されており、’High-with-Low’

B2DS 時の CO2 限界削減費用を示す。DX に誘因されシナリオは、主に先進国の低エネルギー需要の実現を誘た CE の推進により、エネルギーシステムコストの大きな発し、一人当たりエネルギー消費の国際的な格差を縮小

低下が推計される。特に完全自動運転車等によるライド

させる。

シェア、カーシェアによって社会全体としての大きなコスト低減効果が期待できるが、テレワークなどの家庭部門の変化、食品ロス低減なども、エネルギーシステムコスト

3.5の低減に比較的大きな効果が期待できる。

3.0
2.5

また、表 4 で確認できるように、2℃目標等の長期目

2.0
1.5

標の実現においては、CO2 限界削減費用の低下（2～3

1.0
0.5

割程度）が期待できる。

2015

2030

OECD

2040

ASIA

MAF

LAM

B2DS-All_CE+FL+GR

B2DS-Std

B2DS-All_CE

BL-All_CE+FL

BL-StdBL-All_CE

B2DS-All_CE+FL+GR

B2DS-Std

B2DS-All_CE

BL-All_CE+FL

BL-StdBL-All_CE

B2DS-All_CE+FL+GR

B2DS-Std

B2DS-All_CE

BL-All_CE+FL

BL-Std0.0

BL-All_CE

FInal energy consumption per capita [toe/capita]

4.0

2050

REF

World total

図 10 世界地域別の一人当たり最終エネルギー消費量

28

RITE Today 2023

研究活動概説 ● システム研究グループ

表 3 エネルギーシステム総コストの低減：CE 想定時（単位：Billion USD/yr）

2030-2040 年の間の年平均値

2040-2050 年の間の年平均値

All_CE

All_CE+FL+FL+GR

▲894

▲894

▲963

▲5

▲926

▲928

▲1038

▲74

▲7

▲1971

▲1971

▲2085

▲90

▲14

▲2037

▲2038

▲2266

Scenarios

Mobil

Resid

Build

Food

Ind

All_CE

Baseline

▲547

▲339

▲1

▲57

▲4

B2DS

▲556

▲352

▲0

▲64

Baseline

▲1601

▲459

▲1

B2DS

▲1635

▲477

▲6

※ Baseline、B2DS のそれぞれの排出シナリオの標準ケースからの CE ケースによるコスト低減分

表 4 B2DS 時の CO2 限界削減費用（単位：USD/tCO2eq）
B2DS-Std

B2DS_All-CE

B2DS_All-CE+FL

B2DS_All-CE+FL+GR

2040 年

68−31057−23857−24050−1952050 年

146−739

123−524122−52260−364※ 費用の幅は国による差異（主要先進国に別途 2050 年 CN 制約を想定していることによる）

4. まとめ化を定量的にモデル化し、定量的なシナリオ評価を実施

本年度は、ナラティブグループが提示した定性的なシしていく必要がある。一方で LED シナリオとギャップがナリオ”high wellbeing with low resource use

生じる理由の理解を深めていくことも重要と考えられる。

(High-with-Low)”のコンセプトに沿って、地域・国、

定量的かつ包括的な分析を一層進めること、他方でそれ部門横断で整合的かつ定量的なシナリオとして世界エネ

でもなおギャップが存在するのであれば、そのギャップ

ルギー・温暖化対策評価モデル DNE21+において、モの理解を深めることが、次期 IPCC 報告書等の評価等

デル化を行い、一次試算を行った。本年度の分析では、で重要になると考えられる。また、エネルギー低減側の定量的な推計の困難さから、一部の DX によって誘発さ評価だけではなく、リバウンド効果も含めた分析も進め、れ得る CE についてのみ、モデル化して分析・評価を行

より一層の包括的な評価を行っていくことが重要であった。また、その波及効果についても定量的な推計の困る。

難さから、限定的な波及効果のみ考慮した。それにも関わらず、相応のエネルギー低減効果、GHG 排出削減効

参考文献

果が推計された。また、エネルギーシステムコストの低減

1） IPCC Special Report on Global Warming ofや、B2DS シナリオ（2℃未満、>66%確率）では CO2

1.5℃ (2018)

限界削減費用の低下が推計された。これは、まさに「経2） A. Grubler et al., A low energy demand

済と環境の好循環」もしくは「high wellbeing withscenario for meeting the 1.5°C target andlow resource use」の可能性を示すシナリオと言える。

sustainable development goals without

しかしながら、IPCC SR1.5 で取り上げられた Low
Energy Demand (LED)シナリオにおける最終エネル
ギー消費量の推計は、本分析の推計値を大きく下回る

negativeemissiontechnologies.

Nat.

Energy, 3(6), 515–527 (2018)3） C. Wilson et al., Granular technologies to

ものであり、引き続き、様々な DX によって誘発され得

accelerate

る各種対策、更に派生的に誘発され得る CE 等の社会変368(6486), 36–39 (2020)

decarbonization.

Science,29

RITE Today 2023

研究活動概説 ● システム研究グループ

4） IPCC WG3 AR6: Climate Change 2022:
Mitigation of Climate Change (2022)
5） C. Wilson, L. Kerr, F. Sprei, E. Vrain, M.
Wilson,Potential

ClimateBenefitsofDigital Consumer Innovations. Annu. Rev.
Environ. Resour., 45(1) (2020)
6） EDITS

WG3Narratives

group(Arnulf

Grubler, Greg Nemet, Shonali Pachauri,Charlie

Wilson),The'High-with-Low'

Scenario Narrative (2022)

30

RITE Today 2023

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（2023年4月）
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
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

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
加藤 直人
長谷川 智
渡邉 彰
小暮 高久
久保田 健
大井 潔
清水 哲
肥後 明佳
Natalia Maria Theresia
柏木 紀賢
小林 淳平
橋本 龍馬
猿谷 直紀

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
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

野嵜 裕貴
Dyah Candra Hapsari Subagyo
清水 崇史
Dita Grinanda
新宅 みゆき黒石川 嵩幸渡邊 淳子
池永 由布子
水口 祥子
永守 美雪
内藤 香枝
池田 永子
米田 和代
小泉 真夕
西
淳子
森 佳代子
岩島 素巳
吉田 佳世
岡田 亜弥
フォークナー 真紀

カーボンニュートラルに貢献するバイオリファイナリー技術の開発
1. はじめに一方、近年、バイオテクノロジーは、合成生物学やゲノ

世界的に脱炭素化の潮流は加速しており、各国ともグム編集技術等が急速に進展している。さらに、発展が著

リーン分野への研究開発支援や先端技術の導入支援な

しいIoTやAI等の情報技術（デジタル）とバイオテクノロ

どを積極的に実施している。日本政府は2020年10月、ジーとが融合した“バイオ×デジタル技術”の技術革新が2050年までに温室効果ガス排出量を実質ゼロとする

起こりつつある。この“バイオ×デジタル技術” により、「2050年カーボンニュートラル」を宣言した。バイオプ

原料を石油からバイオマス資源や大気中のCO2に変換

ロセスは常温常圧下でものづくりが進行するため、高温可能な “バイオものづくり” の社会実装が加速し、カー

高圧条件下でものづくりが行われる化学プロセスと比ボンニュートラル・カーボンネガティブへの大きな貢献が較して、CO2排出削減が期待できる。また、“バイオもの期待できる。

づくり”は、化学プロセスとは異なり、一般的に細胞内でこのような背景の下、当グループでは、これまで、地球

多段階の反応により合成されるので、炭素数の多い化

環境と経済の両立をめざして、微生物を利用したバイオ学構造が複雑な化合物生産ほど競争力が高い。2022

プロセスによって、非可食バイオマスからバイオ燃料や

年3月の「第4回新しい資本主義実現会議」において岸グリーン化学品を高効率で生産するバイオリファイナリ

田内閣総理大臣は、今後、重点的に投資を行う５つの科

ーの技術開発に取り組んでいる。この開発で我々は、代学技術・イノベーション分野の一つとして、“バイオものづ

表的な工業微生物であるコリネ型細菌が、還元（嫌気）条くり”をあげた。この会議の中で「“バイオものづくり”は、件下では増殖は抑制されるものの代謝機能は維持され、地球温暖化などの社会課題の解決と経済成長の二兎を

糖類を代謝し有機酸等を効率よく生成する現象を見出追える研究分野として推進する」と発言されている。

した。そして、これを基に、増殖非依存型バイオプロセス

31

RITE Today 2023

研究活動概説 ● バイオ研究グループ「RITE Bioprocess」を開発した。また、工業化に必須

当グループが開発した「RITE Bioprocess」は、バイの要素技術である「非可食バイオマス由来の混合糖の完オ燃料や、アミノ酸・芳香族化合物等のグリーン化学品

全同時利用」や「発酵阻害物質への高度耐性」等を確立

を、高効率で製造することを可能にする独自技術であるした（第2章参照）。

（図1）。以下にその３つの特長について紹介する（詳しくそれらの技術を利用して、バイオ燃料としてはエタノー

は、RITE Today 2022参照）。

ル、イソブタノール、水素等について、グリーン化学品としては乳酸、コハク酸、アラニン、バリン、トリプトファン、
シキミ酸、プロトカテク酸、4-アミノ安息香酸、4-ヒドロ
キシ安息香酸等について世界最高レベルの高効率生産を報告している。現在は、より高付加価値な香料、化粧品、医薬品、繊維、ポリマー等の原料となる芳香族化合物等の生産技術開発等の“バイオものづくり”技術に注

図1 「RITE Bioprocess」を利用した
バイオリファイナリーの概念力している（第3章参照）。
また、一方で、 “バイオ×デジタル技術”の最新の技術

特長① 増殖非依存型バイオプロセス

開発として、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術

嫌気的な条件や、増殖に必須な因子を削除することに総合開発機構（NEDO）スマートセルプロジェクト、SIP

より、細胞の分裂を停止させた状態で目的とする一連の（戦略的イノベーション創造プログラム）、NEDOバイオ反応を行うことを可能にした（図2）。即ち、これまで増殖

ものづくりプロジェクトに参画し、従来の合成法では生に使われていた栄養やエネルギーが、目的物質の生産に産が難しかった高機能化学品の生合成や生産プロセス

使用される。これにより微生物細胞を化学触媒のようにの効率化に向けて「スマートセル創製技術」等の研究開極めて効率的に利用することが可能となり、通常の化学発を進めている。2022年7月には、「スマートセル創製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

