化学研究グループのCO2分離回収技術
吸収液、分離膜、固体吸収材
特殊に官能基変換した様々なアミン化合物をCO2分離回収へ利用する技術開発をしています。液へ溶解して吸収液へ、支持体へ塗布して分離膜へ、担体へ担持して固体吸収材へ利用します。本発表では、「CO2吸収性能が高く、再生しやすい化学吸収液」、「CO2を選択的に分離する分子ゲート膜（MGM)」、「CO2吸着性能が高く、脱着しやすい固体吸収材」の技術開発・社会実装へ向けた取り組みを紹介します。
COURSE50プロジェクトPhaseⅠ（2008年～2017年）にて低温再生に有利な吸収液を開発。日鉄エンジニアリング（株）のESCAP®に採用され、国内2プラントで稼働中。

化学吸収液

設備規模

１号機
(2014～)
120 t/day

２号機(2018～)
143 t/day

排出源

製鉄熱風炉

石炭火力（※）

CO2用途

産業用CO2製造

飼料添加物製造

 2018年～COURSE50PhaseⅡ、2021年～グリーンイノベーション基金事業GREINS「製鉄プロセスにおける水素活用／高炉を用いた水素還元技術の開発」にて「CO2の分離・回収技術」に係る研究開発を受託し、さらなる革新的技術「混合溶媒系吸収液」を開発中。
＜吸収剤＞
アミン化合物

＜溶媒１＞
水

＜溶媒２＞
非水溶媒

アミン由来のイオン（CO2吸収に寄与）

謝辞 : 本内容は、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 ）の、委託業務「環境調和型プロセス技術の開発／水素還元等プロセス技術の開発（フェーズⅠ，フェーズⅡ））」（日本鉄鋼連盟 COURSE50プロジェクト ）、および委託事業「グリーンイノベーション基金事業／製鉄プロセスにおける水素活用／高炉を用いた水素還元技術の開発／外部水素や高炉排ガスに含まれるCO2を活用した低炭素化技術等の開発」の支援を受けて得た成果をもとに作成しています。

 3MPa耐圧を有する有機ゲル膜。３MPaにおいても高選択性（CO2/H2）を発現。
 分子ゲート膜をスパイラル型エレメントに加工し、水素製造装置向けの膜分離システムを検討中。

分子ゲート膜謝辞 : 本内容は、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 ）の、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」の支援を受けて得た成果をもとに作成しています。

HN

H2 NRNHNH2nHNnNH

RRecovery rate or Purity [%] 高い再生率を有しつつ、吸収量が多いアミンを開発。担体、アミン、吸収材の100m3規模での製造を完了。
 関西電力（株）舞鶴発電所（石炭火力）に設置のパイロット試験設備（川崎重工業担当） へ固体吸収材を供給。
 石炭火力発電所排ガスから40ton/dayでCO2を分離回収するパイロット試験を2023年下期以降に実施予定。
 ベンチ試験装置のデータを元に確立したシミュレーションを用いてパイロット試験でサイクル運転の最適化をはかる。

固体吸収材

謝辞 : 本内容は、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 ）の、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／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」の支援を受けて得た成果をもとに作成しています。

社会実装へ向けて産業界と連携して技術開発を進めています。
連携先 化学吸収液 日本製鉄株式会社
分子ゲート膜 住友化学株式会社
固体吸収材 川崎重工業株式会社

Direct Air Capture (DAC）－万博実証に向けたDAC技術開発の取り組み－
カーボンニュートラル、更にはカーボンネガティブの達成に向けてRITEでは、大気中のCO2を、直接回収するDirect Air Capture（DAC）技術の開発をNEDOムーンショット型研究開発事業の中で推進しています。
海外が先行するDAC技術の、国内での研究開発を加速するために、万博会場にてベンチスケール規模の大型DAC装置による実証試験を計画しています。RITEは、経済的に受容可能なDACの社会実装を達成することにより、我が国が目指している低炭素社会の構築に貢献します。

