令和4年度
地球温暖化・資源循環対策等に資する
調査委託費(2050 年カーボンニュートラル実現に資する革新的技術の研究開発・社会実装に係る構造転換効果と国際競争力等に関する調査分析)
最終報告書
令和5(2023)年3月31日

「2050 年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」においては、今後の産業としての成長が期待され、CO2 排出削減の観点からも、2050 年カーボンニュートラルを目指す上での取組が不可欠な分野において、「実行計画」を策定しており、成長に至る時間軸が異なる14 分野を取り上げている。
その上で、分野ごとに策定した。「実行計画」に基づき、年限を明確化した目標、研究開発・実証、
規制改革・標準化などの制度整備、国際連携などについて、関係省庁が一体となって取り組んでいくこととしている。
このうち、カーボンニュートラル実現に必要となるエネルギー・産業部門の構造転換や大胆な投資によるイノベーションの大幅な加速に当たっては、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構に造成した２兆円の「グリーンイノベーション基金」により、具体的な目標とその達成に向けた取組へのコミットメントを示す企業等に対して、10 年間、研究開発・実証から社会実装まで支援することにしている。現在、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の下に設置された分野
別WGにおいて、実施を想定しているプロジェクトごとに、その内容や目標等について議論を進めているが、外部有識者からは、分野やプロジェクトを横断する視点や、サプライチェーンの上流から下流に至るまでの相互連関や分野ごとの設備・製品等のライフサイクルに立脚した、俯瞰的な視点に基づく検討の必要性が指摘されている。

左記を踏まえ、本事業では、その政策立案にあたり必要な以下項目を実施した1• カーボンニュートラルに資する
技術開発要素のロングリスト整理2• 技術開発要素の初期評価・
今後の検証ポイント棚卸

この点を踏まえ、本調査では、グリーン成長戦略で実行計画を策定した14 分野における革新的技術の研究開発・社会実装について、部会及びWG での議論や、基金で実施を想定している各プロ
ジェクトの内容を念頭に置きつつ、分野間・プロジェクト間でのサプライチェーン等の相互連関、分野ごとの日本の国際競争力の動向等について情報収集・分析を行い、取組が必要となる新たな支援対象を探索することで、カーボンニュートラルに向けた取組の一体的な推進と、それによるシナジー効果の創出に繋げることを目的とする。
Source:経済産業省「地球温暖化・資源循環対策等に資する調査委託費(2050 年カーボンニュートラル実現に資する革新的技術の研究開発・社会実装に係る構造転換効果と国際競争力等に関する調査分析)」の仕様書 資料番号 2)

1

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背景及び事業目的

本プロジェクトの全体像

A

技術開発要素ロングリスト整理
分野横断的な取組み及び連携

調査・分析• エネルギーチェーンの連結• マテリアルチェーンの連結• CO2チェーンの連結
仕様書
業務(1)

B

GI基金
への示唆

2
A

対象候補の評価
客観的指標を用いた評価• 国情との適合性• インパクト• 技術力• 社会実装実現性• 外的リスク
仕様書
業務(2)

B

GI基金案件候補のロングリスト

GI基金支援対象拡充の視点• 対象産業・分野• 研究開発ニーズ• 想定するソリューション

• 新規追加、加速、縮小• 今後の検証ポイント

2

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1

2 対象候補の評価

3
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1 技術開発候補の拡充

1
A

1

対象候補の拡充

対象候補の拡充
分野横断的な取組み及び連携• エネルギーチェーンの連結• マテリアルチェーンの連結• CO2チェーンの連結

業務(1)

B

GI基金案件候補のロングリスト• 対象産業・分野• 研究開発ニーズ• 想定するソリューション

論点

調査分析の結果

分野やプロジェクトを横断する視点で、新たな取組みが必要となる支援対象候補はどこか？

再エネ、水素・アンモニア、CCUSを中心にサプライチェーンを繋ぐうえで必要な技術に拡張余地• 我が国の脱炭素経路シナリオを踏まえた、対象領域は• グローバルのグリーンテック技術
開発動向は

既存の支援対象を含めた、基金の支援対象候補の全体像は？

• 再エネの系統安定化技術• 水素製造～キャリア転換への接合• CO2フリー水素トラッキング、など

欧米が取り組んでいる主要技術をGI基金はカバー済
新規PJ検討のみならず、既存PJの見極め（加速、縮小）も今後重要

4

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本章の概要:

1 - AC 分野横断的な取組み及び連携

再エネ、水素・アンモニア、CCUSを中心に- A

分野横断的な取り組み
及び連携

サプライチェーンを繋ぐ上で必要な技術に
拡張余地•再エネの系統安定化技術•水素製造～キャリア転換への接合•CO2フリー水素トラッキング、など

5

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1我が国の脱炭素経路シナリオを踏まえた支援の必要性と海外の動向との両面から検証
足元の資金配分の検討の枠組み

分野やプロジェクトを横断する視点で、新たな取組みが必要となる支援対
象候補はどこか？

検討の枠組み検討対象a

主要なサプライ
我が国の脱炭素経路 チェーンシナリオを踏まえた、
対象領域b

グローバルのグリーンテック技術開発動向

グリーン成長戦略の
全領域

検討の視点
• サプライチェーンを繋ぐ上で、必要となる技術に抜け漏れはないか• IEAがカーボンニュートラル
に必要な技術開発をどのように定義しているか• 欧米はどのよう技術要素の研究開発を行っているか6

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論点

1 - AC 分野横断的な取組み及び連携

脱炭素経路シナリオ
グローバルのR&D動向

2050年脱炭素の実現にはエネルギー、マテリアル、CO2チェーン全体の連携が必要
産業俯瞰図

リサイクル

エネルギー生成

製造
蓄電池・
エネマネ

化学品 (プラスチック 等)

水素 (混焼/専焼)

水素

CO2チェーン

水素
CR燃料
非鉄金属
コンクリートCO2利用・
貯留

蓄電池
陸上輸送

アンモニア

最終財

自動車

自動車
船舶

船舶

航空機

航空機

住宅・建築物

合成燃料/e-fuel

民生 (業務)食料SAF

民生 (家庭)

農林水産

合成メタン
グリーンLPG
CO2輸送

CCS
Source: BCG分析

NETs(DAC等CO2回収)

大気由来CO2

NETs(ブルーカーボン等)
7

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アンモニア (混焼/専焼)

化石
燃料
+改質

マテリアルチェーン

電力
アンモニア
金属
化学品
蓄電池
CO2排出

窯業 (コンクリート 等)

海外/国内

海上
輸送
(海外の
場合)

凡
例

非鉄金属 (アルミ、ニッケル 等)

再エネ (風力・太陽光 等)

再エネ+
水電解

エネルギーチェーン

中間財
鉄鋼

化石燃料
原子力

使用・サービス

1 - AC 分野横断的な取組み及び連携

脱炭素経路シナリオ
グローバルのR&D動向

他方で、現行PJは個別の技術要素の確立に主眼が置かれている
深掘りするサプライチェーンにおける現行プロジェクトのターゲット

現行の個別プロジェクトのターゲット

再エネ

洋上風力や太陽光に注力するとともに、幅広い産業の電化促進に投資• 洋上風力: 洋上風力の導入拡大に際し、国内部品メーカーの技術力を活かす• 太陽光: 各国ともに、ペロブスカイト太陽電池に官民で取り組む。日本も、現在もトップ集団に位置する

水素

サプライチェーン全体に投資をすることで、供給力確保と需要喚起を両立• 製造・輸送: コスト削減とエネルギー安全保障の観点から、水電解装置及び水素キャリアに投資• 利用: 水素発電、モビリティ(船舶、航空機)、製鉄と主要な産業に投資

アンモニア
CCUS
リサイクル

製造(アンモニア合成)及び主要な利用産業(電力、船舶)に注力• 製造: 我が国が強みを有する触媒技術を活用した開発に投資• 利用: アンモニア発電は我が国独自技術、アンモニア船は遠距離・大型船のCN化に寄与技術が未確立な分離回収や魅力的な市場、競争力が見込めるCO2利用に投資• 分離回収: 10%以下低圧・低濃度排ガスの分離回収技術は未確立• 利用: CO2を利用したプラスチックやコンクリート等は海外での需要も期待される
GI基金対象となっているが、具体PJは検討段階• PJ⑪廃棄物・資源循環分野におけるカーボンニュートラル実現

Source: グリーンイノベーションプロジェクト部会 ワーキング資料、BCG分析

8

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主要なカタマリ1 - AC 分野横断的な取組み及び連携

脱炭素経路シナリオ
グローバルのR&D動向

全体最適技術や、系統安定化に関する技術開発余地あり
分野間連携技術の特定: 再エネサプライチェーン
サプライ
チェーン

発電 (再エネ)

送配電

利用(電化促進)発電需給の統合予測モデル
自動車
洋上風力
(着床式)

洋上風力
(浮体式)

太陽光

非化石
電源

送配電網

鉄鋼

非化石
電源

蓄電池

…
船舶/航空機農林漁業

VEMS、水素EMSの地産地消系モデル
追加連携
余地・
課題

需要家サイトで発電しV2Gを含めたVPPシステム

GI基金PJ①洋上風力①洋上風力発電の低コスト化
発電の低コスト化
(着床式)
(浮体式)

グリーン
水素製造

蓄電した電気のトラッキング
技術 (余剰再エネ or 系統
購入電力)

②次世代型
太陽電池の
開発

Source: 洋上風力の産業競争力強化に向けた技術開発ロードマップ; BCG分析

P2P電力取引

洋上風力大量導入のための系統安定化技術の高度化(CESでも必要性に言及)(なし)

電力の発電側と需要側を直接紐づけて行うブロック
チェーンを活用した電力取引の仕組み構築洋上風力発電所の出力変動を予測し、再エネ発電量の最大化を目指した
電力系統のバランス維持⑭自動車、⑤製鉄 、⑯航空機、⑰船舶、⑱農林漁業 等
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系統安定化技術

1 - AC 分野横断的な取組み及び連携

脱炭素経路シナリオ
グローバルのR&D動向

水素製造～キャリア転換への接合、配送の最適化や、CNコンビナートのような大規模実証での連携余地あり
分野間連携技術の特定: 水素サプライチェーン
サプライ
チェーン

製造

非
化
石
電
源

液化/MCH化・輸送
転換

輸送

水素発電
(混焼/専焼)再転換

CNコンビナート

H2

製鉄

航空機燃料
船舶燃料
自動車

アンモニアSC

需給最適化

国内配送最適化
合成燃料(今後具体化予定)④水電解による
水素製造

CO2フリー水素のの需給マッチング、
最適配送ルート計画策定③大規模 ⑥燃料ｱﾝﾓﾆｱSC構築
水素⑧CO2等を用いたSCの構築 燃料製造技術開発

Source: グリーンイノベーションプロジェクト部会 ワーキング資料; BCG分析

水素/アンモニア供給から利用までを一元的に実証することで社会実装に向けた技術面・規制面等の課題を
抽出
③大規模
水素
SCの構築

⑤製鉄
プロセス
における
水素活用

⑯次世代
航空機
開発

グリーン/ブルー水素価値を、需給で紐づけるための技術(ブロックチェーン等を活用)

⑰次世代
船舶開発

⑭スマート
モビリティ
社会の構築
10

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GI基金PJ

利用
CO2フリー水素のトラッキング

再エネ等を利用した水電解
(海外 等)

追加連携
余地・
課題

転換・輸送

1 - AC 分野横断的な取組み及び連携

脱炭素経路シナリオ
グローバルのR&D動向

CO2フリーアンモニアのトラッキングや、アンモニアのクラッキング、水素高純度化が想定される分野間連携技術の特定: アンモニアサプライチェーン
サプライ
チェーン

生成

輸送

アンモニアとしての利用

水素としての利用

CO2フリーアンモニアのトラッキング

H2

水素からの
アンモニア
製造
(海外 等)

アンモニア合成・輸送
H2

合成

輸送

ｱﾝﾓﾆｱ発電

貯蔵NH3(石炭混焼/
専焼)

分解
船舶燃料

H2

製鉄

肥料 等

クラッキングの
低コスト化

水素
高純度化

…

追加連携
余地・
課題

グリーン/ブルーアンモニア価値を、需給で紐づけるための技術 (ブロックチェーン等を活用)

GI基金PJ

⑥燃料
アンモニア
SC構築
(新触媒)

Source: グリーンイノベーションプロジェクト部会 ワーキング資料; BCG分析

アンモニアクラッキングの大規模化・低コスト化に向けた触媒等の開発

輸送・貯蔵に関してはなし

⑥燃料ｱﾝﾓﾆｱ
SC構築(混焼/専焼
発電)

⑰次世代
船舶の開発

FCV利用も見据えた高純度の水素製造のためのアンモニアクラッキング技術

(なし)

(なし)

前頁参照
(⑤製鉄等)
11

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自動車

1 - AC 分野横断的な取組み及び連携

脱炭素経路シナリオ
グローバルのR&D動向

CO2輸送最適化や船舶輸送技術が想定される分野間連携技術の特定: CCUSサプライチェーン・リサイクルチェーン

分離・回収

輸送

分離・回収
設備

トラック

バイオ
発酵

リサイクル技術

リサイクル
(熱分解)

バイオ
発酵

燃料

⑩CO2の分離回収等技術開発

リサイクル

CO2輸送
最適化

CO2サイクル全体を捉えた全体最適化が必要 (3章にて詳述)

CCS

コンクリート・セメント

新たなケミカルプロセス技術

GI基金PJ

船舶輸送

プラスチック

パイプライン

追加連携
余地・
課題

海外貯留

CO2利用

船舶輸送
技術

CO2の需給マッチング、最適配送
ルート計画策定(なし)

Source: グリーンイノベーションプロジェクト部会 ワーキング資料; BCG分析⑧CO2等を用いた
燃料製造
技術開発

Pyrolysis (熱分解)
Depolymerization (解重合)の効率化⑦CO2等を用いた
プラスチック原料製造技術開発⑨CO2を用いたコンクリート等製造技術開発CO2の海上船舶輸送の低コスト化
技術

(なし)
12

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サプライ
チェーン

1 - AC 分野横断的な取組み及び連携

脱炭素経路シナリオ
グローバルのR&D動向

機関
IEA

プログラム/ドキュメント

スクリーニング方法

予算額

ロングリストへの反映

ETP Clean Energy
Technology Guide

掲載中の技術要素444項目に
関して分類

―

14分野かつ、TRLの高くない技術を反映（TRL6以下）

Horizon Europe

気候、エネルギー、モビリティに関する €3.3 B
2021-2022の公募案件を抽出

Energy Efficiency &Renewable Energy

2011-2022のCN系の公募案件$21 B(FOA)に関して、技術(Technology)
関連プログラムを抽出

Funding Opportunity

2010-2022のCN系の公募案件(FOA)から抽出

EU commission

米国DoE(Department of Energy)

ARPA-E(Advanced Research
Projects Agency–Energy)

Source: IEA; European Commission; U.S. Department of Energy

ロングリスト上に、海外政府のR&D有無として反映$4.3 M

13

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IEAのETP Clean Energy Technology Guideで主要な技術の抜け漏れを確認した上で、
欧米R&D対応状況もロングリストに反映

- B

カーボンニュートラルに資する技術要素リスト

新規PJ検討のみならず、既存PJの見極め(加速、縮小) も今後重要

14

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1

欧米が取り組んでいる主要技術をGI基金はカバー済

1 - C
B カーボンニュートラルに資する技術要素リスト
現在のGI基金対象外(参考) カーボンニュートラルに資する技術要素の一覧 (1/12)

グリーン成長戦略対象外

洋上風力・太陽光・地熱産業 (次世代再エネ)
中分類
着床式浮体式共通
浮体式
着床式浮体式共通
太陽光発電技術
系統制御技術

太陽熱
地熱

発電技術
発電技術

潮力

発電技術

海洋

発電技術

宇宙太陽光発電

発電技術
送電技術(2022/9/2現在)

小分類
風車性能 (自然条件対応、低風速、補器類)
基礎製造 (浮体、係留索、アンカー 等)
基礎設置 (輸送、施工 等)
洋上風力関連電気システム
洋上風力運転保守高度化
ペロブスカイト
有機薄膜
リアルタイム慣性推定
慣性機能付きPCS
疑似PCS
M-Gセット
集光型太陽熱発電
強化地熱システム (超臨界地熱発電 等)
バイナリーサイクル (カリーナサイクル発電)
潮流発電
潮汐発電
波力発電
海洋温度差発電
塩分濃度差エネルギー発電
宇宙空間太陽光パネル発電技術
地上へのマイクロ波送電技術

海外類似基金取り組み状況
Horizon EU DoE
ARPA-ETRL
METI資料1 IEA
4-5
5-6
4-6
4-5
4-6
4

3-5
8

〇
〇

〇
〇

〇
〇

〇
〇
〇

〇

5
4
6

4-5
6
5
8-9
4
4
3

※あくまでもBCGの調査に基づくものであり、網羅性はない。また、現在基金の対象ではない技術要素が今後対象となることを意味するものではない。
1: GI基金研究開発・社会実装計画書
Source: 経済産業省『2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略』 (2021.3) ; ETP Clean Energy Technology Guide; Horizon Europo HP; DoE HP; ARPA-E HP;
公開記事; BCG分析

〇
〇
〇
〇
〇

〇
〇
〇
〇
〇
〇

〇

〇

〇

15

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技術開発要素大分類
洋上風力

1 - C
B カーボンニュートラルに資する技術要素リスト
現在のGI基金対象外(参考) カーボンニュートラルに資する技術要素の一覧 (2/12)

グリーン成長戦略対象外

水素・燃料アンモニア産業
水素 (製造・輸送・利用)(2022/9/2現在)

中分類

小分類

水素製造

AECによる水素製造
PEMによる水素製造

水素キャリア

液化水素

水素利用

燃料アンモニア (供給・利用) アンモニア製造

アンモニア利用

光触媒による水素製造
SOECによる水素製造
海水電解
水素キャリアの製造 (MCH)
水素キャリアのクラッキング (MCH)
アンモニアクラッキング
水素の高純度化
大規模水素液化技術
液化水素運搬船
液化水素貯蔵
大規模水素ステーション
大型水素混焼・専焼タービン
燃料電池
グリーンアンモニア製造
ブルーアンモニア製造
アンモニアの直接電解合成
石炭火力へのアンモニア混焼・専焼
大型アンモニア混焼・専焼タービン
アンモニア燃料電池

海外類似基金取り組み状況
Horizon EU DoE
ARPA-ETRL
METI資料1 IEA
5
5

9
9

〇
〇

7
3

〇

4
4
4-6

4

4
3
6
4

5-7
11
9
9
7-9
8
8

〇
〇
〇

〇

〇

5
3-4
4-5

※あくまでもBCGの調査に基づくものであり、網羅性はない。また、現在基金の対象ではない技術要素が今後対象となることを意味するものではない。
1: GI基金研究開発・社会実装計画書
Source: 経済産業省『2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略』 (2021.3) ; ETP Clean Energy Technology Guide; Horizon Europo HP; DoE HP; ARPA-E HP;
公開記事; BCG分析

16

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技術開発要素大分類

1 - C
B カーボンニュートラルに資する技術要素リスト
現在のGI基金対象外(参考) カーボンニュートラルに資する技術要素の一覧 (3/12)

グリーン成長戦略対象外

次世代熱エネルギー産業
技術開発要素大分類
メタネーション-需要

自然熱利用

中分類
工業炉におけるアンモニア直接燃焼
自然熱利用(2022/9/2現在)

小分類

海外類似基金取り組み状況
Horizon EU DoE
ARPA-ETRL
METI資料1 IEA

太陽熱、雪氷熱利用技術
ヒートポンプを用いた地中熱、水源 (河川、下水) 熱利用技術

9

熱電変換素子スターリングエンジン
データセンターとHPを組み合わせた地域冷房

原子力産業
高速炉
小型炉
高温ガス炉

核融合

中分類
高速炉のイノベーション
SMR (小型モジュラー原子炉) の量産技術
高温ガス炉の技術開発
高温ガス炉の高温熱を活用したカーボ
ンフリー水素の製造技術
プラズマ制御技術
核融合炉の高温熱を活用したカーボン
フリー水素の製造技術
レーザー核融合技術

小分類

TRL
METI資料1 IEA

海外類似基金取り組み状況
Horizon EU DoE
ARPA-E
〇

6-9
7-8

1-3

※あくまでもBCGの調査に基づくものであり、網羅性はない。また、現在基金の対象ではない技術要素が今後対象となることを意味するものではない。
1: GI基金研究開発・社会実装計画書
Source: 経済産業省『2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略』 (2021.3) ; ETP Clean Energy Technology Guide; Horizon Europo HP; DoE HP; ARPA-E HP;
公開記事; BCG分析

17

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技術開発要素大分類(2022/9/2現在)

1 - C
B カーボンニュートラルに資する技術要素リスト
現在のGI基金対象外(参考) カーボンニュートラルに資する技術要素の一覧 (4/12)

グリーン成長戦略対象外

自動車・蓄電池産業(2022/9/2現在)

中分類

小分類

電動化・蓄電池

性能向上

全固体リチウムイオン電池・革新型電池
蓄電池材料
リチウムイオン電池

タイヤ製造(廃ゴム活用等はカーボン
リサイクルの項で言及)

リサイクル
低燃費タイヤ技術
持続可能材料 (天然ゴム 等) による製造技術
内燃機関技術の転用

海外類似基金取り組み状況
Horizon EU DoE
ARPA-ETRL
METI資料1 IEA
4-5
4
4

9
8
5

※あくまでもBCGの調査に基づくものであり、網羅性はない。また、現在基金の対象ではない技術要素が今後対象となることを意味するものではない。
1: GI基金研究開発・社会実装計画書
Source: 経済産業省『2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略』 (2021.3) ; ETP Clean Energy Technology Guide; Horizon Europo HP; DoE HP; ARPA-E HP;
公開記事; BCG分析

〇
〇

〇
〇

18

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技術開発要素大分類

1 - C
B カーボンニュートラルに資する技術要素リスト
現在のGI基金対象外(参考) カーボンニュートラルに資する技術要素の一覧 (5/12)

グリーン成長戦略対象外

半導体・蓄電池産業(2022/9/2現在)

中分類

小分類

グリーンbyデジタル

DX関連
情報通信インフラ

グリーンofデジタル

次世代半導体
電気機器省エネ

次世代クラウドソフトウェア、プラットフォームの開発
ポスト5G情報通信システム・高度化された5Gの実用化
省エネ効果の高い光エレクトロニクスの高度化
エッジコンピューティング技術によるデータ処理の省エネ化
低軌道衛星による地上観測
超高効率次世代パワー半導体
超高効率次世代省エネ機器・次世代パワーエレクトロニクス技術
次世代モジュール技術 (高放熱材料 等)
次世代受動素子・実装材料 (コイル 等)
データセンターの省エネ化/次世代コンピューティング

コンピューティング省エネ

その他

超分散グリーンコンピューティング技術
エッジコンピューティング技術によるデータ処理の省エネ化
絶縁材料高度化
半導体レーザー高度化

TRL
METI資料1 IEA

海外類似基金取り組み状況
Horizon EU DoE
ARPA-E

4
4
4
4
4
4
4

※あくまでもBCGの調査に基づくものであり、網羅性はない。また、現在基金の対象ではない技術要素が今後対象となることを意味するものではない。
1: GI基金研究開発・社会実装計画書
Source: 経済産業省『2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略』 (2021.3) ; ETP Clean Energy Technology Guide; Horizon Europo HP; DoE HP; ARPA-E HP;
公開記事; BCG分析

19

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技術開発要素大分類

1 - C
B カーボンニュートラルに資する技術要素リスト
現在のGI基金対象外(参考) カーボンニュートラルに資する技術要素の一覧 (6/12)

グリーン成長戦略対象外

船舶産業(2022/9/2現在)

中分類

カーボンフリー代替燃料への CF燃料への転換
転換/LNG燃料船の高効率化
CF燃料/LNG燃料船共通
LNG燃料船効率化
省エネ運航船の製造

省エネ技術

小分類
水素燃料エンジン
アンモニア燃料エンジン
電動船
バイオ燃料船革新的燃料タンク (代替燃料への転換、LNG燃料の高効率化)
燃料供給システム (代替燃料への転換、LNG燃料の高効率化)
LNG燃料船における風力推進組み合わせ
運航エネルギー効率(空気潤滑技術、ダックテイル構造の改良 等)
低摩擦・コーティング技術

TRL
METI資料1 IEA
3-4
3-4

海外類似基金取り組み状況
Horizon EU DoE
ARPA-E

4-5
4-5
7

4
4

※あくまでもBCGの調査に基づくものであり、網羅性はない。また、現在基金の対象ではない技術要素が今後対象となることを意味するものではない。
1: GI基金研究開発・社会実装計画書
Source: 経済産業省『2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略』 (2021.3) ; ETP Clean Energy Technology Guide; Horizon Europo HP; DoE HP; ARPA-E HP;
公開記事; BCG分析

〇
〇
〇

〇
〇

20

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技術開発要素大分類

1 - C
B カーボンニュートラルに資する技術要素リスト
現在のGI基金対象外(参考) カーボンニュートラルに資する技術要素の一覧 (7/12)

グリーン成長戦略対象外

物流・人流・土木インフラ産業
カーボンニュートラルポート

スマート交通グリーン物流インフラ・都市空間のゼロエミッション化
建設施工のCN

鉄道

中分類
アンモニア燃料船への燃料供給等
技術
水素燃料電池船への燃料供給等
技術
沖合に停泊している船舶への電力供給
運行管理システムの構築
一体的なエネルギーマネジメント
システム
管制システム及び運航者 (エアライン)システム開発ビッグデータ等を活用した渋滞対策
空飛ぶクルマの性能向上
ドローンの遠隔複数機体運航
省エネ化・高度化等新たな道路照明技術
給電システムを埋め込む道路構造
開発
電動建設機械
水素動力建設機械
地層解析技術水素燃料電池鉄道(2022/9/2現在)