技術」を利用した民間企業との連携開発による香料やカスを実現した。

ロテノイドの生産について、NEDOバイオものづくり実証プロジェクトに採択され、事業化に向けた研究開発を開始している。また、NEDOムーンショットプロジェクトにも参画しており、非可食バイオマスを原料とした海洋
分解可能なマルチロック型バイオポリマーの研究開発に取り組んでいる（第4章参照）。
本 概 説 で は 、 ま ず 、 我 々 の コ ア 技 術 で あ る 「 RITE
Bioprocess」及び新たなコア技術である「スマートセル創製技術」等について説明する。次に、それらを利用したターゲット別の開発成果等について紹介する。そして、基盤技術開発として、近年進展が著しい“バイオ×デジタ
ル技術”の技術革新に基づく国家プロジェクトについて

図2 「RITE Bioprocess」の特長①（増殖非依存型バイオプロセス）

述べ、最後に、事業化への取り組みについて紹介する。

2. RITEのコア技術
2.１. 「RITE Bioprocess」

特長② C５&C６糖類の完全同時利用
非可食バイオマスの多く（セルロース系バイオマス）は、

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RITE Today 2023

研究活動概説 ● バイオ研究グループ

キシロースやアラビノースなどのC５糖と、グルコースな
どのC６糖の混合物から構成される。

2.2. 新しいRITEのコア技術
近年、バイオテクノロジーが高度化し、IT・AI 技術の当グループは、C5糖代謝遺伝子に加えC５糖輸送体

応用分野が急速に広がる中で、複数の国家プロジェクト

遺伝子を導入することにより、C５糖の利用速度をC６糖等において、「高度に機能がデザインされ、 機能の発現並みに高めることに成功している（図3）。これにより、Cが制御された生物細胞」いわゆるスマートセルを設計、５&C６糖類の完全同時利用が可能となり、セルロース

育種する技術等を複数の大学、研究所、企業と連携して系（非可食バイオマス）原料を効率的に利用できるよう開発してきた（第4章参照）。それら新しい有用技術の一になった。

部を紹介する。

スマートセル創製技術「スマートセル」 = 「賢い細胞」とは、遺伝子改変により、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を意味する。当グループではより具体的に、最先端の情報解析技術とバイオテクノロジーにより高度に機能がデザインされ、これまで利用できなかった生物
機能を引き出すことによって物質生産能力が人工的に最大限引き出された細胞の事をスマートセルと呼ぶ。このスマートセルを効率的に創る技術群を「スマートセル
図3 「RITE Bioprocess」の特長②（C５&C６糖類の完全同時利用）創製技術」や「スマートセル設計システム」と総称している(図5)。当グループは後述のNEDOスマートセルプロ
ジェクト(2016-2020)及びNEDOバイオものづくり

特長③ 発酵阻害物質に対する高耐性「RITE Bioprocess」では、前述のように微生物が増殖しないため、発酵阻害物質に対して高耐性であるこ

プロジェクト(2020-継続)に参画しこれらの技術群の開発に携わってきた。同時に、高い生産能力を持つコリネ型細菌を開発することで技術の有効性を実証した。

とを実証している（図4）。そのため、様々な発酵阻害物
質が含まれた糖化液の利用、さらには発酵阻害物質の生産にも適用できる。

図5 スマートセルを効率的に創る技術群

連続反応システム
当グループはこれまでバイオ技術を駆使して様々な化合物生産に取り組んできたが、生産ターゲット化合物に
図4 「RITE Bioprocess」の特長③（発酵阻害物質に対する高耐性）

よっては細胞毒性の影響が著しく強く、反応液中に蓄積した目的化合物そのものの毒性によって生産が停止し

33

RITE Today 2023

研究活動概説 ● バイオ研究グループてしまうという課題に直面した。例えば、NEDOスマート
セルプロジェクトやNEDOバイオものづくりプロジェクト
で開発に取り組んでいるカテコールは、従来のバッチ法
ではある一定の濃度に達したところで生産が頭打ちした。そこで、細胞毒性の影響を回避した高生産を実現すべく、菌体反応に吸着や抽出などの工学的手法を組み合わせることで、目的化合物だけを選択的に系外へ除去・回収しながら生産が可能な連続反応システムを構築した。一例として、図6に示すような樹脂吸着と膜分離を組み合わせた連続反応システムを構築し、カテコール生図7 「RITE Bioprocess」による主な生産物質産に適用することで、カテコールの飛躍的な高生産を実現した。

3. ターゲット別開発
3.1. バイオジェット燃料
エタノール（C2）やブタノール(C4)を出発原料として、
化学変換によってジェット燃料(C9-C15)を製造することができる。即ち、植物由来のバイオエタノールやバイオ
ブタノールからバイオジェット燃料を製造して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。バイオエタノール

図6 膜分離と樹脂吸着を利用した連続反応システム（カテコール生産事例）

やバイオ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、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2.3. 主な生産物質
現在、当グループによって高生産を実現している物質の一部を図7に示す。前述の様に、多くの物質で世界最高レベルの生産性を達成している。バイオ燃料では、エタ
ノールやバイオ水素に加えブタノールや高性能バイオジ
ェット燃料素材などへ、グリーン化学品では、L-乳酸、D乳酸、アミノ酸に加え、芳香族化合物などの高機能化学品へと幅広い展開を図っている。

用が可能となっている。
当グループでは、「RITE Bioprocess」を利用したバ
イオエタノール及びバイオブタノール高効率生産プロセスの開発を行い、エタノールやイソ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ている。今後、これらの要素技術を更にブラッシュアップするとともに、要素技術の統合・最適化、様々な非可食原料の利活用などを通じてバイオエタノールやバイオブタノール
からのジェット燃料生産と実用化・事業化を目指す。

3.2. バイオ水素
水素は燃焼時に水しか生成しないこと、再生可能エネ
ルギーを含む多様なエネルギー源からの生産・貯蔵・運搬が可能なこと、電力、運輸、熱・産業プロセスのあらゆる分野に利用することで脱炭素化が可能なこと、などか

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RITE Today 2023

研究活動概説 ● バイオ研究グループ

ら、カーボンニュートラル実現の鍵となる。しかしながら、現行の主要な水素製造技術は化石エネルギーを原料とするため、これに由来するCO2の排出が大きな課題となる。日本では、2017年に「水素基本戦略」が策定され、その中で、2050年を見据えた水素社会の実現のために革新的なCO2フリー水素製造技術の着実な開発が必要とされている。また、2021年には、米国エネルギー省
が「Hydrogen Shot」で野心的なCO2フリー水素のコ
スト目標（10年以内に80%削減）を打ち上げるなど、世界各国で水素国家戦略が一気に動き出している。CO2
フリー水素生産技術としては、CCUSと組み合わせた化石資源からの大規模水素生産、再生可能エネルギー発電と組み合わせた水電解と並んで、バイオマス／廃棄物を原料とした発酵水素生産技術が大きく取り上げられ

図8 暗発酵および光発酵水素生産株の代謝工学ている。
微生物機能を利用した発酵水素生産（バイオ水素生産）
は、将来の持続可能なCO2フリー水素製造技術となり得るが、経済性あるバイオ水素生産技術の確立には、生産性の飛躍的な向上が必要とされている。これを実現する
ためには、先進的なバイオテクノロジーによる高効率水素生産微生物の創製技術が重要な鍵となる。当グルー
プは、ギ酸を介した暗発酵水素生産経路を利用して圧倒的な水素生産速度 (最大300 L H2/h/L) を達成している。この成果を基盤とし、光発酵との統合によるバイ
オマス原料（糖）からの水素収率の大幅向上に向けた技
術開発に取り組んでいる（図8）。ギ酸を介した暗発酵水
素生産では利用されない余剰の還元力を利用できる水素生産経路の導入・強化を行い、また、光発酵水素生産
微生物の水素代謝／炭素貯蔵／酢酸代謝の制御因子の改変をベースに恒常的水素高生産株の確立に成功している。

3.3. グリーン芳香族化合物
芳香族化合物は、ポリマー等の原料として重要な基幹
工業化学品であると同時に、医薬品、機能性栄養素材、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、環境保全、および生産性の観点から、高効率なバイオ生産法の確立が望まれている。微生物細胞内ではフェニルアラニ
ン、チロシン、トリプトファンといったアミノ酸や葉酸（ビタミンB9）、補酵素Qなど種々の芳香族化合物が生合成されている。これらの化合物は全てシキミ酸経路と呼ばれる代謝経路から派生する。当グループは適切な遺伝子組換えを施したコリネ型細菌を高効率バイオ変換技術へ適用することで、非可食バイオマスを原料としてインフル
エンザ治療薬タミフルの原料とされるシキミ酸、機能性
ポリマー原料として有望な4-アミノ安息香酸、そしてポ
リマー、医薬品、化粧品、接着剤、香料（バニリン）原料として有望な芳香族ヒドロキシ酸の高生産プロセスの確立に成功してきた。
当グループでは、2022年からNEDOバイオものづく
り実証プロジェクト「フロー連続単離法と増殖非依存型
バイオプロセスによるローズ香料の生産システム実証」（代表機関名：高砂香料工業株式会社）に参画し、産業用

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RITE Today 2023

研究活動概説 ● バイオ研究グループ

スマートセルの開発と香料素材が有する微生物阻害をよりバイオ由来製品の社会実装を加速することを目指す。

回避するバイオ生産システムの開発を進めている（図9）。

図9 ローズ香料素材の生産実証

4. 基盤技術開発（国家プロジェクト）

図10 スマートセルを用いたバイオ由来製品の社会実装

4.1. NEDOバイオものづくりプロジェクト
バイオものづくり産業の基盤となる次世代生産技術

4.2. NEDOムーンショット型研究開発プロジェクト

開発を、「カーボンリサイクル実現を加速するバイオ由来

NEDOムーンショット型研究開発プロジェクト「非可食製品生産技術の開発」（NEDOバイオものづくりプロジ

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ェクト）にて実施する。生物機能を利用した物質生産は、型バイオポリマーの研究開発」では、プラスチックの分解

従来の化学プロセスに比べて省エネルギー化が期待でに「マルチロック機構」を導入すべく研究開発を行っていきる。さらに原料として化石資源ではなくバイオマスをる。すなわち分解の際に、光、熱、酸素、水、酵素、微生物、利用できるため、炭素循環型社会の実現に大きく貢献す触媒などの複数の刺激を同時に必要とすることで、使用る。

時には分解を抑えて耐久性・強靭性を保って劣化を防ぎ、このプロジェクトの前身である「植物等の生物を用いた高機能品生産技術の開発」（NEDOスマートセルプロ

海洋環境中に誤って拡散した際にはマルチロックが外れて高速なオンデマンド分解を実現可能とする。

ジェクト）において、当グループはスマートセルを設計、本プロジェクトにおいて実用化を目指す製品は、使用育種する技術を複数の大学、研究所、企業と連携して実時に２次的な微細粉などを発生するタイヤ、繊維のほか、施した。さらにその技術を使い目的物質を高濃度に生産

