特集

脱炭素化社会に向けた特許情報

脱炭素化社会に向けたNEDOの取り組み
NEDO’s efforts for realizing a decarbonized society

国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構

技術戦略研究センター長

岸本喜久雄

1952 年、東京都出身。1975 年、東京工業大学工学部卒業。1977 年、同大学理工学研究科機械物理工学修士課程修了、1982 年、同大学工学博士。ケンブリッジ大学客員研究員等を経て 1995 年から東京工業大学教授。同大学では副学長（教育運営担当）、大学院理工学研究科工学系長並びに工学部長、環境・社会理工学院長を兼務し、2018 年から名誉教授。日本機械学会長、日本工学会長を歴任し、2020 年、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構 技術戦略研究センター長に就任。

1 はじめに地球規模の喫緊の課題である気候変動問題の解決に向革 新 技 術 を 特 定 し て い く た め、2050 年 を 見 据 え、CO2 削減に大きな効果のある技術を総合的、客観的に評価することを提唱している。

けて、政府は、2020 年 1 月に「革新的環境イノベーショ他方で、2020 年 10 月の「2050 年カーボンニューン戦略」を策定し、世界のカーボンニュートラル、更にトラル」の実現を目指す政府目標は、従来の政府方針をは、過去のストックベースでの CO2 削減（ビヨンド・大幅に前倒すものであり、並大抵の努力で実現できるもゼロ）を可能とする革新的技術を 2050 年までに確立のではない。そこで経済産業省は「グリーンイノベーショすることを目指していくとしている。同年 10 月には、ン基金事業」として、NEDO に 2 兆円の基金を造成し、「2050 年カーボンニュートラルの実現を目指す」こと

官民で野心的かつ具体的な目標を共有したうえで、これを宣言し、2021 年 4 月には、2030 年度の新たな温に経営課題として取り組む企業等に対して、10 年間、室効果ガス削減目標として、2013 年度から 46% 削研究開発・実証から社会実装までを継続して支援するこ減することを目指し、さらに 50% の高みに向けて挑戦とを開始した。

を続けるとの新たな方針も示されている。こうした政府

上記を踏まえ、本稿では、持続可能な社会の実現に向の動きと連動し、産学官のそれぞれの立場から、同問題けた NEDO 総合指針の概要を紹介した上で、カーボンの解決に貢献する革新的なイノベーションの創出に向けニュートラルを目指すうえで重要な技術分野（燃料電池・た取り組みを強化することが期待されている。

水素、蓄電池、カーボンリサイクル、洋上風力発電）、

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）は、1980 年の設立以来、多くの企業、およびグリーンイノベーション基金事業におけるNEDO の取り組みについて紹介する。

大学、研究機関と連携のうえ、様々な研究開発プロジェ
クトを推進している。2020 年 2 月には、
「持続可能な社会を実現する 3 つの社会システム」として、サーキュ
ラーエコノミー、バイオエコノミー、持続可能なエネル

28

2

NEDO 総合指針の概要

2.1

持続可能な社会の実現に向けてギーを定義するとともに、この 3 つの社会システムの2015 年の「パリ協定」では、世界の平均気温上昇

一体的で有機的な推進を実現し、気候変動問題の解決にを 2℃より十分低く保つ（2℃目標）とともに、1.5℃向けた技術開発の在り方や目指すべき方向性などの取りに抑える努力を継続（1.5℃努力目標）し、21 世紀後組み指針として、「持続可能な社会の実現に向けた技術半に「脱炭素社会」の達成が必要であるとしている。こ開発総合指針 2020（NEDO 総合指針）」を策定し、の状況を踏まえ、「脱炭素社会」を実現する技術開発や公表した。この指針では、気候変動問題の解決に資する社会実装に取組むことは、気候変動問題の解決に向け極特 集 脱炭素化社会に向けた特許情報めて重要であり、「持続可能な社会」の実現に向けて、この分野のイノベーションを加速することは NEDO の責務であると考えている。
温室効果ガス（GHG）排出量の大部分を占める CO2について、排出削減、分離回収、貯蔵・固定化、再利用を全て考慮する炭素循環という観点から、社会システム全体で持続可能な社会を目指すことが重要である。