小分類

海外類似基金取り組み状況
Horizon EU DoE
ARPA-ETRL
METI資料1 IEA
9

〇

3
9
〇

4-5
4

〇

〇

8

※あくまでもBCGの調査に基づくものであり、網羅性はない。また、現在基金の対象ではない技術要素が今後対象となることを意味するものではない。
1: GI基金研究開発・社会実装計画書
Source: 経済産業省『2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略』 (2021.3) ; ETP Clean Energy Technology Guide; Horizon Europo HP; DoE HP; ARPA-E HP;
公開記事; BCG分析

21

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技術開発要素大分類

1 - C
B カーボンニュートラルに資する技術要素リスト
現在のGI基金対象外(参考) カーボンニュートラルに資する技術要素の一覧 (8/12)

グリーン成長戦略対象外

食料・農林水産業(2022/9/2現在)

中分類

CO2吸収・固定GHG排出削減

エネルギーマネジメント高度化/
IoT活用

電化

素材/飼料開発

小分類
バイオ炭による炭素貯留
林木育種の高速化によるエリートツリーの効率的な開発
高層建築物等の木造化に資する木質建築部材開発
物理・生物学的病害虫防除法
病害抵抗性品種
農地土壌診断技術
藻場・干潟の造成・再生・保全
リジェネラティブ農業 (環境再生型農業) 技術
VEMS

TRL
METI資料1 IEA

海外類似基金取り組み状況
Horizon EU DoE
ARPA-E

3-4
3-4

〇

3

超精密環境制御施設
スマート農業
スマート漁業
生産性の向上と食品ロス・CO2の削減を両立するスマートフード
チェーン
ICT活用による木材の生産流通管理システムを構築
農業機械の電化
林業機械の電化
漁船の電化
プラスチック等を代替する木質由来新素材開発
畜産業における家畜の排出物に含まれるGHGを抑止する飼料開発※あくまでもBCGの調査に基づくものであり、網羅性はない。また、現在基金の対象ではない技術要素が今後対象となることを意味するものではない。
1: GI基金研究開発・社会実装計画書
Source: 経済産業省『2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略』 (2021.3) ; ETP Clean Energy Technology Guide; Horizon Europo HP; DoE HP; ARPA-E HP;
公開記事; BCG分析

〇
〇

〇

〇

22

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技術開発要素大分類

1 - C
B カーボンニュートラルに資する技術要素リスト
現在のGI基金対象外(参考) カーボンニュートラルに資する技術要素の一覧 (9/12)

グリーン成長戦略対象外

航空機産業(2022/9/2現在)

中分類

小分類

電動化

ハイブリッド電動化/全電動化技術

複合材の軽量化・製造の省コスト化・リサイクル技術の確立
機体の装備品電動化技術開発
エンジン向けの革新素材開発
水素貯蔵タンク・燃焼器の研究開発
複合材の軽量化・製造の省コスト化・リサイクル技術の確立
エンジン向けの革新素材開発

水素航空機

水素航空機コア技術

TRL
METI資料1 IEA

海外類似基金取り組み状況
Horizon EU DoE
ARPA-E

2-3

3-4
4

〇
〇

2-3
3-4

※あくまでもBCGの調査に基づくものであり、網羅性はない。また、現在基金の対象ではない技術要素が今後対象となることを意味するものではない。
1: GI基金研究開発・社会実装計画書
Source: 経済産業省『2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略』 (2021.3) ; ETP Clean Energy Technology Guide; Horizon Europo HP; DoE HP; ARPA-E HP;
公開記事; BCG分析

23

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技術開発要素大分類

1 - C
B カーボンニュートラルに資する技術要素リスト
現在のGI基金対象外(参考) カーボンニュートラルに資する技術要素の一覧 (10/12)

グリーン成長戦略対象外

カーボンリサイクル・マテリアル産業(2022/9/2現在)

中分類

小分類

コンクリート・セメント

コンクリート・セメント製造

カーボンリサイクル燃料

カーボンリサイクル燃料製造

カーボンリサイクル化学品

カーボンリサイクル化学品の製造

カーボンネガティブコンクリート
CO₂回収型セメント製造プロセス
廃コンクリートを利用した炭酸塩製造
Fischer-Tropsch反応による燃料製造
アルコールを原料とするジェット燃料製造
共電解による炭化水素合成
CO2からのプラスチック原料製造
廃プラスチックのケミカルリサイクル
アンモニアを燃料とするナフサ分解炉
アルコールを原料とする化学品製造
CO2分離回収技術
大気からのCO2直接回収
CO2輸送最適化
船舶輸送
超高張力鋼板
機体構造向け炭素繊維複合材
溶解・圧延工程の電化
水素還元製鉄技術
工業炉におけるアンモニア直接燃焼
アルミニウムのリサイクル技術
希少金属の回収技術
希少金属の代替技術

分離改修設備バイオマス由来原材料
CO2分離回収

CO2輸送
金属素材

輸送機械の軽量化

金属素材

製造プロセスの脱炭素化
製造プロセスの脱炭素化

資源の有効活用

資源リサイクル

海外類似基金取り組み状況
Horizon EU DoE
ARPA-ETRL
METI資料1 IEA
3-4
3-4
4
4
4
4
5
4
4
5
7-9

9
9
6
5
6

〇

5
9

5
6

〇

〇
〇

〇
〇

4-5

3

5

※あくまでもBCGの調査に基づくものであり、網羅性はない。また、現在基金の対象ではない技術要素が今後対象となることを意味するものではない。
1: GI基金研究開発・社会実装計画書
Source: 経済産業省『2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略』 (2021.3) ; ETP Clean Energy Technology Guide; Horizon Europo HP; DoE HP; ARPA-E HP;
公開記事; BCG分析

〇
〇

24

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技術開発要素大分類

1 - C
B カーボンニュートラルに資する技術要素リスト
現在のGI基金対象外(参考) カーボンニュートラルに資する技術要素の一覧 (11/12)

グリーン成長戦略対象外

住宅・建築物産業・次世代電力マネジメント産業
住宅・建築物
次世代電力マネジメント

中分類

小分類

(2022/9/2現在)

TRL
METI資料1 IEA

海外類似基金取り組み状況
Horizon EU DoE
ARPA-E

ビッグデータやAI・IoTの活用による、EV・蓄電池、電気機器等の最適制御
技術
車載用電池リユース等の技術開発
想定潮流予測技術・データ分析技術の高度化
各種電力機器からのリアルタイム情報
把握、統合制御技術の開発・実証・確立
電力供給の慣性力提供技術(次世代インバーター・系統制御方式)の開発
送変電設備の監視・運用技術の高度化(ダイナミックレーティング等の実証)
長距離直接送電システムの開発
超伝導送電技術
ワイヤレス (非接触) 遠隔送電技術
大規模蓄電池・コンデンサによる電力貯蔵技術
電力を圧縮空気に変換し力学的エネルギーとして保存する技術※あくまでもBCGの調査に基づくものであり、網羅性はない。また、現在基金の対象ではない技術要素が今後対象となることを意味するものではない。
1: GI基金研究開発・社会実装計画書
Source: 経済産業省『2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略』 (2021.3) ; ETP Clean Energy Technology Guide; Horizon Europo HP; DoE HP; ARPA-E HP;
公開記事; BCG分析

〇

〇

25

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技術開発要素大分類

1 - C
B カーボンニュートラルに資する技術要素リスト
現在のGI基金対象外(参考) カーボンニュートラルに資する技術要素の一覧 (12/12)

グリーン成長戦略対象外

資源循環関連産業(2022/9/2現在)

技術開発要素大分類

中分類

Reduce・Renewable
Reuse・Recycle

再生利用拡大CO2回収関連海外類似基金取り組み状況
Horizon EU DoE
ARPA-ETRL
METI資料1 IEA

海外類似基金取り組み状況
Horizon EU DoE
ARPA-Eバイオマス素材の高機能化や用途の拡大・低コスト化
廃棄物処理施設からCO2等を回収しやすくするための燃焼制御
不純物を含む低濃度排ガスからのCO2等の分離・回収・利用
Reuse/Recycle効率化
回収ルートの最適化
リサイクル性の高い高機能素材やリサイクル技術
バリューチェーン上における製品のトラッキング技術
発電効率の低いごみからの高効率なエネルギー回収技術開発
遠方の利用施設への熱供給のための蓄熱・輸送技術の向上
廃棄物処理施設におけるメタン発酵によるバイオガス化施設の大規模化技術の実証

ライフスタイル関連産業
技術開発要素大分類
住まいの移動・トータル
マネジメントナッジ・デジタル化・
シェアリングによる行動変容

観測・モデルや地域の脱炭素化等に係る科学基盤の充実

中分類(2022/9/2現在)

小分類

ライフスタイル毎の需要に応じた、供給最適化のための各種機器の自律制御や遠隔制御
行動科学やAIに基づく個別最適化
システム
エネルギー利用状況を可視化する、
都市炭素マッピング
気候変動予測※あくまでもBCGの調査に基づくものであり、網羅性はない。また、現在基金の対象ではない技術要素が今後対象となることを意味するものではない。
1: GI基金研究開発・社会実装計画書
Source: 経済産業省『2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略』 (2021.3) ; ETP Clean Energy Technology Guide; Horizon Europo HP; DoE HP; ARPA-E HP;
公開記事; BCG分析〇

26

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Recovery

小分類

TRL
METI資料1 IEA

2 対象候補の評価

27
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1 技術開発候補の拡充

2
A

2

対象候補の評価

対象候補の評価

客観的指標を用いた評価• 国情との適合性• インパクト• 技術力• 社会実装実現性• 外的リスク

B

GI基金支援対象拡充の視点• 新規追加、加速、縮小• 今後の検証ポイント

Source: BCG分析

論点

調査分析の結果（水素・アンモニアの例）

技術の必要性、国際的競争力等を踏まえると、基金として重視すべき支援対象は何か

既存PJ（AEC/PEM）は高TRLかつ高技術力だが、社会実装は海外にビハインド• 研究開発や社会実装を実現するためのアプローチは業務(2)

上記分析結果を踏まえて、分野
内の技術に関して、新規PJ化or
既存PJの加速/縮小の方向性は• 方向性を具体化する上で、原課/事業者と検証すべき
ポイントは• 両方式ともにTRL9かつ、特許の質・量ともに世界をリード• ただし、社会実装は日本が最大10MWに対して、海外は100MW級を計画

更なるコスト低減に向け、既存PJへの追加開発及び新規PJ候補の余地あり• 既存（AEC、PEM）：電解槽スタックの組み立て工程の自動化• 既存（PEM）：レアメタルフリーな触媒、洋上風力に適したスペック見直し 等

28

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本章の概要:

本委託調査では新規PJ余地、または既存PJの加速/縮小の見極めが必要な分野を深掘り
深掘り対象分野

グリーン成長戦略14分野

深掘り対象(貴省と擦り合わせの上決定)
a 新規PJ余地

以下、いずれかの考え方に合致する分野を深掘り対象とする
1.
a グリーン成長戦略等で挙げられている技術開発要素の多くが、現時点でGI基金の対象外で、新規PJ候補が残っている分野
b2.

b 既存PJ加速/縮小① 洋上風力・太陽光・地熱産業 (次世代再エネ)② 水素・燃料アンモニア産業③ 次世代熱エネルギー産業④ 原子力産業⑤ 自動車・蓄電池産業⑥ 半導体・情報通信産業
既にPJが多数組成されているが、プロジェクトの加速/縮小を見極 ⑦ 船舶産業
める必要性が高い分野⑧ 物流・人流・土木インフラ産業⑨ 食料・農林水産業⑩ 航空機産業⑪ カーボンリサイクル・マテリアル産業⑫ 住宅・建築物産業・次世代電力マネジメント産業⑬ 資源循環関連産業⑭ ライフスタイル関連産業
Source: BCG分析

29

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深掘り分野対象の考え方

本委託調査においては、外形的に取得可能な情報をもとに、評価を実施
本委託調査における初期評価方法

評価軸

主な構成要素評価方法

i. 国情との適合性• 供給面• 再エネの賦存量• CO2削減量• 経済波及効果• TRL• 主要スペック、ターゲットコスト• 論文、特許、国際標準化• 国内外の開発状況• 社会実装計画/予算• 実装地域の受け入れ可能性• ビジネスプラン、資金計画• 経営者のコミット• サプライチェーン全体でのコミット• 規制動向• CCS貯留先の確保、CRへの批判• SDGsへの影響• 安全性

左記に該当する定性的な情報を整理

iii.技術力

iv.社会実装実現性

v. 外的リスク

Source: BCG

左記に該当する定量情報を整理
以下の考え方に基づき3段階評価（詳細後述）• 青：海外よりも特許の質・量が優れている• 黄：海外よりも特許の質・量が劣っている• 赤：海外よりも特許の質・量が大きく劣っている
以下の考え方に基づき3段階評価• 青：社会実装時期が海外よりも先行• 黄：社会実装時期が遅れているが、国内実装優先度が高い• 赤：社会実装時期が海外に対して大きく遅れている
以下の考え方に基づき3段階評価• 青：現時点で顕在化している外的リスクなし• 黄：見極めが必要な外的リスクあり• 赤：クリティカルな外的リスクあり

30

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ii.インパクト

(参考) 本委託調査における特許分析方法及び評価
特許分析方法評価• ロングリストに掲載した技術要素のうち、調査対象となるものついて特許検索式を作成• 技術要素ごとの関連特許について、特許の件
数・鮮度・質の観点で分析– 特許DBとしてDerwent World Patents
Index (DWPI) を利用– 2002年～2022年の20年間について調査

特許DB1)

技術要素ロングリスト

1 特許件数1.

特定の技術要素において各国/主体が保有する特許の件数を評価• 特許件数の多い国/主体トップ5及び日本について整理• 日本及び日本企業については緑色で表示

2 特許の鮮度2.

各国/主体の技術要素に対する直近の注力度を評価• 今回は調査対象特許のうち、2017年以降に登録された特許の割合を分析

3.
3 特許の質

各国/主体が保有する特許の相対的な質を評価• 各特許の引用数・被引用数・請求項数から特許の質をインデックス化

15

技術要素ごとの
特許検索式

検索
技術要素ごとの関連特許
分析11. 特許の件数
22. 特許の鮮度
3 特許の質3.

1. Derwent World Patents Index (DWPI)
Source: BCG

1
United States

Japan

10
Average BCG
Quality Index

10

South Korea
5
China

Germany
0

2
0

20

40

60

Finland80

100

Freshness (filed since 2017)※ 特許のクローズド戦略を取っている企業もあるため、その場合は本分析に反映されないことに留意※ 質の高い特許ランキングは個別の特許単位で見ているため、国別・保有主体別の傾向とは異なる場合あり

31

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3個別産業分析①洋上風力・太陽光・地熱産業(次世代再エネ)32

次世代再エネ

次世代再エネ: PJ評価 (1/2)
インパクト
CO2削減 (国内)

経済波及効果 (世界)

浮体式洋上
風力
(TRL 4-6)

エネルギー基本計画上重要かつ、産業振興への寄与度も高い• 第6次エネ基にて3倍の導入量に拡
大0.9億トン/年(2050年)• 洋上風力により発電された電力が、火力により発電された電力を代替すると仮定

2兆円/年(2050年)• 世界の洋上風力の導入容量を1000GW、うちアジアを613GWと想定• 日本市場全体とアジアの25%を目指してシェアを取得するして算定

ペロブスカイト
太陽電池(TRL 4)

太陽光発電全般、エネルギー基本計画
上重要かつ、産業振興への寄与度も高い• 旧エネルギーミックスから2倍の導入量に拡大

1億トン/年(2050年)• 2050 年の次世代型太陽電池の導入量を約 0.6TW と想定• 日本の市場規模を25%の0.15TW として火力発電を代替すると仮定して算定

1.25兆円/年(2050年)• 2050 年の次世代型太陽電池の市
場規模を5兆円と想定• 日本企業のシェアを25%と仮定して算
定

超臨界地熱
発電1)
(TRL 4-5)

地熱貯留槽が豊富で大規模ベースロー
ド電源となりうる• マグマ付近の高温・高圧な超臨界熱水を利用する場合は数十万kWを想定

4500万トン/年(2050年)• 導入ポテンシャルを最大で1,100kW(781億kWh) と想定して算出

11兆円/年(2050年)• NEDO報告による国内のみの算定結果

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 4-5
Source: GI基金「洋上風力発電の低コスト化」研究開発・社会実装計画; GI基金「次世代型太陽電池の開発」研究開発・社会実装計画; NEDO「超臨界地熱発電技術研究開発」(事後評価); BCG分析

33

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国情との適合性次世代再エネ

次世代再エネ: PJ評価 (2/2)
社会実装

外的リスク

浮体式洋上
風力
(TRL 4-6)

技術力は横並びと言われているが、特許は諸外国がリード• 浮体式基礎製造・基礎設置では米国・英国の特許が際立つ

大規模プロジェクトの社会実装で海外にビハインド• 欧州は複数機による大規模商用化を見据えた計画を策定• 他方、日本企業は小規模な実証に留まる設置にあたっては、漁業への影響やバードストライクへの対応が必要

ペロブスカイト
太陽電池(TRL 5-7)

特許数・質は英国がリード

社会実装に向けた動きは欧米が先行• 欧米では22年稼働を目標に量産ラインの構築が進む• 一方、日本は量産ラインへの投資は未着手

現時点で顕在化しているリスクはな
し

超臨界地熱
発電
(TRL 4-5)

世界に対して大きく後れを取っている• 特許の量・質では米国と中国が先行• 日本は現時点で特許取得なし

世界的にみても商用化されたプロ
ジェクトは存在しない• アイスランド中心に大深度、超高温をターゲットとした研究開発が進行• 日本ではFS調査を実施済みで試掘検討中

自然環境・地元産業への影響、地震発生リスクが避けられない

Source: GI基金「洋上風力発電の低コスト化」研究開発・社会実装計画; GI基金「次世代型太陽電池の開発」研究開発・社会実装計画; BCG分析

34

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技術力

i

洋上風力
(浮体式)

浮体式洋上風力はエネルギー基本達成に向けて重要かつ、産業振興への寄与度も高い
国情との適合性

着床式/浮体式のポテンシャル
2030年

2050年

旧ミックス
太陽光発電
風力
地熱
水力
バイオマス
水素
アンモニア
原子力
CCS付火力
LNG
石炭
石油 等

新ミックス

7.0%

14～16%

1.7%

5%

1%

1%

8.8 - 9.2%

11%

3.7 – 4.6%

5%

0%

1%

約50～60%• 我が国の地形を踏まえると、浮体式の開発が重要– 着床式(～50m):1,000万kW– 浮体式(～200m):4,800万kW
500,000

水深0-20m

400,000

20-50m50-200m

約10%300,000
200,000

約30-40%20-22%

20-22%

-

-

27%

20%

-

26%

19%

-

3%

2%

-

Source: 第6次エネルギー基本計画の概要

100,000

00-10km

10-20km20-30km

離岸距離
35

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電源構成

i

洋上風力
(浮体式)

2030年1兆円規模、1万人弱の雇用創出と産業振興への寄与度は高い
洋上風力関連雇用の実態と見通し

ドイツ

洋上風力関連雇用者数 (人)洋上風力関連雇用者数 (人)36,000日本
現状洋上風力関連の人材が少なく、今後も引き続き不足が見込まれる• 2030年に洋上風力発電の分野で
8,600名以上の人材が必要– 他方で、2020年2月時点での海洋開発技術者数は2,865名

35,0004,000
700 400
8,300

23,886
1,742

10,000
50
250
1,400
1,400
1,600
3,300

10,000

廃止・改造

ファイナンス/保険
系統インフラ

3,546

廃止・改造

輸送(SEP船等)
5,800

6,800

2,000
2017 (実績)

その他

2,822

508
321

2032 (予測)

O&M

O&M
建設

10,335

建設

R&D・設計・製造

設計・製造

事業開発

事業開発

4,612
2018 (実績)

Total
2030 (予測)

Source: Energy & Utility Skills, "Skills and Labour Requirements of the UK Offshore Wind Industry2018 to 2032", p32,33, (2018)
Wind research, "Wertschopfung der OffshoreWindenergie in Deutschland", p10、日本財団プレスリリース、BCG分析

今後の持続的な案件形成・
産業構想構築に向けては
人材開発、育成が急務
36

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英国

i

洋上風力
(浮体式)

主要技術の技術力、大規模プロジェクトの社会実装ともにビハインド
既存PJ評価：技術力・社会実装

技術力

社会実装状況
• 欧州は複数機による大規模商用化を見据えた計画を策定• 他方、日本企業は小規模な実証に留まる• 技術力は横並びと言われているが、特許分析上は諸外国がリード– 例えば、浮体式基礎製造・基礎設置では米国・英国の特許が際立つUnited States
South Korea

10
5

25

United Kingdom
Norway

Japan

China

0
0

20

40

60

80

100

Freshness (filed since 2017)

Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

37

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Average BCG
Quality Index

15

洋上風力
(浮体式)

i

風車性能は米国・ドイツが、浮体式基礎構造は米国・英国の特許の質が高い
特許分析詳細（1/4）：国別・保有主体別比較①

国別比較• 質の面では米国・ドイツが、量の面では韓国がリード• 米GEが特許の質と量で世界をリード• 日本企業は上位に入らない

15

Average BCG
Quality Index1)

Samsung Heavy Industries Ltd

United States

10
5

20

50

10

Japan

China

Turkey

0
0

浮体式
基礎製造・
基礎設置
(TRL 4-6)2

20

40

60

80

100

0
0

20

40

60

80

• 米Maine大学が特許の質で世界をリード• 日本企業は上位に入らない• 質の面では米国・英国が、鮮度の面ではノルウェーや中国の特許が目立つ20

15
25

United States
Average BCG
Quality Index

Vestas Wind Systems A/SGamesa Corporacion Tecnologica Sa
State Grid Corp Of China

GermanySouth Korea

25
General Electric Company

1010NorwayUnited Kingdom

Naval Group

0
20

40

Vestas Wind Systems A/S
Equinor Asa (Formerly Statoil)

China

South Korea

0

10

University Of Maine

Japan

5

Samsung Heavy Industries Ltd

60

80

100

% Fresh (filed since 2017)

0
0

20

40

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 3-5
2. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 8
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

60

80

38

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風車性能
（自然条件
対応、低風速、
補器類）(TRL 4-5)1

保有主体別比較

i

洋上風力
(浮体式)

(参考) 洋上風力特許分析詳細（2/4）：
高indexランキング（技術開発要素ごと上位5件）
特許名

風車性能（自然条件対 SYSTEM AND METHOD FOR MONITORING WIND TURBINE GEARBOXHEALTH AND PERFORMANCE
応、低風速、補器類）
1
Windpark turbine control system and method for wind condition(TRL 4-5)
estimation and performance optimization
Systems, devices and methods for electricity provision, usage
monitoring, analysis, and enabling improvements in efficiency

Efficient wind turbine blades, wind turbine blade structures, andassociated systems and methods of manufacture, assembly and use

浮体式基礎製造・
基礎設置(TRL 4-6)2

保有者

国

GENERAL ELECTRIC COMPANY

UnitedStatesGENERAL ELECTRIC COMPANY

Maritime hydrogen generation system

79

2012

49

2007

36

2014

29

2013

26
72

2011
2012

66

2013

Germany

64

2013

UnitedStatesUnitedStates

61

2009

40

2007

Germany
UnitedKingdom

MOIXA ENERGY HOLDINGS LTD
VESTAS WIND SYSTEMS A/S | MODULAR
WIND (ASSIGNMENT FOR THE BENEFIT OF United
CREDITORS) LLC
StatesUnited
MATTSON TECHNOLOGY INC.
States
FORD MOTOR CO.
UnitedStatesHUANG CANGUANG | CHEN LIQIANG
China

HIGH EFFICIENCY MAGNETIC CORE ELECTRICAL MACHINE
Truss Cable Semi-submersible Floater for Offshore Wind Turbines andConstruction Methods
PRE-STRESSED CONCRETE FLOATING PLATFORM FOR SUPPORTING
OFFSHORE WIND TURBINE AND MARINE ENERGY GENERATOR
Star-shaped swimming support base for offshore wind energy plant, has SCHOPF WALTER DIPL.-ING.
control unit that controls operation cycle of wind power machine suchthat configurations of hardware and software are introduced at wind
power machine
Floating wind turbine system
VITERNA L A
LILLY (ELI) & CO.

index 公表年

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 3-5
2. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 8
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

39

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技術開発要素

洋上風力
(浮体式)

i

洋上風力関連電気システムでは、ドイツ・中国の存在感あり
特許分析詳細（3/4）：国別・保有主体別比較②

国別比較• 質の面ではドイツが、量の面では中国が先行• 特許数上位は中国企業・研究機関が独占• 日本は上位に入らない

20

6
25

Germany

15

Japan

Average BCG
10Quality Index

Guangdong Power Grid Co Ltd

South Korea

China National Offshore Oil Corp
Shenzhen Xingjian Automation Co Ltd

China

Finland

0

10

0
0

20

40

60

80

• 欧米中のプレイヤーが入り乱れている• 日本の特許なし

South Korea

Norway

China

20

40

Principle Power Inc
Dalian University Of Technology

0
60

80

100

1

Vestas Wind Systems A/S

10France080

Aker Offshore Wind AS

20

United States

060

Academia Sinica - Taipei, Taiwan

30

Denmark

10

40

40

3

20

20

0

• 台Academia Sinicaが特許の質で世界をリード

30

Average BCG
Quality Index

2

State Grid Corp Of China

Russia

5

洋上風力
運転保守
高度化
(TRL 4-6)

4Tsinghua University

0

20

40

Freshness (filed since 2017)

Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

60

80

100

% Fresh (filed since 2016)40

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洋上風力関連
電気システム(TRL 4-5)

保有主体別比較

i

洋上風力
(浮体式)

(参考) 洋上風力特許分析詳細（4/4）：
高indexランキング（技術開発要素ごと上位5件）
特許名

洋上風力関連電気システム(TRL 4-5)