プラスチックボトル、ゴーストフィッシングの要因となる

可能な生産株を効率的に短期間で育種することで、技術

漁網や釣具であり、いずれも海洋への流出による環境への有効性を示した。スマートセルの社会実装を促進させの悪影響が懸念されている。

るため、バイオものづくりプロジェクトではスマートセル

当グループでは、2022年度は、これまでに企業など

創製技術をさらに発展させ、スケールアップや精製などから要望があった数種のモノマーについて、人工代謝経を含んだ生産プロセス技術の開発を行う。

路の設計や高生産株の構築、生産条件の検討など実施

2020年度から始まったこのプロジェクトに当グルー

し、高生産に成功した。今後は人工代謝経路の改変等を

プは初年度から参画し、バイオものづくり技術の実用化

つうじてさらなる生産濃度の向上を目指す。プラスチッに伴う課題を解決するための新規技術の開発を進めて

ク分解酵素については、2022年度は変異導入等によっいる(図10)。2022年度は主に石化代替品をバイオ生て顕著な高機能化と、酵素の生産濃度向上に成功した。

産する際に問題となる生産物毒性を克服する技術の開今後は、マルチロック型プラスチックの分解開始のタイミ

発を進めた。加えて、最適な培養液成分を決定する情報

ングを人工的に制御可能とする技術の開発（分解酵素を解析技術の開発と有効性検証を実施した。今後は上記活用した新技術への展開）を含めた研究開発を目指す。

に加えて他の有用な技術の開発とその有効性検証を、コ（本プロジェクトのホームページはこちら）

リネ型細菌を用いて実施する。これら各種技術の開発に

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RITE Today 2023

研究活動概説 ● バイオ研究グループ

る酵素を対象に酵素機能改変技術の開発並びにその検証を進めている。より具体的には、多数の変異体の酵素
活性データを機械学習に供することで、有望な変異の組合せの効率的な抽出技術や、酵素のアミノ酸配列情報を基に目的機能を有する新規酵素の探索技術について検証している。これらの技術により、基質特異性の改変や活性の向上を達成している。2022年度はモノマー生産
株の改良、培養条件の検討を進めることで生産性を高めると共に連携コンソーシアムより提供されるバイオマ
図11 マルチロック型生分解性プラスチックの開発

ス由来の原料からの生産を実証した。また、芳香族ジア

による資源循環の実現イメージ

ミンの生合成経路を構成する酵素を新規対象として、酵素機能改変技術の有効性検証を進めている。

4.3. SIP（高機能ポリマー用バイオモノマーの開発）
バイオによる物質生産において目的物質が生産できるかはその物質の生合成経路を構築できるかによる。
生合成経路は複数の酵素によって形成され、出発物質(基質)が酵素反応により変換されて生じた生成物が次の酵素の基質となり変換を受ける。現在8000を超える
酵素反応が知られており、これらを組合わせることで生合成経路の改変、拡張を行う。
当グループは府省・分野の枠を超えて基礎研究から実用化・事業化までを見据えた取組を産学官連携で進めるプログラムである戦略的イノベーション創造プログラム

図12 開発モノマー及びポリマー合成とその用途(SIP: Cross-ministerial Strategic Innovation
Promotion Program)における課題「スマートバイオ

5. 実用化への取り組み

産業・農業基盤技術」に参画しており、目標であるバイオ5.1. グリーンケミカルズ株式会社（GCC）とデジタルの融合・データ利活用により生物機能を活用（本社・京都研究所：RITE本部内、したものづくりによる持続可能な成長社会の実現に向けて研究開発を進めている。

静岡拠点：住友ベークライト株式会社静岡工場内）（GCCについてはこちら）

当グループが参画する本課題のコンソーシアムの一つ

2010年2月、RITEは、住友ベークライト株式会社と「高機能バイオマテリアル設計・生産技術開発」では、市共同で、非可食バイオマスを原料として、バイオプロセス

場が所望する新機能を有するポリマーを、バイオマスなによるフェノール生産およびフェノール樹脂製造に関わどの安価な原料から生合成されたモノマーを用いて合る基盤技術開発を進めるためグリーンフェノール・高機成することを目標としている。これまでに非常に高い耐能フェノール樹脂製造技術研究組合(GP組合)を設立し熱性を有するポリマーや電池材料となるポリマーの開発た。2014年5月、同組合をグリーンフェノール開発株式に成功している（図12）。これらのポリマーを構成するモ会社（GPD）へ改組し、これが技術研究組合の株式会社

ノマーの生合成経路を構築するために、当グループはこ化第1号となった。2018年4月には、同社の技術はフェれらのポリマーを構成するモノマー原料の生合成に関わノール生産以外にも有用な化合物を並行的に生産可能

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RITE Today 2023

研究活動概説 ● バイオ研究グループであるため、グリーンケミカルズ株式会社（GCC）へ社

あるグローバルバイオコミュニティの中核として、バイオ名を変更した。

リファイナリー技術のプラットフォームを構築するバイオ

現在、GCCでは、グリーンフェノール生産技術開発でファウンドリ事業（NEDO委託事業）を実施している。

培った量産技術とノウハウを活用し、従来は高生産が難

2021年12月には、東証マザーズに上場を果たしてしいと考えられていた芳香族化合物などの付加価値のいる（2022年4月4日付の東京証券取引所の市場区分

高い様々なグリーン化学品（図13）の量産技術の確立をの見直しに伴い、同日以降の上場金融商品取引所名は、鋭意進めており、顧客ニーズに合致したグリーン化合物

東京証券取引所グロース市場となっている）。

の商品化を加速している。
また、原料となる非可食バイオマスについても、これまで利活用されてこなかった「みかん脱汁液」をはじめ、様々な物質を対象に、幅広く実用化の検討を進めている。

現在、GEIとは、アミノ酸にて商用スケールでの生産に成功した実績を活かし、これまでとは別種のアミノ酸にて商用生産の実現に取り組んでいる。
この他にも、バイオプラスチックの原料となる化学品
や、生分解性樹脂の原料となる化学品など、持続可能な発展に貢献するバイオ生産の実現を目指し、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。

5.３. 企業との共同研究
本概説で紹介しているバイオ燃料やグリーン化学品以外にも多くの物質に関して、企業からの要望に応えて共同研究を実施している。
ハリマ化成株式会社とは、高吸収型天然カロテノイドの大量生産システムの開発と実証に関して、NEDOの委託事業として共同研究開発を実施している（詳細はこち図13 GCCの主な開発品ラインナップら）。
高砂香料工業株式会社とは、フロー連続単離法と増5.2. Green Earth Institute株式会社（GEI）

殖非依存型バイオプロセスによるローズ香料の生産シス（本社：東京都新宿区、テム実証に関して、NEDOからの助成を受け協力して実

研究所：千葉県木更津市・千葉県茂原市）（GEI ホームページはこちら）施している（詳細はこちら）。
これら以外にも、多くの企業と共同研究を実施している。

Green Earth Institute 株 式 会 社 （ GEI ） は 、

それらの内容について、具体的には紹介できないが、早RITE が 独 自 開 発 し た 前 述 の 革 新 的 バ イ オ プ ロ セ ス

期事業化を目指して企業の１商品（化石資源由来の物質）「RITE Bioprocess」の研究成果を早期に事業化するをバイオ由来にする研究開発に加えて、企業の主要商品ため2011年9月1日に設立されたRITE発ベンチャー企や原料（化石資源由来の物質）をバイオ由来にする中長業である。同社は、微生物を用いたアミノ酸等のグリー期の研究開発も複数実施している。

ン化学品生産技術やブタノール等のバイオ燃料生産技術の実用化のため、RITEとの共同研究を含めた技術開発や事業化を目指した活動を実施している。
2021年8月からは、政府が進めるバイオ戦略の要で

6. おわりに
近年、前述の”バイオ×デジタル技術”の技術革新や新
たな知見・手法により、4章で紹介した国家プロジェクト

38

研究活動概説 ● バイオ研究グループ

RITE Today 2023

を中心に、スマートセル開発の飛躍的な効率化を実現している。そして、それらの成果により創製されたスマート
セルの社会実装に向けて、生産実証の取り組みが精力的に実施されている。これらにより、新産業（スマートセ
ルインダストリー）が創生され、エネルギー分野に加えて工業分野（ものづくり）にも大きな波及効果を与えることが期待されている（図14）。
当グループでは、2023年も引き続き、国家プロジェ
ク ト や 企 業 と の 共 同 研 究 を 通 じ て 、 前 述 の 「 RITE
Bioprocess」や「スマートセル創製技術」等を利用して、芳香族化合物等のグリーン化学品生産やバイオ水素等のバイオ燃料生産の研究開発、さらにはそれらの実用生産技術開発を行い、カーボンニュートラルの実現に貢献してゆきたい。
尚、2020年10月の「2050年カーボンニュートラル」
宣言以来、企業からの問い合わせや引き合いが増加して
おり、企業との共同研究の件数も増えてきている。
RITEバイオ研究グループでは、5章3節にて紹介した以外のケースも含め、共同研究先企業を募集中である。これまで、一般的には微生物生産が難しいとされる化合物、
例えば、前記、芳香族化合物に関しても、最新の要素技
術開発の成果等を利用して高生産できる可能性がある。
バイオ化したい化合物があれば、是非、ご連絡いただきたい。

図14 “バイオ×デジタル”が拓く世界※「RITE Bioprocess」は、RITEの登録商標 (商標登録第5796262号)

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RITE Today 2023

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（202３年４月）
グループリーダー・主席研究員
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
サブリーダー・副主席研究員
副主席研究員
副主席研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
研究員
研究員
研究員
研究員
研究員
研究員
研究員
研究員

余語 克則
喜多 英敏
水野 雅彦
松好 弘明
菊池 直樹
馬場 宏治
Firoz Alam Chowdhury
甲斐 照彦
來村 和潔
木下 朋大
久貝 潤一郎
後藤 和也
瀬下 雅博
村岡 利紀
龍治 真
伊藤 史典
大畠 悠輔
清川 貴康
小寺澤 耀
段
淑紅
淵上 暢彦
Vu Ｔｈｉ Quyen
孟
烈

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

山口 創司
荒木 華子
井田 博之
浦井 宏美
大西 紀子
大野 信成
尾方 秀謙
小倉 公美子
鹿嶋 麻衣
片岡 梢
菰野 恵子
杉本 理絵
手嶋 孝
奈良 裕子
鳴瀧 陽三
藤井 暁義
藤原 洋一
森
恵子
森
美佐都
保野 篤司
吉野 直美
米澤 順子

CO2 分離・回収、有効利用技術の高度化・実用化への取り組み
1. はじめにことが目標とされた。その後、さらなる気温上昇や世界

昨年度まで CO₂の分離・回収及び有効利用技術の研規模で発生している甚大な自然災害など危機感の高ま

究開発は、化学研究グループと無機膜研究センターで別りを受けて、先の 2021 年 11 月の COP26 における個に実施してきたが、有機膜と無機膜の研究開発、また、