図2

持続可能な社会を実現する 3 つの社会システム

俯瞰し、どの技術がどれだけの CO2 削減を、どのくらいの費用で、いつ実現できるのかを定量的に評価していくことが必要である。

2.2

温室効果ガス排出量及び対策費用

2010 年における世界の温室効果ガス（GHG）排出
図1

炭素循環から見た社会システムの概念図

持続可能な社会を実現していくための道筋について検討を行い、図 1 のような炭素循環から見た社会システ

量は CO2 換算で約 490 億トンであり、そのうち CO2が 76% を 占 め て い る。NEDO 総 合 指 針 で は、GHG全体の約 8 割を占める CO2 の排出削減を中心に検討を行った。

ムの概念図を作成した。CO2 排出量の低減に必須であ国際エネルギー機関（IEA）によるシナリオの中で、ることとしては、省エネルギーの推進を含めて、持続可Reference Technology Scenario（RTS）は、再生能なエネルギーを最大限利用する社会システムを実現し可能エネルギーや省エネルギー技術の向上・普及により、ていくこと、物質資源の循環利用を最大化するサーキュCO2 削減が進むシナリオである。このシナリオではラーエコノミーを推進する社会システムを実現していく

2050 年の CO2 排出量は約 400 億トンであり、特別こと、バイオマスを最大限活用し、大気中の CO2 量をな対策がなされない場合に比べ、2050 年想定で 150低減させ、バイオエコノミーを推進する社会システムを億トン程度の削減が従来技術の普及によって達成されて実現していくことが挙げられる。

いる。温室効果ガス排出量を約 400 億トン削減するた

このように、脱炭素社会の実現に向けた動きを踏まえめの限界削減コスト（CO2 排出を追加的に 1 トン削減て、持続可能な社会を実現していくには、「3 つの社会するために要する費用）は、従来技術の延長だけでは、システム」、すなわち、サーキュラーエコノミー、バイ$1,000/tCO2 を 上 回 る 水 準 と な る。 こ の こ と は、オエコノミー、持続可能なエネルギー、が継続的に発展

400 億トンの CO2 排出削減を達成するだけでも、世界していくことが不可欠であり、この「3 つの社会システで毎年約 1,000 兆円規模の対策費用が必要となり、ム」を統合的に捉え、非連続なイノベーションにつなげ、カーボンニュートラルの達成には更なる対策費用が必要経済合理性をもって社会へ実装させていくことが重要でとなることを意味する（図 3）。

ある。図 2 は、「3 つの社会システム」が互いに関連し合い、影響し合い、継続的に発展し、最適な調和が図られている状態を表現したものである。
気候変動問題の解決に資する革新技術を特定していくには、「3 つの社会システム」に関わる技術を全体的にYEAR BOOK 2O2129

特集

脱炭素化社会に向けた特許情報倒しが実現し、CO2 限界削減コスト曲線を低下させ、対策費用の低減に貢献する。図 5 は１つの革新技術の例であるが、2050 年に CO2 排出量 400 億トン削減を実現するためには、多くの革新技術においてイノベーションを実現することが求められる。

図3GHG 排出量と対策費用との関係

この巨額の年間対策費用を世界が受容できるレベルにまで引き下げるには、従来技術の延長だけでは不可能であり、非連続なイノベーションが不可欠である。

2.3

革新技術の評価について

図5

技術開発によるコスト低減との関係

CO2 排出量の削減という視点から技術を評価する際には、「CO2 削減ポテンシャル」と「CO2 削減コスト」

この試算は、技術進展の速度や非連続なイノベーショを定量的に把握する必要がある。図 4 に各技術テーマ

ン等の技術的な要因に加えて、導入政策や社会的な受容の CO2 削減ポテンシャルの試算を抜粋したものを示す。

性などの社会環境の変化によって増減し得ることから、ここで挙げた技術の CO2 削減ポテンシャルは数億トン関係者の最新の知見を持ち寄り、継続的に検証を行ってから数十億トンと高いレベルにあり、技術開発の推進にいくことが求められる。