Process for regulating and smoothing the power output of an offshore
power station e.g. wind farm comprises converting stored hydrogen andoxygen or air enriched with oxygen into electrical
ABB ASEA BROWN BOVERI LTD
Germany
AC-CONNECTION OF AN OFF-SHORE WIND-PARK TO AN ON-SHOREELECTRICITY GRID AND BOOSTER TRANSFORMER FOR SUCH AN ACCONNECTION
VISERGE LTD
Belgium
Offshore station, foundation for an offshore station, and method for
BOEGL BAUUNTERNEHMUNG GMBH & CObuilding an offshore station
KG MAX
Germany
A sea windmill pump apparatus, a windmill pump artificial fishingground, and an anchoring type|formula wind power station.
KINOSHITA TERUO
JapanDEEP WATER POWER GENERATION STATION, POWER STATION, MARINE
POWER PLANT AND OFFSHORE FLOATING CITY THEREOF
VALEO S.A.
China
Deep offshore floating wind turbine and method of deep offshore
floating wind turbine assembly, transportation, installation and
ROZNITSKY H | ROZNITSKY Y | ROZNITSKY United
operation
S | ROZNITSKY M
StatesMETHOD OF ERECTING A FLOATING OFF-SHORE WIND TURBINE AND A
FLOATING OFF-SHORE WIND TURBINEVESTAS WIND SYSTEMS A/S
Denmark
SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING OFFSHORE FLOATING WIND
UnitedTURBINE PLATFORMS
PRINCIPLE POWER INC
StatesPARTIALLY FLOATING MARINE PLATFORM FOR OFFSHORE WIND-POWER, ACADEMIA SINICA (REPUBLIC/PROVINCEBRIDGES AND MARINE BUILDINGS, AND CONSTRUCTION METHOD
OF CHINA ON TAIWAN) - TAIPEI TAIWAN China
System and method for controlling offshore floating wind turbine
Unitedplatforms
PRINCIPLE POWER INC
States

洋上風力
運転保守高度化(TRL 4-6)

保有者

国

Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

公表年

index
78

2002

77

2011

54

2013

52

2009

47

2017

84

2012

41

2011

40

2018

34

2015

32

2018

41

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技術開発要素

i

洋上風力
(浮体式)

浮体式は着床式に比べ、タービンや基礎工事、電気設備、組立/設置にかかるCAPEXやOPEXが高く、LCOEベースで約1.5倍のコストが必要
着床式洋上風力と浮体式洋上風力の発電コスト比較

着床式と浮体式の発電コスト(LCOE)構造詳細

着床式比での浮体式での増加額(率)150

タービン投資開発

132

エンジニアリング/監理

23+48(+56%)

100

2

電気設備
組立/設置

1

18
2
11
10

1

4

3

1

29
0

物流/運搬

25

85

50

基礎/下部構造

3

17
3
1
1
1
1

着床式洋上風力Source: 2019 Cost of Wind Energy Review (NREL); BCG分析

2
7

1

39

リース

8
1
4
1

建設保険
撤去債
建設ファイナンス
予備プラント手数料
オペレーション

浮体式洋上風力計

5(28%)
1(53%)
1(50%)
14(126%)0(0%)
7(64%)
5(185%)
0(25%)
0(50%)
5(63%)
1(56%)
3(58%)
0(50%)
10(35%)
48(56%)
42

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USD/MWh

i

洋上風力
(浮体式)

着床対比で高い、またはコスト比率が高い要素は改めて深掘り余地を検討すべき
洋上風力の技術開発項目とGI基金の範囲
部材（着床式・浮体式共通)

技術開発項目風車 (技術開発・
軽量化 等)

GI基金対象1)
•
•
•
•
•
•

GI基金対象外風車仕様の最適化
風車の高品質大量生産技術
浮体搭載風車の最適設計
次世代風車要素技術開発
低風速域向けブレード
―

基礎構造

着床式

優先度を下げていた
技術開発要素を再精査し、更なるコスト低減余地を検討

洋上風車の長寿命化技術
大型風車の開発
ブレード侵食防止技術
ブレードリサイクル技術
タワーの高高度化と低コスト化
複雑な地質・厳しい気象海象条件に対応した基礎構造
タワー・基礎接合技術の 高度化
基礎構造用鋼材の高強度化
基礎溶接技術の高度化

•
•
•
•
•
•

低コスト施工技術の開発
洗掘防止工の高度化
ロジスティクスの高度化
撤去
メンテナンスフリー技術
浮体システムの計測技術

•

―

•
•
•
•

浮体基礎の最適化
係留システムの最適化
浮体の量産化
ハイブリッド係留システム

設置技術(開発・低コスト化)•

低コスト施工技術の開発•••

作業船と輸送システム
大規模修繕技術
撤去・リサイクル

電気システム(技術開発)•••

高電圧ダイナミックケーブル
浮体式洋上変電所
次世代洋上直流送電技術•••

洋上送電ケーブル敷設の高効率化
発電需給の統合予測
系統安定化技術

運転保守 (技術開発・システム高度化)

•
•
•
•

運転保守及び修理技術の開発
デジタル技術による予防保全・ メンテナンス高度化
監視及び点検技術の高度化
落雷故障自動判別システムの 開発•

リモートセンシングと予報技術による発電量向上

設置技術

EPC
基礎構造
(開発・低コスト化)
浮体式

O&M
（着床式・
浮体式共通)

•
•
•
•
•
•
•
•
•

1.洋上風力の産業競争力強化に向けた技術開発ロードマップにおける重要技術のうち、TRLが4-6のプロジェクト

43

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サプライチェーン

i

洋上風力
(浮体式)

（参考）スウェーデン軸受けメーカーSKFは、軸受けセンサーから得られるデータをCMSで活用することでO&Mコスト低減/高度化を実現し、洋上風力保険料率を低減
CMS(Condition Monitoring System)導入による風力発電の保険料率低減事例
スウェーデン軸受メーカーSKFの風車CMS
O&Mの透明性担保による保険料率の優遇
x 振動/温度センサー設置場所

4,000

x

x

x
x

x
1

x
x

x

x

( )

１

3,500
CMS導入サイト
は引き下げ

3,000
2,500
2,000
1,500
1,000

CMS導入サイト
は引き下げ

500

円
6

• 各種センサーを風力発電設備内に取り付け、データ収集装置で遠隔で集約し、収集したデータをソフトウェアでシミュレーションをすることで、予兆診断、部品の事前手配、O&M計画スケジュールを策定（Digital Twinの発想）• CMSによる振動開始を10年間継続すると、風力発電設備の運転＆保守

トータルコストの2%削減が可能

1. 2015年データ 仕様は物保険＋休業/操業遅延保険/第三者賠償責任保険
Source: 各種公開情報; エキスパートインタビュー; BCG分析

陸上風車

洋上風車

今後は、事業者の事業実績
やO&Mに対する考え方・理解度・予防保全への取組状況、
CMS導入状況を勘案して保険料が決定されると考えられ、同様の気象条件のサイトでも、保険料に幅が3倍程度生じてくると予測される（業界レポート）• 独保険会社のAllianzはSKF製CMSが導入されている風力発電サイトの保険料を優遇• 欧州でのCMS導入比率は陸上風車では10-20%に留まるが、保守・保険コストが高額である洋上風車ではほぼ100%に近い水準
44

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kW

CMSはセンサー+データ収集装置＋各種ソフトウェアで180-380万円/台の相場

当
た
り
の
一
般
的
な
風
力
発
電
保
険
料

ii 太陽光(ペロブスカイト)

太陽光発電はエネルギーミックス達成に重要かつ、ペロブスカイト太陽電池は産業振興への寄与度も高い国情との適合性

ペロブスカイト太陽電池の特徴
2030年

2050年

旧ミックス
太陽光発電
風力
地熱
水力
バイオマス
水素
アンモニア
原子力
CCS付火力
LNG
石炭
石油 等

新ミックス
約50～60%7.0%

14～16%

1.7%

5%

1%

1%

8.8 - 9.2%

11%

3.7 – 4.6%

5%

0%

1%

約10%

20-22%

20-22%

約30-40%

-

-

27%

20%

-

26%

19%

-

3%

2%

-

Source: 第6次エネルギー基本計画の概要; BCG分析• 耐荷重の小さい屋根や、ビル壁面にも設置が可能• 2050年断面では、太陽光の50%がペロブスカイト
太陽電池に置き換わる見込み

45

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電源構成

ii 太陽光(ペロブスカイト)

ペロブスカイト太陽電池の特許数・質は英国がリード
特許分析詳細（1/2）：国別・保有主体別比較

国別比較• 英国、中国、韓国が日本より件数が多い、
かつ特許の質も高い• 独Merck Kgaaが質で世界をリード、近年の開発も活発• 日本は上位に入らない

20

30
5

United Kingdom

15

United States

South Korea

10

Germany

China

5

0

20

20
10

3

Korea Research Institute Of Chemical Technology - South Korea
Gwangju Institute Of Science And Technology

Japan

Switzerland

0

Merck Kgaa (Germany)

Raynergy Tek Inc
Peking University

0
40

60

80

100

0

20

40

Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

60

80

100

46

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Average BCG
Quality Index

ペロブス
カイト
太陽電池
(TRL 4)

保有主体別比較

ii 太陽光(ペロブスカイト)（参考）特許分析詳細（2/2）：
高indexランキング（技術開発要素ごと上位5件）
特許名

保有者

国

ペロブスカイト
太陽電池(TRL 4)ORGANIC HOLE TRANSPORT MATERIALS CONTAINING AN IONIC LIQUIDABENGOA SA

76

2017

ORGANIC SEMICONDUCTING POLYMERSPRECIPITATION PROCESS FOR PRODUCING PEROVSKITE-BASED SOLARCELLSMERCK KGAA (GERMANY)

Spain
UnitedKingdom

71

2020

50

2017

ORGANIC SEMICONDUCTING COMPOUNDSMERCK KGAA (GERMANY)

41

2019

ORGANIC SEMICONDUCTING COMPOUNDSRAYNERGY TEK INC

Australia
UnitedKingdom
UnitedKingdom

40

2018

MONASH UNIVERSITY

Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

index 公表年

47

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技術開発要素ii 太陽光(ペロブスカイト)

1990年代は日本勢が市場拡大を牽引したものの、中国勢がコスト競争力で世界市場を席巻し、内需拡大で支配的地位を確立PV業界構造の変遷
PV業界構造の変遷
日本勢が市場拡大けん引

日本勢は早期から技術開発を続け、内需中心に拡大• ’74年「サンシャイン計画」
以降、技術開発を継続• '94年 住宅向け導入支援政策で内需拡大

業
界
構
造
の
変
遷

主要プレイヤー：京セラ、シャープ

事業化するものの市場は停滞• '98年「新興再生可能エネ
ルギープログラム」で内需が徐々に拡大するも、国民負担増の反発で停滞

事業化するものの市場は停滞• '89年「1000の屋根計画」で導入が進捗するもの、風力に対するコスト高や、電気事業連合会の反発により停滞

Source: BCG分析

2005~

欧州内需拡大で欧米勢が躍進2009~

コスト競争力で中国勢が世界市場席巻

2013~

市場に合わせた経営判断が遅れにより苦戦• 中国・欧米勢がシリコンメーカーを保有/協業しシリコンを確保する中、日本勢は後塵を拝し減産• 競争力が低下した薄型シリコンからの撤退の遅れ (シャープ)
補助削減で国内需要が低迷• '05年住宅向け補助打ち切り

FITによる需要拡大と、投資補助による欧米勢躍進• '00年に独でFIT施行、他国も追従し内需拡大• EU/国/州単位で投資補助• '07年に独Q-cellsが世界シェアトップに• 米First SolarがCdTe型
で台頭
主要プレイヤー：QCELLS、
ファースト・ソーラー
民間が海外株式市場から資金調達し、積極投資• 産業政策での再エネ位置付
けは低く、地方政府の補助＋海外株式市場からの資金調達で一定程度成長

中国の低価格攻勢、FIT引下げによる内需減で、欧米メーカー破綻• 財政圧迫によりFITを引下げ• スペインで太陽光バブル崩壊

中国内需拡大で支配的地位確立

将来
中国の支配的地位継続

FITで内需拡大したハイエンドの住宅需要を取り込み• 高効率が求められる住宅向け市場で日本勢がシェア獲得

技術力をつけた中国勢の攻勢で内需逸失• 中国との技術的差異は縮小し、日本勢が従来取り込んできた住宅向け市場を逸失

中国への関税政策発動• 米：ソリンドラ倒産を機にアンチダンピング・反補助金税• 欧：ソーラーワールドの訴えにより、輸入制限措置

自国企業保護政策により内需取り込み• '18太陽光パネルセーフガード発動により自国企業を保護• コスト高になりグリットパリティが遅延する可能性

拡大する外需を中国勢がコスト 外需の落ち込みで、国内競争力で一気に獲得
メーカーが赤字に転落• 安い人件費を生かし、安価な • ’12年、外需依存のPVを輸出 (他国比4割安価)
Suntechが破綻• '09年Suntechが外需を外需依存危機感から、政府
取り込み世界シェアトップに主導で内需が急拡大し、海外メーカー統合・積極投資で 中国勢が支配的地位確立
サプライチェーン整備• ’11年中国FIT施行• Suntechは、日MSKを買収し• ’12年「太陽光発電発展
5か年計画」で導入目標
シャープの組立技術を吸収し、を大幅引き上げ結晶シリコン・ウエハーメーカー
多数に出資• 中国勢が世界シェアの7割を独占
主要プレイヤー：
主要プレイヤー：
サンテックパワートリナ・ソーラー、
インリー・グリーンエナジー

中国
参入
拡大

中国との対米協調により中国メーカーが市場獲得• '18年対中輸入制限解除• 風力へ注力し、PVはコスト優先で中国製採用政策による内需引き締めがあるものの、成長
米中著しい新興国市場を取り込み、独占的な地位
対立は継続• 過剰設備・補助金増大の抑制を目的に、'18年「531ニューディール」施行で内需引き締め• サプライチェーンの統合が起こり、コストはさらに低下。今後市場拡大する新興国を取り込み、外需を拡大
高付加価値製品のシフトが加速• 531ニューディールによるローエンドメーカーの淘汰、トップランナープログラム等の政策により、高付加価値製品 (ブラックシリコン・PERCなど) に注力
主要プレイヤー：トリナ・ソーラー、ジンコー・ソーラー48

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1990~

ii 太陽光(ペロブスカイト)

安い労働力を生かした圧倒的なコスト競争力で欧州市場を取り込み
中国PVメーカー席巻の要因

中国メーカー市場席巻の理由

2005頃～
拡大する欧州市場を
取り込み

安い
労働力
低い
参入障壁

地方政府の
援助
先進国企業の買収・協業によるSC拡大

欧州市場縮小欧米の関税・輸入制限政策

2013頃～
内需を中心としたさらなる競争力強化

Source: BCG分析

安い労働力を生かした圧倒的なコスト競争力• "世界の標準的な価格の4割安い値段でも高い収益確保が可能 (2003年、サンテック)"
欧州ではEPCに対して太陽電池販売するモデルのため、ブランドや販売網が不要• 価格と性能だけが重要であり、エンドユーザーへのアピールは不要
製造装置メーカーが｢ターンキー・ソリューション｣を提供しており、それを活用することにより技術力不足を補う• 米: アプロイドマテリアルズ、スイス: OCエレコン、日本:アルバックなどが提供
地方政府の補助の出資、国有銀行への融資の働きかけ等の援助があったことにより積極的な投資が可能• 2001年江蘇省無錫市が大半を出資しサンテックを設立• サンテック: 2003年、2008年に資金繰り悪化した際に、国有企業や共産党委員会が保証人となり融資獲得
単一事業・オーナー企業であり迅速な経営判断で、先進国企業を取り込み、サプライチェーンを整備• サンテック: シャープの組立下請けであったMSKの買収により、組立技術を吸収 (2006)• 欧米のシリコンウエハーメーカーとの長期契約や、出資によるシリコンの確保 (2007~2009)• 開発業者、コンサル会社の買収、ファンド立ち上げなどにより、下流側へSCを拡大し、需要を取り込み国外生産による
関税回避

欧州・米国の関税政策に対し、生産拠点を海外に設立ことで影響を最小化• マレーシアなどの東南アジア諸国に生産拠点を設立

中央政府
政策

外需縮小を補うための政策による内需拡大• 外需依存への危機感からFITを施行 (2011年)• さらに、欧州の需要減で苦境に立った国内メーカーのロビイングにより｢5か年計画｣で高い導入目標 (2012年)
同時に技術開発の促進により競争力強化• 今後建設する工場で製造する製品の変換効率を設定、トップランナー制度により新技術が優先的に案件を獲得できる、等の政策により、技術開発を促進
49

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フェーズ

iii 地熱(超臨界地熱発電)

大規模ベースロード電源化となりうるが、既存地熱同様にビジネス・社会実装面の課題あり
既存方式との比較

社会実装の課題

高温・高圧な超臨界熱水を利用することで、大規模発電が可能

従来型地熱発電同様の課題を内包• 掘削リスク– 民間企業には、地熱の適地が特定できず、事業開発を控える• 自然環境への配慮– 自然公園などが適地であるため、環境団体等からの反発がある• 地元産業への配慮– 温泉などの地元産業とコンフリクトし、
地元住民から理解が得られない• 地震発生リスク– 地震の誘発リスクあり

概要

従来型

人工涵養

高温岩体
地熱発電

天然地熱貯留槽の熱水や蒸気を利用

地熱貯留層に
人工的に水を圧入

地熱貯留層の
人口造成及び
水を圧入、蒸気を生産

マグマ付近の
高温・高圧な
超臨界熱水を
利用

N/A

N/A

数十万kW

発電規模 数万kW

超臨界地熱発電

人工的に水を圧入

1.5～2km

熱水

天然地熱貯留層
2,347万kWのポテンシャル

2～4km

4～6km
Source:経済産業省資料, BCG分析

高温岩体

貯留層の人口造成、
水等を圧入

熱源

人口地熱貯留層
約3,000万kWのポテンシャル

より深い地点での開発
超臨界熱水(374℃、218気圧以上)
マグマ

50

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既存方式との比較

iii 地熱(超臨界地熱発電)

コスト見通し及び導入可能量の精緻が必要
コスト見通し

導入可能量

深度や設備によりコスト見通しの幅が大きい• 超臨界: 8.7～19.6円/kWh• 従来型: 10.9円/kWh

最大1,100万kWだが、既存地熱の状況を踏まえると、現実的な導入量は大幅に減る可能性• 既存地熱は約2,350万kWのポテンシャルに対して、53万kWの導入に留まる

資源存在深度
資源密度
人工
貯留層
造成不要
人工
貯留層
造成必要

Source: NEDO資料

単位: 円/ｋWh (40年)浅い
3,500m井4,000m井深い
5,000m井過熱蒸気直接利用

10.2

10.6

11.6

既設活用

8.7

9.0

9.6

過熱蒸気熱交換

16.0

16.7

18.5

過熱蒸気直接利用

10.9

11.4

12.4

既設活用

9.6

9.9

10.6

過熱蒸気熱交換

16.4

17.2

18.9

導入可能量によって、CO2削減効果も大きく減少• CO2削減効果:最大で4,500万t(1,100万kW⇒781億kWh換算)

51

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導入インパクトiii 地熱(超臨界地熱発電)

地熱バイナリー発電ではリードする日本だが、強化地熱システムでは特許を取得していない
特許分析詳細（1/2）：国別・保有主体別比較

国別比較• 日本は現時点で特許取得なし• 米中が先行• 米Altarockが質の高い特許を長期保有

30

Average BCG
Quality Index

United States

20

5

Altarock Energy Inc

20

Shandong University Of Science & Technology
1010Australia Turkey Taiwan
South Korea

0

0

地熱
バイナリー
発電2

30

5

20

China

40

0

60

80

• 日本が特許数において、諸外国を大きく引き離す

0

20

40

15

25

Canada60

United States

10

Japan

China

South Korea

0
0

20

100

5
Kobe Steel Ltd.

Metawater Co Ltd
5IHI Corp

Russia40

80

Mitsubishi Heavy Industries Ltd. Toshiba Corp

10

Average BCG
20
Quality Index

Tianjin University• 日本勢が特許数上位を占める• 中でも東芝、神戸製鋼は近年開発が盛んで、質も高い

40
30Johns Hopkins University
China University Of Mining & Technology

0
60

80

0

20

40

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 4-5
2. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 6
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

60

80

52

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強化地熱
システム1

保有主体別比較

iii 地熱(超臨界地熱発電)（参考）特許分析詳細（2/2）：
高indexランキング（技術開発要素ごと上位5件）
特許名

1

強化地熱発電地熱バイナリー発電

保有者

METHOD FOR TESTING AN ENGINEERED GEOTHERMAL SYSTEM USING ONE
STIMULATED WELLALTAROCK ENERGY INC
Enhanced oil recovery system for use with a geopressured-geothermal
conversion system
NITSCHKE G
MATERIALS AND METHODS FOR TEMPORARILY OBSTRUCTING PORTIONSOF DRILLED WELLSSUMITOMO CHEMICAL CO. LTD.

2

国
UnitedStatesUnitedStatesUnitedStatesUnitedStatesEnhanced geothermal systems and methods
HALLIBURTON CO. (HOLDING)
Power tower—system and method of using air flow generated bygeothermal generated heat to drive turbines generators for theUnitedgeneration of electricity
GTHERM GEO INC
StatesBinary-cycle-power-generation system
KAWABATA YASUHARU
Japan
Method and apparatus for using geothermal energy for the production of
power
ORMAT TECHNOLOGIES INC
IsraelBinary-cycle-power-generation system
FUJI ELECTRIC HOLDINGS CO. LTD.
Japan
The processing method of the method for waste heat utilization, thesystem for waste heat utilization, and boiler waste gas
MITSUBISHI HITACHI POWER SYSTEMS LTD JapanDRILLING/POWER-GENERATING/RECOVERING APPARATUS FOR ENABLINGSEAFLOOR HYDROTHERMAL GENERATION AND RECOVERY OF USEFULSUBSTANCESGEOTHERMAL ENERGY RES & DEV CO LTD Japan

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 4-5
2. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 6
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

index 公表年
80

2010

75

2010

56

2011

36

2017

30
81

2017
2014

65
60

2008
2009

57

2014

51

2016

53

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技術開発要素iii 地熱(超臨界地熱発電)

アイスランド中心に大深度、超高温をターゲットとした研究開発が進行しているが現時点で商用化したプロジェクトはない
国内外の動向アイスランドDEEPEGS-PJ IDDP-1, 2 Krafla MDP• 過熱蒸気の噴出確認• 地熱流体が超臨界状態で存在していることを確認日本

米国
DOE “GeoVision” FS
Newberry DDP• 超臨界地熱資源量の評価のスタディ

ニュージーランド
MEXICOGEMEX-PJ

Source: NEDO資料, BCG分析

イタリア

TVZ-DGDP-PJ
HADES-PJ
Geothermal NextGen

DESCRAMBLE-PJ

54

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Supercritical-PJ• FS調査済• 試掘事前検討中

iii 地熱(超臨界地熱発電)

地熱においても、欧州セントラル方式に類似の仕組みで開発リスクを軽減する
仕組みを構築するのも1案
洋上風力における地元調整・環境アセスへの対応状況

欧州各国のセントラル方式導入モデル

仕組み概要• 政府が長期的･挑戦的な導入目標を掲げ、洋上風力の開発区を定め、系統接続や各種許認可等の必要な手続きをTSO(Transmission System.
Operator: 送電系統運用者)と連携して実施• その上で、規定開発区での発電
事業者を入札で決定

セントラル
方式
オランダ

デンマーク

導入背景
• 政府及びTSOが開発に係る調査･許認可を担うことで、民間事業者の開発リスクを低減し、継続的な案件形成を促進• 持続的な需要形成によって、風車大型化や効率的な施工等の次世代技術開発も促進

Source: BCG分析

ドイツ
(参考)
デセントラル
=民間主導

英国

ゾーニング

地元調整

政府
(経済･気候
政策省)

政府(経済･気候
政策省)/
TSO

政府
政府
(エネルギー省)(エネルギー省)/TSO: 政府機関風況調査: TSO (送電系統運用者)

海底･海象
調査

: 民間開発事業者
系統

環境アセス

系統割当

港湾

系統連系

TSO
(国営送電事業者TenneT)

TSO(気候エネルギー省下部組織Energinet)

TSO/
開発事業者

TSO
(TenneT、
50Hertz
Transmission)

政府(連邦海運･
水路庁)

開発事業者

政府/開発事業者

政府

政府(CrownEstate)

