The Japan Gas Association

カーボンニュートラルチャレンジ２０５０～2050年ガスのカーボンニュートラル化による脱炭素社会への貢献～

２０２１年３月９日
一般社団法人日本ガス協会© 2021 The Japan Gas Association

目次
1. 都市ガス事業について
2. ガスのカーボンニュートラル化に向けた基本的な考え方
3. トランジション段階におけるガスの貢献
4. ガスのカーボンニュートラル化へのチャレンジ

5. ガス事業の重要性

2© 2021 The Japan Gas Association

目次
1. 都市ガス事業について
2. ガスのカーボンニュートラル化に向けた基本的な考え方
3. トランジション段階におけるガスの貢献
4. ガスのカーボンニュートラル化へのチャレンジ

5. ガス事業の重要性

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1．都市ガス事業について

都市ガス事業の特徴• 都市ガス事業者(一般ガス導管事業者)は大小様々な193者が地域に密着して事業を展開。
• 都市ガス事業の導管網は都市部を中心に普及し、供給区域は国土の約6％弱である一方、お客さま件数は3,075万件であり、全世帯の50％強をカバーしている。
■都市ガス事業者の供給区域■お客さま件数
事業名

お客さま件数

都市ガス事業

約3,075万件

旧一般電気事業

193事業者（メーター取付数※1）

約5,600万件(電灯電力契約口数※2)

（参考）
総世帯数

各地域の特性を活かした事業を運営し、地域と共に成長

事業者数

10事業者

約5,500万件※3※1 ガス事業便覧2019年版 ※2 電気事業便覧2019年版※3 都道府県別推計世帯支払率＜２０１８年度末＞■新規ガス小売事業者の参入状況（2020/8/18時点）
事業者

事業者数

合計

80者

私営事業者（173者）
公営事業者（20者）

電気事業者

7者

■地域別一般ガス導管事業者数（193者）

旧一般ガス事業者

6者

北海道

８

近畿

19

LPガス事業者

16者

東北

34

中国

12

旧大口ガス事業者

20者

関東

81

四国

1

旧ガス導管事業者

9者

中部

7

九州

26

その他事業者

22者

北陸

4

沖縄

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1．都市ガス事業について都市ガスの販売量と需要家件数の推移• 都市ガスの販売量は、1980年頃までは家庭用と商業用他が大半を占めていたが、それ以降産業用の販売量が徐々に増加し、現在では全体の59%が工業用。需要家数も一定のペースで伸び続けている。
■用途別販売量推移
販売量[10億 m3]■都市ガス販売量の事業者別内訳(2018年度 日本ガス協会正会員)： 415億㎥（2018年度）

需要家数 ： 3,075万件（2018年度）

[百万件]

59.0%

415億m3

18.7%

22.2%

出典：日本ガス協会 ガス事業便覧、日本ガス協会都市ガス販売量実績

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1．都市ガス事業について都市ガス用途の拡大• 1872年の都市ガス事業開始から、厨房、暖房、給湯など家庭用を中心に用途を拡大。
• 1970年代以降、低炭素・高カロリーな天然ガスへと原料を転換し、生産用熱設備、空調、天然ガス自動車、コージェネなど、商業用・工業用にも用途を拡大。（2010年度にほぼ全ての都市ガス事業者で原料の転換が完了）■ 都市ガスの原料構成の変化

熱電気

コージェネレーション

輸送
天然ガス自動車

商・工業

天然ガス系：97.1% LPG他：2.9%

ボイラ（貫流蒸気ボイラ）

ガス燈

工業炉（リジェネバーナ）

業務用厨房（回転かまど）家庭ガスレンジ

１８００年代

ガス冷暖房
（ＧＨＰ）

ガスストーブ

１９００～１９６０年頃

ガス冷蔵器
１９６０～１９８０年頃

6

ガラストップコンロ（ＳＩセンサーコンロ）

ガスファンヒーター
１９８０年～２０００年頃

２０００年～現在© 2021 The Japan Gas Association

1．都市ガス事業について

天然ガスの特性• 化石燃料の中では最も環境性に優れており、CO2、SOx、NOx とも排出量は最少。
• シェールガスをはじめ特定の地域に偏らず埋蔵、都市ガス事業者調達分の中東依存度は6%。
■天然ガスの環境性■天然ガスの埋蔵量（2019年）
シェールガス