グラスゴー気候合意では、気温上昇幅を「1.5℃に制限

ＣＯ₂有効利用に関する研究開発を連携させるため、する努力の追求を決意」とされ、世界で初めて 1.5℃が2023 年度から両組織を統合し、効率的な運営を行う

数値目標となった。IPCC によると、1.5℃目標のため

組織体制とした。今後、ＣＯ₂分離回収・有効利用に関わには、2010 年比で 2030 年までに CO2 を 45%削減

る各種技術の早期実用化・産業化を目指して、産業化戦

し、2050 年までにネットゼロを達成する必要がある。

略協議会の活動内容を拡大する予定である。以下、現在の化学研究グループの取り組みについて述べる。

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

2. CO2 分離・回収技術の研究開発

ルに伴うグリーン成長戦略」を受けて、様々な方面から

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

異常気象など気候変動による悪影響を最小限に抑える

CCUS (Carbon dioxide Capture, Utilization

ために、産業革命前からの世界の平均気温の上昇を

and Storage）/カーボンリサイクルは、主要な取り組「2℃より充分低く保ち、1.5℃に抑える努力を追求する」

みの１つであり、カーボンニュートラルを可能とする重要40

RITE Today 2023

研究活動概説 ● 化学研究グループ

な革新的技術として位置付けられ、「CO2 を炭素資源と学吸収液が、実用化されている。固体吸収法では、低温して捉えて、分離･回収した CO2 の燃料や素材への再利

で CO2 脱離性能の優れた固体吸収材・システムのパイロ

用（CCU）」や「分離･回収した CO2 の地中貯留（CCS）」

ット試験を、NEDO 委託事業において民間企業と共同との組合せにより、大きな CO2 削減効果が見込まれる。

で、石炭火力発電所の実燃焼排ガスを使って進めていCO2 分離･回収技術は CCUS 推進のための基盤技術でる。ＣＯ ２濃度が低い天然ガス火力発電所排ガス向けへあり、2050 年度までに CO2 分離･回収コスト 1,000も展開すべく、最近、新たな吸収材の開発を開始したと

円/t-CO2 を目指し開発を進めることや様々な CO2 排ころである。さらに、NEDO ムーンショット型研究開発

出源に対応する分離･回収技術を確立していくことが目事業の中で大気からＣＯ２を分離・回収する標として示されている。また、カーボンニュートラルを実DAC(Direct Air Capture)の開発も進めている。膜現するためには、大気中の CO2 濃度を低減するする技

分離法は、圧力を有するガス源から CO2 を低コスト、省術、すなわちネガティブエミッション技術の導入が不可

エネルギーで分離するプロセスを目指して膜および膜エ欠であり、特に大気中からＣＯ２を直接回収する Direct

レメントの開発を行っている。適用先候補は、石炭ガス

Air Capture（DAC）が注目されている。2021 年 7 月

化 複 合 発 電 （ IGCC:に改訂された「カーボンリサイクル技術ロードマップ（経Gasification Combined Cycle）向け、ブルー水素産省）」では、進展のあった新たな技術分野として DAC

製造向けである。

が追記された。

Integrated

coal

ＣＯ２分離・回収の標準化へ向けた取り組みも推進してこのような背景を受けて、様々な CO2 排出源に対し、いる。International Test Center Network（略称

最適な分離・回収技術を提案することにより、CCUS の

ITCN、CO2 分離･回収技術の研究開発を推進する世界

実用化を推進していかなければならない。地球温暖化対

各地の施設のグルーバル連合）へ加盟する国内唯一の策として CO2 の大規模削減が期待できる CCS を早期機関として RITE は、海外ＩＴＣＮメンバーとの情報交換に導入、実用化するためには、大規模発生源等から排出を定期的に行ってきた。また、2022 年度から始まったされる CO2 分離・回収コストの低減が重要である。また、

NEDO 事業「CO2 分離素材の標準評価共通基盤の確立」

並行して CO2 分離・回収技術の標準化を推進していくこ

を受託し、国内初の実ガス試験センターを RITE 内に設とも重要である。国際的な標準化の動向に歩調を合わ置すべく準備を開始したところである。

せながら、国内の分離素材の評価方法を標準化して、CO2 有効利用技術については、現在、アミン技術を利

様々な分離素材を共通の方法で評価できるようにする用した炭酸塩固定化と脱水膜を利用するメタノール合成

ことが求められている。また、CCU（utilization）の早に取り組んでいる。炭酸塩固定においては、産業廃棄物

期社会実装も強く求められている。分離回収した CO2

中のカルシウム、マグネシウムを利用して高純度な炭酸を炭素源として有効利用して化学品、燃料、鉱物へ変換

カルシウムを製造する。炭素源、金属源ともリサイクルすしてカーボンリサイクルする技術開発が重要である。

る環境負荷低減効果の高い製法である。メタノール合成

化学研究グループでは、CO2 分離回収技術の研究開においては、発電所、製鉄所、セメント、化学工場から排発を行っており、これまでに化学吸収法、固体吸収法、出する CO2 を膜反応器（メンブレンリアクター）により水膜分離法で世界をリードする研究開発成果を上げてき素と反応させて高効率にメタノールを合成する。「CO2た。材料の開発に始まり、加工、システム検討までを一貫を用いたメタノール合成における最適システム開発」をして研究開発していることが特徴である。化学吸収法に民間企業と共同で受託し 2021 年度から開発を行っておいては、COURSE50（「環境調和型プロセスの技術いる。

開発」プロジェクト，国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）委託事業）で開発した化41

RITE Today 2023

研究活動概説 ● 化学研究グループ

3. 化学吸収法

る化学吸収法による商業設備として世界初のものであ

化学吸収法は、混合ガス中の CO2 を化学反応を介しり、北海道地区の産業用 CO2 の製造を担っている。後者て溶液中に選択的に溶解（分離）させ、次工程においては石炭火力発電の燃焼排ガスを CO2 回収源とする化学CO2 を含む溶液を加熱昇温し、高純度 CO2 を回収する

吸収法による CO2 分離回収設備として日本初の商業設技術である。特に、アミンを利用した化学吸収液は、燃焼備である。

排ガス等、比較的低 CO2 濃度の混合ガスへの適用が可

また、COURSE50 では、水以外の溶媒を用いた吸能であり、ＣＣＳ分野では最も成熟した CO2 分離・回収

収液において、吸収形態および分極影響を制御すること技術の一つである。しかし、社会実装の加速にはコストで更なるエネルギー消費低減の可能性を見出し、化学吸低減が課題である、溶液再生工程でのエネルギー消費や収法におけるブレークスルー技術として「混合溶媒系吸アミンの劣化などへの取り組みが必要である。

収液」を提示した（図２）。本技術では、従来のアミン系化

RITE は、アミンの分子構造がこれらの要因と密接に学吸収液で一般的であった溶媒の水の一部を非水溶媒関わることに着目し、2004 年以降、新規アミン及び高に置き換えることにより。溶液の比熱や CO2 との反応

性能化学吸収液の開発を推進してきた。「低品位廃熱を熱が低減できる。但し、化学種や液組成の最適設計、更利用する二酸化炭素分離･回収技術開発（COCS）」（経には実用性検討等の課題解決はこれからであり、2022

済産業省（METI）補助事業）、および COURSE50 に

年 1 月開始のグリーンイノベーション基金事業「製鉄プロ

おいては、製鉄プロセスを対象に、CO2 分離・回収エネ

セスにおける水素活用」において継続して研究開発に取ルギーおよびコスト低減を可能とする高性能なアミン系

り組んでいる。

化学吸収液を開発した。新規の化学吸収液は、日鉄エン
ジニアリング株式会社の商業設備「省エネ型 CO2 回収
設備 ESCAP®」に採用され、これまでに２基の商業設備が稼働している。１号機は室蘭製鉄所構内において飲料等を含む一般産業用途向けに、２号機は新居浜西火力発
電所において近接する化学工場の化学副原料用にＣＯ２

図２ 混合溶媒系吸収液のコンセプトを製造している（図１）。
４. 固体吸収法
固体吸収材は、アミンを水などの溶媒に溶かした化学
吸収液と異なり、アミンをシリカや活性炭などの多孔質材料に担持したものである。（図 3） 固体吸収材を用いたプロセスは、溶媒に起因する蒸発熱や顕熱を抑制できることから、CO2 分離・回収エネルギーの低減が期待できる。

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

前者は製鉄所の熱風炉燃焼排ガスを CO2 回収源とす

42

RITE Today 2023

研究活動概説 ● 化学研究グループ

2023～2024 年度に実施する予定である。（図 4）

図３ 化学吸収液と固体吸収材

1)石炭火力発電所向け

図４ 固体吸収法の開発ロードマップ

2010 年、RITE は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、固体吸収材の開発に着

また、材料劣化機構の解明と劣化防止技術の開発、プ手した（METI 委託事業）。基盤研究フェーズ（2010～

ロセスシミュレーション技術による効率的な運転条件の2014 年度）では、固体吸収材に適した新規アミンの開検討なども進めており、プロセスシミュレーション技術で発に成功し、ラボスケール試験において、分離・回収エネ

は、KHI の移動層システムにおいて高い精度で CO2 回

ルギー1.5GJ/t-CO2 以下の目途を得た。本固体吸収材

収量や分離回収エネルギーを予測可能なシミュレータをシステムは、低エネルギー回収のみならず、排熱利用が開発している。（図 5）可能なレベル（60℃）の低温プロセスを可能とする革新

パイロット試験ではこのシミュレーション技術を活用し的な材料である。アミン系固体吸収材を用いた他の事業て運転条件の最適化を行う予定である。さらに、シミュと比較して、本事業の低温再生という観点では世界トッレーションは実際には観測が困難な装置内部での吸脱プの水準である。2015～2019 年度までの実用化研

着挙動を把握するのに役立っており、計算結果は材料開究フェーズ（METI/NEDO 委託事業）では、川崎重工業

発にも活用されている。

株式会社（KHI）をパートナーとして、固体吸収材のスケールアップ合成（>10m3）、ベンチスケール試験（>5tCO2/day）、石炭火力発電所での実ガス曝露試験などを実施した。
2020 年、RITE は KHI とともに NEDO 委託事業
「先進的二酸化炭素固体吸収材の石炭燃焼排ガス適用性研究」に採択された。本事業では、関西電力株式会社

図 5 RITE の保有するシミュレーション技術の協力を得て 、 KHI が パ イ ロット ス ケー ル試 験設備（ 40t-CO2/day 規 模 ） を 舞 鶴 発 電 所 内 に 建 設 し 、