政府/
開発事業者

開発事業者

TSO/
開発事業者

対象外

開発事業者

55

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セントラル方式の概要･背景

次世代再エネ(参考) 次世代再エネ 特許分析検索条件i 洋上風力

風車性能（自然条件対応、
低風速、補器類）
浮体式基礎製造（浮体、係留索、アンカー等）

洋上風力関連電気システム

ii 次世代

ペロブスカイト太陽電池iii 地熱強化地熱システム

太陽光

地熱バイナリー発電

検索条件(TAB= (wind ADJ3 turbine*) OR AIC = ( "Y02E 10/72" OR "Y02E 10/727" OR "Y02E 10/728" OR "Y02E 10/74" OR "F05B 2240/21") ) AND (TI= (performance OR
efficie* OR (usable ADJ energy) OR ( (power ADJ produc*) NEAR3 ( over ADJ time) ) ) ) AND (AY>=(2000) AND AY<=(2022));((TAB= ( ( (offshore OR (off ADJ shore) OR seaward OR alongshore OR (along ADJ shore) OR coastal OR inshore OR littoral OR nearshore OR ("near" ADJ
shore) OR shoreside OR (shore ADJ side) OR beachside OR (beach ADJ side) OR seaside OR (sea ADJ side) OR waterside OR (water ADJ side) ) NEAR5(float* OR afloat OR buoyant OR floaty OR unsinkable OR (free ADJ float*) ) NEAR5 ( (wind NEAR3 turbine*) OR (wind NEAR2 mill) OR windmill* OR windwheel
OR (wind ADJ wheel*) OR (wind NEAR2 plant* ) OR (wind ADJ park*) OR windpark* OR windfarm* OR (wind ADJ farm*) OR (wind NEAR2 power NEAR2(station OR plant*)) )) SAME (manufacur* OR fabricat* OR produce OR production OR fabricat* OR assemble OR build OR construct* OR (method ADJ of ADJ
making) ) )) OR (ACP=(B63B0075 OR B63B2075 OR B63B2021505) AND TAB=(wind)) ) AND (AY>=(2000) AND AY<=(2022));
TAB = ( ( (offshore OR (off ADJ shore) OR seaward OR alongshore OR (along ADJ shore) OR coastal OR inshore OR littoral OR nearshore OR ("near" ADJ
shore) OR shoreside OR (shore ADJ side) OR beachside OR (beach ADJ side) OR seaside OR (sea ADJ side) OR waterside OR (water ADJ side) ) NEAR5 ((power ADJ grid) OR (power ADJ station*) OR smartgrid* OR (smart ADJ grid*) OR (intelligent ADJ transformer ADJ substation*) OR microgrid* OR (micro ADJ
grid*) OR (electr* ADJ grid* ) ) ) OR (offshore ADJ grid*) OR (offshore ADJ energy ADJ grid*) OR (offshore ADJ power ADJ grid*) OR (offshore ADJ electric* ADJ
grid*) ) AND (AY>=(2000) AND AY<=(2022));
TAB = ( ( (perosvskite OR "ABX3" OR (methylammonium ADJ lead ADJ (triiodide OR *chlori* OR *flori* OR *fluori* OR *iodi* OR *halide*)) OR (Methyl ADJ
ammonium ADJ lead ADJ (triiodide OR *chlori* OR *flori* OR *fluori* OR *iodi* OR *halide*)) OR (inorganic ADJ cesium ADJ lead ADJ halide*) OR"CH3NH3PbX3" OR (Formamidinium ADJ lead ADJ trihalide) OR "H2NCHNH2PbX3" OR "CH3NH3SnI3" ) NEAR8 ( (solar ADJ3 cell*) OR ((solar ADJ3 panel*))OR (photovoltaic ADJ3 cell*) OR (PV ADJ cell*) OR (solar ADJ PV) )) OR (perovskite ADJ based ADJ solar ADJ cell*) OR "perovskite-based solar cell" OR"perovskite-based solar cells" ) AND (AY>=(2000) AND AY<=(2022));
TAB= ( ( (enhanced OR focus* OR focussed OR EGS OR engineer*) NEAR3 ( geothermal* NEAR3 (system* OR energy OR reservoir OR seismicity ) ) ) OR
"CO2 EGS" OR (EGS SAME HDR) OR (EGS SAME (hot ADJ dry ADJ rock*)) ) AND (AY>=(2000) AND AY<=(2022));
TAB=((( binary ADJ2 cycle* OR ((geother* OR geo therm*) AND binary)) AND ( (power ADJ plant*) OR (power ADJ station*) OR (power ADJ generat*) OR(powerplant*) OR (powerstation*) OR (powergenerat*) OR (electric* ADJ plant*) OR (electric* ADJ generat*) OR (electric* ADJ station*) OR (thermal ADJ plant*)
OR (thermal ADJ generat*) OR (thermal ADJ station*) OR (power grid*) OR (grid power*) OR (microgrid*) OR (micro grid*) OR smartgrid* OR (smart ADJ grid*)
OR (intelligent ADJ transformer ADJ substation*) OR (power grid*) OR (electric* grid*) ) ) OR (binary cycle plant*) OR ((binary geothermal power plant*) OR(binary plant* OR binary station* OR binary grid*) AND (geothermal* OR geo thermal*))) AND (AY>=(2000) AND AY<=(2022))

Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

56

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技術開発要素個別産業分析②水素/燃料アンモニア産業

57

水素・アンモニア関連の主な検討の塊は、製造・輸送・利用 (発電) の3つに大別される
水素/燃料アンモニア-ビジネスレイヤー: 水素関連チェーンの全体像

上流
再エネ

水処理

中流
製造

処理

下流
輸送

利用

基本的
な流れ
グリーン
水素

再エネ発電所

事業所

製油

湾岸基地/製油所

MCH

再エネ発電

取水&脱塩
H2

電解
→ H

CH₃

2

MCH化
H2 → MCH

石油タンカー

石油基地

発電 (工場 等)

MCH

アンモニア

(豪州 等)
アンモニア製造

i グリーン水素製造
ブルー
水素

H2 →アンモニア

LPG等 タンカー

発電

LPG等 基地

脱水素

アンモニア

MCH/
H
アンモニア→ 2

化石燃料由来水素

H2

→液水

タンカー

液化水素基地気化

液化水素

液水→H2H: 水素 (ガス)

運輸

H2

家庭

H2

(水素ステーション 等)
2(エネファーム/
都市ガスブレンド 等)

ii 水素キャリア
Source: BCG分析

H2

H2

液化
CCUS

iii 発電産業(鉄鋼)

ガス田/発電所/工場 等

H2: 液化水素: MCH: アンモニア
58

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詳細

i

グリーン
水素製造

グリーン水素製造: PJ評価 (1/2)
水素(TRL 5)1

燃料
アンモニア(TRL 3-4)2

大規模水素/アンモニアサプライチェーン
構築は国情に適合• 発電・輸送・産業など多岐な用途が見込まれており、資源制約のある日
本において、大量かつ安価に供給する技術の確立が必要• 加えて、世界的に水素/アンモニア関
連市場が今後拡大していくことが見込まれており、こうした国内外の市場を獲得することは、我が国の経済成
長、雇用維持にも貢献する

インパクト
CO2削減 (国内)

経済波及効果 (世界)15.2 億トン/年(2050 年)• 水電解によって製造された水素の主な利用先を熱需要と想定し、輸入天然ガスの熱需要を水素が熱量等価で代替すると仮定• 2050 年までに 平均 88GW/年の水電解装置が導入されたと仮定して算定

33兆円/年(2050年)• 水電解装置:約 4.4 兆円/年
• 国際水素取引:約 5.5 兆円/年
• 水素発電タービン市場:最大約 23兆円

6,150万トン/年(2050年)• 2050年時点の世界の国際水素取
引量を 5,500万トンと仮定して算定3

7.3兆円/年(2050年)• サプライチェーン: 5.6 兆円/年
• 発電:1.7 兆円/年

1. IEA, ETP Clean Energy Technology Guideによると要素技術はTRL 4-9
2. IEA, ETP Clean Energy Technology Guideによると要素技術はTRL 8
Source: GI基金「大規模水素サプライチェーンの構築」研究開発・社会実装計画; GI基金「燃料アンモニアサプライチェーンの構築」研究開発・社会実装計画; BCG分析

59

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国情との適合性

i

グリーン
水素製造

グリーン水素製造: PJ評価 (2/2)
AEC(TRL 5)1

海外メーカーと比べて技術力は遜
色ない• 特許数で世界をリード

PEM(TRL 5)2

SOEC3

光触媒

技術開発段階(TRL4)だが、将来的な水素製造コストは
水電解よりも安価となる可能性が
ある

社会実装

外的リスク

海外はすでに商用化段階だが、日本は実証段階• AECは旭化成が福島で実証、
PEMは日立造船・東レが山梨で実証も海外勢と比べて1桁小さ
い規模

現時点で顕在化しているリスクはな
し社会実装に遅れ• コスト削減が不十分

AECとPEMと同様のリスクに加え、高温熱源として原発を想定する場
合は、非難を受けるリスクがある

国内で小規模の実証も進む• 100m2規模の光触媒パネルを用いた実証を日本が世界で初めて実施

国内では太陽光発電パネルの設置と競合するためパネル設置の適地が限定的• 景観保護や自然保護の観点か
ら批判されるリスク

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 9
2. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL
3. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 7
Source: GI基金「大規模水素サプライチェーンの構築」研究開発・社会実装計画; GI基金「CO2等を用いたプラスチック原料製造技術開発」研究開発・社会実装計画; BCG分析

60

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技術力

i

グリーン
水素製造

AEC・PEMは技術力は遜色ないが、大規模PJの社会実装においてはビハインド

PEM(TRL 5)2

社会実装状況

• 特許面では、質・量ともに世界をリード• 一方で、大規模PJ化においては、1桁差が生じている

Average BCG Quality Index

AEC(TRL 5)1

技術力評価

15
10

5
0

Japan
South Korea
United States
FinlandGermany
China
50

0
15

海外

量と質の両面で世界をリード• 旭化成など

最大10MWの実証試験• 福島県：旭化成

100MW級を目標に、既に数MWを構築済• Green HySCALE（デンマーク）• GREEN H2 ATLANTIC（ポルトガル）

量と質の両面で世界をリード• 東京ガスなど

最大2.3MWの実証試験• 山梨県：東レ

100MW級を目標に、既に数MWを構築済• REFHYNE II（ドイツ）

100

United States

10

日本

Japan
GermanySouth Korea

5
Turkey

0
0

20

China
40

60

80

Freshness (filed since 2017)
1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 9
2. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 9
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標
Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合

61

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既存PJ評価（AEC/PEM）：技術力・社会実装

i

グリーン
水素製造

SOECも技術力は遜色ないが、国内外ともに具体的な社会実装は見えてない

光触媒2

社会実装状況

• 特許数の面では、世界をリード• SOECについては具体的な計画なし、光触媒は小規模実証のみ

Average BCG Quality Index

SOEC1

技術力評価

30
Canada20

日本

海外出願数において世界をリード• 東芝など開発段階で、大規模な具体計画はなし• 東芝：2015年よりR&D

開発段階で、大規模な具体計画はなし• Sunfire社（独）：2.6MW

出願数で世界2位につける• 三菱ケミカルなど

国内で小規模の実証も進む• 100m2規模の光触媒パネルを用いた実証を日本が世界で初めて実施

開発段階で、大規模な具体計画はなし

United States
Japan
South Korea
China
Taiwan

10
0
0
15

20

40

60

80

United States
Saudi Arabia
Japan

10

South Korea
5

Taiwan

China

0
0

20

40

60

80

Freshness (filed since 2017)
1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 7
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標
Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合

62

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新規PJ候補評価（SOEC/光触媒）：技術力・社会実装

i

グリーン
水素製造

電解槽は大きく3つの技術があり、商用化に向けた技術成熟度も異なる
グリーン水素製造技術：概要

機構図

PEM
(Proton Exchange Membrane)
陽極

陽極

陰極

陰極

電解質膜

SOEC
(Solide oxide electrolyzer)
陽極

陰極

電解質膜

技術概要

• 水酸化カリウムの強アルカリ溶液を用いた水電解を行う技術• 既に商用化、数年毎のメンテナン
スで数十年に渡る稼働が可能• 安定した電力供給が必要 (但し近年は再エネにも徐々に対応)• 装置が大型であり、広い専有面積が必要• 純水を用いた水電解を行う技術• 製造される水素の純度が高く、精製が不要• 電解質膜にフッ素系イオン交換膜等が使用されており、電解効率向上の研究のポイント• 陰極、陽極にチタンやプラチナ等の希少金属を使用するため高コスト• 高温水蒸気 (800-1,000度) の水電解を行う為の技術 (熱源は原発、燃料電池等を想定)• 電解効率をAECやPEMよりも高められることから、研究が推進• 現時点ではあくまでも研究開発段階であり、実用例も少ない

技術
成熟度

成熟度:高
• 1950-60年代から利用• 旭化成が福島でフィールド実証(2020年)

成熟度:高• ここ10年で実用化• 日立造船・東レがNEDO補助で研究開発 (2015-2019)

成熟度:低• 東芝がNEDO実証 (2018年-)• 2025年~2030年頃に実装予定

Source: BCG, METI, "CO2フリー水素ワーキンググループ報告書", NEDO

63

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AEC(Alkaline Electrolysis Cell)

i

グリーン
水素製造

技術にもそれぞれに強み・弱みがあり、コスト効率も含めて技術動向は不確定
グリーン水素製造技術：概要

AEC(アルカリ)

PEM(プロトン交換膜)

SOEC(固体酸化物)

各技術の特徴:機能優位性の高い領域

大型化

出力変動

電解効率

大規模製造が可能• 大規模製造・安定運用に利点

柔軟性に欠ける• 再エネの出力変動苦手• 技術の発展余地に乏しい
起動時間<60分/応答性(秒

ベースラインとされる電解効率65-71% (LHV)

モジュール並列化による 出力変動対応に優れる
出力拡大は可能、但し • 再エネの出力変動もコストに課題
吸収可能• 大規模製造よりも起動時間20分未満/
小型化に特徴応答性 (ミリ秒• AECに比べ省スペース

電解効率でAECに劣る
63-68% (LHV)

技術開発は発展途上• 技術開発は発展途上– 設備投資・原料の高さ– 耐久年数の不透明さ 等

74-84% (LHV)

Note: LVH (Lower Heating Value=発熱量)
Source: METI; NEDO; BCG AN/Alysis

コスト/Capex (USD/Kw)
現状

2030年

2030年以降

1,400
850

500
1,900

400

700
200

1,500
900

1,100

電解効率で他を圧倒• AEC・PEMを上回る効率(+15%以上)• 排熱の有効活用も期待

650

200

5,600

2,800
2,800

1,500
800

500
64

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技術

i

グリーン
水素製造

AECは、特に電力設備(インバータ/コンバータ等)の占める比率が大きい
AEC CAPEX構造• Assuming 50 MW electrolyser• ExFactory cost = Materials+Labour + Project Overhead+SG&A• Assuming Labour for Stackassembly = 20% x Stack cost
• Assuming Overheads for Stack
Manufacturing = 20% x Stackcost• Assuming SG&A = 5% x Materials
cost• Assuming Margins + Overhead =30% x Materials cost
• Transport = US$10 / kW
• Customs = 28% x Ex
• Factory cost Installation cost =33% x Ex Factory cost

AEC CAPEX Breakdown(USD/kW)

Stack

112

Power Supplies

20%

140

Gas conditioning

8%

59

Electrolyte circulation,
cooling, misc.

13%

89

Materials

56%

400

SG&A

3%

20

Margins+ Overhead

17%

120

Ex-Factory cost

76%

540

Transport

1%

10

Customs

21%

151

Installation cost

1%

8

Total

100%

709
0

200

Source: Manufacturing Competitiveness Analysis for Hydrogen Refueling Stations: Ahmad Mayyas et al 2017

400

600

800

1,000
65

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前提条件

i

グリーン
水素製造

PEMは、電解槽スタックの占める比率が高い
PEM CAPEX構造• Assuming 50 MW electrolyser• ExFactory cost = Materials+Labour + Project Overhead+SG&A• Assuming Labour for Stackassembly = 20% x Stack cost
• Assuming Overheads for Stack
Manufacturing = 20% x Stackcost• Assuming SG&A = 5% x Materials
cost• Assuming Margins + Overhead =30% x Materials cost
• Transport = US$10 / kW
• Customs = 28% x Ex
• Factory cost Installation cost =33% x Ex Factory cost

PEM CAPEX Breakdown(USD/kW)
Cost share
Stack

23%

199

Power Supplies

16%

140

Gas conditioning

7%

61

Electrolyte circulation,
cooling, misc.

10%

89

Materials

57%

488

SG&A

3%

24

Margins+ Overhead

17%

146

Ex-Factory cost

77%

658

Transport

1%

10

Customs

21%

184

Installation cost

1%

10

Total

100%

862
0

200

Source: Manufacturing Competitiveness Analysis for Hydrogen Refueling Stations: Ahmad Mayyas et al 2017

400

600

800

1,000
66

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前提条件

i

グリーン
水素製造

製造スケール拡大によって、特に電解槽スタックコスト低減 (▲30~50%)に期待
水素製造スケール化によるCAPEX低減推移

Total ex-factory cost buildup forboth technologies ($/kW)

AEC

BOP

Annual production rate
PEM

Currently largest OEMs in range of 40-100 MW
scale with aggressive expansion plans• nel: 80 MW; Ph 1 320 MW AEC; Ph 2 640 MW• ITM: 100 MW; Ph 1: 200MW; & 700MW Ph 2
Quotes may not be representative of actual cost
as most OEMs running on -ve EBITDA margins
nel: -36%, Hydrogenics: -29%, ITM power: -163%,
Mcphy: -69%

Annual production rate

Component Driver
Stack
Scale effectComponent Std. Design

Reduction expected (%)
20-30%High direct material
component, low reduction

Component
Stack
Component

DriverReduction expected (%)
Larger stacks 30-40%
Scale Effect Low impact on catalyst
membrane (uses rare metals)

Stack

30-40%
Labor cost & overhead red.

Stack
Assembly

Automation

20-30%
Standard design across OEMs

Balance of
Plant

Design25-30%
Optimization Larger unit stack size

Automation

Key
Assembly
drivers Balance of Bulk Ordering
Plant

Source: BCG Analysis; Manufacturing Competitiveness Analysis for Hydrogen Refueling Stations; capital IQ, Annual Reports

50,00020,000

5,000

2,000

1,000

Stack

100

0

40-50%
Labor cost & overhead red.

67

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112

50,000Stack

20,000Stack

10,000199

600-700
SG&A and
500-550600
margin400-450300

5,000Power Supplies0370-420

BOP

250

1,000

140

Gas conditioning

450-520

100

140

Electrolyte circulation,
misc.

50

BOP

SG&A

500 SG&A andmargin2061 BOP

89

Margins+ Overhead

900

50

Expected as OEMs reachproduction scale of~300-500 units

750

20

800-900

1089

900-1100

1,200

530-600

120

59

1,000

146

540

PEM

2,000

$/kW

AEC

10

658

Expected cost reduction with increasing OEM scale ($/kW)

i

グリーン
水素製造

AECを手掛ける旭化成、PEMを手掛ける日立造船等が技術/事業開発推進中
主要水素製造装置プレイヤー(日本)
電解槽技術
AEC

PEM

コンポーネント
SOEC

旭化成
日立造船
川崎重工
東芝
トウレ
トクヤマ
日本触媒
Source: 各種公開情報; エキスパートインタビュー; BCG分析

組立

電解膜 電極電解槽に関する主な活動
触媒

その他• AEC電解槽の技術を自社開発(商用化前段階)• PEMの組立メーカー• 子会社のInovaにてAEC型電解槽製造• 海外では欧州で実証実験を構想中• AEC型向けコンポーネントを技術開発中• 液化技術/輸送技術を保有(液化設備、輸送トラック、貯蔵タンク)• AEC型とSOECを研究開発中• PEM電解槽膜、触媒の国内トップランナー• 山梨県/NEDO事業など、実証実験向け
コンポーネント供給実績多数• 電解膜のみ研究開発• 水素製造装置を試作している海外メーカーの小型装置向けに製造• AEC型向けの隔膜を製造しており、国内外の電解槽メーカーに供給
68

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企業名

i

グリーン
水素製造

(参考) AEC・PEMに関して日本は特許の数で世界をリード米国と競合する
特許分析詳細 (1/3): 国別・保有主体別比較
国別比較• 日本は質と数で世界をリード• 近年フィンランドで開発が活発• 旭化成が近年活発に開発、数で世界をリードする• 伊系デノラは日本で質の高い特許を取得

20

30

United States

Average BCG
10Quality Index1)

020

Gruppo De Nora

40

60

80

Average BCG
10Quality Index

20

40

60

80

25

Japan

Germany

TurkeyChina

10Samsung Sdi Co Ltd
Hoeller Electrolyzer Gmbh
Lg Electronics Inc.
Honda Motor Co. Ltd.(Honda Giken Kogyo Kk)

6
4

2
Hystar As

0

20

100

8

South Korea

00Chinese Academy Of Science• 韓国勢が質で世界をリード• ホンダもそれに続き、数で世界をリード

United States

0

Tech Corp Co Ltd

0100• 米国が品質で世界をリード• 日本は特許の数で世界をリード
20

Asahi Kasei Corp.

10

China Finland0

Lappeenrannan Lahden Teknillinen Yliopisto Lut

20

Japan
South Korea

Germany

PEMによる
水素製造(TRL 5) 2

5

10

40

60

80

100

0

20

40

60

80

100

Freshness (filed since 2017)

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 9
2. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 9
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析

69

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AECによる
水素製造(TRL 5)1

保有主体別比較

グリーン
水素製造

i

(参考) 光触媒・SOECによる水素製造技術に関して日本は近年開発が低調
特許分析詳細 (2/3): 国別・保有主体別比較
国別比較• 米国が質で世界をリードするも、サウジが近年活発で質も高
い
20

Japan

100
Saudi Arabia
Taiwan020

Toyota Motor Corp

University Of Tokyo

Chinese Academy Of Science
Univ Fuzhou

0

40

60

80

0

100

20

40

60

80

• 特許数上位を日本4社が占め、質においても世界をリード

40

0

10
5

• 加・米が質で世界をリード• 日本は数で世界をリード
Average BCG
20
Quality Index

25

Saudi Basic Industries Corp.

China

South Korea

0

SOEC による
水素製造1

15

United States

Average BCG
10Quality Index1)• SABICが質で世界をリード• 東京大学で近年開発が活発

6

United States

25
CanadaJapan
Taiwan0

20NTTSouth Korea
China
40

60

Panasonic Corporation
Toshiba Corp

2
Tsinghua University

0

80

100

10

Toto Ltd.
4

0

20

40

60

80

Freshness (filed since 2017)
1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 7
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析

70

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光触媒に
よる水素
製造

保有主体別比較

i

グリーン
水素製造

(参考) グリーン水素製造

特許分析詳細 (3/3): 高indexランキング (技術開発要素ごと上位5件)
特許名

AECによる水素製造(TRL 5)1

A multipole|bipole type|formula alkaline-water-electrolysis cell and an electrolytic cell ASAHI KASEI CORP.

Japan

72

2016

POSITIVE ELECTRODE FOR ALKALINE WATER ELECTROLYSISGRUPPO DE NORA | KAWASAKI HEAVY INDUSTRIES
LTD | CHLORINE ENGINEERS CORP LTD |YOKOHAMA NATIONAL UNIVERSITYSEIKO INSTRUMENTSGRUPPO DE NORA

Japan

56

2015

Japan
Japan

52
42

2006
2016

PANASONIC ELECTRIC WORKS LTD.
MERIDA-DONIS WALTER ROBERTJapan
Canada

36
89

2008
2003

SAMSUNG DISPLAY CO. LTD.

60

2004

UOP LLC

UnitedStatesIsrael54

2003

UNIVERSITY OF BRITISH COLUMBIA

Canada53

2004

INTELLIGENT ENERGY HOLDINGS PLC BECKENHAM

UnitedStates53

2004

DELPHI TECHNOLOGIES INC

UnitedStatesUnitedStatesCanadaUnitedStatesUnitedStates

73

2005

64

2003

54
51

2006
2009

48

2011

PEMによる水素製造(TRL 5)2

Negative electrode can, alkaline cell and production method for same
WATER TREATMENT SYSTEM USING ALKALINE WATER ELECTROLYSIS DEVICE AND
ALKALINE FUEL CELLElectrolyzed-water production|generation apparatus
Apparatus for integrated water deionization, electrolytic hydrogen production, andelectrochemical power generation
System and method for hydrocarbon processing
Hydrogen generation via methane cracking for integrated heat and electricity
production using a fuel cell
Method and apparatus for integrated water deionization, electrolytic hydrogenproduction, and electrochemical power generation
Accelerated hydrogen generation through reactive mixing of two or more fluids

SOEC による水素製造3 Power generation system and method

保有者

Zero/low emission and co-production energy supply station

ZTEK CORP

Energy efficient gas separation for fuel cells
Solid oxide fuel cell systems having temperature swing reforming

XEBEC ADSORPTION INC
EXXONMOBIL CORP

Proton conducting solid oxide fuel cell systems having temperature swing
reforming

EXXONMOBIL CORP

国

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 9
2. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 9
3. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 7
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析

公表年

index

71

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技術開発要素ii 水素キャリア

水素キャリア: PJ評価
社会実装

外的リスク

アンモニア
(TRL 3-4)1

海外メーカーと比べて技術力は遜
色ない• 特許の質と量で世界と並ぶ

日本-豪州間での実証プロジェクトを実施

アンモニアの毒性を踏まえた
導入が必要

MCH
(TRL 4)

海外メーカーと比べて技術力で先行• 特許の質と量で世界をリードGI基金にて実証プロジェクトを実施
が、コスト面ではアンモニアに劣後

現時点で顕在化しているリスクはな
し

液化水素(TRL 4)2

世界に対して技術力で劣後• 特許の質・量ともに海外メーカー
から遅れ

日本-豪州間での実証プロジェクトを実施

1. IEA, ETP Clean Energy Technology Guideによると製造はTRL 8、クラッキングはTRL 3-4
2. IEA, ETP Clean Energy Technology Guideによると水素運搬船はTRL 5-7、貯蔵はTRL 11
Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析

72

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技術力

ii 水素キャリア

気体水素においてはアンモニアがMCHに対して優勢。
液体水素はアンモニア経由の高純度化と液体水素の価格低減次第
水素キャリア技術概要

コスト構造 (2030年時点、気体利用)
転換

輸送

水素再転換

荷揚/荷下

配送

水素高純度化

0.0

1.0

0.5

MCH

CH3

0.6

$/kgH22.0

アンモニア

コスト構造 (2030年時点、液体利用)

3.0$/kgH2

4.0 0.0

1.0

アンモニア利用時は再転換コスト不要

0.1 0.1

1.8

1.0

0.1

0.5
MCHの転換、再転換
コストが大幅減少しない
限り、｢アンモニア｣が有利

0.1

0.1

0.2

1.2

2.2

0.6

液化水素
1.7

1.3

0.4

0.1
0.1

3.4

0.1 0.1

0.1

0.2

1.7

Source: 資源エネルギー庁｢第5回CO2フリー水素WG事務局提出資料｣等よりBCG分析; IEA "The Future of Hydrogen"(2019); BCG分析

3.0

?

1.0

0.1

0.1

2.0

2.8

?