ＲＩＴＥのＤＡＣ技術開発、万博実証試験の概要および世界のＤＡＣ技術NEDOムーンショット型研究開発事業への取り組み：「ムーンショット型研究開発事業 」 で掲げられた目標 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」にて、金沢大学および三菱重工業株式会社（以下、三菱重工）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を推進しています。

DAC技術の社会実装のイメージ
2025年万博実証試験の概要：
低温（60℃）での再生（CO2回収）が可能なRITE開発アミンを用いる、CO2回収量最大500kg/日のベンチスケール実証
機を万博のカーボンリサイクルファクトリー会場に設置し、大気からのCO2回収の実証試験を行います。
RITE開発アミンを適用した固体吸収材料をベンチスケール規模で製造し、その性能を検証します。更に三菱重工が中心となり、①吸収ユニットのサイズ最大化、②吸収ユニット並列化・再生ユニット共有化、③ユーティリティー共有化の実証を行います（NEDOムーンショット事業）。
また、このカーボンリサイクルファクトリー会場では、回収したCO2の利活用に関する実証を行います。

世界のDAC技術と本格的社会実装への課題：
DAC技術開発は欧米が先行しており、材料開発、装置の改良と大型化を同時に進めています。本格的な社会実装に向けての課題は、回収エネル
ギーと回収コストの低減です。
海外のDAC企業の大規模化の動き**各企業HP,各種資料よりRITE作成

今後のRITEのDAC技術開発：
2025年度の万博実証試験後も引き続き実証試験を計画します。2027～
2029年でのパイロット規模実証試験へと進展させるべく、低い回収エネル
ギー、コストを実現できる固体吸収材料（アミン、担持構造体）およびプロセスの研究開発を推進します。

吸収ユニット

再生ユニット

提供：２０２５年日本国際博覧会協会

提供：２０２５年日本国際博覧会協会

2025年万博／未来社会ショーケース事業へのRITE協賛事業（DAC）の概要
本資料は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）からの委託事業の成果をもとに作成しています。
FY2020～「ムーンショット型研究開発事業/地球環境再生に向けた持続可能な資源循環を実現/大気中からの高効率CO2分離回収・炭素循環技術の開発」

CCU技術開発－CO2を原料とした高効率メタノール合成－
地球温暖化の原因と一つといわれているCO2の大幅削減は世界的に重要な課題です。そのため、排出されるCO2に対する対策であるCCUS（Carbon Capture, Utilization and Storage）が重要視されています。
CO2を有効利用する技術は様々ありますが、RITEではそのひとつとして“CO2を原料としたメタノール合成”に着目し、これまで蓄積してきた無機膜の技術を最大限に活用し、“膜”と“触媒”を組み合わせたメンブレンリアクターによる省エネルギーかつ高効率なCO2有効利用技術の実用化を目指します。

排ガスからのCO2分離・回収と有効利用（メタノール合成）
JFEスチール

JFEスチール＜ラボスケールでの検討@RITE＞
Si-rich LTA膜を用いたメタノール合成膜反応器

この膜の長尺化を検討

RITE● 膜反応器（Si-rich LTA）
● 膜反応器（市販LTA）◆ 触媒充填層型反応器

JFEスチール

Ref.; M. Seshimo et al., Membranes, 11 (2021) 505.

実用的脱水膜の開発【目標性能】
H2O透過率：＞1 x 10-6 mol m-2 s-1 Pa-1
分離性能（H2O/MeOH）：＞1,050
メタノール合成温度域である200℃にて、上記性能を有する長尺脱水膜を再現よく合成できる方法を確立する。
メタノール合成用メンブレンリアクター実用化のために、①脱水膜のさらなる高性能化、②長尺脱水膜の均一合成方法の確立を検討

長尺脱水膜の開発

透過分離性能の均一性
1.0 m長の脱水膜を100 mmに切断し、長さ方向に対する性能分布を評価

ラボスケールの脱水膜と同等程度の実用的脱水膜の合成に成功

目標値の２倍の透過性能

メタノール合成
反応温度域

メタノール合成温度域で十分な分離性能を発揮＜100 mm長
300~500 mm長
1,000 mm長（改良前）
1,000 mm長（改良後）※この資料は、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）のプロジェクトの成果を基に作成しています。
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排出削減・有効利用実用化技術／化学品へのCO2利用技術開発／CO2を用いたメタノール合成における最適システム開発」（JPNP16002）