よって、CO2 排出量の大幅削減に寄与することが期待される。

2.4 イ ノベーションを促す仕組み作りへの期待
持続可能な社会の実現には、気候変動問題の解決へ向けた技術分野でのイノベーションを促進し、また社会実装を加速する仕組み作りも欠かせない。
我が国をあげて、革新技術テーマに対して産学の英知が集中して注入されるような魅力的な研究制度・研究環境の整備や、技術開発に係る国際連携の推進、革新技術の実装に対する支援策など、制度的・システム的な環境整備についても継続的に議論がなされ、随時改善が図ら

図４ 「革新的環境イノベーション戦略」における技術テーマ
の CO2 削減ポテンシャル（一部抜粋）れていくことが重要である。NEDO 総合指針で描いた

CO2 削減コストは、CO2 排出量を 1 トン削減するたルに資する数多くのプロジェクトを推進してきている。

めに要する費用であり、単位は円 /tCO2 で表される。

第 3 章では、今後重要視されている 4 分野を例として

図 5 に対象となる革新技術の CO2 削減コスト（赤線）と、取り上げ、NEDO での取り組みについて紹介する。

従来技術による CO2 限界削減コスト曲線（青線）との関係を模式的に示す。技術開発の進展により革新技術のCO2 削減コストが低下し、従来技術を下回る点が普及の目安となる。技術開発の加速によって、普及時期の前30将来像の実現に向け、NEDO ではカーボンニュートラ

3.1

特 集 脱炭素化社会に向けた特許情報

カーボンニュートラル実現に3 不可欠な重要分野業プロセスでの利用といった様々な取り組みが各国で進められている。現在の日本の強みは長年にわたる研究や燃料電池・水素市場での実践に基づく多くの知識に支えられているが、温室効果ガス（GHG）削減目標の達成のためには、電力セクターのゼロエミッション化のみならず、運輸・諸外国の動向も踏まえ、このような新たな領域にも挑戦していく必要がある。

産業・民生分野などすべての領域で低炭素化が必要であり、様々なセクターにおいて低炭素化に貢献できる燃料電池・水素への期待が国際的にも高まっている。

3.2

蓄電池

電気を蓄え、繰り返し使用可能にする電気化学デバイ

NEDO における長年にわたる取り組みの結果、家庭スが蓄電池であり、日本は蓄電池の技術革新と量産化で用燃料電池システム「エネファーム」や燃料電池自動車世界をリードしてきた。蓄電池は自動車の電動化、電力（FCV）の市場導入など、成果が着実に社会実装に結びシステムの多様化、再生可能エネルギーの導入量拡大、つつある。新たに展開した水素のエネルギーシステムと災害対応、スマートコミュニティの社会実装など、様々しての利活用については、水素を燃料とするガスタービな分野で重要な役割を担っており、技術開発による高性ンシステムを開発し、世界で初めて市街地において熱電能化・低コスト化への期待が高まっている。

併給試験を行った。将来の大規模水素利用の鍵となる長NEDO は、設立当初から蓄電池の技術開発に取り組

距離輸送に関しては、メチルシクロヘキサンを水素キャんでいる。当初は定置用蓄電システムと自動車用蓄電池リアとしたサプライチェーンを開始し、液化水素についを ２ つ の 柱 と し て プ ロ ジ ェ ク ト を 推 進 し て き た が、ても液化水素運搬船や受入基地が完成し、2020 年 102010 年からは新たな柱として蓄電池材料評価技術を月から試験運用を開始した。さらに、世界最大級の水電加えた 3 つの柱でプロジェクトを推進している。「次世解装置を備えた P2G システムを福島県浪江町に設置、代蓄電池材料評価技術開発」では、既に実用化されてい再生可能エネルギーを最大限利用し、水素を製造・供給るリチウムイオン電池（LIB）の高性能化を狙い、標準する試験を行っている（図 6）。まずは必要となる技術電池モデルとこれを用いた性能評価法を開発した。