2)天然ガス火力発電所向け

2022 年度後半から試運転を開始した。RITE では、固2022 年より、グリーンイノベーション基金事業/CO2

体吸収材のスケールアップ合成やベンチスケール試験のの分離回収等技術開発において、千代田化工建設（幹事3

成果を基に最適化した固体吸収材を 100m スケール

会社）、JERA と共同で、天然ガス燃焼排ガスからの低コで製造し、パイロット試験設備へ供給した。今後、石炭火スト CO2 分離・回収プロセス商用化の実現への取り組み

力発電所の燃焼排ガスからの CO2 分離・回収試験をを開始した。天然ガス燃焼排ガスに含有する CO2 濃度

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RITE Today 2023

研究活動概説 ● 化学研究グループ

は 4%前後と石炭燃焼排ガス中の CO2 濃度(13%)と比較して低い一方、酸素濃度は 10%程度と高いため、低い CO2 濃度においても、高い CO2 吸収性能を示し、酸化に対する高い耐久性を有する固体吸収材が求められ、RITE は過去に培った知見、技術に基づくアミン開発
およびそれを担体に担持させた固体吸収材開発を担当(b)水素製造プラントしている。本事業は 2022 年から 2030 年までの 9 年

図 7 分離膜を用いた石炭ガス化複合発電（IGCC）や水素間の事業である。固体吸収材の開発が中心のフェーズ１

製造プラントからの CO2 分離･回収（2022 年～2024 年）にてステージゲートを通過すると、ベンチ試験装置での開発を実施するフェーズ２

RITE では、高密度のアミノ基を有するポリアミドアミ（2025 年～2026 年）、さらにステージゲートを通過す

ンデンドリマーを用いた新規な高分子系材料が優れた

ればパイロット実証試験を天然ガス火力発電所サイトで

CO2 と H2 の分離性能を有することを見出し、このデンの実排ガスで実施するフェーズ３へと進む予定である。

ドリマーと架橋型高分子材料の分離機能層を有する複（図 6）合膜(分子ゲート膜)の開発を行ってきた。分子ゲート膜の概念図を図 8 に示す。

図 6 研究開発スケジュール

５. 膜分離法
膜分離法は、圧力差によって分離膜の供給側から透過側へ CO2 を透過・分離する分離法である。そのため、高圧ガスである石炭ガス化複合発電（IGCC）や水素製
造プラントへの適用により、低コスト、省エネルギーでの図 8 分子ゲート膜の概念図

CO2 分離･回収が期待される（図 7）。
ここに示すように、透過機構としては、加湿条件で、膜中に取り込まれた CO2 が膜中のアミノ基とカルバメート
や重炭酸イオンを形成し、分子サイズの小さな H2 の透過を阻害することで、従来の CO2 分離膜では分離が難し
かった CO2 と H2 を効率良く分離できると考えている。
また、高圧条件への適用のために、ポリビニルアルコー
ル（PVA）系の架橋高分子マトリクスを使用し、十分な耐(a)IGCC

圧性を有する膜材料を開発した。
この成果の実用化を推進するために、現在、RITE お

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RITE Today 2023

研究活動概説 ● 化学研究グループ

よび住友化学株式会社を組合員とする次世代型膜モジ
ュール技術研究組合（MGM 組合）において、CO2 分離
膜、膜エレメントおよび膜分離システムの開発に取り組んでいる。これまでに 5-10ｃｍ径、20cm 長の膜エレメントを作製し、2.4MPa の高圧下において安定な分離性能を確認し、石炭ガス化炉からの実ガスを用いた分離性能の検証試験を実施してきた。
現在の NEDO 委託事業「カーボンリサイクル・次世代
火力発電等技術開発／ＣＯ２分離・回収技術の研究開発／二酸化炭素分離膜システム実用化研究開発／高性能
CO2 分離膜モジュールを用いた CO2―H2 膜分離システ
ムの研究開発」においては、これまでの成果に基づいて

図 10 CO2 分離膜、膜エレメント（大面積の膜、支持体および流路材等の部材を一体化したもの）および膜モジュール（膜エレメントと収納容器（ハウジング）を組み合わせたもの）

膜エレメントの CO2 分離性能・耐久性向上と商用サイズ
膜モジュールの開発、CO2 の利用プロセスに適する膜分離システム設計等、社会実装を目指した開発に取り組んでいる。
本事業では、膜材料の耐圧性向上を検討している。改良膜材料（単膜）の分離性能の全圧依存性を図 9 に示す。

６. 大気中からの CO2 回収技術
「ビヨンド・ゼロ」を可能とする技術を 2050 年までに確立することを目指す「革新的環境イノベーション戦略」のイノベーション・アクションプランを後押しするための制度の一つとして 2020 年度より NEDO「ムーンショッ
ト型研究開発制度」がスタートした。
RITE は、この中の目標４「2050 年までに、地球環境再生に向けた持続可能な資源循環を実現」の「（1）温室効果ガスを回収、資源転換、無害化する技術の開発」において、金沢大学および三菱重工業株式会社と協力して、大気中からの高効率 CO2 分離回収・炭素循環技術の開発に取り組んでいる。

図 9 膜材料（単膜）の分離性能の全圧依存性

大気中から直接 CO2 を回収する技術は Direct Air

試験条件：温度 85℃, 全圧 0.7～3MPa, 供給ガス組成

Capture(DAC)と呼ばれている。DAC はネガティブ

CO2/He=40/60，湿度 60%RH

エミッション技術として期待されており、前述の「（1）温室効果ガスを回収、資源転換、無害化する技術の開発」

膜材料の改良により、3MPa までの耐圧性を得ることが出来た。また、従来膜よりも分離性能が向上し、膜では、他にも DAC に関する研究テーマが 6 件採択されている。

材料としての目標性能達成の目途が得られた。
膜エレメント開発については、エレメント長さが従来の2 倍である 10cm 径、40cm 長の膜エレメントの開発に成功した（図 10）。今後、改良膜材料を用いた膜エレメ
ント開発およびさらなるスケールアップ検討を実施し、商用サイズ膜エレメントの製作技術の確立を目指す。

45

RITE Today 2023

研究活動概説 ● 化学研究グループーション技術を活用している。

図 11 大気中からの高効率 CO2 回収・炭素循環技術の開発RITE はこれまでの知見を活かし、大気中の CO2 を効果的に吸収・脱離する新たなアミンの開発を実施するとともに、大量の空気を通過させることができるように固体吸収材をハニカム等の圧力損失の少ない構造体にする技術についても検討を進めている。DAC 用に開発したアミンおよび担体を用いて、実際に RITE 周辺の外気を流通させて様々な環境を想定した性能評価試験を実

図１３． DAC システム評価装置の概念図（上）と装置を施している。（図 12）設置した DAC 実験棟（下：RITE 敷地内）

７. CO2 分離素材の標準評価共通基盤の構築
脱炭素化に向けては、電力部門・産業部門ともに燃料やエネルギー源の転換が進むが、一定の化石燃料需要は残存し、CO2 排出も必然的に避けられない。そのため、
比較的 CO2 排出量の少ない天然ガスの燃焼によって排出される CO2 濃度 10%以下の低圧・低濃度排ガスからの CO2 分離回収に対して、低エネルギー・低コスト技術の開発が必要である。RITE は、2022 年 5 月に、国立研究開発法人産業技術総合研究所と共同で、NEDO 委
図１２ DAC ラボ試験装置

託事業「グリーンイノベーション基金事業／CO2 の分離回収等技術開発プロジェクト／低圧・低濃度 CO2 分離回

更に、実機で使用されるサイズの固体吸収材構造体を収の低コスト化技術開発・実証／CO2 分離素材の標準評価できる DAC システム評価装置を、三菱重工エンジ

評価共通基盤の確立」を受託した。カーボンニュートラル

ニアリング株式会社にて設計・製作、RITE 敷地内に設社会実現を念頭に、世界で拡大する CO2 分離回収市場

置し、スケールアップを見据えた研究開発にも着手した。

において国内企業の産業競争力を強化してシェアを拡

経済的に受容可能な DAC の実現に向けては材料開大することを支援するため、新規の CO2 分離素材を実発だけでなく、プロセス開発も重要である。RITE ではガスを使って性能評価できる共通基盤の構築を実施す

最適な運転プロセスを効率的に探索するため、シミュレ

る。

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RITE Today 2023

研究活動概説 ● 化学研究グループ

本事業は、2022 年から 2030 年までの 9 年間を予有利の反応系であり、高温域ではワンパスの収率が低い。

定（第 1 期：2024 年度まで）し、次の研究開発項目を実

これは以下の反応式で表される CO2 を原料としたメタ施する。(a)実ガスを用いた標準評価法の策定（実ガス

ノール合成において顕著である。

試験センターの設置・運営）、(b)革新的分離素材開発に向けた標準評価法の確立、(c) 耐久性評価手法の開発、

CO2 + 3H2 ⇄ CH3OH(メタノール) + H2O(d)データベースの構築と標準評価法の普及。
RITE は、2024 年度までの 3 年間において、発電所

この課題を解決する方法のひとつとして、図 14 に示

排ガスおよびボイラー排ガス等を想定した燃焼排ガスをすような膜反応器の適用が挙げられる。平衡反応である

対象とする CO2 分離素材を評価するために、実ガス試

メタノール合成において生成した水(あるいはメタノー

験評価装置を RITE 本部研究所内に設置するとともに、

ル)を反応系外に取り除くことができれば反応はメタノ

標準評価法の素案を策定する。

ール生成側に促進される。

近年、カーボンニュートラルに向けた CO2 分離素材の開発において、世界では共通基盤の確立が進んでいるが、日本ではそのような基盤が整備されておらず、共通に評価できる装置の設置・運営体制が求められている。
RITE は、本事業を通して、CO2 分離素材開発に関わる企業・機関が活用できる国内初の実ガス試験センターを提供する予定である。今後も我が国が CO2 分離回収技
術において世界のトップランナーであり続けるよう、国内の CO2 分離素材開発の促進に貢献する。

８． CO2 を原料とするメタノール合成技術の開発

図１4 メタノール合成用膜反応器の概略図

CO2 有効利用技術は世界各国で CO2 削減に効果的であり、盛んに研究開発・実証検討が行われている技術

RITE ではこれまでに、高い水熱安定性と透過分離性である。一方、CO2 の水素化による有効利用は反応によ能を兼ね備える脱水膜（Si-rich LTA 膜）の開発に成功

り水が生成し、その水が触媒の劣化、反応速度の低下のするとともに、その新規脱水膜を適用したメタノール合原因となる。また、多くは発熱反応であり、反応により発成膜反応器は従来の触媒充填層型反応器よりも３倍の生した熱を如何に効率的に除去するかも課題のひとつ