1.2

1.3

4.0

水素高純度化
と液体水素のコスト削減次第でコスト
優位が決まる

0.4 0.1 3.4

73

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キャリア

ii 水素キャリア

アンモニアをキャリアとしても利用場合、クラッキング及び水素高純度化の技術開発余地あり: GI基金対象

中流
処理

下流
利用

輸送

発電 (工場 等)
アンモニア NH

アンモニア製造
H2 →アンモニア

LPG等 タンカー

LPG等 基地

クラッキングアンモニア NH

ｱﾝﾓﾆｱ→ H2

3

MCH

発電
MCH化
H2 → MCH

石油タンカー

石油基地

脱水素

MCH

MCH→ H2液化
H2 →液水Source: BCG分析

タンカー

液化水素基地気化

液化水素

液水→HH22

H2

産業 H2
(鉄鋼)
水素高純度化

液体水素

3

運輸

H2

家庭

H2

(水素ステーション 等)(エネファーム/
都市ガスブレンド 等)

74

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アンモニア

CH3

: 新規追加候補

ii 水素キャリア

クラッキングの効率化・大規模化及び水素純度向上に関する研究が各国で進展
技術
成熟度

プレイヤー

技術要素

方式

概要

効率化･
大規模

プラズマメンブレンリアクター の技術改良

PMRの電極間にアンモニア吸着材を充填する等の改良により、従来比2倍のアンモニアからの水素製造300NL/hが得られるようになった

実証実験

澤藤電機

200kg/dayの水素製造を目指す
アンモニアクラッキングプラント

従来のアンモニアクラッキング手法を用いた大規模プラントの実証実験。
200kg/dayの生産能力を目指し、大局的な分散型の小規模プラントとの経済性比較にも用いられる

実証実験

SIEMENS, ENGIE

リチウムイミド触媒を用いたクラッキング
反応 (熱触媒接触分解反応) プラントの開発

600℃の高温でも固体であり続けられるリチウムイミドを触媒として用いる
アンモニアクラッキングプラント。実証実験では5kg/dayでの水素転換を
目指す

実証実験

SIEMENS, ENGIE

独自の金属モノリス担体を開発し、モノリス触媒コンバーターに用いる、
低温かつ高流量のクラッキング技術

400-600℃の低温で流量の高いアンモニアクラッキングを行う技術

実証実験

Colorado School ofMines,Starfire
Energy ※大阪ガスが出資

thyssenkrupp Uhde独自の技術により99.96%の水素純度を持つ、大規模化可能なアンモニアクラッキング技術

78%の水素回収能力を持つアンモニアクラッキング技術

実証実験

thyssenkrupp Uhde

アンモニア分解触媒とプロトン伝導膜を持つ電気化学セルによる高純度脱水素技術

250度でアンモニアから高純度の水素を取り出す技術。Ru/CNTの熱分解触媒によりアンモニアを分解し、Pt/カーボンブラック:CsH2PO4の水素電気酸化触媒を用いてプロトン精製し、プロトン伝導膜により高純度の水素として取り出す技術

技術開発済Northwestern
University

水素
純度向上

Source: 公開情報・BCG分析

75

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技術開発動向：アンモニアクラッキング・水素純度向上

ii 水素キャリア

エネルギー安全保障上、不可欠かつCO2削減/経済効果のインパクトも大きい

国情との適合性

想定インパクト (技術開発・社会実装計画より)エネルギー安全保障の観点から、水素キャリア開発による国際サプライチェーン構築は不可欠• 国内再エネが高価かつ不足

水素キャリア実現に伴うCO2削減効果及び経済波及効果は大きい

Source: グリーンイノベーション基金研究開発・社会実装計画

CO2削減

4億トン/年 (2050年)• 2050年時点の世界の国際水素取引量を 5,500万トンと仮定して算定• 天然ガスを水素が熱量等価で代替するとして試算

経済波及
効果

5.5兆円/年 (2050年)• 2050年時点の世界の国際水素取引量を 5,500万トンと仮定して算定• 水素供給コストをグリーン成長戦略で想定されてる
100円/kgとして試算
76

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国情との適合性・想定インパクト

ii 水素キャリア

アンモニア・MCHは転換・再転換が、液水は転換・荷揚荷下のコストが大きい
水素キャリア技術概要

メリット

デメリット

各キャリアの技術的特徴
輸送効率(水素含有量)コスト構造 (2030年時点)※豪州→日本の海上輸送 (輸送距離は9,000km) を想定

船舶輸送$/kgH2
0.0

アンモニア

MCH
CH3

液化水素

• 液体容易• 脱水素反応に熱源が 水素含有量が17.8%(-33℃ or 8.5atm)
必要• 既存の商流が確立 • 毒性有り
済み
• 直接燃焼が可能-33度での冷却輸送が可能• 常温常圧で液体• 既存の輸送インフラの利用可能

常温での輸送可能• 高純度水素を得る
ことが可能• 脱水素に起源が必要 水素含有量が(加熱→水素化)
6.2%と最も低い• 不純物が多く、FCV向けは精製が必要• 液体化するのに-235度までの冷却が必要• 断熱機構の船舶の開発が必要• 液体期の大型化・高効率化必要

1.0

2.0

3.0

4.0

アンモニア利用の場合は再転換不要
0.1 0.1
0.5

1.0
0.1

0.1 0.1

0.6

1.2

2.2

0.2

大規模な液体水 -253度での冷却素化は未開発
輸送が必要

0.1
1.7

1.3

3.4

0.4
0.1

転換
Source: 資源エネルギー庁｢第5回CO2フリー水素WG事務局提出資料｣等よりBCG分析; IEA "The Future of Hydrogen"(2019); BCG分析

荷揚/荷下

輸送

配送

水素再転換
77

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キャリア

ii 水素キャリア

アンモニア・MCHは技術力が高く、社会実装も進展
水素キャリア評価：技術力・社会実装

Average BCG
Quality Index

アンモニア1

10

United States
Japan

5

Germany00(TRL 4)

Average BCG
Quality Index

液化水素3

Average BCG
Quality Index

MCH2(TRL 4)

社会実装状況

20

20

China
40

Denmark
60

Germany

FranceSouth Korea
China

0

50

Japan

20
USA
10
China

GermanySouth Korea
Japan Russia
50

質と量の両面で世界と並ぶ• 三菱重工、
日本触媒

豪州-日本のプロジェクトが計画中• Asian Renewable
Energy Hub

中東・豪州を中心にプロジェクトが計画中質と量の両面で世界をリード• ENEOS、
千代田化
工

GI基金にて実証プロジェクトを実施• ENEOS

海外ではプロジェクトはほぼない状況

特許の量・質ともに海外に遅れ• 川崎重工業

豪州-日本のプロジェクトが計画中• 川崎重工• 岩谷産業

日本向け以外はほぼない
状況

100

0
0

海外

80

USA

10

0

South Korea

日本

100

Freshness (filed since 2017)

1. アンモニアクラッキングを対象とした分析、IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 4-6
2. MCHへの変換を対象とした分析
3. 液化水素運搬船を対象とした分析、IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 5-7
Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標、Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合

78

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技術力評価

ii 水素キャリア

各社コンソーシアムを組成し、実証プロジェクトやルール形成が推進
水素/アンモニア-マーケットレイヤー: 水素関連コンソーシアム動向(日本)
背景/目的

上流

再エネ 製造AHEADHESCHySTRA

VCの構築• 有機ケミカルハイドライド法 (MCHへの転換)
実用化のためのVC形成
VCの構築• 日豪間における水素VC構築のパイロット
実証PJ• HESC(主に豪州政府)が上流のガス精製～
中流の豪州での陸上輸送を担当• Hystra(NEDO)がその両端のVC (ガス化・海上輸送) を担当

Fuel Cell
Ship Project

下流(船舶)の垂直統合• 2024年実証運航に向けて、水素を活用した
Fuel Cell搭載船の開発

FH2R

VCの構築
• 世界最大級の大規模水素製造装置(10MW) の開発・試験供給

やまなし・ハイドロ
ジェン・カンパニー
(YHC)

VCの構築
• P2Gシステムの実用化による、水素エネル
ギーの工場・スーパーへの供給

Source: 各種公開情報を基にしたBCG分析

参画企業/団体

VC上の位置づけ
中流
処理

輸送

下流
利用
千代田化工

三井物産

日本郵船

三菱商事

AGLエナジーJ Power

岩谷産業

川崎重工

丸紅

住友商事

川崎重工

J Power

岩谷産業

ENEOS

Shell

丸紅

ENEOS
日本海事協会

日本郵船

川崎汽船

東芝
川崎汽船

東芝

岩谷産業

旭化成

東北電力

山梨県

TEPCO

日立造船

東レ
79

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コンソーシアム名

ii 水素キャリア

グリーンアンモニア製造は欧米が世界をリードしており、日本の開発は低調
特許分析詳細 (1/12): 国別・保有主体別比較
国別比較• 日本は特許の質と量で世界に出遅れている• 米国の特許の質が高く、欧州で近年開発が活発化している
20

8

5

United States
Average BCG
10Quality Index1)• SABICが近年活発に開発しており、質で世界をリードする• 日本企業は上位に入らないSouth Korea

Netherlands

China

Japan

Italy

0

Saudi Basic Industries Corp.

6

China Petroleum & Chemical Corp. Inc.

4

American Water Works Co Inc
32
Beijing Non-Ferrous Metal Inst

0

0

20

40

60

80

100

Casale SA

0

20

40

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 8
Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析

60

80

100

80

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グリーンアン
モニア製造1

保有主体別比較

ii 水素キャリア(参考) 水素キャリア特許分析詳細 (2/12):
高indexランキング (技術開発要素ごと上位5件)
特許名

グリーンアンモニア製造1 PACKAGED SYSTEM FOR THE PRODUCTION OF CHEMICALCOMPOUNDS FROM RENEWABLE ENERGY RESOURCES
Ammonia Decomposition Catalyst Systems

AUTONOMOUS VEHICLE ENERGY AND SERVICE HUB

保有者

国

SMITH S

UnitedStatesUnitedStatesAustralia

73

2007

54

2020

24

2019

UnitedStatesUkraine

14

2011

13

2010

UNIVERSITY OF SOUTH CAROLINARENAM PROPERTIES PTY LTD

LARGE SCALE GREEN MANUFACTURING OF AMMONIA USING PLASMA JURANITCH J CMETHOD OF REGENERATING AMMONIA FROM AMMONIA-SODA
PRODUCTION FILTER LIQUIDBASIC CHEM RES DES INST | BEREZ
SODA WKS STOCK CO

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 8
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

公表年

index

81

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技術開発要素ii 水素キャリア

アンモニア製造は日本の特許の質は劣っていないが、近年の開発は低調であり、米国が世界をリード、中国での開発が活発
特許分析詳細 (3/12): 国別・保有主体別比較
国別比較• 日本は特許の質こそ劣っていないが、近年の開発はない• 米国が質で世界をリードし、印中での開発が活発
40

60

Japan

United Kingdom

0
0

20

40

60

80

20

DUPONT DE NEMOURS INC.
University Of Warwick
CHONNAM UNIVERSITY

HSM SYSTEMS INC

0
0

100

• 日本は特許の質こそ劣っていないが、近年の開発は少ない• 米国が世界をリードしており、中国での開発が活発
20

1

40

China
India

Germany

Colorado School Of Mines Research Institute3

United States

Average BCG
20
Quality Index1)

アンモニアの
直接電解
合成(TRL 3)• 米英韓で近年開発が活発• 日本は上位に入らない

20

40

60

80

100

• 米Lynntechが質で世界をリードするが、近年の開発は低調• 日本は上位に入らない
60

United States

10

5

Lynntech Inc.
40

Average BCG
10Quality Index

Japan

GermanySouth Korea

Iceland20

Siemens Aktiengesellschaft

China

0
0

20

40

60

80

Korea Institute Of Energy Research (Kier)
Ohio University
Korea Institute Of Science And Technology

0

100

0

20

40

60

80

100

Freshness (filed since 2017)
1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 8
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析

82

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ブルー
アンモニア
製造
(TRL 4)1

保有主体別比較

ii 水素キャリア(参考) 水素キャリア特許分析詳細 (4/12):
高indexランキング (技術開発要素ごと上位5件)
特許名

保有者

国

ブルーアンモニア製造1

ELECTRICALLY ENHANCED HABER-BOSCH (EEHB) ANHYDROUS
AMMONIA SYNTHESISSTARFIRE ENERGY | COLORADOSCHOOL OF MINES RESEARCHINSTITUTENIPPON SHOKUBAI CO. LTD.

UnitedStates

92

2017

Japan

33

2014

28

2020

20

2014

19
74

2020
2008

68

2013

65

2004

55

2011

53

2013

The synthesis|combining method of ammonia

アンモニアの直接電解
合成

Ammonia synthesis using a catalytic nitrogen-selective membrane COLORADO SCHOOL OF MINESRESEARCH INSTITUTE
Process and reactor system for producing ammonia using ionic
DUPONT DE NEMOURS INC.
liquids
Process for the production of ammonia
KIEFER CLEMENSElectrochemical synthesis of ammonia
LYNNTECH INC.

UnitedStatesUnitedStatesGermany
UnitedStatesSelective catalytic reduction via electrolysis of urea
OHIO UNIVERSITY
UnitedStatesElectrochemical synthesis of ammonia
LYNNTECH INC.
UnitedStatesELECTROCHEMICAL PROCESS FOR THE PREPARATION OF NITROGEN EERC ENERGY & ENVIRONMENTAL RES United
FERTILIZERSCENTStatesElectrochemical cell for the ammonia manufacture,And an
NIPPON SHOKUBAI CO. LTD.
Japan
ammonia synthesis method using the same

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 8
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

公表年

index

83

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技術開発要素ii 水素キャリア

水素の抽出・高純度化は米国が特許の質で世界をリードするが、世界的に開発は低調
特許分析詳細 (5/12): 国別・保有主体別比較
国別比較• 日本の特許の質は劣っていないが、開発は低調• 米国が特許の質で世界をリードする
10
Average BCG
Quality Index1)58United States

5

Germany202Denmark

China
0

40

60

80

10
5

Chinese Academy Of Science
Haldor Topsoe A/SChina Petroleum & Chemical Corp. Inc.

0
0

100

• 日本は特許の質と鮮度で世界から出遅れている• 米国が特許の質で世界をリードするが、世界的に開発は低調
Average BCG
Quality Index

BASF SE

4

South Korea

5

Nippon Shokubai Co. Ltd.

6

Japan

0

水素の
高純度化

• 日本触媒が質の高い特許を長期保有、近年の開発は低調

20

40

60

80

100

• 米Air Liquideが質で世界をリード• 上位の日本企業は近年開発が活発
4250
United States
France

0

20

40

0

60

Tokyo Gas Co. Ltd.
Chinese Academy Of Science

1

China
80

100

100

China Petroleum & Chemical Corp. Inc.

2

Japan South Korea Russia

0

Air Liquide S.A. (Formerly L’Air Liquide S.A.)
3

Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
0

20

40

60

80

100

Freshness (filed since 2017)
1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 4-6
Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析

84

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アンモニア
クラッキング1

保有主体別比較

ii 水素キャリア(参考) 水素キャリア特許分析詳細 (6/12):
高indexランキング (技術開発要素ごと上位5件)
特許名

保有者

国

アンモニアクラッキング1

Process for purifying a gas by adsorption of the impurities on
several active carbons
Process for decontaminating syngas

AIR LIQUIDE S.A. (FORMERLY L'AIR
LIQUIDE S.A.)
SOUTHERN RESEARCH INSTITUTE

France

75

2002

52

2011

Plasma reactor for cracking ammonia and hydrogen-rich gases tohydrogenAmmonia cracker for production of hydrogen

UNIVERSITY OF CENTRAL FLORIDA

UnitedStatesUnitedStatesAustria

34

2006

25

2005

Australia
UnitedStatesUnitedStates

21
74

2019
2009

46

2010

UnitedStatesUnitedStatesUnitedStates

42

2009

41

2002

41

2003

水素の高純度化

AUTONOMOUS VEHICLE ENERGY AND SERVICE HUB
GeSn alloys and ordered phases with direct tunable bandgaps
grown directly on siliconZero emission gasification, power generation, carbon oxides
management and metallurgical reduction processes, apparatus,
systems, and integration thereof
INTEGRATED FACILITY FOR PRODUCING ALCOHOL USINGHOMOACIDOGENIC FERMENTATION
Hydrogen purification devices, components and fuel processing
systems containing the sameHydrogen purification membranes, components and fuelprocessing systems containing the same

KATIE TRUST U/T/A (KATHRYN JO
LINCOLN) | LINCOLN VIRGINIA | CARL
TRUST U/T/A (CARL RICHARD
LINCOLN) | LINCOLN JAMESRENAM PROPERTIES PTY LTD
US GOVERNMENT (INCOMPLETEASSIGNEE NAMES)DAVIS OLUMIJI B. | DAVIS KOFI B.

BEST ENERGIES INC
NAVAL GROUPNAVAL GROUP

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 4-6
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

公表年

index

85

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技術開発要素ii 水素キャリア

日本はMCH製造において特許の質で世界をリードするが、近年の開発は他国に比べて低調
特許分析詳細 (7/12): 国別・保有主体別比較
国別比較• 日本は特許の質で世界をリードし、数は中国に次ぐ• 世界的に近年の特許出願もされている• 米Mcalisterが質の高い特許を保有するも、近年の開発は低
調

20

15

10

Japan
Average BCG
10Quality Index1)

United States
Germany

10

FranceSouth Korea

Hysilabs Sas

5
China Petroleum & Chemical Corp. Inc.

0

0

20

40

60

80

100

0

100

• 日本は特許の数こそ多いが、質と鮮度では劣る• 世界的に特許を取得している国が少ない
Average BCG
Quality Index

Korea Institute Of Science And Technology

China

0

水素キャリアのｸﾗｯｷﾝｸﾞ(MCH)(TRL 4)

Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co Ltd
5

Mcalister Technologies Llc

20

40

60

80

100

• オーストリアWancuraが質で世界をリード• 筑波大学は中国の特許を保有
100

Austria

Wancura Herbert

1

50

1

50

China

Japan

0
0

20

40

60

80

100

University Of Tsukuba

Nippon Oil Corp.

0
0

20

40

60

80

100

Freshness (filed since 2017)
Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析

86

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水素キャリアの製造(MCH)(TRL 4)

保有主体別比較

ii 水素キャリア(参考) 水素キャリア特許分析詳細 (8/12):
高indexランキング (技術開発要素ごと上位5件)
特許名

保有者

国

水素キャリアの製造(MCH)

The hollow porous carbon particle and a manufacturing method
thereof.
Colloid -containing electrolytic-reduction water and its
manufacturing method
METHOD FOR PRODUCING SODIUM BOROHYDRIDEYONSEI UNIVERSITY

75

2016

NIPPON TORIMU KK

South
Korea
Japan

69

2003

YOSHIZAKI ATSUHIRO

Japan

60

2015

LNG carrier with hydrogen production facitlies

KOREA MARINE EQUIP RES INST

South
Korea
Japan

53

2020

43

2020

Austria
Japan

94
16

2002
2011

China

14

2021

Japan

6

2012

Japan

1

2009

水素キャリアのクラッキング (MCH)

LOW-TEMPERATURE HYDROCARBON REFORMING SYSTEM ANDTOHOKU UNIVERSITY | SUPER NANO
METHOD FOR MANUFACTURING HYDROGEN AND/OR SYNGAS AT
DESIGN CO LTD
LOW TEMPERATURE
Process and apparatus for the production of fuel gas
WANCURA HERBERTHYDROGEN CRACKING CATALYST AND METHOD OF PRODUCING FUEL NIPPON OIL CORP.
MAIN COMPONENT
Vanadium carbide/graphene nano-sheet composite material,
UNIVERSITY OF TSUKUBA
preparation method and application thereof in water cracking
hydrogen production
METHOD OF HYDROTREATING WAX AND PROCESS FOR PRODUCING NIPPON OIL CORP.
FUEL BASE
HYDRO WAX PROCESS AND BACKGROUND PRODUCTION PROCESSNIPPON OIL CORP.

Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析

公表年

index

87

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技術開発要素ii 水素キャリア

大規模水素液化技術に関して日本の特許は質と数では劣らないが、他国と比較して近年の開発は低調特許分析詳細 (9/12): 国別・保有主体別比較
国別比較• 日本は特許の質と数では劣らないが、近年の開発は低調• 他国では近年開発が活発
40• 米Air Liquideが質で世界をリードし、近年の開発も活発• 川崎重工は数こそ多いが、質と鮮度で世界に出遅れる
20

10

United States

Average BCG
20
Quality Index1)

Japan

FranceChina South Korea

0

20

40

Linde Ag
10

Hylium Ind Inc

Samsung Heavy Industries Ltd

5

Russia0

Air Liquide S.A. (Formerly L’Air Liquide S.A.)

15

Kawasaki Heavy Industries Ltd

5

0

60

80

100

0

20

40

Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析

60

80

100

88

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大規模
水素液化
技術

保有主体別比較

ii 水素キャリア(参考) 水素キャリア特許分析詳細 (10/12):
高indexランキング (技術開発要素ごと上位5件)
特許名

保有者

国

大規模水素液化技術

An exhaust-heat utilization hydrogen * oxygen system and the
manufacturing method of a liquid hydrogen
The manufacturing method of a liquid hydrogen, and the
manufacturing equipment of a liquid hydrogen
PROCESS FOR PRODUCING LIQUID HYDROGENTOSHIBA CORP

Japan

77

2004

AIR LIQUIDE S.A. (FORMERLY L'AIR
LIQUIDE S.A.)
SHELL OIL COMPANY

Japan

58

2002

India

56

2017

HYDROGEN LIQUEFACTION DEVICE

KOREA INSTITUTE OF SCIENCE ANDTECHNOLOGY | UNIVERSITY OF
CENTRAL FLORIDA
KOBE STEEL LTD. | KANSAI ELECTRIC
POWER CO LTD

UnitedStates

53

2016

Japan

51

2003

The manufacturing method and system of a liquid hydrogen

Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析

公表年

index

89

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技術開発要素ii 水素キャリア

液化水素運搬船に関して日本は特許を保有しておらず、貯蔵技術に関しても質と鮮度で世界に出遅れている
特許分析詳細 (11/12) 国別・保有主体別比較
国別比較• 日本は特許を保有しない• 米独が特許の質で世界をリード、印韓では近年開発が活発
20

40

United States

10

Germany

Average BCG
10Quality Index1)

20

40

60

India
80

Average BCG
10Quality Index

Germany
Russia0

Linde Ag

20

40
60
80
100
Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co Ltd• 米GEが質で世界をリードするが、近年の開発は低調• 川崎重工、トヨタがそれに次ぐ質の高さ
15

United States
Japan

Hydrogenious Lohc Technologies Gmbh

0100

• 日本は特許の数こそ多いが、質と鮮度で世界に出遅れている• 米国が特許の質で世界をリード、中韓で近年開発が活発
20

5Samsung Heavy Industries Ltd
10

China Russia
0

Bayerische Motoren Werke Ag (Bmw)
30
20South Korea

0

液化水素
貯蔵2

• ドイツBMWが質で世界をリードするが、近年の開発は低調

General Motors Corp

25
South Korea

25

Toyota Motor Corp

10

Kawasaki Heavy Industries Ltd
Linde Ag

5

Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co Ltd

China

0

0

0

20

40

60

80

100

0

20

40

60

80

100

Freshness (filed since 2017)

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 5-7
2. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 11
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析

90

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液化水素
運搬船
(TRL 4)1

保有主体別比較

ii 水素キャリア(参考) 水素キャリア特許分析詳細 (12/12):
高indexランキング (技術開発要素ごと上位5件)
特許名

液化水素運搬船(TRL 4)1

Fuel supply device for use in motor vehicle, has reactor vessel provided BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG (BMW)for executing heat exchanger and separator functions for supplyinghydrogen for consumer through dehydration of carrier medium e.g.
liquid organic hydrogen carrier
ARRANGEMENT AND METHOD FOR PROVIDING ENERGY FOR STATIONARY H2 AG
AND/OR MOBILE DEVICES
Fuel supplying device useful for partially supplying fuel load withBAYERISCHE MOTOREN WERKE AG (BMW)hydrogen burning in combustion chamber e.g. internal combustion
engine or fuel cell of motor vehicle, comprises first storage tank for
carrier enriched with hydrogen
Method for supplying energy, in particular to off-grid or mobile
HYDROGENIOUS LOHC TECHNOLOGIES
consumers, device for carrying out such a method and substance
GMBH DEmixture that can be used therein
HYDROGEN STORAGE COMPOSITIONS, METHODS, AND USES THEREOF
WASHINGTON STATE UNIVERSITY(PULLMAN WA)
Fuel supply device for use in motor vehicle, has reactor vessel provided BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG (BMW)for executing heat exchanger and separator functions for supplyinghydrogen for consumer through dehydration of carrier medium e.g.
liquid organic hydrogen carrier
Power demand/supply leveling system
MINAKAWA T
The hydrogen peroxide plasma ionization generator equipped with the TAEWANG SCI CO LTD
dual jet nozzle.
Hydrogen storage, a supply system, and liquid organic hydrogen storage ICHIKAWA MASARU/ supply body
The amount maintenance method of dissolved hydrogen in the liquid
DOCTORS MAN KK

液化水素貯蔵2

保有者

国

公表年

index

Germany

91

2010

Switzerland
Germany

70

2014

55

2012

Germany

49

2015

UnitedStatesGermany

38

2020

79

2010

Japan
South
Korea
Japan

72
67

2011
2015

59

2002

Japan

52

2011

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 5-7; 2. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 11
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析

91

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技術開発要素iii 水素・アンモニア発電水素・アンモニア発電: PJ評価
水素GT(大型)1

日本は特許の質と数、鮮度のいずれにおいても世界に出遅れ

社会実装
商用化のタイミングは海外勢と同時期を想定• 2030年の専焼商用化

外的リスク
現時点で顕在化しているリスクはな
し水素GT(中型)商用化のタイミングは海外勢と同時期を想定• 2025年から実証開始

水素 (ボイラ)