を確立して信頼性を高め、将来的には水素製造や供給コプロジェクトでは、将来の実用化が想定される蓄電池にストを大幅に低減するための取り組みに発展させていく適用する新規材料の評価技術を開発している。第１期でことが期待される。

は、高電圧・高容量の電極活物質や難燃性電解液などを本

一方、水素・燃料電池関連の世界的な技術開発動向を用いた先進的な LIB と、安全性と耐久性のポテンシャ

見ると、大型車両、鉄道車両、船舶についての多様な応ルの高さから実用化の期待が急速に高まり始めた全固体用技術の開発や再生可能エネルギーで製造した水素の工LIB の評価技術を開発した。加えて、材料メーカーから

図6

福島水素エネルギー研究フィールド（FH2R）
出典：NEDO 40 年史

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特集

脱炭素化社会に向けた特許情報

図7

苫小牧における CCS 大規模実証試験（イメージ図）
出典：NEDO 40 年史

受け入れた 300 以上の新材料サンプルを評価した。第を苫小牧にて行っている（図 7）。年間 10 万 t 規模で2 期では対象を全固体 LIB に絞り込み、車載バッテリーの CO2 分離・回収から地中へ圧入貯留する一貫システとしての実用化に対応する評価技術の開発に取り組んでムとして実証運転を実施し、2019 年 11 月に CO2 累いる。

計圧入量 30 万 t を達成した。さらに、貯留した CO2電気自動車（EV）・プラグインハイブリッド自動車のモニタリングや周辺海域への影響を確認する海洋環境（PHEV）は黎明期にあるものの、車載バッテリーは競調査、国内外の社会的受容性の醸成に向けた情報発信・争激化の一途にあり、今後、高い確度で市場成長が見込収集活動も行っている。

まれるものの、日本の自動車・蓄電池・材料メーカーにまた、CO2 を原料にメタンを生成する「メタネーショ

とっては、ビジネス面と技術面の両方で現行 LIB からン」と呼ばれる技術の実用化が期待されており、2017の転換期を迎えていると思われる。NEDO は、オリジ

年度からメタネーション技術開発を実施し、2019 年

ナリティーの高い次世代蓄電池を車載バッテリーとして度にはベンチスケールの試験設備を完成させ、試験を開世界に先駆け開発・実用化し、これを搭載した魅力度の始している。メタンは天然ガスの主成分で、エネルギー高い EV・PHEV を世界市場に投入することにより、日キャリアとして高いポテンシャルを持つほか、天然ガス本の産業競争力の向上を目指している。

（都市ガス）で使われているパイプラインなどの既存インフラが利用でき、新たなインフラ整備が不要という大3.3

カーボンリサイクル

大気中の CO2 を増加させないための技術として、排NEDO の CCUS の技術開発事業の成果として、CO2、貯留
出 さ れ る CO2 を 分 離・ 回 収 し（Capture）

分離・回収コストのさらなる低減を実現する技術や（Storage）して隔離する技術（CCS）、さらに CO2 をCO2 を安全かつ安心して貯留する技術、さらに CO2 を有効利用（Utilization）し、CCS とあわせて取り組ん素材や燃料へ有効利用する技術の実用化が期待できる。

でいく技術（CCUS）が重要である。さらに、CO2 をNEDO は優れた CCUS の先進技術を確立し、その実用資源と捉えて素材や燃料に再利用する考え方（カーボン化した技術を国内外に展開することで、世界全体のリサイクル）が、回収した CO2 を有効利用する技術