CIS・欧州67.6兆m3
34.0%
中東
75.6兆m3
アフリカ
38.0%
14.9兆m3
7.5%

北米
15.0兆m3
7.6%

合計198.8兆m3

アジア太平洋17.7兆m3
8.9%
出典：BP Statistical Review of World Energy, 2020

中南米
8.0兆m34.0%■日本のLNG輸入元（2016年）
多様な国から広く調達しており、都市ガス用途の中東依存度は6％（電力も含めると23.6％）
出典：資源エネルギー庁「資源外交の取組について」7© 2021 The Japan Gas Association

1．都市ガス事業について

天然ガスの流れ（サプライチェーン）• 海外で採掘された天然ガスを-162℃まで冷やして液化（LNG化）し、LNGタンカーで輸入• 日本の受入基地で再ガス化し、パイプラインを用いてお客様のもとへお届けしている

ガス田

液 化
基 地

LNG船

受 入基 地パイプライン

お 客
さ ま

採掘精製・液化

輸送

再ガス化

輸送

販売・消費

国内

海外

注）国内の約90％がLNGを原料とし上記フローでお客様のもとへ
一部、国内で採れる天然ガスやLPGを原料として使用。
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目次
1. 都市ガス事業について
2. ガスのカーボンニュートラル化に向けた基本的な考え方
3. トランジション段階におけるガスの貢献
4. ガスのカーボンニュートラル化へのチャレンジ

5. ガス事業の重要性

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２.ガスのカーボンニュートラル化に向けた基本的な考え方

カーボンニュートラル化に向けたシナリオ
2050年カーボンニュートラル、脱炭素社会の実現に向け、ガス業界は以下の取り組みにより積極的に貢献する。
① 需要側の取り組みである「徹底した天然ガスシフト・天然ガス高度利用」による着実なCO2削減。
（2050年までの累積CO2を極力低減）② 並行して、メタネーションや水素利用等、供給側のイノベーションによる「ガス自体の脱炭素化」。
③ あわせて、優れた国内技術の海外展開等の「海外貢献」による世界のCO2削減への貢献や「CCUSに関する技術開発やその活用等」。

※トランジション：カーボンニュートラル、脱炭素社会実現のための「移行期」を指す。

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２.ガスのカーボンニュートラル化に向けた基本的な考え方

脱炭素化の様々な実現手段• ガス自体の脱炭素化には水素の利活用（水素直接利用やカーボンニュートラルメタン）やバイオガスを加えた様々な手段・選択肢がある。それらを複合的に、かつ適材適所に用いて、将来のガスの脱炭素化にチャレンジする。

脱炭素化の主な手段・選択肢

例

水素（水素を直接利用）

・再エネ等を活用したCO2フリー水素を利用

カーボンニュートラルメタン（水素をCO2と合成）

・水素をバイオ由来や空気中のCO2と合成

・天然ガス改質（CCS利用）等による水素を利用

・水素をLNG火力発電所等からのCO2と合成バイオガス

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２.ガスのカーボンニュートラル化に向けた基本的な考え方

カーボンニュートラル化に向けた移行イメージ• 様々な手段・選択肢を複合的に用いて、現在の都市ガスの主原料である天然ガスの脱炭素化をイノベーションの実現に応じて進め、2050年ガスのカーボンニュートラル化を目指す。
• また海外削減貢献やCCUSに取り組むとともに、当面はカーボンニュートラルLNGについても積極的に活用するなど、多様なアプローチを行っていく。

※図中に記載の手段に加えて、CCUSや海外削減貢献、カーボンニュートラルLNG等にも積極的に取り組み、ガスのカーボンニュートラル化を目指す。

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２.ガスのカーボンニュートラル化に向けた基本的な考え方

2050年のガス供給の絵姿••

既存ガスインフラを活用できるカーボンニュートラルメタンや水素直接利用を適材適所に使い分け、再エネを含めたエネルギー全体の最適化を通じて2050年の脱炭素社会の実現に貢献。
また、分散型エネルギーシステムによるレジリエンス性の強化やエネルギーの地産地消等を通じた地方創生にも貢献していく。
① 沿岸部：海外輸入水素を起点として水素導管網を構築、国内で製造(メタネーション)、受入② 都市部：カーボンニュートラルメタンを既存のガス設備を利活用して、安価に脱炭素化③ 地域：カーボンニュートラルメタンと水素を使い分け、各導管網内で地産地消し、地域を活性化
②都市部