CO2 転化率を示すことを実験的に明らかにしてきた。現である。これらの課題を解決すべく、RITE では膜反応

在は、NEDO 委託事業「カーボンリサイクル・次世代火力器による高効率かつ省エネルギー型の CO2 有効利用技

発電等技術開発／CO2 排出削減・有効利用実用化技術

術、特に CO2 を原料としたメタノール合成技術の開発を

開発／化学品への CO2 利用技術開発／CO2 を用いた行っている。

メタノール合成における最適システム開発」にて、開発しメタノールは化学品の基幹物質であり、今後需要の拡た脱水膜の長尺化を検討しており、2022 年度までに大が見込まれる。メタノールは、主として天然ガスの水

実用的な長さの脱水膜の合成に成功した。

蒸気改質反応から生成する合成ガス（CO と H2 の混合ガス）を原料として合成されており、一般的に Cu/ZnO

9. 炭酸塩固定化技術

系の触媒を用いて、高温・高圧条件下で反応が行われる。

CO2 鉱物化（CO2 mineralization）は、ネガティブ

しかしながら、メタノール合成は熱力学的には低温・高圧

エミッション技術の一つである風化促進（Enhanced

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RITE Today 2023

研究活動概説 ● 化学研究グループ

weathering）の要素技術であり、CO2 をアルカリ土類③ 会員向けニーズ・シーズ情報の発信

金属と反応させ、化学的に安定な炭酸塩として固定化す④ シンポジウムの開催る技術である。更に近年は、カーボンニュートラル社会の【個別活動】

早期実現に向けて、CO2 を資源として有効活用する技① 共同研究、国費事業の立案・予算申請および獲得

術課題への注目が高まっており、産業分野の廃棄物や副② 研究部門への研究員派遣の受け入れ産物に含まれるアルカリ土類金属を用いた CO2 炭酸塩③ 技術相談の“優先”受付（技術評価・分析依頼）

固定化技術の研究開発が国内外で進められている。

④ 会員企業のニーズとシーズのマッチングを仲介

RITE は、CO2 を炭酸塩として固定化する技術において、長年にわたり培ってきた独自プロセスを保有してい2022 年度の研究会活動としては、膜反応プロセスる。2020 年より、民間企業と研究会を設置し、鉄鋼ス研究会と共通基盤（性能評価等）研究会の２つの研究会

ラグや廃コンクリート等を対象として、これらから湿式でを実施した。膜反応プロセス研究会では、メンブレンリア

抽出したアルカリ土類金属を活用し、工場等より排出さクターの社会実装に必要不可欠な、性能・エネルギー収れる CO2 を、安定した化合物である炭酸塩として回収

支・コストの比較検討を可能にする計算プラットフォームする技術の開発、および生成した炭酸塩の有効利用技の検討と会員への配布を行い、共通基盤（性能評価等）

術の開発等（図１6）に協力して取り組んでいる。

研究会では、無機膜の産業化促進を目指し、分離膜性能評価手法の標準化に向けた基礎的な検討と提案を行った。
会員限定無料セミナーはオンラインで３回開催し、大学、公的研究機関、民間企業の研究者から無機膜に関する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を行い、活発な質疑・応答が行われた。さらに、セミナー講演内容に関連する特許・文献調査を行い、その要約に RITE 研究員のコメントを付記した「会員向けニーズ・シーズ情報」を会員に提供した。

図１6 CO2 炭酸塩固定化および有効利用技術

2023 年度からは、革新的環境・エネルギー技術に資する CO2 分離回収・有効利用技術を確立することを目

10．実用化・産業化に向けた取り組み

的に活動内容を広げる予定である。「会員向けニーズ・シ

産業連携部門のコアとなるのは、「産業化戦略協議会」

ーズ情報」に加えて、国内外の動向がわかる情報を取りで、民間企業計 17 社（2023 年３月時点）と特別会員とまとめた「会員向けホットトピックス」を発行する予定でして、一般社団法人ファインセラミックスセンターが参画ある。また毎年 11 月に開催している「未来を拓く無機膜している。2022 年度までの協議会では、メーカーとユ

環境・エネルギー技術シンポジウム」は毎年 2 月に開催しーザー企業のビジョンを共有し革新的環境・エネルギーている「革新的 CO2 分離回収シンポジウム」と統合して、技術に資する無機膜産業を確立するという目的で、これ「革新的 CO2 分離回収・有効利用シンポジウム」して開まで以下のような事業を推進してきた。

催する予定である。

【全体活動】① 研究会の実施② 会員限定無料セミナーの実施

11. おわりに
化学研究グループでは、今後も継続して、様々な排出

48

研究活動概説 ● 化学研究グループ

RITE Today 2023

源を対象とする CO2 分離･回収技術開発を精力的に推し進めていく。化学吸収法では実用化されている化学吸収液のさらなる普及、高度化を目指す。固体吸収法では、2023 年度から始まる石炭火力燃焼排ガス向け 40tCO2/day 規模のパイロット試験を確実に実行するとともに、新たに開始している天然ガス火力燃焼排ガス向けの新規吸収材開発を着実に遂行する。DAC 技術開発については、2025 年大阪・関西万博での小型実証へ向け開発を加速する。膜分離法では、商用サイズモジュールの試作完成とそれを用いた実証試験計画立案を 2023
年度に行い、開発フェーズへのステージアップを狙う。実
ガス試験センターについては、2023 年度に詳細設計を行う計画である。国内 CO2 分離素材を研究する皆様が使いやすいセンターとなるよう、利用を予定いただく皆様から意見を広く集め設計へ反映させる。2024 年度
中のオープンを予定する。
最後に、化学研究グループの将来について述べる。各テーマにおける個々の研究課題に精力的に取り組み、実用化ステージに近いものは、スケールアップ検討や実ガス試験を通して早期の技術確立、社会実装を目指し取り組んでいく。低濃度の CO2 排出源にも対応できるよう技術開発を進める必要がある。脱炭素化に向けた持続可能開発シナリオで CO2 回収の寄与が大きく期待される DACCS などのネガティブエミッション技術にも力を注ぐ。CO2 濃度が低くなると、その分処理すべきガス量が増大し、また酸素濃度も高いため、今後はより低コス
トで劣化耐性の高い材料開発とそれに対応したシステム開発が重要であろう。これら技術開発を一層に加速させ、より省エネルギーで低コストが可能な CO2 分離･回収技
術を早期に社会実装できるよう取り組んでいく。
分離・回収した CO2 の有効利用（Utilization）やそのために必要となる水素製造技術への取り組みも推進する。鉄鋼スラグや廃コンクリート等への CO2 炭酸塩固定化技術開発に加え、今後は、CO2 を燃料や化学原料にリサイクルする新たな探索研究にも力を入れていきたい。

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RITE Today 2023

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（2023年4月）
グループリーダー・主席研究員
サブリーダー・主席研究員
主席研究員
主席研究員（兼）副主席研究員
副主席研究員
副主席研究員
副主席研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員
主任研究員

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

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

麻島 健
渕上 聡子
中西 公美子
三善 孝之
小谷 雅文
永田 丈也
Amer, Rasha
曹 金栄
沖本 竜太
峰崎 智成
穂積 章一郎
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 登喜男日髙 奈江

CO2地中貯留の実用化へ向けた技術実証、情報発信と技術支援
1. はじめにSensing ） 、 ひ ず み （ DSS ： Distributed Strain

2023年3月に国が取りまとめた「CCS長期ロードマ

Sensing ） お よ び 音 響 （ DAS ： Distributedップ」では、2050年時点のCO2地中貯留規模が1.2～

Acoustic Sensing）測定技術、貯留効率向上のため

2.4億トンとなっている。2030年のCCS事業開始を目のマイクロバブルCO2圧入技術などを開発してきた。現指して、法制度をはじめCCS実用化の環境整備を急い

在は、国内外サイトでの技術実証試験を進めている。までいる。また、CCS事業の安全性確保と同時に、コスト

た、CCS技術の社会実装に向けての社会受容性向上手

低減等の技術開発も求められている。

法の開発等にも取り組んでいる。

我が国におけるCO2地中貯留技術開発は、2000年

光ファイバー測定技術に関しては、米国内の大規模

代前半の新潟県長岡市郊外の小規模実証試験（計1万ト

CO2圧入サイトでの有効性検証や国内CCS事業への実ンのCO2圧入）を皮切りに、2010年代前半までに様々適用に向けての計測システム運用等のノウハウの蓄積もな基盤技術が開発されてきた。その後、北海道苫小牧沖

進めている。排出源と貯留サイトのマッチングや国内

では計30万トンの大規模CO2圧入実証試験が行われた。

CCS事業の経済性向上（コスト削減）の検討では、既存

CO2貯留研究グループは、二酸化炭素地中貯留技術の 地 質 情 報 や 地 下 探 査 デ ー タ を 基 に 、 “ Storage

研究組合の一員として、100万トン/年規模のCO2貯留

Resource Management”（SRM）手法を検討して技術の実用化に取り組んでいる（NEDO委託事業「安全おり、従来の貯留ポテンシャル評価に加えて、最適な事

なCCS実施のためのCO2貯留技術の開発研究」）。

業計画検討が可能なCCSコスト試算ツールも開発して本事業の主眼は、CCS事業の安全性や経済性の向上いる。また、従来のPA（Public Acceptance）やPOのための技術開発とCCS普及のための条件整備であり、（Public Outreach）を発展させ、国内CCS事業に役

これまでに、圧入安全管理システムや光ファイバーによ

立 つ 社 会 合 意 形 成 （ SLO ： Social License to

る 分 布 式 温 度 （ DTS ： Distributed Temperature

Operate）の手法を開発している。

50

RITE Today 2023

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（音響）の同時計測を実施している。各計測システムの役

2.1. 光ファイバー測定技術開発と技術実証

割を表１にまとめた。

CO2地中貯留では、圧入されたCO2 が地下に安全に貯留されていることを示さなければならない。そのためには、地下のCO2分布範囲の把握に加えて、地層圧の上昇に伴う地層変形、圧力影響範囲の監視、CO2漏洩検知を目的とした坑井やCO2パイプラインの健全性監視等が必要である。これらの監視を効果的に実施できる技術として、光ファイバー測定技術が有望である。
光ファイバー測定技術は、光ファイバーそのものがセンサーとなるために、光ファイバーケーブルの長さ方向に連続的にデータ計測ができる。また、複数の光ファイバーを束ねた一本の光ファイバーケーブルを設置することで、温度・ひずみ・音響をすべて捉えるマルチセンサーとして利用でき、それぞれのセンサーやシステムを設置
図1 光ファイバーモニタリングシステムの概要