バーナーや燃焼技術などの要素技術の開発段階石炭火力に対する批判とNOxの低減が課題

バーナーや燃焼技術などの要素技術の開発段階

大型GT固有の問題としてNOxの低減が課題

商用化のタイミングは海外勢と同時期を想定

現時点で顕在化しているリスクはな
し商用化のタイミングは海外勢と同時期を想定

石炭の使用が全体となるため批判を受けるリスクがある

アンモニアGT(大型)(TRL 3-4)2

特許の質と量で世界をリード

アンモニアGT
(中型)
アンモニア
(ボイラ)

日本以外に開発している国はない

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 9
2. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 3-4

92

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技術力

iii 水素・アンモニア発電

燃焼速度及び脱硝設備の観点から、水素はガス火力と、アンモニアは石炭と親和性が高い
水素

アンモニア

用途

• ガス火力発電への混焼、専焼• 石炭火力発電への混焼、専焼

理由• 既存のガスタービン発電設備のタービン部など多くの設備をそのまま利用可能、アセットを有効活用できる• 調整力、慣性力機能を具備しており、系統運用安定に資する

将来の姿(リプレース)
Source: 経済産業省資料• 燃焼速度が比較的近いガス火力発電に水素を混入。
水素の燃焼速度が速いため、その燃焼を制御する技
術が必要• 上記制御技術を使うことで、ガスタービンの水素燃焼化も可能• 発電用バーナー中心にある再循環領域 (高温・低酸素) にアンモニアを一定速度で投入することで、アンモニ
アの分解及び還元反応を促進しつつ、アンモニアを燃焼• アンモニアは燃焼速度が石炭に近いことから、石炭火力での利用に適している• 大型の脱硝設備を石炭火力が有しており、アンモニア
燃焼時の脱硝にも利用可能• ガス火力をリプレースして、専焼– ガス火力は脱硝装置が小さく、NOx処理に限界– 混焼時に、周辺設備が水素向けに整備• 石炭火力をリプレースして、ボイラもしくはタービンで専焼– 混焼時に、周辺設備がアンモニア向けに整備

93

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水素・アンモニア発電 (サマリ)iii 水素・アンモニア発電

中小型ガスタービンは周辺設備の水素化/アンモニア化状況に影響を受けるため、
既存PJのアンモニア化に加え、水素化の検討余地あり
脱炭素化オプション別の技術提供プレイヤー

ボイラ

ガスタービン (GT)

GI基金対象中小型 (数MW~数十MW級)

大型 (数百MW級)

新規PJ候補アンモニア化(混焼→専焼)三菱重工• MHI: NEDOによる｢水素社会構築技術開発事業｣プロジェクトにて、産業用ボイラ向け水素焚きバーナー燃焼技術
開発・実用化を推進• MHI: H-25型 (40MW) の2025年水素専焼商用化に向けて高砂製作所で実証
計画中• KHI:独RWEと共同で、30MW級GTの水素専焼実証をと2024年中に開始計画中

三菱重工・IHI

三菱重工・IHI・GEパワー• MHI: 2028年度までにアンモニア混焼率
50%以上商用化を目標に、JERAと共同開発中• IHI: 2028年度までにアンモニア混焼率
50%以上商用化を目標に、JERAと共同開発中

Source: 各種公開情報; エキスパートインタビュー; BCG分析• MHI: H-25型 (40MW) のアンモニア専焼の技術開発に着手し、2025年以降の実用化目標• IHI: 2MW級GTのNEDO事業 (2021~27
年度) でのアンモニア専焼技術開発に着手

三菱重工・GEパワー・SIEMENS• MHI: JAC型 (566MW) の2025年30%
混焼、2030年の専焼商用化に向けて実証計画中• GE: 2030年の水素専焼商用本格化を目標に技術開発推進中

大型GTはアンモニアより水素燃焼技術開発が先行しているものの、JERAをはじめとした大手電力には大型GTアンモニア燃焼ニーズがあるため、水面下で技術開発が推進中(大型GTアンモニア燃焼では大量のNOxが発生するため脱硝設備が必要)

94

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水素化(混焼→専焼)三菱重工・GEパワー・SIEMENS・川崎重工・
Ansaldo Energia・Baker Hughes・
Solar Turbines・MAN Energy Solutions

iii 水素・アンモニア発電

ボイラ水素燃焼は、アンモニア燃焼と比較して技術開発は遅れているものの、ボイラでの水素利用ニーズ (副生含む) を見据えて、NEDO PJで三菱重工が技術開発中
技術開発動向: ボイラ×水素化

ボイラ水素化: 商用化に向けた時間軸

ボイラ×水素化: 主要各社の開発動向

時技
間術
軸開
発 50 %
・ 混
商 焼
用 専
化 焼
の 化

企業

22

23

24

25

26

技術開発

27

28

実証

技術開発

29

30

31

32

33

34

商用化

実証

国

時期

開発動向

2020~
2022年

• NEDOのプロジェクトの一環で、産業用ボイラー向け水素専焼
焚きバーナー燃焼技術の開発を実施

事業者 OEM
-

三菱重工

商用化

ボイラ水素燃焼用バーナ• NOx発生抑制: 天然ガスやA重油と比べて燃料時の火炎温度が高く、サーマルNOxの発生量抑制が必要• ボイラ追加改造: 輻射熱による熱量減少、高い火炎温度への耐熱の為、場合によってはボイラ本体の改造が必要• 燃焼速度対策: 燃焼速度が速く、火炎温度が高い水素を燃焼させる際に、逆火が発生

Source: 各種公開情報; エキスパートインタビュー; BCG分析

95

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技
術
開
発
対
象
・
課
題

時間軸 (2022-2034年)

iii 水素・アンモニア発電ボイラアンモニア混焼技術は事業者+OEMによる実証フェーズに移行しているが、アンモニア専焼技術は主に燃焼速度の安定化に課題があり現在技術開発中
技術開発動向: ボイラ×アンモニア化

ボイラアンモニア化: 商用化に向けた時間軸

ボイラ×アンモニア化: 主要各社の開発動向

時技
間術
軸開
発 50 %
・ 混
商 焼
用 専
化 焼
の 化

企業

22

23

24

25

26

27

28

実証

技術開発

29

30

31

32

33

34

商用化

実証

• 燃焼速度対策: 燃焼速度が遅いアンモニアの割合が増加することにより、燃焼火炎が不安定化• 運転裕度低減対策: 石炭の燃焼量が低下することで、微粉炭機の下限近傍で運転が必要となり、運転裕度が減少• バーナ以外の改造: 燃焼空気量が変化する為、場合によってはボイラ本体や補機類の改造が必要

時期

開発動向
• 混焼率50%以上が可能な
アンモニア高混焼バーナを開発• 同バーナを碧南火力発電所
4号機または5号機に実装

事業者 OEM
JERA

IHI

2021~
2025年

JERA

三菱重工

2021年~ • 石炭ボイラに適したアンモニア
専焼バーナを開発– ボイラ型式の異なる実機
2ユニットにおいて50%以上のアンモニア混焼を検証

TNB
Genco

IHI

2021年~ • NOxの生成抑制と安定燃焼を2027年両立する石炭火力用アンモニア
混焼 (20%) バーナを開発し実証

商用化

ボイラアンモニア燃焼用バーナ

Source: 各種公開情報; エキスパートインタビュー; BCG分析

国96

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技
術
開
発
対
象
・
課
題

時間軸 (2022-2034年)

iii 水素・アンモニア発電

大型GT水素混焼/小型GT水素専焼は事業者+OEMによる実証が推進中で、大型GT水素専焼は技術開発中で商用化は2030年以降の見込み
技術開発動向: ガスタービン×水素化

ガスタービン水素化: 商用化に向けた時間軸

ガスタービン×水素化: 主要各社の開発動向

時技
間術
22 23 24 25
軸開発 50 % 大型
実証
・ 混
焼
商
用 専 大型技術開発
化 焼の 化 小型
実証

企業

26

27

28

29

30

31

32

33

34

商用化
実証

商用化

商用化

ガスタービン水素燃焼器• 燃焼速度対策: 燃焼速度が速く、火炎温度が高い水素を燃焼させる際に、逆火が発生• NOx発生抑制: 空気中の窒素によるNOx発生量を低減させつつ、発電効率を維持する為の手法の開発が必要• 燃焼振動抑制: 高い熱負荷を与えられた燃焼器の筒が、燃焼の振動と共振した場合、燃焼器の破壊リスクが増幅

Source: 各種公開情報; エキスパートインタビュー; BCG分析

国

時期

開発動向

事業者 OEMInter
三菱重工
mountainPower
Agency• M501JAC形2基を中核とする
混焼
30%:
GTCC発電設備 (840MW) を
2025年
受注
専焼:
• 2023年までに30%水素混焼、~2045年
2045年までに専焼化

カワサキ
モータース

~
2024年

• 2024年までにエムスランド
ガス火力発電所 (34MW) にて
水素専焼実証を実施

Territory GEパワー
Generation

2022年• TM2500航空機転用GT(22MW) を導入し、将来的に水素混焼75%を目指す

シーメンス

20202023年• 製紙会社向け自家発の既設
SGT-400を改良し混焼をへて
2023年以降に専焼化を目指す

RWE

Smurfit
Kappa

The
Baker
Hydrogen Hughes
Utility

2019年~ • H2Uの保有するPort Lincoln
発電所にてNovaLt16発電機ユニットを用いて100%水素専焼を実施
97

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技
術
開
発
対
象
・
課
題

時間軸 (2022-2034年)

iii 水素・アンモニア発電

GTアンモニア化は、混焼・専焼共に技術開発フェーズであり、2027年以降に燃焼速度・NOx対策技術課題解消し、商用化される見込み
技術開発動向: ガスタービン×アンモニア化

ガスタービンアンモニア化: 商用化に向けた時間軸

ガスタービン×アンモニア化: 主要各社の開発動向

時間軸 (2022-2034年)
時技
間術
22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
軸開発 50 % 大型
技術開発
実証
商用化
・ 混
焼
商
用 専 大型技術開発
実証
化 焼の 化 小型 技術開発
実証
商用化

企業
33

34

• 小型専焼: 2025年以降の実用化に向けアンモニア専焼ガスタービン(4万kW、H25型) の開発

-

三菱重工

2021~
2025年

-

三菱重工

2021年~ • 大型専焼・混焼: ガスタービンの排熱でNH3を水素と窒素にし開発済みのH2混焼用燃焼器/
開発中のH2専焼燃焼器により燃焼させるGTCCシステムの検討-

IHI

2021年~ • 2MW級ガスタービンにおいて液体
2027年
アンモニア専焼技術を開発– 火炎の安定化と排ガス中の有害物質の低減
施策を盛り込む

ガスタービンアンモニア燃焼器

Source: 各種公開情報; エキスパートインタビュー; BCG分析

開発動向

事業者 OEM

商用化• 燃焼速度対策: 燃焼速度が遅く、燃焼時間を確保する為には燃焼器の大型化が必要も、多缶式燃焼器を用いるGTにおいてサイズの制限あり• NOx発生抑制: アンモニア燃焼より発生するNOx の脱硝対応が必要– 二段燃焼による低NOx化が想定されるが、燃焼器の大型化や複雑化等の技術課題が存在

時期

98

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技
術
開
発
対
象
・
課
題

32

国

iii 水素・アンモニア発電大型水素ステーションと混焼・専焼タービンに関して日本は特許の質と鮮度で出遅れており、米国が質で世界をリード、韓国では研究が活発化している
特許分析詳細 (1/8): 国別・保有主体別比較
国別比較• 日本は特許の数こそ多いが、質と鮮度で世界に出遅れている• デンマークで近年質の高い特許が取得されている
20• 上位に日本4社が位置し、ホンダが質で世界をリードする
20

25
Denmark

United States
Germany

Average BCG
10Quality Index1)

Japan

China

Toyota Motor Corp

Hyundai Motor Co.

South Korea

25

Nippon Oil Corp.
1050

Eneos Group (Formerly Jxtg Holdings Inc)

0

0

大型水素
混焼・専焼
タービン2

Honda Motor Co. Ltd.(Honda Giken Kogyo Kk)

15

20

40

60

80

• 日本は特許の質と数、鮮度のいずれにおいても世界に出遅れ• 米国が質で正解をリード、韓国で開発が活発化している
20

20

0

100

40

60

• 米Gas Technologyが質と鮮度で世界をリードする• 三菱日立パワーシステムズが活発に開発
825
Average BCG
10Quality Index

United States
Germany
Japan China Russia

0

20

40

60

Gas Technology Institute

6

5
Siemens Aktiengesellschaft
Aminov Rashid Zarifovich

480

Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd

2South Korea

080

Univ Ulyan Tech
0

100

0

20

40

60

80

100

Freshness (filed since 2017)
1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 9; IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 9
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: BCG Center for Growth & Innovation Analyticsによる調査

99

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大規模水素
ステーション1

保有主体別比較

iii 水素・アンモニア発電(参考) 水素・アンモニア利用 特許分析詳細 (2/8)
高indexランキング (技術開発要素ごと上位5件)
特許名

保有者

国

PLUG POWER INC.
Canada
大規模水素ステーション1 Hydrogen fueling station
Hydrogen station loading control unit, vehicle onboard terminal HONDA MOTOR CO. LTD.(HONDA GIKEN Japan
unit, hydrogen station, method for controlling hydrogen station
KOGYO KK)
loading
Use and the replenishment system of the gas of a hydrogen fueled HONDA MOTOR CO. LTD.(HONDA GIKEN Japancar
KOGYO KK)
Hydrogen vehicle gas utilization and refueling system
HONDA MOTOR CO. LTD.(HONDA GIKEN United
KOGYO KK)
StatesHydrogen handling or dispensing system
ARIZONA PUBLIC SERVICE CO
UnitedStatesHydrogen production with photosynthetic organisms and fromIHI CORP
United大型水素混焼・専焼
2biomass
derivedtherefromStatesタービン
Mobile wind and solar energy aggregate
CEAP BV
Netherlands
Gas turbine power plant and method of operating the same
GENERAL ELECTRIC COMPANY
Switzerland
Stationary energy center
ENGEN GROUP INC
UnitedStates
Method and apparatus of fuelling an internal combustion engine WESTPORT FUEL SYSTEMS INC
Canadawith hydrogen and methane

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 9
2. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 9
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: BCG Center for Growth & Innovation Analyticsによる調査

公表年

index
90
48

2004
2005

40

2007

39

2008

37

2007

97

2005

60

2006

43

2008

31

2002

29

2012

100

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技術開発要素iii 水素・アンモニア発電

燃料電池に関して日本は特許の質と鮮度で世界に出遅れ
特許分析詳細 (3/8): 国別・保有主体別比較
国別比較• 日本は特許の数こそ多いが、質と鮮度で世界に出遅れている• 米国が特許の質で世界をリード、中国で近年開発が活発
10
Average BCG
Quality Index1)

6

United States

500

FranceGermany

5

Japan

0
0

20

• 上位に日本4社が位置し、日産が質で世界をリードする

Nissan Motor Co. Ltd.

4

Honda Motor Co. Ltd.(Honda Giken Kogyo Kk)

Toyota Motor Corp

South Korea
China

40

60

500

Hyundai Motor Co.

2
Panasonic Corporation

0

80

100

0

20

40

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 7-9
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: BCG Center for Growth & Innovation Analyticsによる調査

60

80

101

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燃料電池1

保有主体別比較

iii 水素・アンモニア発電(参考)水素・アンモニア利用 特許分析詳細 (4/8)
高indexランキング (技術開発要素ごと上位5件)
特許名

保有者

燃料電池1

Nanotube/metal substrate composites and methods for producing MAINSTREAM ENG CORP
such composites
Portable chemical hydrogen hydride system
MANHATTAN SCIENTIFICS INC

Efficient control, monitoring and energy devices for vehicles such TAKEDA PHARMACEUTICAL CO LTD
as watercraft
Hydrogen purification membranes, components and fuel
NAVAL GROUP
processing systems containing the same
Fuel cell system with stored hydrogen
IDA TECH LLC

国
UnitedStatesUnitedStatesUnitedStatesUnitedStatesUnitedStates

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 7-9
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: BCG Center for Growth & Innovation Analyticsによる調査

公表年

index
79

2005

61

2003

53

2004

51

2003

51

2002

102

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技術開発要素iii 水素・アンモニア発電アンモニア混焼・専焼に関して、日本は特許の数で世界をリード
特許分析詳細 (5/8): 国別・保有主体別比較
国別比較• 日本以外に開発している国はない• 電力中央研究所が質でリード、IHIや中国電力が近年活発に
開発

20

40

25

Japan

Average BCG
10Quality Index1)

1
30
20
10

0

Dengen Kaihatsu KK

Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
IHI Corp
Chugoku Electric Power Co Ltd

0

0

大型
アンモニア
混焼・専焼
タービン
(TRL 3-4)2Central Research Institute Of Electric Power Industry

20

40

60

80

0

100

• 日本は特許の数で世界をリード、鮮度も中国に次ぐ• 米国が特許の質で世界をリード

20

40

60

80

100

• トヨタが質でリード、IHIが近年開発を活発化

20

10

United States
Average BCG
Japan
United Kingdom
10
Quality Index
GermanySouth Korea

25

Mitsubishi Heavy Industries Ltd.

Toyota Motor Corp

10

5
Thyssen Krupp Industrial Solutions

China

IHI Corp

Heraeus Holding Gmbh

0

0

0

20

40

60

80

100

0

20

40

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 5;
2. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 3-4
Freshness (filed since 2017)
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: BCG Center for Growth & Innovation Analyticsによる調査

60

80

100

103

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石炭火力
への
アンモニア
混焼・専焼
(TRL 6)1

保有主体別比較

iii 水素・アンモニア発電(参考) 水素・アンモニア利用 特許分析詳細 (6/8)
高indexランキング (技術開発要素ごと上位5件)
特許名

保有者

石炭火力へのアンモニア A powdered coal burning boiler apparatus and power generation CENTRAL RESEARCH INSTITUTE OF
equipment
ELECTRIC POWER INDUSTRY
混焼・専焼(TRL 6)1
THERMAL POWER GENERATION PLANT, MIXED COMBUSTION BOILER, MITSUBISHI HITACHI POWER SYSTEMSAND METHOD FOR MODIFYING BOILER
LTDElectric power generation system
IHI CORP
The exhaust-gas circulating-type thermal-power-generation plant- CENTRAL RESEARCH INSTITUTE OF
operation method and an exhaust-gas circulating-type thermalELECTRIC POWER INDUSTRY
power-generation plant
Gas-hydrate manufacturing system
MITSUI E & G (MITSUI ENGINEERING &SHIPBUILDING CO LTD)
Production and use of a soil amendment made by the combined
CCRMS LTD.
大型アンモニア混焼・
productionofhydrogen,sequesteredcarbonandutilizing
offgases
専焼タービン(TRL 3-4)2
containing carbon dioxide
Control of mercury and other elemental metal emissions fromMISSISSIPPI LIME CO
combustion devices by oxidation
Gas turbine system
NIPPON SHOKUBAI CO. LTD.
AMMONIA-FUELED INTERNAL COMBUSTION ENGINETOYOTA MOTOR CORP
ADDITIVES TO AMMOXIDATION CATALYSTS BASED ON METAL OXIDE INEOS GROUP LIMITEDMIXTURES INPUT BEFORE CALCINATION

国

公表年

index

Japan

85

2016

Japan

28

2019

Japan
Japan

28
22

2018
2014

Japan

19

2005

UnitedStates78

2004

Panama

44

2004

Japan
Japan
UnitedStates

43
23
21

2012
2011
2017

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 5
2. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 3-4
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: BCG Center for Growth & Innovation Analyticsによる調査

104

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技術開発要素iii 水素・アンモニア発電アンモニア燃料船に関して日本は特許の質で世界をリード、アンモニア燃料電池に関しては特許の数こそ多いが、質と鮮度では世界に出遅れている
特許分析詳細 (7/8): 国別・保有主体別比較
国別比較• 日本は特許の質で世界をリード• 中韓が近年開発を活発化、特許の数において世界をリード
40• 韓Daewooが質と鮮度で世界をリード• 日本は上位に入らない
15

United States

Average BCG
20
Quality Index1)

5

5

Japan

Norway

20

40

60

80

China

0
0

100

• 日本は特許の数で世界をリードするが、近年開発が低調• 米国が特許の質で世界をリードしている
20

Wuhan Marine Machinery Plant Co Ltd
Univ Harbin Engineering
Hyundai Heavy Industries Co Ltd

5

0

アンモニア
燃料電池2

Samsung Heavy Industries Ltd

10South Korea
0

Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co Ltd

20

40

60

80

100

• 特許数上位を日本が独占
15

United States

25

10
Toyota Motor Corp

10

Average BCG
10Quality Index

Japan

Nippon Shokubai Co. Ltd.

Israel
China

0
0

20

40

South Korea

5

Saudi Arabia
60

80

Panasonic Corporation
Diahatsu Motor Co. Ltd.

0100

Osaka Gas

0

20

40

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 4-5
2. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 4-5
Freshness (filed since 2017)
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: BCG Center for Growth & Innovation Analyticsによる調査

60

80

105

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アンモニア
燃料船
(TRL 3-4)1

保有主体別比較

iii 水素・アンモニア発電(参考)水素・アンモニア利用 特許分析詳細 (8/8)
高indexランキング (技術開発要素ごと上位5件)
特許名

保有者

国

アンモニア燃料船(TRL 3-4)1

The ammonia combustion method, an ammonia combustion
engine, and the ship that mounts it
FUEL SUPPLY SYSTEM FOR VESSELJAPAN AEROSPACE EXPLORATIONAGENCYDAEWOO SHIPBUILDING & MARINEENGINEERING CO LTDSAMSUNG HEAVY INDUSTRIES LTD

Japan

78

2021

South
Korea
South
Korea
South
Korea
South
Korea

43

2021

32

2016

29

2020

28

2021

UnitedStatesJapan
Denmark
Austria

75

2002

71
57
42

2003
2007
2005

40

2009

The ship engine apparatus for decreasing exhaust gas using thefuel cell system.
Fuel Supply System of Eco-Friendly Ship

アンモニア燃料電池2

DAEWOO SHIPBUILDING & MARINEENGINEERING CO LTDDAEWOO SHIPBUILDING & MARINEENGINEERING CO LTD

FUEL CELL HYDROGEN SUPPLY SYSTEM OF UNDERWATER MOVINGBODY USING DEHYDROGENATION REACTION OF AMMONIA AND
UNDERWATER MOVING BODY HAVING THE SAME
Production of hydrogen by autothermic decomposition of ammonia EXXON CORP
The hydrogen manufacturing apparatus for fuel cells
Use Of An Ammonia Storage Device In Production Of Energy
Ammonia cracker for production of hydrogen

Electro-catalysts for the oxidation of ammonia in alkaline media

TOYOTA MOTOR CORP
FAURECIA S. A.
KATIE TRUST U/T/A (KATHRYN JO
LINCOLN) | LINCOLN VIRGINIA | CARL
TRUST U/T/A (CARL RICHARD
LINCOLN) | LINCOLN JAMESOHIO UNIVERSITY
UnitedStates

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 4-5
2. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 4-5
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: BCG Center for Growth & Innovation Analyticsによる調査