①沿岸部

③地域A

CH4
液化カーボン
ニュートラル
メタン輸送

既存ガスインフラ（導管網・消費機器等）の利用
カーボンニュートラル
メタン製造
CH4

カーボンニュートラル
メタン輸送

ガスコジェネH2
CO2フリー水素輸送

ガスコジェネ

ガスボイラ

燃料電池
CO2

ガス給湯器

ガス空調

CO2

受入基地・都市ガス製造所
ガスコンロ
燃料電池
受入基地・水素製造所

メタネーション

CO2

バイオガス

燃料電池自動車
天然ガス自動車

③地域B
H2

CO2
CO2

水素ボイラ

水素輸送

水素発電

水素発電

水素コジェネ

新設水素導管網

バイオガス

燃料電池

メタネーション

水素ステーション凡例

メタネーション

都市ガスライン水素ライン

13

水素コジェネ

水素ステーション

電力ライン
熱融通ライン

水素コジェネ
新設水素導管網

水素ステーション© 2021 The Japan Gas Association

目次
1. 都市ガス事業について
2. ガスのカーボンニュートラル化に向けた基本的な考え方
3. トランジション段階におけるガスの貢献
4. ガスのカーボンニュートラル化へのチャレンジ5. ガス事業の重要性

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３.トランジション段階におけるガスの貢献：①燃料転換

他化石燃料からの転換について• 製造業においては、産業用の高温度帯に重油や石炭が活用されており、電化も難しい領域。
• 化石燃料の中で最もCO2排出量が少ない天然ガスへの転換は、この温度帯の有効な対策である。
製造業の原燃料の総消費量（製造業における「最終消費（原材料除外）」「自家用発電」「自家用蒸気」の合計値）＜対象における天然ガス転換による削減効果＞○CO2排出削減量：500万t-CO2/年※ 計算式：(275＋358)×79％＝500万t-CO2/年＜対象における天然ガス転換による削減効果＞○CO2排出削減量：1,813万t-CO2/年※ 計算式：1,850×98％＝1,813万t-CO2/年

出典：総エネ統計2015 詳細表

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3.トランジション段階におけるガスの貢献：①燃料転換＜参考＞他化石燃料からの転換（事例）（約65万t-CO2削減）

出典：経済産業省 第2回 2050年に向けたガス事業の在り方研究会 東京ガス説明資料から抜粋（日本ガス協会 一部加筆）

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３.トランジション段階におけるガスの貢献：②分散型エネルギーシステム

分散型エネルギーシステムの面的利用による省エネ、省CO2
コージェネレーションを活用したスマートエネルギーネットワーク（エネルギーの面的利用による地産地消）により、熱・電気の面的利用による省エネ、省CO2を実現する。また、再エネ導入拡大と地域内調整力や災害時のエネルギー供給源（レジリエンス）といった最適なエネルギー利用を推進することができる。
■スマートエネルギーネットワークの概念図

エネルギーの地産地消（※）※情報通信技術。地域内外の情報の収集・分析を行い、建物や地域のエネルギー需給をマネジメントする。

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３.トランジション段階におけるガスの貢献：②分散型エネルギーシステム

分散型エネルギーシステム（スマートエネルギーネットワーク）の事例
先進事例の「みなとアクルス」では、ガスコージェネレーションや再生可能エネルギー、大型蓄電池（NAS電池）等を組み合わせ、CEMS（コミュニティ･エネルギー･マネジメント･システム）を構築。
一次エネルギーは▲40%削減、CO2排出量は▲60%削減となる見込み。
■事例 「みなとアクルス」 エネルギーフロー図

出典：みなとアクルス ホームページ

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３.トランジション段階におけるガスの貢献：③機器高効率化