する場合に比べて大幅なコスト削減が期待できる。
当研究グループでは、室内試験および現場試験を通表１ 光ファイバー計測の役割

じて同技術の研究開発を進めており、現在では国内外サイトにおいて実証試験を実施中である。国内サイトでは、開発した光ファイバーケーブルの性能評価に加えて、複数坑井での圧入など実事業を想定したCO2圧入環境下

DAS (音響計測)

CO2分布状態の把握、地震観測

DTS (温度計測)

坑井・パイプライン周辺の漏洩監視

DSS (ひずみ計測) 貯留層・遮蔽層の安定性監視での光ファイバー計測の有効性検証を進めている。また、
米国ノースダコタ州CCSサイトでは、マルチセンシング型CO2地中貯留モニタリングシステムの技術実証として、一本の光ファイバーケーブルを用いた温度・ひずみ・音響の同時計測を実施している。以下では、米国ノースダ
コタ州CCSプロジェクトについて紹介する。
米国ノースダコタ州CCSプロジェクトでは、エタノール製造工場から回収される年間約18万トンのCO2を地下
深 部 約 2,000m の 塩 水 性 帯 水 層 に 圧 入 し て い る 。
2022年6月中旬から圧入を開始し、2023年3月末現
在、約10万トンのCO2が貯留されている。
同プロジェクトのCO2モニタリングは、我々の光ファイバー測定技術が用いられている。図1はCO2貯留サイ
トと光ファイバーモニタリングシステムの概要図を示している。4本の坑井（圧入井、観測井、浅部地下水観測井×2）とCO2輸送パイプラインには、光ファイバーケーブ
ルが設置され、DTS（温度）、DSS（ひずみ）およびDAS

地下のCO2の広がりを把握するには、2本の深い坑井に設置した光ファイバーによる弾性波探査（DAS‐VSP）
技 術 が 用 い ら れ る 。 VSP （ Vertical Seismic
Profiling）探査では、坑井に受振装置を配置する探査手法であり、計測対象と受振器が近づくため、高品質なデータ取得が可能である。坑内受振器として、光ファイバーを利用することで、データ収録が高速化され、かつ繰り返し探査における受振点位置ずれによる誤差が低減できる。また、光ファイバーケーブルは直径が数ミリメートル程度であり、ケーシング背面に設置できるほかに、坑内装置のある圧入井であっても利用することができる。
地下のCO2の広がり把握を目的とした繰り返しの3次元弾性波探査は、数年毎に実施されることが多い。この観測期間のギャップを埋めるため、頻回なデータ取得が可 能 な 常 設 型 の 発 振 装 置 （ Surface Orbital

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研究活動概説 ● CO2 貯留研究グループ

Vibrators: SOVs）を導入した。SOVsは、コンクリートになっている。

ブロック上に設置された偏芯おもり付きのモーターが高速に回転することで、地下に振動が伝わるようになっている。また、遠隔操作および自動コントロールが可能であるため、発振作業のための現場オペレーターが不要である。ノースダコタサイトでは、サイト周辺に4箇所設置し、毎日発振作業を行っている。
図2は、圧入井から約60mと約1,000mの地点にそれぞれ設置したSOVsから発振されたDAS-VSP測定
結果である。横軸が深度に対して、縦軸が経過時間であり、左上から右下方向に連続する直達P波が、地表から地下（下方）に向かって伝播するのに対し、右上から左下方向に連続する波は、地下から上方へと伝播する反射波

図2 SOV発振によるDAS計測結果を表す。VSPデータ解析において主要なシグナルとなる
反射波（上方へ伝播するP波）がS/Nよく記録されている。坑井近傍で発振されるゼロオフセット記録は、圧入開始直後のCO2 プルームの検知に用いられ、坑井から離れたオフセットVSP記録は、CO2プルームの広がりを把握するために利用される。現在、CO2の広がり把握のために、繰り返しのVSP記録のタイムラプス解析を実施中である。
図3は、圧入開始前後の圧入井におけるDTS計測結果である。カラーコンター図は縦軸深度、横軸時間に対して計測された温度を示しており、深度方向の時間的温度変化が確認できる。圧入開始前は地温勾配を反映した深度方向の温度分布であるが、圧入開始直後は最大

図3 圧入開始前後の圧入井のDTS計測結果

で約20℃も温度が低下している。これは、坑井近傍の温度よりも低い温度のCO2 が圧入されたためである。

一方、豪州ビクトリア州南西部のOtwayサイトでは、

また、圧入開始後も、短期間の温度上昇・低下が数回ほ

光ファイバー測定技術を用いた浅部断層からのCO2漏ど見られる。これは、圧入を一時停止したことにより、

洩検知現場試験が進められている。図４はCO2漏洩検

CO2によって冷やされていた坑井周辺の温度が元の地

知試験のために、新規に掘削された圧入井（Brumby

層温度に戻ろうとする様子を示している。

3）と観測井（Brumby 4）と既存の２つの坑井の配置を

CO2圧入に伴う地層変形の監視として、坑井に設置し示す断面図である。豪州研究機関CO2CRCの先行研

た光ファイバーによって地下深部から地表までの連続し究では、浅部断層破砕帯を貫く坑井を掘削し、光ファイ

たDSS（ひずみ）計測を実施している。ノースダコタ州

バーを用いてDTS（温度）測定を実施した。DTS測定で

CCSプロジェクトでは、衛星データを用いた地表変形監は設置された光ファイバー周囲の狭い範囲の温度変化

視も合わせて実施しており、地表変状（隆起）が地下深部しか監視できない。このため、新規掘削の２つの坑井にへのCO2圧入との関連性を見極めることができるよう

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研究活動概説 ● CO2 貯留研究グループ

は高性能のDSS（ひずみ）測定ができる新しい光ファイバーを設置した。

以下に、開発中のツールについてその特徴を記す。
１）使いやすいインターフェイス：ユーザが画面を見な

この光ファイバーは米国ノースダコタサイトや国内サイがら、迷うことなく適切に必要なデータの入力が行え、トでも使用されており、DSSのほかにDTSとDAS計測

計算実行の指示ができるよう、入力インターフェイスにも実施できる。漏洩検知試験では、圧入井（Brumby

工夫を凝らしている。画面がわかりにくかったり、操作

3）からCO2ガスを圧入し、一部のCO2が断層破砕帯にが複雑であったりすると、ユーザは正しく諸元を入力で沿って地表に向かって移動すれば、観測井（Brumby

きず、それが原因で誤った結果を導いたり、操作時間の4）の光ファイバーがCO2漏洩の挙動を検出・追跡でき浪費に繋がったりする。そのため、平易かつ明瞭な入力ると期待できる。CO2漏洩検知試験は、今夏に予定してインターフェイスは重要である。図５にケースの選択画面いる。

を示した。この画面から諸元確認画面の呼び出しや、計算の実行を行うことができる。

図４ Otwayサイトの坑井配置の概念図

２.２. SRM手法開発：コスト試算ツールの開発
Storage Resource Management (SRM) 手法開発では、CO2 貯留サイトにおける地下の貯留容量（リソース）を有効活用する手法と、CCS事業全体のコスト評価を行うツールの開発を行っている。CCS事業全体には、CO2回収・輸送・貯留のステージが含まれており、様々なCO2排出源、輸送方法、圧入量の選択肢に対応したコスト試算が可能であることを目指している。

図５ ケース選択画面

また、出力インターフェイスも同様に重要である。計算
結果はWeb画面上に表で出力されるが、簡単にコピー＆ペーストができるため、Excelや専用のグラフ作成ソ
フトに取込んで、自由にグラフを作成することができる。
図６は本ツールからの出力を利用して、パイプラインを利用した場合と船舶を利用した場合との輸送量別、距離別のCCSコストを示した。なお、ここでのパイプラインは陸上型を想定している。

２.２.１. ツールの特徴と構成
当研究グループでは、専門家以外でもCCS事業コスト を 適切に 試算 で きる とと も に 、 専 門 家 に も 種々の
CCS のケーススタ ディーに 利用 してい ただけ るよう
CCSコスト試算ツールの開発を進めている。ツールの仕様としては、個別ケースでの試算の他に、複数ケースを一括して処理できる仕組みを備えており、ケース毎の比較検討の他、ケースを組み合わせた検討も可能である。

図６ パイプラインと船舶における輸送量別、距離別の
CCSコスト53

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研究活動概説 ● CO2 貯留研究グループ

２）DBMS（database management system）の本機能を拡張した計算機能も追加してゆく予定である。

搭載：ユーザ別に各検討ケースにおけるデータの管理を、

なお、第一段階の開発（2023年度末まで）において容易かつ安全に行うことを目的に汎用のDBMSを搭載

は、CCSに要する費用の試算に特化する予定であるが、した。また、DBMSの搭載は、インターフェイスとデータ

将来的にはインセンティブも考慮した経済性指標等の算の管理部分ならびに計算エンジンとを独立させる上で出機能も搭載し、ビジネスモデルの検討にも利用できるも重要である。コスト試算ツールは、完成すれば一連のように開発を進める計画である。

開発が全て終わるわけではなく、ルールの変更や追加、データの更新など継続的な保守が必要である。本ツール
では各部の独立性を高めることで保守性の向上を図っている。

2.3. 社会合意形成（SLO）手法の開発
CCS事業を実施するには、地元を含む社会の合意が必要不可欠である。地元住民がCCSの必要性を理解し、

３）WEBシステムとして開発：ユーザ側に特別なソフト事業を支持するために、事業者が地元住民とどのようにや更新等の操作は必要なく、ブラウザだけで利用できる。

コミュニケーションを取るべきなのかが社会合意形成

また、計算は全てサーバ上で処理されるため、ユーザ（SLO）手法の重要な課題の一つである。

PCの能力やプラットフォームに影響されない。そのため、事業者と地元住民のコミュニケーションという観点か

会議室でスマホやパットを利用して、特定の諸元を変えら見たCCS事業の大きな特徴は、一般市民のCCSに関て再計算する等にも、対応が可能である。

する認知度が極めて低いということである。最近行われた認知度の調査では、「CCSを知っている」と答えた人

２.２.２. 開発の進捗状況と今後の開発計画
図７に、これまでに搭載済みのモジュール（赤枠）と開発予定のモジュール（青枠）を示した。

は１４%、「CCSという言葉を聞いたことがある」と答えた人は４２%で、半数近い人がCCSという言葉すら聞いたことがないという状況であった。このためCCS事業の初期のコミュニケーションでは、CCSの認知度を上げる
こと、すなわち地元住民にCCSを知ってもらうことが主たる目的となる。
オランダのBarendrechtプロジェクトは地元住民の反対で中止になったCCS事業として有名である。住民の反対の要因として、手続きの公正性や信頼など、リスクコミュニケーションにおいて重要とされることがいく
つも欠如していたことが指摘されている。しかし、ここで図７ これまでに搭載済みのモジュールと開発予定のモジュール