産業化戦略協議会－会員企業と共にCO2分離回収・有効利用技術の更なる活性化を図る－
多様な産業界のニーズに応えるため、化学研究グループを主体とし、これまでの無機膜の産業化に関する活動を継続しつつ、CO2分離回収・有効利用技術の産業化に拡大した活動を行っています。
新規会員企業を募集しております。
主な活動内容【共通活動】【産業化戦略協議会の位置づけ】① 研究会の実施
2023年度から、新たに２つの研究会を実施しています。
テーマ

概 要

CO2分離回収

CO2分離回収に関する情報収集
収集した情報に基づくロードマップに関する議論およびロードマップ作成

膜反応器

膜反応器に関する情報収集
収集した情報に基づくロードマップに関する議論およびロードマップ作成② 会員限定無料セミナーの実施（年３回）③ 会員向けホットトピックス、ニーズシーズ情報の発信④ 革新的CO2分離回収・有効利用シンポジウムの開催【これまでの活動実績】【個別活動】① 共同研究、国費事業の立案・予算申請および獲得② 研究部門への研究員派遣の受け入れ③ 技術相談の“優先”受付④ 会員企業のニーズとシーズのマッチングを仲介
会員限定セミナー

公開シンポジウム

研修会（講義、試作・評価等の実験）

海外調査活動（南京工業大学）

企業会員を募集しています【企業会員】
２２社 （２０２３年８月２１日現在）
【年会費】
３０万円
【入会方法】
お問合せ先まで、ご連絡ください。
入会方法について、ご説明させていただきます。
お問合せ先（公財）地球環境産業技術研究機構 化学研究グループ 松好、菰野
ＴＥＬ： （0774）95-5086 e-mail: kagaku@rite.or.jp

実ガス試験センター構想－CO2分離素材開発のための標準評価法の確立、センター整備－
ＣＯ₂分離回収市場において産業競争力を強化しシェアを拡大するためには、分離素材の中立かつ公平な評価を可能にする標準評価法と設備が必要と考えます。そのためにＲＩＴＥに低圧・低濃度排ガス（大気圧、ＣＯ₂濃度１０%以下）を対象とした実ガス試験センターを新設し、実際の燃焼排ガスを用いた３種類（化学吸収法、吸着法、膜分離法）のＣＯ₂分離回収試験設備を整備します。

ねらい
新素材開発者•他の分離素材に対してどこをアピールすべき？
•どこで強みを発揮できる？
•そのためにはどんなデータが必要？
仲介•契約前の情報開示は避けたい…

評価スケール
プロセス全体のエネルギー収支
素材のエネルギー特性

プロセスシミュレーションによる一次評価（tCO2/day）•どんな条件で試験したか詳細不明… エンジ会社•売込に来られてもどこまで信用できる？
•秘匿情報が多すぎて判断できない•初期は良くても劣化してしまうのでは？

課題・長所などのフィードバック

10

エンジニアリング
会社側のニーズ

1.基礎的な共通試験

0.1
0.01

素材・要素技術開発

基礎特性用の純ガス（ボンベのCO2＋N2）

標準ガス（ガスボンベを用いた成分調整）
実ガス（都市ガスを燃料とするパッケージボイ
ラから排出されるガス（成分調整を含む））

GI基金：CO2分離素材の標準評価共通基盤
Stage 02.耐久性・劣化試験•標準評価法に基づく基礎特性•加速劣化試験による時間短縮•プロセスシミュレーションでシステム評価•IPを保護しつつ、必要なデータの開示