CO2 の排出削減に貢献していくことを目指している。

（CCU）と合わせて注目が高まっている。
NEDO では、温室効果ガスの大幅削減に貢献するた
め、大規模 CO2 排出源からの CO2 を低コストで分離・回収し、海底下の地中へ貯留する CCS 大規模実証試験

32

きな利点がある。

3.4

図8

特 集 脱炭素化社会に向けた特許情報

バージ型浮体式洋上風力発電システム実証機
出典：NEDO 40 年史洋上風力発電

込まれている。一方、二酸化炭素（CO2）排出量の削減

NEDO は、1981 年度から風力発電に関する事業をやエネルギーセキュリティーの向上といった観点でも、行っており、2009 年度からは日本初となる着床式洋ポテンシャルの高い洋上風力発電の普及拡大が一層求め上風力発電の実証を開始した。現在は、洋上風力発電にられている。洋上風力発電が各地で本格導入され、さら関する先進的な技術開発や実証事業などを推進していに長期的な導入拡大に向かうために、着床式と浮体式のる。

両者において「低コスト化」と「日本国内でのサプライ洋上風力発電の本格的な実証として、千葉県銚子市の沖合約 3 km の海域に国内初の着床式洋上風力発電設チェーンの構築」といった課題への対策技術の開発を進めることが重要である。

備（定格出力 2,400kW）を設置し、2013 年 3 月に実証運転を開始した。実際に洋上風車で発電した電力をグリーンイノベーション基金事業の陸上に送電することで、風車の信頼性や継続的に発電す4 取り組みるために不可欠なメンテナンス技術など、沖合洋上風力4.1 グ
 リーンイノベーション基金事業の概要

発電の導入や普及に必要な技術の確立を目指した。

2050 年までにカーボンニュートラルを実現するた浮体式洋上風力発電については、これまで比較的深いめには、エネルギー・産業部門の構造転換や大胆な投資

水深 の 海 域 に 適 用さ れ て き た が、NEDO で は、水深によるイノベーションといった現行の取組を大幅に加速

50 ～ 100m という比較的浅い水深の海域にも適用可することが必要である。このため、官民で野心的かつ具能であり、コスト競争力のある浮体式洋上風力発電シス体的な目標を共有した上で、その達成に経営課題としてテムの開発を目的に事業を進めてきた。そのために、バー取り組む企業等に対して、2030 年度末までの最大 10ジ型実証機「ひびき」を開発し、2019 年 5 月 21 日

年間、研究開発・実証から社会実装までを継続して支援に本格的に運転を開始した（図 8）。実証運転中は、妥を行うグリーンイノベーション基金事業を開始してい当性の評価や、効率的な維持管理技術の開発などに取りる。

組み、安全性・信頼性・経済性を明らかにすることで、本事業では、CO2 削減効果や経済波及効果、技術的低コストの浮体式洋上風力発電システム技術の確立を目困難度等の評価軸による重要度を踏まえ、2021 年 3指している。

月に今年度上半期に開始を想定する 18 プロジェクトが洋上風力発電は、2019 年 4 月に「再エネ海域利用法」支援対象として示されている（図 9 参照）。具体的には、が施行されたことにより、今後ますますの導入促進が見これらを３つの分野に括り、（１）グリーン電力の普及

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脱炭素化社会に向けた特許情報

図92021 年度上半期に開始を想定する 18 プロジェクト一覧
出典：経済産業省 第 3 回 産業構造審議会 グリーンイノベーションプロジェクト
部会資料「グリーンイノベーション基金事業の今後の進め方について」促進分野では、日本の地形に適した浮体式洋上風力発電、4.2