燃料電池の高効率化• 発電効率の向上に取り組み、発売当初の約37%から現在では大型火力発電所を上回る55%を実現。さらに将来に向けた革新的な技術開発として、発電効率65%のSOFCの開発等を推進。発電効率を約80％に飛躍的に高める革新技術の理論設計にも成功している。
• 低コスト化に取り組み、発売当初の1/3以下の水準を実現。自立化に向け更なる低コスト化を推進。
■燃料電池の発電効率の変遷■PEFCとSOFCの特徴【理論設計】
超高効率
燃料電池

【開発中】
2020年度
SOFC
約80%
2009年度
現行型（固体酸化物形）
販売開始
SOFC
発電効率
PEFC
（固体酸化物形）
約65%(固体高分子形)
発電効率
発電効率
55%
約37%

ＰＥＦＣ
（固体高分子形）

排熱回収効率が高く、起動停止が比較的容易。
燃料電池自動車にも使われている。

ＳＯＦＣ（固体酸化物形）

発電効率が高く、熱需要の少ない需要家に設置可能。

■エネファーム（家庭用燃料電池）のエンドユーザー負担額の推移と水素・燃料電池戦略協議会における想定値

実験機

出典：東京ガス、大阪ガスホームページ ※発電効率はLHV基準

出典：第８回水素・燃料電池推進協議会資料からJGA作成

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3.トランジション段階におけるガスの貢献：④デジタル技術活用

デジタル技術を活用した需要の最適化（VPP）
EMS(エネルギーマネージメントシステム)による高効率なシステムの構築に加えて、エネファーム等の多数の分散型電源を集約したVPPにおける調整力の検証等、デジタル技術を用いた需要側設備に関する新たなエネルギーシステムの構築にも挑戦している。
■エネファーム群を集約したVPPへの活用(1) ■エネファーム群を集約したVPPへの活用(2)期間場所

期間 2020.6～2021.2(予定)2019年3月～2020年3月
愛知県豊田市内

多台数エネファーム遠隔操作による(1)電力系統安定化のための内容
調整力供出の技術検証(2)系統の需給状況に応じた出力制御の技術検証
家庭用燃料電池設備
エネファームtypeS 約1,500台

・ＶＰＰシステムからの指令に基づいたエネルギーマネジメン
トシステム（ＥＭＳ）によるエネファームの遠隔制御検証
内容
・ＶＰＰのエネルギーリソースとしてエネファーム群を集約し、調整力等の活用に向けた検証
設備

エネファーム8台、 コレモ1台
出典：東邦ガスHP

出典：大阪ガスHP

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目次
1. 都市ガス事業について
2. ガスのカーボンニュートラル化に向けた基本的な考え方
3. トランジション段階におけるガスの貢献
4. ガスのカーボンニュートラル化へのチャレンジ

5. ガス事業の重要性

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４.ガスのカーボンニュートラル化へのチャレンジ（１）主要要素 ①カーボンニュートラルメタン

ガスの脱炭素化技術「メタネーション」• 水素とCO2 から都市ガス原料の主成分であるメタンを合成することを「メタネーション」という。
メタネーションは水素利用の一形態でもあり、特にCO2フリー水素等を用いて生成する「カーボンニュートラルメタン」は既存のガスインフラを活用しつつ、「供給側の脱炭素化」に貢献できるため、社会コストを抑制しつつ脱炭素化や水素社会の実現の一翼を担うことができる。
• 現状使われているのは「サバティエ反応」であり、技術的には確立されている反応。大型プラントにおけるエンジニアリングが確立され、原料となる水素・CO2の価格が低下することでコスト競争力が見込める。
■サバティエ反応を使ったメタネーション
・CO2＋4H2 → CH4＋2H2O※1m3のCO2と4m3のH2を、触媒を使って反応させることで、1m3のCH4が生成される。
メタネーションは水素利用の一形態

出典：日立造船

ポール・サバティエ（フランス 1854～1941）

出典：水素・燃料電池戦略協議会資料

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４.ガスのカーボンニュートラル化へのチャレンジ（１）主要要素 ①カーボンニュートラルメタン〈参考〉国の水素戦略におけるカーボンニュートラルメタンの位置付け• 水素基本戦略では、水素社会の実現には、水素を大量、安価に調達するサプライチェーンの構築が必要であり、水素の輸送手段(キャリア)としては、下図の4種類のキャリアの活用可能性があると記載。
• カーボンニュートラルメタンは（CO2を用いた）水素利用の一形態である。
■水素キャリアの種類と供給フロー
製造
天然ガス
石油・石炭改質/ガス化