公表年

index

106

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技術開発要素水素・
燃料アンモニア(参考) 水素・アンモニア 特許分析検索条件 (1/2)
技術開発要素ii 水素輸送・
貯蔵(TAB=(((Hydrogen OR "H2") NEAR3 (produce OR produces OR producing OR production OR generat* OR liquify OR liquifaction OR separation OR synthesi* OR
manufactur*)) SAME ((Alkaline ADJ3 Electroly*) OR AEC OR AECs OR AWE)) OR (TAB=((Hydrogen OR "H2") NEAR3 (produce OR produces OR producing OR
production OR generat* OR liquify OR liquifaction OR separation OR synthesi* OR manufactur*)) AND TI=((Alkaline ADJ3 Electroly*) OR AEC OR AECs OR AWE)))
AND (AY>=(2000) AND AY<=(2022));(TAB=(((Hydrogen OR "H2") NEAR3 (produce OR produces OR producing OR production OR generat* OR liquify OR liquifaction OR separation OR synthesi* OR
PEMによる水素製造
manufactur*)) SAME ("PEMEC" OR "PEMFC" OR "PEMECs" OR "PEMFCs" OR PEM OR (polymer ADJ electroly* ADJ membrane*))) OR (TAB=((Hydrogen OR "H2")
NEAR3 (produce OR produces OR producing OR production OR generat* OR liquify OR liquifaction OR separation OR synthesi* OR manufactur*)) AND
TI=("PEMEC" OR "PEMFC" OR "PEMECs" OR "PEMFCs" OR PEM OR (polymer ADJ electroly* ADJ membrane*)))) AND (AY>=(2000) AND AY<=(2022));(TAB=(((Hydrogen OR "H2") NEAR3 (produce OR produces OR producing OR production OR generat* OR liquify OR liquifaction OR separation OR synthesi* OR
光触媒による水素製造
manufactur*)) SAME (photocatalyst* OR photocatalysis OR photocatalytic OR (photogenerated ADJ catalysis) OR (catalyzed ADJ photolysis) OR (photo ADJ
cataly*) OR (photo ADJ reform*) OR photoreform* OR (photoactive ADJ catalyst*) OR (photo ADJ steam ADJ reform*) OR (photosteam ADJ reform*))) OR(TAB=((Hydrogen OR "H2") NEAR3 (produce OR produces OR producing OR production OR generat* OR liquify OR liquifaction OR separation OR synthesi* OR
manufactur*)) AND TI=(photocatalyst* OR photocatalysis OR photocatalytic OR (photogenerated ADJ catalysis) OR (catalyzed ADJ photolysis) OR (photo ADJ
cataly*) OR (photo ADJ reform*) OR photoreform* OR (photoactive ADJ catalyst*) OR (photo ADJ steam ADJ reform*) OR (photosteam ADJ reform*)))) AND(AY>=(2000) AND AY<=(2022));(TAB = ( ( (Hydrogen OR "H2") NEAR3 (produce OR produces OR producing OR production OR generat* OR liquify OR liquifaction OR separation OR synthesi* OR
SOEC による水素製造
manufactur*) ) AND ( (SOEC* OR "H-SOEC" OR "R-SOEC" OR (solid ADJ oxide ADJ fuel ADJ cell*) OR (solid ADJ oxide ADJ electroly* ADJ cell*) OR ( (Solid ADJ
oxide) NEAR5 (electrolyzer* OR electrolyser* OR electrolysis OR electrochemical ADJ cell* OR water NEAR1 split*) ) ) ) ) OR TAB = (( (Hydrogen OR H2) NEAR2(produc* OR generat* OR stor* OR transport* OR liquid OR liquify OR liquifaction OR separation OR manufactur*) ) NEAR5 (SOEC OR (solid ADJ oxide ADJ
electroly* ADJ cell) OR ( (Solid ADJ oxide) NEAR5 (electroly*) ) ))) AND (AY>=(2000) AND AY<=(2022));海水の水電解 による水素製造 TAB = ( ( (Hydrogen OR "H2") NEAR3 (produce OR produces OR producing OR production OR generat* OR liquify OR liquifaction OR separation OR synthesi* OR
manuf*) ) AND ( ( ( (sea OR seas OR ocean* OR marine* OR maritime*) NEAR3 (water* OR "H2O")) OR seawater* OR saltwater*) NEAR3 electroly*)) AND(AY>=(2000) AND AY<=(2022))
TAB = ( ( (hydrogen OR "H2" OR "LH2") NEAR2 (liquify OR liquefaction OR liquifaction OR liquefier*)) OR (liquified ADJ Hydrogen) OR (liquidified ADJ Hydrogen)
大規模水素液化技術) AND (AY>=(2000) AND AY<=(2022))
TAB = ( ( ( (((Liquid OR liquid* OR liquif* OR Liquef*) NEAR3 (Hydrogen OR "H2")) OR "LH2") NEAR3 (Carrier*)) OR LOHC OR LOHCs OR "LOHC-DIPAFC") OR (液化水素運搬船(((Liquid OR liquid* OR liquif* OR Liquef*) NEAR3 (Hydrogen OR "H2")) OR "LH2") NEAR3 (Toluene OR methylcyclohexane OR MCH OR "N-ethyl carbazole" OR
Dibenzyltoluene ) )) AND (AY>=(2000) AND AY<=(2022))
TAB = ( ( ( ( (Liquid OR liquid* OR liquif* OR Liquef*) NEAR2 (Hydrogen OR "H2")) OR "LH2") NEAR3 (stor* OR tank* OR vessel* OR container* )) OR "Cold and
液化水素貯蔵
Cryo-Compressed Hydrogen" OR (cold NEAR2 compress* NEAR2 (Hydrogen OR "H2") ) ) AND (AY>=(2000) AND AY<=(2022))
TAB=(((((hydrogen OR "H2" OR "LH2") NEAR3 carrier*) OR LOHC* OR "LOHC-DIPAFC") NEAR5 (produce OR produces OR producing OR production OR manufact*
水素キャリアの製造 (MCH)
OR synthes* OR generat*)) OR ((("MCH" OR methyl cyclohexane OR methylcyclohexane) NEAR5 (produce OR produces OR producing OR production OR
manufact* OR synthes* OR generat*)) AND (hydrogen OR "H2" OR "LH2"))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
水素キャリアのクラッキング (MCH) TAB=((((((hydrogen OR "H2" OR "LH2") NEAR5 carrier*) OR LOHC* OR "LOHC-DIPAFC")) NEAR5 (*crack*)) OR ((("MCH" OR methyl ADJ cyclohexane OR
methylcyclohexane) NEAR5 (*crack*)) AND (hydrogen OR "H2" OR "LH2"))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
TAB=(((ammonia OR "NH3") NEAR5 (*crack*))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
アンモニアクラッキング

AECによる水素製造

水素の高純度化

TAB=(((Hydrogen OR "H2") NEAR3 (purif* OR pure OR purity))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);

Source: BCG Center for Growth & Innovation Analyticsによる調査

107

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i 水素製造検索条件

水素・
燃料アンモニア(参考) 水素・アンモニア 特許分析検索条件 (2/2)
iii 水素利用

大規模水素ステーション
大型水素混焼・専焼タービン

ii アンモニア

燃料電池
グリーンアンモニア製造

製造

ブルーアンモニア製造
アンモニアの直接電解合成

iii アンモニア
利用

石炭火力へのアンモニア混焼・専焼
大型アンモニア混焼・専焼
タービン
アンモニア燃料船

アンモニア燃料電池

検索条件
TAB = ( ( ( (hydrogen OR "H2" OR "LH2") NEAR3 (highway* OR station OR stations OR infrastructur*) ) OR (Smart ADJ Hydrogen ADJ Station*) OR (hydrogen ADJ
infrastruct*) OR (large NEAR5 hydrogen NEAR2 refuel* NEAR2 station*) OR (large NEAR5 hydrogen NEAR2 stor*) ) SAME (vehicl* OR car OR truck* OR bus OR
train OR ship OR motorvehicl* OR automobil* OR automotiv* OR submarin* ) ) AND (AY>=(2000) AND AY<=(2022))
TAB = ( ( ((large* ADJ scale*) OR (full ADJ scale*) OR commercialOR industrial OR (power ADJ plant*) OR powerplant* OR (power ADJ generator*) OR (power
ADJ station*) OR (electricity ADJ plant*) OR (electricity ADJ generator*)) SAME ( (hydrogen OR "H2" OR "LH2") NEAR5 (*combust* OR turbine*) ) ) OR ( ("large
scale" OR "largest scale" OR smart OR huge OR big) NEAR5 ("hydrogen mixed combustion" OR "hydrogen mono combustion" OR "hydrogen turbine" OR "hydrogenmixed-fuel combustion" OR "hydrogen mono-fuel combustion" OR "hydrogen combustion-type continuous combustion furnace")) OR ( (hydrogen OR H2) NEAR3(natural ADJ gas) NEAR3 (combust* OR turbin*) ) ) AND (AY>=(2000) AND AY<=(2022))
TAB=(((Hydrogen OR "H2") NEAR5 (fuel cell OR fuel cells OR fuelcell*))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
TAB=((((green OR renewable* OR decarbon* OR de ADJ carbon* OR ((carbon OR "CO2" OR carbon ADJ dioxide OR carbon ADJ di ADJ oxide OR carbondioxide)
NEAR1 (free OR low OR less OR negative OR zero))) NEAR3 (ammonia OR "NH3")) AND (produce OR produces OR producing OR production OR generat* OR stor*
OR transport* OR liquify OR liquifaction OR catalyst* OR catalyt* OR manufactur* OR synthesi*))) AND (AY>=(2000) AND AY<=(2022))
TAB=((((Haber ADJ Bosch OR HaberBosch OR Haber process*) AND (ammonia OR "NH3")))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
TAB=(((electrochemical* OR electro ADJ chemical* OR electrochemistry OR electro ADJ chemistry OR Galvanic ADJ cell* OR Voltaic ADJ Cell* OR Electrolytic
ADJ cell*) AND ((ammonia OR "NH3") NEAR3 (produce OR produces OR producing OR production OR generat* OR synthesi*)))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
TAB=( ((ammonia OR "NH3") AND ( (co ADJ fir*) OR cofir* OR (co ADJ burn*) OR firing OR (mixed ADJ combust*) OR (premixed ADJ combust*) OR (mono ADJfir*) OR monofir* OR (pure ADJ combust*) ) OR ((ammonia OR "NH3") NEAR2 (fire OR fired OR firing OR burn OR burned OR burning)) ) AND ( (power ADJ plant*)
OR (power ADJ station*) OR (power ADJ generat*) OR (powerplant*) OR (powerstation*) OR (powergenerat*) OR (electricity ADJ generat*) OR (electricity ADJ
plant*) OR (thermal ADJ plant*) ) ) AND (AY>=(2000) AND AY<=(2022))
TAB= ( ( (ammonia OR "NH3") NEAR2 (*combust* OR burner) ) OR ( (ammonia OR "NH3") NEAR5 ( (mixed ADJ combust*) OR (mono ADJ combust*) OR (mixed
ADJ fuel ADJ combust*) OR (mono ADJ fuel ADJ combust*) ) ) OR ( (ammonia OR "NH3") NEAR3 ( (natural gas) NEAR3 (combust*)) ) ) AND (AY>=(2000) AND
AY<=(2022))
TAB=(((((ammonia OR "NH3") NEAR5 (ship OR ships OR boat OR boats OR yatch* OR submarine* OR sub marine* OR hovercraft* OR hover craft* OR air cushion
vehicle* OR marine vehicle* OR sea vehicle* OR ocean vehicle* OR underwater vehicle* )) AND (fuel OR fuels OR fueling OR fueled)) OR (((ammonia OR "NH3")
NEAR5 (fuel OR fuels OR fueling OR fueled)) AND (ship OR ships OR boat OR boats OR yatch* OR submarine* OR sub marine* OR hovercraft* OR hover craft* OR
air cushion vehicle* OR marine vehicle* OR sea vehicle* OR ocean vehicle* OR underwater vehicle*)))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
TAB=(((ammonia OR "NH3") NEAR8 (fuel cell OR fuel cells))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);

Source: BCG Center for Growth & Innovation Analyticsによる調査

108

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技術開発要素深掘り対象分野⑨食料・農林水産業

109

食料・
農林水産業

グリーン成長戦略の枠組みに加え、新たな視点で技術開発候補を幅出し
農林水産業の温室効果ガス排出・吸収/固定の全体像

xxx

CO2吸収・固定4,051

275
森林でのバイオマス
による吸収・固定

森林/林業

2

GHG排出削減

61

3

新たな視点

Source: 環境研「温室効果ガスインベントリ」

農地での土壌による吸収・固定

田畑/稲作・耕作

林業機械等
燃料燃焼

132

農機等
燃料燃焼

1,192

湛水田
肥料
嫌気分解 分解1,200

場所（例：植物工場）

牧草地/畜産業

581

ゲップ

763

モノ（例：代替肉）

浅海域での藻類
による吸収・固定

海洋/漁業

排泄物

623

漁船等
燃料燃焼

473

養殖
燃料燃焼

129

ヒト（例：食品ロス低減）

110

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1

排出または吸収量(万t-CO2; 2020)

食料・
農林水産業

CO2吸収・固定技術のうち低TRLは基金対象候補、GHG排出削減技術はTRLが高い
大

1

削
減
効
果
ポ
テ
ン
シ
ャ
ル

Ｃ
Ｏ
２
吸
収
・
固
定

GI基金が注力
すべき領域
9

8

2

1

7

1)

7

3

2

11

Ｇ
Ｈ
Ｇ
排
出
削
減

3
4
5

小

6

5
10

低

6

8

4

高
TRL2)

1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

: GI基金PJ化審議中: GHG排出削減技術: CO2吸収・固定技術

バイオ炭による炭素貯留
林木育種の高速化によるエリートツリーの効率的な開発
高層建築物等の木造化に資する木質建築部材開発
物理・生物学的病害虫防除法
病害抵抗性品種
農地土壌診断技術
藻場・干潟の造成・再生・保全
リジェネラティブ農業 (環境再生型農業) 技術
VEMS (農山漁村エネルギーマネジメントシステム)
超精密環境制御施設
スマート農業 (自動トラクター/ドローン、水管理/営農管理システム 等)
スマート漁業 (漁獲情報収集システム、自動給餌システム 等)
生産性の向上と食品ロス・CO2の削減を両立するｽﾏｰﾄﾌｰﾄﾞﾁｪｰﾝの構築
ICT活用による木材の生産流通管理システムを構築
農業機械の電化
林業機械の電化
漁船の電化
プラスチック等を代替する木質由来新素材開発
家畜の排出物 (牛のゲップ 等) に含まれるGHGを抑止する飼料開発

1.GI基金対象候補は研究開発・社会実装計画(案)において1000万トン以上/100~1000万トンとなっているものをそれぞれ大/中とした。CO2吸収・固定は、森林/それ以外の吸収量増大に資するものをそれぞれ中/小とした。GHG排出削減は、燃料燃焼の低減/家畜由来の排出削減/その他に資するものをそれぞれ大/中/小とした。
2.TRLは1~3を低、4~6を中、7~10を高とした。GI基金対象候補は研究開発・社会実装計画(案)、その他はみどりの食料システム戦略、林業イノベーション現場実装推進プログラム、IEAによる。排出削減に係る技術④⑤⑥⑩⑪については製品の市場流通状況により中～高とした。
111
Source: GI基金「食料・農林水産業の CO₂等削減・吸収技術の開発」プロジェクトに関する研究開発・社会実装計画（案）; みどりの食料システム戦略; IEA; BCG分析

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ロングリスト上の技術項目のTRLおよび削減効果ポテンシャルの初期的見立て

食料・
農林水産業

現在審議中のPJ案件は、社会実装上の課題や外的リスクを重視して評価するべきCO2吸収・固定に資する技術項目

主な打ち手の方向性

4,458
1321)
275
海洋1)
3%

4,051

農地
6%

GI基金への示唆• 藻場・干潟の保全・拡張 • 外部からの海草/海藻持ち込みに– 海藻バンク整備 (⑦7)
よるローカル生態系の破壊– 干潟の保全• 沿岸漁業への影響• 海洋生態系や沿岸漁業への影響の定量評価、最小化の方策• Jブルークレジットの普及拡大に向けた方策– 漁獲量の増減、区画の制限 等• Jブルークレジットの認知・需要不足• 藻場・干潟保全の管理責任が曖昧• 堆肥や緑肥の施用拡大 • 雑草・病害虫防除や土壌管理に– 有機農法
追加的労力が必要となる一方で– バイオ炭 (①1)
高齢化・減少する従事者人口– 不耕起栽培• 堆肥・緑肥施用による土壌影響の評価方法が未確立• 需要創出と老樹伐採

森林91%

社会実装上の課題/外的リスク– バイオマス利用
3)– 建築部材利用 (③• 植林促進– エリートツリー導入• 伐採・輸送・植林に追加的労力が必要となる一方で高齢化・現象する従事者人口• 需給をつなぐインフラの脆弱性• 人工的な種の選別による生態系
破壊 (モノカルチャー化 等)

社会実装計画で明記するとともに、
新規PJ採択時
及びPJ期間中に評価• 追加労力の補充・代替方法• 土壌の化学性や生態系への影響の評価と管理手法• 追加労力の補充・代替方法• 需要地と供給地を結ぶ
インフラ補強方法• 森林生態系/植生への影響の定量評価、最小化の方策

国内吸収量(2020)2)
1. 浅海生態系(海草藻場、海藻藻場、マングローブ、干潟)による吸収のみ 2. 都市緑化による吸収・固定分を除く
Source: 環境研「温室効果ガスインベントリ」、他公表情報112

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(万t-CO2)

食料・
農林水産業

農林水産分野におけるCO2吸収・固定: PJ評価 (1/2)
インパクト
CO2削減 (国内)

経済波及効果 (世界)バイオ炭
(TRL 3-4)

国産のバイオマス資源を活用して自給が可能• 国内の木材/竹/稲わら/もみ殻を炭化することで自給可能• ただし、近年木炭は85%を輸入している

1,430万トン/年(2050年)• 国内の木材/竹/稲わら等利用可能な材料をすべて炭化させ、すべて国内の農地に散布するとして算定1.5兆円/年(2050年)• 国内:8,400億円• 海外:6,846億円

等方性大断面部材(TRL 3-4)

国土の3分の2を占める森林の有効活用• 日本の人工林は高齢化によりCO2吸収量が減少傾向にある• 成長旺盛な若い森林造成が必要• そのための国産材需要拡大を図る

656万トン/年(2050年)• 森林吸収:491万トン/年• 高層建築物等への貯蔵:165万トン/
年

3,776億円/年(2050年)• 国内販売及び輸出:3,300億円/年• 再造林面積の拡大:476億円/年

海藻バンク(TRL 3)海洋国として沿岸資源を有効活用• 四方を海に囲まれた地理特性を活用する• 地球温暖化の影響により藻場面積が減少傾向にあるため、新しい藻場の造成が必要910万トン/年(2030年)• 藻場造成を実施した際の日本の海
草藻場、海藻藻場、マングローブ林、干潟における吸収量推定

1,213億円/年(2050年)• 海藻育成システムの全国普及:900億円• 新型カートリッジ生産体制構築:13億円• 海藻育成システムの販売:300億円

Source: GI基金「食料・農林水産業の CO₂等削減・吸収技術の開発」プロジェクトに関する研究開発・社会実装計画(案); 他公開情報

113

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国情との適合性

食料・
農林水産業

農林水産分野におけるCO2吸収・固定: PJ評価 (2/2)
社会実装

外的リスク

バイオ炭
(TRL 3-4)

日本は当該分野で特許を保有しておらず、海外に対して遅れ

日本では2030年から社会実装予定だが、海外の動きはなし

生態系への影響の低減策が必要• バイオ炭施用による土壌や農作物への悪影響等方性大断面部材(TRL 3-4)

特許の質と量ともに海外に遅れ• 米国が特許の質・量ともにリード

欧州では木造高層建築が進行

製品ライフサイクル全体での環境適合性のクリアが必要• 加工剤による環境負荷や資源としての利用可否

海藻バンク(TRL 3)

特許の質と量で世界をリード• ただし、特許の鮮度は低い

低TRLのため、国内外ともに社会実装の具体的なプランはなし

地域生態系への影響、及び実装先地域から受け入れられるための仕組
みづくりが必要• 生態系に『異物』を投入することによる在来品種への影響や海域の肥沃化• 水産資源増大やカーボンクレ
ジット参入によるメリット

Source: GI基金「食料・農林水産業の CO₂等削減・吸収技術の開発」プロジェクトに関する研究開発・社会実装計画（案）; BCG分析

114

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技術力

1

食料・
農林水産業

既存の枠組み (CO２吸収・固定)

藻場再生技術において日本は世界をリードするが、近年開発は停滞気味
農林水産分野評価：技術力・社会実装

Average BCG
Quality Index

バイオ炭(TRL 3-4)40
20

CanadaTaiwan
0

0

50

Japan

50

同様のプロジェクトなし

特許の量・質ともに海外に遅れ• NCN• 石田組

2050年までに普及拡大し、自立商用開始24階建てホテル複合施設が竣工済み（オーストリア）

特許の、質と量で世界をリード• 岡部• 住友大阪セメント

2050年までに全国普及（100漁港）• 2030年まで5-10漁港にて実証

同様のプロジェクトなし

100

South Korea
China

0

0

2030年から普及拡大し、自立商用開始• 2030年までに、実証・
運用完了

100

20

10

海外

China Austria

United States
Japan
Australia
Austria
Hungary
Canada0

海藻バンク(TRL 3)

South Korea

40
20

日本
日本は特許保有
していない

United States

0

等方性大
断面部材
(TRL 3-4)

社会実装状況

50

Philippines100

Freshness (filed since 2017)

Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標、Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合,丸の大きさは特許件数
Source: GI基金「食料・農林水産業の CO₂等削減・吸収技術の開発」プロジェクトに関する研究開発・社会実装計画（案）; BCG分析

115

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技術力評価

2

食料・
農林水産業

既存の枠組み (GHG排出削減)

GI基金として追加技術開発するよりも、政策支援による社会実装加速化に注力すべき
GHG排出削減に資する技術項目

主な打ち手の方向性

社会実装上の課題• 駆動(農機/漁船)の電化・
燃料転換• 園芸用施設の電化・燃料
転換• 省エネ品種の開発• 電化・燃料転換した駆動が国内市場に少ない又は高コスト• 水素等代替エネルギー源が国内市場に少ない又は
高コスト

土壌からの
排出
(1,781,35%)• 灌水期間調整 (稲作)
– 秋鋤き
– 中干し期間延長• 有機農業/化学肥料低減– 不耕起栽培– 有機農業の取組拡大• 秋鋤き: 収穫期と重なり作業
リソース確保が困難• 中干: 追加的水管理が必要• 不耕起栽培: 雑草/病害虫防除の作業リソース確保が
困難

家畜由来
の排出
(1,386,28%)• 飼料改良による発酵抑制• 排泄物の再利用• 改良飼料は高コスト• 排泄物のリサイクルのためのプラットフォームが不存在

5,031
農業
1,192

漁業 473
稲作
1,200

燃料燃焼
による
排出
(1,855,
水産養殖業
37%)

129
林業61

土壌
581
消化管内発酵
763
野焼き
排泄物
8
623

GI基金への示唆

技術は高TRLで成熟しつつあるため、GI基金を用いて新たな技術開発を行うよりも、マネタイズ、需給マッチングプラット
フォーム構築、追加で必要となる労働力の確保等を政策的に推進し社会実装を進めるべき

国内排出量(2020)
Source: 環境研「温室効果ガスインベントリ」; BCG分析

116

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(万t-CO2)

2

食料・
農林水産業

既存の枠組み (GHG排出削減)

排出削減のための技術は普及拡大フェーズのものが多く、技術開発よりも資金的援助による導入コストの負担低減が求められている
排出源分類

技術分類

技術項目

主な構成技術要素

駆動の電化

農業機械の電化
林業機械の電化
漁船の電化

駆動の電化
駆動の電化
駆動の電化
営農型太陽光発電
バイオマス発電
小水力発電
地域型エネルギーマネジメントシステム
高速加湿型ヒートポンプ
高効率蓄熱・移送技術
放熱抑制技術秋鋤き
中干期間延長・回数増
不耕起栽培
化学肥料の利用低減
物理・生物学的病害虫防除
病害抵抗性品種の開発
GHG削減飼料の開発
排泄物の堆肥化(万t-CO2)

燃料燃焼(1,855; 37%)

園芸用施設のエネルギー利用
効率化

VEMS

超精密環境制御施設

湛水期間短縮土壌(1,386; 28%)

家畜(1,386; 28%)

湛水期間調整

化学肥料
施用低減

有機農業・
環境再生型農業

発酵抑制
排泄物低減

飼料の改良
排泄物のリサイクル

TRL

インパクト

社会実装上の課題 / 外的リスク高

大高コストで導入費用の回収が長期化

高大

市中の電力コストより高い発電コスト
ファイナンス期間より短いFIT認可年限

中

中~大

高
高
高
高
中
中

中
中

高
高

中
中

Note: TRLは大(8~)、中(4~7)、小 (1~3) の3段階で分類。インパクトは大 (1,000万t-CO2~)、中 (100万t-CO2~)、小 (~100万t-CO2) とした
Source: IEA、農林水産省「スマート農業推進フォーラム2020」、BCG分析

中

さらなる高効率化に係る開発費用回収が長期化
収穫期に追加労力の確保・代替
水管理の追加労力の確保・代替
地理的制約 (土壌・気候);
雑草/病害虫防除の追加労力
対象病害・虫が限定的; 高コスト
従来飼料よりも高コスト
需給間の輸送コスト; 需給アンマッチ

117

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各技術項目の初期的見立て (1/2)

2

食料・
農林水産業

既存の枠組み (GHG排出削減)

普及拡大を推進するためにスマート化も行われているが、中小規模プレイヤーが多いため導入コストの回収が長期化しやすく、社会実装上の課題となっている
各技術項目の初期的見立て (2/2)
技術分類

技術項目

(万t-CO2)

スマート農業
その他
社会実装を推進するため
の基盤 等

スマート化
スマート漁業
スマートフードチェーン
木材生産流通管理ｼｽﾃﾑ

主な構成技術要素
自動トラクター
ドローンによる農薬散布
水管理システム
自動草刈り機営農管理システム
漁獲情報収集システム
自動給餌システム
スマートフードチェーン基盤技術
ICT生産管理システム
センシング技術

TRL

インパクト

高

小

小規模農家では効果が限定されコスト回収
が長期化

高

小

高コストで導入費用の回収が長期化

中小

中小規模プレイヤーが多く合意形成が困難

中小小規模林業家が多く開発・導入コスト回収が長期化

Note: TRLは大(8~)、中(4~7)、小 (1~3) の3段階で分類。インパクトは大 (1,000万t-CO2~)、中 (100万t-CO2~)、小 (~100万t-CO2) とした
Source: IEA、農林水産省「スマート農業推進フォーラム2020」、BCG分析

社会実装上の課題 / 外的リスク

118

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排出源分類

3

食料・
農林水産業

新しい枠組み現在の農地利用や消費者需要を前提とせず、食料・農林水産業の構造変容の中から新たな技術開発要素を掘り起こすべき
新規PJ発掘のための視点
視点

打ち手の例

課題

新たな技術開発要素例（下線太字：詳細次頁）

i

Where
(場所を変える)ii•植物工場は露地栽培に比べて高コスト(レタス300円/kg ⇔ 露地栽培100円/kg)•生産品種が葉もの野菜に限定 (技術制約)•モジュール化・軽量化•省エネ・自動化によるOPEX節減•葉もの以外の生産品種開発

再エネ100%の陸上養殖場•陸上養殖は海面養殖に比べ高コスト(光熱水費/人件費/減価償却費)•生産品種が高級魚に限定 (コスト制約)•モジュール化・軽量化•省エネ・自動化によるOPEX節減•アクアポニクス等複合化

牛肉から鶏肉への需給シフトWhat(モノを変える)iii

再エネ100%の
人工光型
植物工場

Who
(相手を変える)

代替食材(代替肉等) の開発

食品ロスの削減•再現困難な食材の味・食感•動物倫理/アニマルウェルフェア
– 肉用牛１頭分の牛肉＝鶏200羽分•高コスト•農作物はプロダクトアウトの生産 (実際の需要予測に基づかず生産)•家庭系ロスは実態把握が困難•アニマルウェルフェアに配慮した飼育環境•新型鳥インフルエンザ予防•生産効率の高い飼料開発•味/食感の改良•自動化によるコスト節減•培養肉等の培養素材開発•商品/包装の最適化 (インテリジェントパッケージング)•需要/供給量予測システム開発•AIを用いたサプライチェーン最適化
119