1

研究事業イメージ

使用ガス種
サイトごとの実ガス（分離回収適用システムの排ガス等）

素材
・
要
素技術
開発

Stage 1標準ガスによるスクリーニング
ラボレベル～10 kg-CO2/day

Stage 2
実ガス評価試験と耐久性評価～100 kg-CO2/day

標準ガスを用いた標準評価法の設計・構築，標準評価法のデータを活用した簡易シミュレーション技術開発

実ガスを用いた標準評価法の策定（実ガス試験センターの設置・運営）

Stage3
実証試験～数百
t-CO2/dayStage４商用化
数千
t-CO2/day

パイロット
実証

実規模

データベース構築、標準評価法の普及
加速劣化試験法の開発

プロセスシミュレーション, 妥当性検討

幹事：産業技術総合研究所

プロジェクト推進協議会 ：下記実施者および有志の企業・大学等

再委託：早稲田大学、京都大学、広島大学✓ 整備された共通設備による素材開発側の研究障壁の低下

連携・協力✓ プロセス開発側での多数の革新素材候補に対するスクリーニング負担の軽減

GI基金 CO2分離回収等技術開発 ①、②実施者①天然ガス火力発電排ガスからの大規模 CO2分離回収技術開発・実証②工場排ガス等からの中小規模 CO2分離回収技術開発・実証

実ガス試験センター全体構想
パッケージ
ボイラー

実ガス試験センターイメージ図（案）

燃焼排ガス（CO2濃度：8％）

RITE本部 J＆S棟昇圧機
ユーティリティ（電気、水、等）

空気、不純物、等

ガス組成制御ユニット

1系統最大60 Nm3/h
導入予定のパッケージボイラ―

吸収法

項目仕様

燃料
燃料消費量
相当蒸気量
最大排ガス量
使用電源取扱者資格

都市ガス13A
20.3 Nm3/h
350 kg/h
1 t/d（CO2量で）AC200V3相
不要吸収塔

ガスクーラー

ユーティリティ（蒸気）

吸着法

試験ガス
（CO2濃度：4％）

装置例（吸収法）

評価棟（分離装置）

屋外ﾕｰﾃｨﾘﾃｨ置き場（パッケージボイラ―など）

再生塔

塔高：4m
塔径：0.1mf
ﾀﾝｸ

DAC実験棟

膜分離

リボイラー
排ガス清浄装置✓ RITE本部地区（京都府木津川市）に実ガス試験センターを設置（評価棟を新設）✓ 設備仕様は、プロジェクト推進協議会と協議して決める

標準評価法
中立かつ公平な評価を実現する

国際情報の収集と発信
ｶﾅﾀﾞ
Shand CCTF
石炭燃焼排ガスﾉﾙｳｪｰ TCM
天然ｶﾞｽ火力･石油精製

ITCN 目的：✓ 吸収法、吸着法、膜分離法を対象

英国
UKCCSRC PACT
各種燃焼排ガス✓ 各手法に対し、標準評価材および標準測定条件を規定評価装置の正しさを確認、実ガスと標準ガスとで揃え比較可能とする

米国
NCCC
石炭燃焼排ガス✓ 評価、特性データ取得時において、押さえておくべき試験条件を明確化✓ 評価バウンダリも明確化✓ CO2分離回収技術の商業化を加速さ中国
Haifeng CCC
石炭燃焼排ガス
豪州
PCC@CSIRO
石炭燃焼排ガスせる知識・情報の共有✓ 特に、CO2回収技術を組込んだ発電やプロセスのコスト削減を可能にする次世代技術の情報共有

International Test Center Network (ITCN)
CO2分離回収技術の研究開発を推進する世界各地の施設のグローバル連合（2012年設立）⚫ プロジェクト推進協議会で議論する。
⚫ JIS等を参考に進める。
⚫ 国際的な情報や取組（ISOなど）も踏まえたものとする。
※ ISO/TC265：CCSにおける設計、建設、運用、環境計画とマネジメント、リスクマネジメント、定量化、モニタリングと検証、及び関連活動の標準化活動。
RITEが国内審議団体を務めています。

✓ 2022年は、GHGT-16に合せて開催✓ 米国,欧州,豪州および日本のメンバーが参加✓ RITEから本事業についてプレゼンを実施✓ RITEは継続参加中（2023年は9/27参加予定）
年次総会＠仏リヨン（2022.10）※この資料は、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）のプロジェクトの成果を基に作成しています。
NEDO委託事業「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／低圧・低濃度 CO2 分離回収の低コスト化技術開発・実証／CO2 分離素材の 標準評価共通基盤の確立」