利用
輸送

輸送
（エネルギーキャリア）
液化水素

LH2

気化発電

H2

H2
再生可能
エネルギー

CO2固定

有機ハイドライド MCH（メチルシクロヘキサン）

脱水素

アンモニア石炭混焼

H2
電気・熱による水素製造

ガスタービン

アンモニア
NH3
直接利用

CO2と合成

燃料電池

メタン
CH4

導管供給

熱利用

出典：国立研究開発法人科学技術振興機構HPにJGA加筆

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４.ガスのカーボンニュートラル化へのチャレンジ（１）主要要素 ①カーボンニュートラルメタン

カーボンニュートラルメタンのサプライチェーン（海外調達ケース）
海外でメタネーションを実施し液化して調達する場合、LNG船や、受入基地・パイプラインなど既存のガスインフラ、各種ガスシステム含む消費側機器をそのまま利用することができ、国内での追加的な設備投資は不要となる。国内でメタネーションを実施する場合も同様である。

LNG

受入基地

（液化カーボンニュートラルメタン）

CH4パイプライン

需要家

サテライト基地…継続使用が可能である既存設備

カーボンニュートラルメタン海外調達サプライチェーン（イメージ図）

追加投資
・原則不要
ただし海外でメタネーションを実施するための設備投資要メリット、課題＜メリット＞
・LNGサプライチェーンの大部分を活用可能
・需要側設備の大幅な入れ替えは回避可能であり、シームレスにカーボンニュートラルメタンは導入可能。
※需要側設備例：LNG火力発電所、工業炉、ボイラ、コージェネ、燃料電池、給湯器、NGV・再エネ余剰電力の貯蔵が可能(季節間変動を中心とした)＜課題＞
・CO2の調達ソースの確保
・国際的なルールの整備

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４.ガスのカーボンニュートラル化へのチャレンジ（１）主要要素 ②水素直接利用

水素の利活用について• 将来の脱炭素化技術として期待されている水素については消費機器についてもエネファームや燃料電池自動車、発電設備など、徐々に開発や利活用が広がりつつある。
• 輸送・貯蔵・供給等の各インフラ設備については機器開発や実証も含め更なる開発・検討が必要。

水素コジェネ

出典：再生可能エネルギー・水素等関係閣僚会議（第１回）

25

出典：燃料電池自動車等の普及促進に係る自治体連携会議（第1回）にJGA加筆© 2021 The Japan Gas Association

４.ガスのカーボンニュートラル化へのチャレンジ（１）主要要素 ②水素直接利用

水素直接利用とカーボンニュートラルメタンの使い分け
ガスの主な脱炭素化の手段である水素は、既存のガスインフラの利用可否に応じて使い分ける。
(a)沿岸部：水素導管網を新設、水素を直接利用。カーボンニュートラルメタンを国内で製造、または海外から受け入れ(b)都市部：既存のガスインフラを利用してカーボンニュートラルメタンを活用(c)地域 ：各地域の状況に応じて、カーボンニュートラルメタンや水素直接利用を活用
②都市部

①沿岸部

③地域A

CH4
液化カーボン
ニュートラル
メタン輸送

既存ガスインフラ（導管網・消費機器等）の利用
カーボンニュートラル
メタン製造
CH4

カーボンニュートラル
メタン輸送

ガスコジェネH2
CO2フリー水素輸送

ガスコジェネ

ガスボイラ

燃料電池CO2

ガス給湯器

ガス空調

CO2

受入基地・都市ガス製造所
ガスコンロ
燃料電池
受入基地・水素製造所

メタネーション

CO2バイオガス

燃料電池自動車
天然ガス自動車

③地域B
H2

CO2
CO2

水素ボイラ

水素輸送

水素発電

水素発電

水素コジェネ

新設水素導管網

バイオガス

燃料電池

メタネーション

水素ステーション凡例

メタネーション

都市ガスライン水素ライン

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水素コジェネ

水素ステーション

電力ライン
熱融通ライン

水素コジェネ
新設水素導管網

水素ステーション© 2021 The Japan Gas Association

４.ガスのカーボンニュートラル化へのチャレンジ（１）主要要素 ③バイオガス

バイオガスについて• バイオガスについては、既に大手事業者を中心に、高度化法に基づき、行政や民間と連携したバイオガス活用に取り組んでいる。
• 今後もバイオガスの有効利用に取り組んで行く。
東邦ガス
知多ＬＮＧ共同基地