NEDO が担うプロジェクト推進の役割

日本企業が技術力で世界をリードするペロブスカイト型

NEDO は、本事業の実施主体としての役割を担っての次世代型太陽電池の開発、（２）エネルギー構造転換おり、各プロジェクトを主導するプロジェクトマネー

分野では、化石燃料に代わる燃料として期待される水素・ジャーを選任した上で、技術分野ごとに設置する事業推

アンモニアを大規模かつ安価に供給する技術やこれらを進部門が、国と緊密に連携してプロジェクトを推進して燃料として用いた発電技術等、CO2 等を燃料・材料といくこととしている。この際、NEDO では、これまでして再利用するカーボンリサイクル技術の確立等、（３）も本事業に関連するプロジェクトに取り組んできてお産業構造転換分野では、日本の国際競争力を確保する上り、これらの成果を十分に活用して、効果的に取組を進で重要となる次世代電池や電動車への対応に関する技めることとしている。

術、デジタル化の進展に伴う半導体・情報通信産業の革また、技術の確立のみならず、技術を社会実装し、カー新的な省エネ化に向けた技術等の開発、を対象としていボンニュートラルを実現していくためには、幅広い関係る。

主体が連携してプロジェクトを推進することが求められ各プロジェクトの実施に当たっては、まず国において、る。例えば、本基金を呼び水として、更なる民間投資を研究開発の目標、項目、予算規模、スケジュール等を記呼び込むに当たっては、金融機関等と連携することが重載した「研究開発・社会実装計画」を個別プロジェクト要である。NEDO は、2021 年 6 月に新たに日本政策単位で策定した上で、NEDO が実施企業等を募集する投資銀行との相互協力協定を締結したところである。

流れであり、2021 年 5 月に最初となる 2 つの水素関

NEDO がこうした連携のハブとしての役割を担う上連プロジェクト（図 9 のプロジェクト③④）に関する

では、ライセンス化などの知財戦略も含めた様々な知見計画が策定され、以降、順次プロジェクトの公募・採択を蓄積していくことが必要になることから、各プロジェを進めている。

クトの実施と並行して重点分野の技術・市場動向の調査を実施し、カーボンニュートラルに関連する技術・制度面のインテリジェンス機能の向上を図ることとしている。

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特 集 脱炭素化社会に向けた特許情報

加えて、戦略的な広報として、プロジェクトの進捗状況等を見える化するダッシュボードの構築等、国内外への積極的な情報発信を通じて、参画企業の巻き込みや国際連携を進めていく予定である。
※ NEDO では、グリーンイノベーション基金事業の情報を集約したポータルサイトを設置しており、公募状況等の情報
は こ ち ら を ご 確 認 く だ さ い。https://www.nedo.go.jp/activities/green-innovation.html

5 おわりに温室効果ガスによる気候変動問題の解決は世界共通の課題である。気候変動問題以外の SDGs の要素とも整合を図りながら、地球環境問題を解決するために、我が国には、非連続なイノベーションを創出する技術開発を推進し、持続可能な社会を率先して構築していくことが期待されている。第 2 章で紹介した「NEDO 総合指針」
においては、今後持続可能な社会の実現に向けた「3 つの社会システム」の一体的かつ有機的推進に向け、技術開発・実証に取組むべき革新技術の評価において、「CO2削減ポテンシャル」など定量的な評価に基づいた議論をすることが重要であることを示している。
また、従来の NEDO の取り組みに加え、今般新たに造成されたグリーンイノベーション基金事業により、日本の企業等がカーボンニュートラル関連市場の国際競争で優位なポジションを確保するとともに、産業競争力の強化につなげていくことも重要である。さらに、産官学金の幅広い主体との連携、カーボンニュートラルに関連する技術・制度面のインテリジェンス機能の向上が求められている。
NEDO は、政府、関係機関と連携して、この一連の取り組みの一翼を担い、また、「イノベーション・アクセラレーター」として革新技術を生み出すべく挑戦し続けることで、「世界の気候変動問題の解決」と「持続可能な社会の実現」に貢献していく。

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