注目するのは住民がＣＣＳ（事業）を十分に理解していなかったと考えられる点である。当初、住民は利害関係者

回収では、石炭火力発電所とLNG火力発電所が搭載済である。輸送では陸上パイプラインならびに、船舶輸送のうち陸から荷積みして海上を輸送し、再び陸に荷揚げするパターンの計算が可能である。貯留では陸から傾斜井で海底下にCO2を圧入するパターンの計算ができる。今後は、図の右側に示したモジュールについて、順次作り込みを行う予定である。その中には、各工程のコス
ト計算のほか、感度解析やハブ＆クラスターといった、基と見なされず、情報の提供が十分ではなかった。また、住民の反対が顕在化した後は、公的な情報提供が住民から「CCS派のプロパガンダ」とみなされ、住民への情報提供が十分機能しなかった。住民が十分な情報を得ていないということから、住民の反対がCCSや事業の理解に基づくものではなかった可能性が考えられる。すな
わち、信頼できる人（著名人やメディアなど）や多くの人から耳にする情報を基にして反対した可能性がある。こ54

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研究活動概説 ● CO2 貯留研究グループのような場合には、誤った情報を基にして判断が行われンラインで行うことも効果的である。コロナ禍により、そることもある。実際、Barendrechtのケースでは、火山れまで対面で行われていたイベントの中には、オンラインの噴火のようにCO2が街に噴出するという現実には起で行われるようになったものもあるが、オンライン化にこり得ない絵が雑誌の表紙になったりもしている。事業

より対面イベントでは参加の少なかった層が参加するよ

初期にCCSの認知度を高めることの重要性の一つは、うになったという報告がある。ただし、オンラインイベン

CCSやCCS事業を理解した上で、事業に対する賛否をトは参加も気軽にできる反面、集中して見なかったり、判断できる人を増やすことである。

途中で見るのをやめたりすることが起きやすいという短

コミュニケーションに関する文献では、事業者が一方所もある。

的な説明（一方向コミュニケーション）をするのではなく、

なお、ここまで述べてきたのは、あくまでも事業初期

住民・市民の意見を聞き、対話をすること（双方向コミュのコミュニケーションであり、事業の計画が具体化してニケーション）が重要と指摘されている。しかし、これはいくにつれ双方向コミュニケーションの重要性が増してCCS事業初期のコミュニケーションには必ずしも当てはいく。事業者が決定したことを住民に説明し受け入れてまるとは限らない。対話の機会を作ったとしても多くのもらうということではなく、事業者は双方向コミュニケ

人は積極的に参加しないおそれがある。社会的な課題にーションで住民と対話し、その結果を意思決定に反映さ対しては「自分の貴重な時間や労力を割いてまで解決にせることが必要であり円滑な事業実施に重要となる。ま

向けて協力しようとは思わない」人が多いという指摘もた、CCSやCCS事業の認知度を上げるためには、このある。また受動的な（一方向）コミュニケーションの方がようなイベントと並行して、事業初期からwebやSNS、

良いと感じる人もいる。双方向コミュニケーションでは、

パンフレットなどを使った広報活動も必要である。

何か意見を述べなければならないと思い、精神的負担

当研究グループでは、住民にCCSについて説明したが大きいと感じるということと思われる。このため、事り、住民からの質問に回答したりする際に参照できる

業初期のコミュニケーションでは、一方向か双方向かよ

QA集の作成も行っている。一般市民がCCSに対して感りも、参加の負担が小さく、参加しやすいことが重要とじる不安や懸念の主たるものはCO2の漏出と地震の誘考えられる。

発と言われている。そのため、QA集ではこの2つに特に科学技術の普及、特に、科学技術への関心が低い人に重点を置いている。A（回答）は、当研究グループのこれ

科学技術に親しみをもってもらうための科学イベントとまでの研究開発成果を含む科学的知見に基づいた内容

して、講演会や展示会、サイエンスカフェなどがある。

ではあるが、予備知識が無くても理解できるような説明

CCS事業の初期のコミュニケーションイベントにおいてになるよう努めている。

も、参加の負担が小さいことからこれらの科学イベント

住民・市民の「合意」には、CCS 技術そのものを理解しが適している。しかし、科学イベントの多くは、その目的てもらうことが重要であり、CCS 事業を行うことによるに反し、科学技術に関心の低い人の参加率が極めて低メリットを知ってもらうことも重要である。海外のＣＣＳ

いことが知られている。ただし、科学イベントでも、個人事業では、事業実施による投資額や雇用者数の増加に的利害に関わるテーマや生活に直結するテーマであれついて紹介している。商業規模といわれる 100 万トン/

ば科学技術に関心の低い人の参加率が上がる。このこと

年程度の設備では、おおよそ 1,000 億円の設備投資額

から、CCS事業の初期のコミュニケーションイベントは2が見込め、雇用効果は、建設時に数千人、操業時に数十種類、すなわち、科学技術に焦点を当てたイベントと生人の規模と報告されている。米国では、石炭火力発電所

活に直結する事柄に焦点を当てたイベントを開催する必を廃止せずに、CCS を実施することにより、失業や地域要があると考えられる。

産業の過疎化を防ぐ効果があることも示されている。当

また、参加のしやすさという観点からはイベントをオ

該地域では、石炭火力発電所に隣接して、炭鉱がある。

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研究活動概説 ● CO2 貯留研究グループ

RITE Today 2023

地域住民のほとんどが発電所や石炭産業に関わりを持っているため、石炭火力発電所の閉鎖は地域住民のみ
ならず、自治体の存続にも悪影響が及ぶ。我が国においても、CO2 大量排出源である製油所、製鉄所、石炭火力発電所などの休廃止により、地元自治体の税収が激減することが懸念されている。脱炭素化のオプションとしての CCS は持続可能な地域運用に貢献でき、地元へのメリットが十分にある。
CCSの事業化には、国内各地域の状況にあったCCS
ビジネスモデルを想定する必要がある。CO2排出量を把握するために、排出源データベースを作成した。CO2排
出量は火力発電所要覧、温室効果ガス排出量算定・報告・公表制度に基づく温室効果ガス排出量の集計結果などから換算して、直接排出量として整理した。排出源データベースには位置情報を含み、地図上で示すことができる。個社では排出量が少ない場合でも、地域クラスタ
ーとして排出源をまとめることにより、ハブ＆クラスタ
ー方式のCCSの検討に役立つ。排出源マップとRITEが所有するCO2貯留地の賦存量マップを統合し、事業イメージを可視化しやすくなるよう、工夫した。さらに、港湾情報を付加したことにより、排出源から貯留地までの輸送経路を陸路のみならず航路を含めて計画することを可能にした。現在、CCSのコスト試算ツールも開発して
おり、経済性の観点からも、CCS実施メリットを検討できるようSLO手法をとりまとめている。

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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

RITE Today 2023

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プレスリリース

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

その他の活動◆環境教育（校外学習の受け入れ）
実施日

対象者

人数

2022 年 7 月 29 日

京都府立西舞鶴高等学校 理数探求科 2 年生152022 年 11 月 22 日

奈良県立奈良北高等学校 数理情報科 2 年生

172023 年 1 月 20 日

精華町立精華南中学校 2 年生

7

◆環境教育（小学生・一般向けワークショップ）
実施日
2022 年 8 月 2 日、4 日、5 日、8 日、10 日
2022 年 8 月 22 日
2023 年 2 月 23 日

イベント名

人数

将来のエネルギーについて考える工作・実験ワークショップ

121

夏の思い出作ろうよ！精華町体験型モニターツアー

13

けいはんな科学体験フェスティバル 2023
「実験とクイズで学ぼう！地球温暖化」

25

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主な新聞記事

掲載年月日

見出し

掲載紙名

2022.1.31

高炉・転炉法でのエネ効率／日本鉄鋼業、世界最高を堅持／RITE調査

鉄鋼新聞

2022.1.31

国内転炉鋼／19年時点 中・印改善、差縮める／エネ効率、世界最高維持

日刊産業新聞2022.2.2

国内鉄鋼 世界最高水準 エネ効率 RITE分析リポート 鉄連が公表

日刊工業新聞2022.2.28

経済教室 COPグラスゴー合意後の展望（上） 経済との両立が大原則 秋元圭吾・地球環境産業技術研究機構主席研究員

日本経済新聞2022.3.4

電炉製造エネルギー効率 日本、世界最高を維持 RITE調査

2022.3.4

日本の電炉鋼／エネ効率が世界最高水準／RITE調査、19年時点

2022.3.25［編集企画］［ウクライナショック］どうする? 日本のエネルギー戦略（6）
地球環境産業技術研究機構（RITE）理事長・研究所長 山地憲治氏

鉄鋼新聞

日刊産業新聞電気新聞

2022.4.8

無機膜反応器を開発 メタン水素化やCO 2資源化 RITE、大規模実証先を募集

化学工業日報2022.6.21

鉄鋼業「カーボンニュートラルへの道筋」／30年度目標、排出原単位削減も重要／地球環境産業技術研究機構（RITE）／
秋元圭吾主席研究員／移行期に政府の支援必要

2022.8.18

大阪で温暖化対策技術シンポ

2022.8.31［語る］岸田政権の課題 電力確保 原発は外せない 秋元圭吾氏52

読売新聞

2022.9.21

大気からCO2直接回収 NEDOなど開発 技術確立へ試験装置

電気新聞

2022.9.21

大気中のCO2、1日数kg回収 NEDO・RITE・三菱重工エンジが小型試験装置

日刊工業新聞2022.9.21

CO2固体吸収材評価に着手 三菱重工エンジなど DAC小型試験装置

化学工業日報2022.10.27

NEDOら CO2回収の評価開始 京都に小型試験装置設置

2022.11.2

石炭排ガス、最大1.1兆円 CCS事業コスト 計画から閉鎖まで エネ庁提示

2022.11.9

脱水膜でメタノール合成 種結晶の質向上・長尺化で実用化へ RITE、無機膜シンポ開催

化学工業日報2022.12.1

時流読解・CCS（CO2回収・貯留）30年事業開始へ

建設通信新聞2023.1.15

RITE「革新的環境技術シンポジウム2022 ～2025年カーボンニュートラルを支えるイノベーション～」

ガスレビュー

2023.2.16

RITEが固体吸収材 60℃でCO 2放出 未利用排熱使用の回収システム活用

日刊工業新聞2023.3.1

RITEとMGM組合「革新的CO2分離回収技術シンポジウム」開催

ガスレビュー

鉄鋼新聞

化学工業日報

電子デバイス産業新聞

電気新聞

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特許紹介

RITE Today 2023

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

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RITE Today

2023 Vol.18

AnnuaI Report