余剰バイオガスの活用（知多市南部浄化センター）
余剰バイオガスについて、東邦ガスは知多市と連携して都市ガスの原料として有効活用。
下水処理場にLNG製造基地が隣接している立地を活用して、新たに付臭、熱調設備を設けることなく、効率的な利活用が可能となっている。

知多市
南部浄化センター

東邦ガス知多ＬＮＧ共同基地と知多市南部浄化センターの立地【バイオガス受入フロー（イメージ）】

出典：一般財団法人新エネルギー財団 平成30年度新エネ大賞公表資料から引用

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４.ガスのカーボンニュートラル化へのチャレンジ（２）関連要素 ①海外貢献

ガス事業の海外展開
ガス事業のバリューチェーン全般にわたり、日本で培ってきたノウハウを活かした海外展開により、世界における温室効果ガス削減に貢献(1) LNG上流事業（天然ガス田開発・採掘、液化・出荷基地）①在来型天然ガス…ダーウィン、ゴーゴン、イクシス、プルート(豪)、サンガサンガ(インドネシア)、カルハット(オマーン)、モザンビーク等②シェールガス…フリーポート、バーネット、コーブポイント(米)等(2) LNG受入、パイプライン、ガス配給
ガス機器 エネファーム

発電 オーロラ①LNG受入基地…サグント(スペイン)、ノンファブ(フィリピン)②ガス配給事業…Galp(ポルトガル)、Erogasmet(イタリア)③パイプライン事業… EII(豪)上流 フリーポート、バーネットコーブポイント等(3) 発電事業①天然ガス火力…バヒオ､MTファルコン(メキシコ)等②風力発電…ハレット4(豪)、トレスメサス(メキシコ)③太陽光発電…オーロラ(カナダ)､カルプラルパン(メキシコ)、アクティナ(米)コージェネ OGPS、TGES
上流 カルハット
受入 サグント

上流 サンガサンガ

上流 モザンビーク
配給 Erogasmet、Galp
上流 ダーウィン、ゴーゴン、イクシス、プルート等

発電 ｱｸﾃｨﾅ(4)コージェネレーション等の導入（含むエネルギーサービス）①エネルギーサービス…OGPS(タイ)、TGES(マレーシア)等

発電 バヒオ、MTファルコン
トレスメサス、カルプラルパン(5)ガス機器メーカーの海外展開

パイプライン GⅡ①高効率ガス機器販売…家庭用燃料電池、GHP、ガス瞬間発電 ハレット4

給湯器等をガス機器メーカーが海外展開
出典：2020年度第1回 産業構造審議会 産業技術環境分科会
地球環境小委員会 資源・エネルギーワーキンググループ資料に加筆

28© 2021 The Japan Gas Association４.ガスのカーボンニュートラル化へのチャレンジ（２）関連要素 ①海外貢献

海外貢献による削減見込み量
海外での削減貢献
都市ガス
事業者の海外展開※1

削減見込量(2019年度）

削減見込量(2020年度）

約1,140万ｔ-CO2

約1,２00万ｔ-CO2

LNG上流事業（天然ガス田開発・採掘、液化・出荷基地）

370万ｔ-CO2

LNG受入、パイプライン、都市ガス配給

260万ｔ-CO2

発電事業（天然ガス火力、太陽光、風力）500万ｔ-CO2

コージェネレーション等の導入（エネルギーサービス含む）

10万ｔ-CO2

開 カ ガ ※2（ース
エネファーム及びGHPの海外展開
参の機
考海器
ガス瞬間式給湯器（エコジョーズ含）外メむ）の海外展開
展ー

約１,130万ｔ-CO2
5万ｔ-CO2

1,120万ｔ-CO2※1 都市ガス事業者の海外展開による削減見込量は、天然ガスを石油の代替エネルギーとみなし、天然ガス供給量や出資・権益比率等から推計した。
※2 ガス機器の削減見込量は、メーカー・業界団体の出荷実績から、代替される機器をベースラインとして推計した。
出典：2020年度第1回 産業構造審議会 産業技術環境分科会 地球環境小委員会 資源・エネルギーワーキンググループ

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４.ガスのカーボンニュートラル化へのチャレンジ（２）関連要素 ②CCS関連

CCS関連（CO2貯蔵技術）• 脱炭素技術としてCCS(Carbon Capture and Storage)が注目されている。ガス利用時のCO2を分離回収し、地中に貯留することで、ガスの脱炭素化やCO2フリー水素が製造できる。
• ガス業界もCCS関連技術であるCO2貯蔵技術にも取り組んでいる。

CCSの取り組み

CCSを安価に効率的に実現するため、CO2をマイクロバブル化（微細化）し、より多くのCO2を地中に貯留する技術を地球環境産業技術研究機構（RITE）と共同で研究(東京ガス)

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４.ガスのカーボンニュートラル化へのチャレンジ（３）将来技術 ①共電解SOEC共電解（新たなメタネーション）• 将来に向け、SOEC共電解等の革新的イノベーションにも取り組んでいる。
• SOEC共電解は、SOFCの逆反応により、水とCO2からメタンを生成する技術（水素の供給が不要）。
• サバティエ反応（水電解水素＋CO2によるメタン合成）よりも理論総合効率が高い。
• 原理検証開始段階であるが、技術課題解決のためにSOEC技術の研究開発を推進している。
メタン合成フロー◆共電解技術を使ったメタネーション
・CO2＋3H2O→（共に電解してCO＋3H2＋2O2）→ CH4＋H2O＋2O2《反応順序》①共電解
・CO2の電気分解でCOを作る
・H2Oの電気分解でH2を作る②メタン合成・COとH2を反応させて、CH4を作る。

共電解装置

再エネ電力

3H2O
CO2

CH4
H2O
2O2
電解 3H2 合成
CO
理論効率

約85%

この技術は将来技術であり、理論上高効率であるものの、解決すべき技術課題が多い。
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特徴■メタンへのエネルギー変換効率が高い
・水電解に必要な電気エネルギーが小さい
・反応熱を電解に有効利用が可能■原料として水素を必要としない・水素の貯蔵・輸送が不要

課題■基礎研究フェーズである・共電解を用いたメタン合成システム検討
・電極材料および電解質の開発・発生する熱を装置内で利用するための熱マネ
ジメント手法、装置設計■低コストなCO2の調達・回収、輸送、貯蔵コストの低減© 2021 The Japan Gas Association

目次
1. 都市ガス事業について
2. ガスのカーボンニュートラル化に向けた基本的な考え方
3. トランジション段階におけるガスの貢献
4. ガスのカーボンニュートラル化へのチャレンジ

5. ガス事業の重要性

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５. ガス事業の重要性 ①熱への利用

熱エネルギーの重要性とガスの利用• 日本の民生・産業部門において、熱は電力よりもエネルギー消費量が多く、約6割を占めている。
• ガスの場合、需要地で熱に変換するので途中のロスが無く、コージェネレーションシステム等の利用により従来システム(電気で熱を製造する場合)よりも非常に高い効率で熱を製造できる。
■民生、産業部門の用途別エネルギー消費量■エネルギー効率の比較
従来システム非エネルギー（原料）
9.5%

電力
動力他
28.5%

熱62.0%
民生、産業部門のエネルギー消費量
約9,700PJ

ガスコージェネレーションシステム

出典：2020年エネルギー白書を基にJGA作成

出典：日本ガス協会ホームページ

出典：日本ガス協会HP

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５. ガス事業の重要性 ①熱への利用

熱エネルギーの重要性とガスの利用
更に技術面や経済面等から、実質的に電化が極めて困難である温度領域が幅広く存在する。
つまりガスは熱分野を中心に、日本のものづくり産業を支える不可欠なエネルギーと言える。
･高温分野を中心に、電気での対応が 【エネルギー利用用途と温度レベル】
実質的に極めて困難な以下の点をガスで作れる熱の範囲ガス体エネルギーにより合理的に実現。
◆技術面
・火炎加熱／輻射加熱等の発生・高出力、大容量・瞬時性
・温度域の広さ

コージェネ排熱利用
・ガラス溶解炉 ・アルミ溶解炉 ・亜鉛溶解炉 ・蒸気ボイラ
・温水ボイラ
・工業空調
・焼成炉
・浸炭炉
・ベーキング炉 ・水切乾燥炉 ・浸管加熱装置 ・プロセス冷却・圧延炉 等
・焼入炉 等・焼付乾燥炉 ・遠赤外線・パルス燃焼等等
乾燥炉 等
加熱装置 等◆経済(コスト)面・その他・受変電設備の増強が不要
・契約電力の抑制
・コンパクト・省スペース

出典：水素・燃料電池戦略協議会資料に加筆

・IEA等国際機関等においても、高温熱等、ガス体エネルギーではないと極めて実現が難しい分野があると指摘。
⇒熱分野において、技術面、経済面等でガス体エネルギーは不可欠なエネルギー

出典：大阪ガスHP

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５. ガス事業の重要性 ②レジリエンス向上

ガスインフラのレジリエンス性• ガスの供給インフラである導管網は強靭性に優れており、半永久的に利用できるPE(ポリエチレン)管を始め、非常に高いレジリエンス性を兼ね備えている。
• 需要側インフラにおいても停電対応型の導入が進展する等、レジリエンス性を高めている。
○供給側インフラの強靱性（例）：導管網•「高圧導管」や、工場や大規模施設、病院等にガスを供給している「中圧導管」には、強度や柔軟性にすぐれた「溶接接合導管」を使用。
•ガス導管延長の約90％を占め、店舗や一般家庭にガスを供給する「低圧導管」は、地盤変動の影響を吸収し地震による損傷を最小限に抑えるポリエチレン管（ＰＥ管）を採用。PE管は半永久的に使用が可能。

ポリエチレン管の強度試験（例）

中圧導管の強度試験（例）

出典：(一社)日本ガス協会
東日本大震災発生後のガス供給状況(2011.9)○需要側インフラの強靱性（例）：コージェネレーションの停電対応機能■平常時：系統と連系して運転■災害等非常時：自立運転により重要負荷に給電

ガスコージェネ
レーション

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５. ガス事業の重要性 ②レジリエンス向上

ガスシステム利用による大規模エリアのレジリエンス向上
更にレジリエンス性の高い供給網と、ガスコージェネレーションシステム等の分散型電源を掛け合わせ、エネルギーを面的利用することなどにより、大規模なエリアでのレジリエンス向上も実現される。

出典：第3回 2050年に向けたガス事業の在り方研究会 東京ガス説明資料

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５. ガス事業の重要性 ③地方創生への貢献

地方ガス事業者による地方創生への貢献
地方ガス事業者の分散型ネルギーの推進に向けた貢献は、レジリエンスや低・脱炭素化、地域エネルギーの調和に留まらない。自治体、住民、企業など地域のステークホルダを繋ぐハブ機能を担い、地域内経済循環の実現による地方創生に貢献する。
地方ガス事業者の地方創生に向けた重要な役割• 地域のガス事業者はコンパクトシティや再開発等の街づくりの機会をとらえ、地域の自治体や企業と連携しながら分散化を推進するポテンシャルを有しており、地域内経済循環による地方創生に貢献する• 地域に根差したガス事業者が分散型社会の担い手となることで、熱・電気の面的利用や、地域のレジリエンスを兼ね備えたエネルギー供給の実現に寄与し、地方創生に貢献する＜地方創生のエコシステム形成＞
地方ガス事業者

地域企業

地域住民

地方自治体

地産地消型の分散型エネルギーシステムの構築
地域内経済循環レジリエンス

低・脱炭素

出典：再生可能エネルギー大量導入・次世代電力ネットワーク小委員会

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＜注記＞• 将来に向けては様々な選択肢が想定されるため、絵姿等は将来の姿の１つとして掲げるものです。
• 水素やCO₂等は政策等と連動し、経済的・物理的にアクセス可能であるという前提を置いています。
• 長期的には多くの不確実性が存在するため、本シナリオや絵姿等は適宜、見直しを行います。
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以上

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