Source: BCG分析

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工学系 農学系

食料・
農林水産業

バイオ炭による炭素貯留は日本では特許に至る技術がなく、他国の後塵を拝している
特許分析詳細 (1/20): 国別・保有主体別比較
国別比較• 日本では特許化されていない• 海外では米中韓がリード
40• 米・中・韓とも大学・研究機関が特許保有をリード
80

3

United States

Average BCG
20
Quality Index1)
CanadaTaiwan, Province of China
0
0
20
40

South Korea
China

1

40

Austria

UT-Battelle Llc

60
University Of Seoul

Inst Urban Environment Chinese Acad Sci
Char Technologies Inc

20

New Shi Fertilizer Co Ltd Fa

0

60
80
100
Freshness (filed since 2017)

0

20

40

Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

60

80

120

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バイオ炭に
よる炭素
貯留
(TRL 3-4)

保有主体別比較

食料・
農林水産業

(参考) バイオ炭

特許分析詳細 (2/20): 高indexランキング (技術開発要素ごと上位5件)
特許名

バイオ炭による炭素貯留 OZONIZED BIOCHAR: PHOSPHORUS SUSTAINABILITY AND SAND
(TRL 3-4)
SOILIZATIONCARBOXYLATED BIOCHAR COMPOSITIONS AND METHODS OF
MAKING AND USING THE SAMEHIGH-NITROGEN BIOCHAR COMPOSITE MATERIAL, PREPARATIONMETHOD THEREFOR, AND APPLICATION THEREOF
The activated charcoal and activated carbon manufacturingmethod.
PROCESS FOR CO-PRODUCTION OF BIO-ENERGY AND PRODUCTS
FROM INTEGRATED CONVERSION OF BIOMASSES AND MUNICIPALWASTES

保有者

国

UT-BATTELLE LLC

UnitedStatesUnitedStates
China

82

2019

55

2014

46

2022

South
Korea
Italy

44

2010

43

2015

OLD DOMINION UNIVERSITYZHEJIANG UNIVERSITYHYUNDAI STEEL CO
SEA MARCONI TECHNOLOGIES DITUMIATTI SAS

Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

公表年

index

121

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技術開発要素食料・農林水産業

林業関連の特許取得は日本では近年停滞気味だが、北米では木造建築の技術開発が堅調に行われている
特許分析詳細 (3/20): 国別・保有主体別比較
国別比較• 日本の特許は質が高いが数が少なく近年停滞• 他国でも近年の特許取得は停滞気味、中国の量は多い
10

Average BCG
Quality Index1)

United States
South Korea
Russian Federation

Japan

5

Australia• 中国の大学・研究機関が近年活発に開発
3

100

Inst Chem Ind Forest Prod Chinese Acad

2

Shandong Acad Agric Machinery Sci
1

China

0

Univ Shandong Agric2Ph Farms Ltd

0

0

高層建築物
等の木造化
に資する
木質建築
部材開発
(TRL 3-4)

10
Univ Beijing Forestry

20

40

60

80

• 日本では近年の特許取得は限定的• 北米・豪州で技術開発が活発化、質・量でも凌駕
40

United States

Average BCG
20
Quality Index

20

0

100

40

60

• 米Mighty Fire Breaker社が質・量ともリード
40

3

Mighty Fire Breaker Llc

30
20

Hungary0020Japan Austria
40

80

Australia
Canada6080100
Freshness (filed since 2017)

Intelligent City Inc

Hall Labs Llc

10

F3 TIMBER TECHNOLOGIES INC

Hegedues Janos

0
0

20

1

40

Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

60

80

100

122

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林木育種の
高速化に
よるエリート
ツリーの
効率的な
開発

保有主体別比較

食料・
農林水産業

(参考) エリートツリー/木質建築部材

特許分析詳細 (4/20): 高indexランキング (技術開発要素ごと上位5件)
特許名

林木育種の高速化による METHOD OF PLANTING GRAFTED TEAK (TECTONA GRANDIS) TREES
エリートツリーの効率的なProcess for the formation of peach trees grafted in the garden
開発

保有者

国

MING G Y | MANN B

UnitedStatesGARDENING & FOOD TECHNOLOGIES SCI & Moldova,
PRAC
Republicof
Method of timberland management
WEYERHAEUSER CO.
UnitedStatesComposting garden pot
THIRUMALAI A A | THIRUMALAI A V
India
MICROSATELLITE DNA MARKERS AND USES THEREOF
U.S. DEPARTMENT OF AGRICULTURE |NewINTERNATIONAL PAPER CO.
ZealandUnited
高層建築物等の木造化 Methods of designing and constructing Class-A fire-protected multi-story M-FIRE SUPPRESSION INC
wood-framedbuildings
Statesに資する木質建築部材
SYSTEMS AND METHODS FOR AUTOMATED EARLY FIRE-OUTBREAK AND
MIGHTY FIRE BREAKER LLC
United
開発
ARSON-ATTACK
DETECTIONAND
ELIMINATIONIN
WOOD-FRAMEDAND
States(TRL 3-4)
MASS TIMBER BUILDINGSMETHOD OF AND SYSTEM FOR DELIVERING, CERTIFYING AND INSPECTING MIGHTY FIRE BREAKER LLC
UnitedFIRE PROTECTION PROVIDED TO WOOD-FRAMED AND MASS-TIMBER
States
BUILDING CONSTRUCTION SITES, AND PREFABRICATED WOOD-FRAMEDAND MASS TIMBER BUILDINGS AND COMPONENTS WITHIN A FACTORY
The timber combination assembling body for the higher stories
HND CONSTR CO LTD
Southwoodcraft building.
Korea
SYSTEM, NETWORK AND METHODS FOR ESTIMATING AND RECORDING
MIGHTY FIRE BREAKER LLC
UnitedQUANTITIES OF CARBON SECURELY STORED IN CLASS-A FIRE-PROTECTED
States
WOOD-FRAMED AND MASS-TIMBER BUILDINGS ON CONSTRUCTION JOBSITES, AND CLASS-A FIRE-PROTECTED WOOD-FRAMED AND MASS TIMBERCOMPONENTS IN FACTORY ENVIRONMENTS
Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

公表年

index
70

2020

60

2013

44

2011

41
35

2012
2000

80

2019

69

2019

58

2019

23

2018

23

2019

123

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技術開発要素食料・農林水産業

病害虫防除技術や病害抵抗性品種開発に関する特許は米中が多く保有するが、世界的に進展が低調
特許分析詳細 (5/20): 国別・保有主体別比較
国別比較• 日本は質・量とも高くないが、他国でも近年活発ではない
10
Average BCG
Quality Index1)

5
0

8

100

South Korea
United States
Germany
Japan China
India
0

病害抵抗性
品種

• 独バイエル (米モンサントを含む) がリード

20

40

2

0

60

80

Average BCG
Quality Index

United States
China

Inst Agro Food Sci & Technology Chinese
Bayer Crop Science
20

40

60

80

• Syngentaほか欧州企業が質・量で寡占的
10

India

Belgium

Koppert Bv
0

100

50

Dupont De Nemours Inc.

4

• 米中が特許を多く保有、日本を含むその他の国々は特許化
が限定的
5

Monsanto Co.

6100

Syngenta Ag

100

Monsanto Co.

Japan

5

South Korea

BASF SE

Pioneer Hi-Bred International Inc.

Corteva Agriscience(Former Dow Agrosciences Llc)

0

0

0

20

40

60

80

100

0

20

40

60

80

Freshness (filed since 2017)
Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

124

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物理・
生物学的
病害虫
防除法

保有主体別比較

食料・
農林水産業

(参考) 病害虫防除法/病害抵抗性品種

特許分析詳細 (6/20): 高indexランキング (技術開発要素ごと上位5件)
特許名

物理・生物学的病害虫 Compositions and methods for control of insect infestations inplants
防除法
Bacillus velezensis RTI301 compositions and methods of use forbenefiting plant growth and treating plant disease
Methods for genetic control of insect infestations in plants andcompositions thereof
STABLE PESTICIDAL COMPOSITIONS

病害抵抗性品種

Pest occurrence risk assessment and prediction in neighboring
fields, crops and soils using crowd-sourced occurrence data
TRANSGENIC RICE (ORYZA SATIVA) COMPRISING PE-7 EVENT AND
METHOD OF DETECTION THEREOF
T342-142 INSECTICIDAL COTTON

保有者

国

MONSANTO CO.

公表年

index

UnitedStatesFMC CORP.
UnitedStatesMONSANTO CO.
UnitedStatesCORTEVA AGRISCIENCE(FORMER DOW United
AGROSCIENCES LLC)
StatesDTN LLC
UnitedStates
MAHARASHTRA HYBRID SEEDS CO LTD India

71

2006

45

2018

43

2011

37

2013

35

2017

73

2008

SYNGENTA AG

71

2006

69

2006

68

2006

67

2010

1143-14A INSECTICIDAL COTTON

SYNGENTA AG

CE46-02A INSECTICIDAL COTTON

SYNGENTA AG

CE44-69D INSECTICIDAL COTTON

SYNGENTA AG

UnitedKingdom
UnitedKingdom
UnitedKingdom
UnitedKingdom

Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

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技術開発要素食料・農林水産業

藻場・干潟の造成・再生・保全に関しては日本が特許の質・量でリードするが、近年は停滞気味特許分析詳細 (7/20): 国別・保有主体別比較
国別比較• 日本では近年の特許取得が少ない• 米国の質が高く、中国の量が多いほか、インドで近年活発化
10
Average BCG
Quality Index1)• 米Monsanto社およびPrecision Planting社がリード• 中国大学・研究機関も量が多い
8100

United States

Russian Federation
China South Korea
Japan

5

4

India

0

藻場・干潟
の造成・
再生・保全
(TRL 3)Chinese Academy Of Science

2

20

40

60

80

• 特許の質・量で日本がリードするが、近年は停滞気味
20

0

100

Univ China Agricultural

Monsanto Co.

Inst Agro Food Sci & Technology Chinese

0

0

25

Precision Planting Llc

6

20

40

60

80

100

• 日本の臨海工業企業や建設会社が開発をリードしていたが近年は停滞気味
30

50

Japan

Average BCG
10Quality Index

20

South Korea
China
0

20

40

Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Okabe Co Ltd

10Philippines

0
60

80

100

10

JFE Steel Corporation

Kajima Corp
Goyo Kensetsu Kk

0
0

20

40

60

80

Freshness (filed since 2017)
Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

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農地土壌
診断技術

保有主体別比較

食料・
農林水産業

(参考) 農地土壌診断技術/藻場・干潟の造成・再生・保全
特許分析詳細 (8/20): 高indexランキング (技術開発要素ごと上位5件)
特許名

保有者

農地土壌診断技術

Integrated IoT (Internet of Things) System Solution for Smart
Agriculture Management
Soil measuring instrument, soil measurement assisting device andmethod, recorded medium on which a program is recorded,recorded medium on which data is recorded, application amountcontroller, application amount determining device, method forthem, and farm working determination assisting system
Method and system for irrigation control

TEXAS INSTRUMENTS INC

藻場・干潟の造成・再生・保全(TRL 3)

国

公表年

index

UnitedStatesTOKYO UNIVERSITY OF AGRICULTURE & JapanTECHNOLOGY

73

2018

39

2005

RAIN BIRD CORPORATION

Turkey36

2014

SYSTEMS, METHODS, AND APPARATUS FOR AGRICULTURAL LIQUIDAPPLICATION
Methods and systems for irrigation control

PRECISION PLANTING LLC

35

2017

32

2014

The structure and artificial seaweed bed creation construction
method of an artificial seaweed bed
A sea-weed reclamation bank and the seaweed-bed reclamation
methodThe creation methods, such as a shallow field
A seaweed-bed development|creation apparatus and a seaweedbed formation method using the same
The seaweed-bed creation method

ECO GREEN CO LTD

UnitedStatesUnitedStates
Japan

76

2010

MARUHONGUMI CO LTD |MARUMOTOGUMI KK
JFE STEEL CORPORATIONOKABE CO LTD

Japan

69

2004

Japan
Japan

66
63

2006
2008

OKABE CO LTD

Japan

57

2006

RAIN BIRD CORPORATION

Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

127

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技術開発要素食料・農林水産業

環境再生型農業や環境制御施設に関する技術では米中韓印がリード、日本では近年の技術開発の進展が少ない
特許分析詳細 (9/20): 国別・保有主体別比較
国別比較• 日本では近年停滞化• 数量では中韓の存在感が大きい
10

1.5

500

United States
Average BCG
Quality Index1)

Zakharov Jurij Vasil’EvichInst Agro Food Sci & Technology Chinese
50
Univ Nanjing Agric

1.0

5
0

Russian Federation
South Korea
Japan
China

0.5

India

Chinese Academy Of Science
China Tobacco Henan Ind Co Ltd

0.0

0

超精密環境
制御施設

• 中国の大学・研究機関での特許保有が多い

20

40

60

80

• 日本では近年停滞化• 米中韓印がリードし、新たな技術も芽生えている
5

20

0

100

40

60

80

• 米Agnetix社、MJNN社が開発をリード• 日本では住宅系メーカーで関連特許を保持
30

United States

250

Average BCG
Quality Index

5

20

Germany

Japan
0
0

20

40

South Korea India
China
60

Agnetix Inc

80

100

10

Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd

MJNN LLC

Seoul National University

Ever KK

0
0

20

40

60

80

100

Freshness (filed since 2017)
Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

128

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リジェネラ
ティブ農業
(環境再生型農業) 技術

保有主体別比較

食料・
農林水産業

(参考) リジェネラティブ農業/超精密環境制御施設
特許分析詳細 (10/20): 高indexランキング (技術開発要素ごと上位5件)
特許名

保有者

国

INSECT CONTROL DEVICE AND METHOD OF USING THE SAMEIPM PROD MFG INC
Unitedリジェネラティブ農業
States(環境再生型農業) 技術
Nanoscale fiber and compact|molding|casting of a polysaccharide NIPPON SUISAN KAISHA LTD | TANIOKA JapanA
The manufacturing method of an organic fertilizer and an organic SEKI KOICHI
Japan
fertilizer
Mulch-till ripper
CNH INDUSTRIAL NV | BLUE LEAF I.P. Israel
INC.
Intercropping process
CELGENE CORP.
UnitedStatesUnited超精密環境制御施設
Integrated IoT (Internet of Things) System Solution for Smart
TEXAS INSTRUMENTS INC
StatesAgriculture Management
UnitedGROW LIGHTING AND AGRICULTURAL SYSTEMS AND METHODSBIOLOGICAL INNOVATION &StatesOPTIMIZATION SYS
UnitedFluid-cooled LED-based lighting methods and apparatus for
AGNETIX INC
Statescontrolled environment agriculture
UnitedINTEGRATED SENSOR ASSEMBLY FOR LED-BASED CONTROLLEDAGNETIX INC
StatesENVIRONMENT AGRICULTURE (CEA) LIGHTING, AND METHODS AND
APPARATUS EMPLOYING SAME
UnitedFluid-cooled LED-based lighting methods and apparatus for
AGNETIX INC
Statescontrolled environment agriculture with integrated cameras
and/or sensors and wireless communications

Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

公表年

index
74

2017

57

2005

51

2010

46

2003

41

2003

75

2018

55

2016

43

2020

35

2019

29

2021

129

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技術開発要素食料・農林水産業

スマート農業・漁業では米中韓印がリードしており、日本は水をあけられている
特許分析詳細 (11/20): 国別・保有主体別比較
国別比較• 日本は近年停滞、米中韓印がリード• 日本ではクボタ・井関農機が特許を保有• 海外では米Deere & Companyがリード

10
Average BCG
Quality Index1)

6

5

0

20

40

4

South Korea

2

60

80

Iseki & Co Ltd
Univ Jiangsu

China India

Kubota Corp.

0
0

100

• 日本は近年停滞、米中韓印がリード

20

40

60

80

• 日本シマノ社が特許の質でリード• 中国の大学・研究機関が数量で存在感

10

4

100

United States
Average BCG
Quality Index

100

Deere & Co.

Cnh Industrial Nv

GermanyJapan0

スマート漁業250

United States

Japan South Korea

5

Spain

Shimano Inc.

2

India

China

0
20

40

60

80

100

Chinese Academy Of Science

Zhejiang University

Cafs Yellow Sea Fisheries Res Inst

1

Rīgas Tehniskā Universitāte

0

0

25

3

0

20

40

60

80

Freshness (filed since 2017)
Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

130

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スマート農業

保有主体別比較

食料・
農林水産業

(参考) スマート農業/スマート漁業

特許分析詳細 (12/20): 高indexランキング (技術開発要素ごと上位5件)
特許名

保有者

国

スマート農業

Sensor-fusion navigator for automated guidance of off-roadvehiclesImage sensor and module for agricultural crop improvement

BLUE LEAF I.P. INC.
CNH INDUSTRIAL NVWU PLLC DOLLY Y

Israel

72

2002

58

2019

REMOTE SENSING DEVICE AND SYSTEM FOR AGRICULTURAL AND
OTHER APPLICATIONS
Methods and apparatus for precision agriculture operations
utilizing real time kinematic global positioning system systems
Method and system for agricultural data collection andmanagement
Integrated IoT (Internet of Things) System Solution for Smart
Agriculture Management
Fishing Data System

IDUS CONTROLS LTD

UnitedStatesCanada53

2014

TRIMBLE INC

Canada46

2003

AGINFOLINK HOLDINGS INC

UnitedStatesUnitedStatesUnitedStatesIsraelUnitedStatesUnitedStates

42

2006

74

2018

40

2014

28
26

2015
2013

26

2010

スマート漁業TEXAS INSTRUMENTS INC
PURE FISHING INC

Digital Sports Fishing
FISH FINDER WITH SIMPLIFIED CONTROLSECO NET LTD
H. LUNDBECK A/SFishing system

DAVIDSON K G

Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

公表年

Index

131

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技術開発要素食料・農林水産業

農機・漁船の電化では、日本も特許を多く保有するが近年停滞気味
特許分析詳細 (13/20): 国別・保有主体別比較
国別比較• 日本は量は多いが古くなってきている• 中国・インドが積極的に技術開発を進めている
20

15

United States

25

GermanyJapan

Yanmar Co Ltd

China

0

20

Kubota Corp.

Dardong Industrial Co Ltd
Iseki & Co Ltd

5South Korea

0

India
0

40

60

80

0

100

• 日本は量は多いが古くなってきている• 中国・韓国が量も多く、活発に開発している

20

40

60

80

• 中韓の造船メーカーが活発に開発

20

20

25

Germany
Average BCG
10Quality Index

25

Deere & Co.

10

Average BCG
10Quality Index1)

漁船の電化• 日本クボタ社が鮮度、米Deere社が質でそれぞれリード

United States

FranceJapan

Univ Shanghai Maritime

5
0

0

20

40

60

80

100

25

Hyundai Heavy Industries Co Ltd
Wuhan Marine Machinery Plant Co Ltd

10South Korea

China

0

Siemens Aktiengesellschaft

15

0

20

Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co Ltd
40
60
80

Freshness (filed since 2017)
Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

132

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農業機械の
電化

保有主体別比較

食料・
農林水産業

(参考) 農業機械の電化/漁船の電化

特許分析詳細 (14/20): 高indexランキング (技術開発要素ごと上位5件)
特許名

保有者

国

農業機械の電化

Hybrid electric tool carrier

DEERE & CO.

75

2006

Hybrid vehicle

HYDRO-GEAR LP

53

2016

IMPLEMENT ATTACHMENT APPARATUS AND POWER TAKE-OFF

DCENTRALIZED SYSTEMS LLC

47

2019

Multifunction electric tractor

EDMOND B W

UnitedStatesUnitedStatesUnitedStatesCanada38

2006

Systems and methods for cooling a controller assembly

HYDRO-GEAR LP

UnitedStates
Japan

34

2012

70

2009

Japan
Japan

69
69

2011
2014

Holy See(VaticanCity
State)
Japan

60

2003

60

2008

漁船の電化

The hybrid power generation system using the natural power
SHINYO SANGYO CO LTD
sources and the existing motive power of ship mounting.
An electric power feeding system and an electrical propulsion ship IHI CORP
An operation assistance system and an operation assistance
MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES LTD.
methodEfficient motors and controls for watercraft
MARUTA ELECTRIC BOATWORKS LLCShip

CHUGOKU ELECTRIC POWER CO LTD

Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

公表年

index

133

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技術開発要素食料・農林水産業

食品・木材のサプライチェーンを俯瞰するシステム構築では、米中韓印にビハインド
特許分析詳細 (15/20): 国別・保有主体別比較

保有主体別比較

生産性の• 米中韓印がリード、日本は新しい特許が少ない
向上と食品
ロス・CO2の10
25
United States
削減を両立
するスマートAverage BCG
5Japan
South Korea
フード
Quality Index1)
India
France
チェーンの
China
構築
0
0

ICT活用による木材の生産流通管理システム
を構築

20

40

60

80

Japan

Average BCG
10Quality Index

5
Zume Inc

20
10

Univ China Agricultural Intelleflex Corp

0
0

20

40

60

80

100

• 米Boise Cascade社が近年活発に開発
Radio Frequency Services Inc
Flooring Technologies Ltd

5
United States

10

Boise Cascade Corp 3

Fusheng Precision Co Ltd
Fuji Xerox Co Ltd

5Austria

Walmart Stores Inc

Panasonic Electric Works Ltd.

15

South Korea

Germany

30

100• 日本の特許は質が高く量も多いが、新しいものが少ない• 米中韓が量・新しさで技術開発をリード
20• 米Walmart社など小売事業者が活発に開発• 日本はパナソニック系子会社が特許を有するが近年停滞

China

0

0

0

20

40

60

80

100

0

20

40

60

80

100

Freshness (filed since 2017)
Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

134

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国別比較

食料・
農林水産業

(参考) スマートフードチェーン/木材生産流通管理システム
特許分析詳細 (16/20): 高indexランキング (技術開発要素ごと上位5件)
特許名

保有者

国

RIPE LLC

74

2018

57

2017

BT9 LTD

UnitedStatesUnitedStatesIsrael34

2011

DOMINOS PIZZA ENTERPRISES LTD

Australia

33

2019

Systems and methods for connecting customers to merchants over AMERICAN SCIENCE AND ENGINEERING United
a voice communication network
INC
States
The extrusion machine for wood pellet manufacture
TAKAHAMA KOGYO KK
Japan
ICT活用による木材の生産流通管理システムを METHOD AND DEVICE FOR THE PRODUCTION OF FUNCTIONALISED FLOORING TECHNOLOGIES LTD
Germany
構築
WOOD-BASED SUBSTRATES
Wooden pallet manufacturing system.
SEJUNG ROBOT CO LTD | LMT CO LTD South
Korea
COMPOSITION FOR PRODUCING IMITATION WOOD BY MEANS OF A PATENTA ASIA LTD
SingaCALENDERING, INJECTION MOLDING, OR 3D PRINTING PROCESSpore
The processor apparatus for tree-fellings of a timber, and the
KAMI SHINRIN KUMIAI | KOCHI KEN
Japan
tree-felling method of a timber

25

2002

72
63

2013
2015

41

2014

40

2016

37

2005

SYSTEMS AND METHODS OF BLOCKCHAIN TRANSACTION
生産性の向上と食品
ロス・CO2の削減を両立 RECORDATION IN A FOOD SUPPLY CHAIN
するスマートフードチェーン ON-DEMAND ROBOTIC FOOD ASSEMBLY AND RELATED SYSTEMS,の構築
DEVICES AND METHODSPERISHABLE LIFETIME MANAGEMENT SYSTEM AND METHOD
Autonomous Food Delivery Vehicle

ZUME PIZZA INC | ZUME INC

Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

公表年

index

135

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技術開発要素食料・農林水産業

陸上養殖は日本も新しい技術でリードする面があるが、世界的に技術開発が低調
特許分析詳細 (17/20): 国別・保有主体別比較
国別比較

保有主体別比較

畜産業に• 米仏がリードしているものの、新しい特許が少ない
おける家畜の排出物
20
United States(牛のゲップFrance等) にAverage BCG
South
Korea
10
含まれるGHG Quality Index1)
China
Japan
を抑止する
India
飼料開発
0
陸上養殖

20

40

60

15

10
10
Hankkija Oy
5

80

25

United States

0

20

40

60

40

60

80

Pentair Ltd

5

20

Taiwan, Province of China South Korea

China

Indian Council Agric Res

20

0

100

30

0

Akzo Nobel N.V.

• 米中韓の大学・研究機関の量が多いが、いずれも鮮度が低い

20

Japan

Malaysian Palm Oil Board0• ノルウェー・日本の技術は新しいが量は少ない• 多くの国・地域で特許が古くなりつつある
Average BCG
10Quality Index

5
Royal Dsm Nv

University System Of Maryland
10

Norway80

100

Korea Advanced Institute For Science And Technology

Chinese Academy Of Science00

Cafs Yellow Sea Fisheries Res Inst
20

40

60

80

Freshness (filed since 2017)
Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

136

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0• 蘭Royal DSM社が特許の質が高く数量面でもリード

食料・
農林水産業

(参考) GHG抑止飼料開発/陸上養殖特許分析詳細 (18/20): 高indexランキング (技術開発要素ごと上位5件)
特許名

保有者

国

XTANT MEDICAL HOLDINGS (FORMERLY United
畜産業における家畜の Feed supplement for animals for reducing methane production
XSPINE SYSTEMS INC)
States
排出物 (牛のゲップ 等)に含まれるGHGを抑止 Method and system for monitoring and reducing ruminant methane C-LOCK INC
Unitedする飼料開発production
States
PLANT-DERIVED FEED SUPPLEMENT FOR REDUCING METHANEPENNSYLVANIA STATE UNIVERSITY
UnitedPRODUCTION FROM RUMINANT SPECIESStates
BILE ACIDS IN FEED FOR REDUCING METHANE PRODUCTIONROYAL DSM NV
FranceEMANATING FROM THE DIGESTIVE ACTIVITIES OF RUMINANTS
Method and system for monitoring and reducing ruminant methane C-LOCK INC
Unitedproduction
States
Dissolved oxygen control system for aquaculture
PENTAIR LTD
United
陸上養殖
StatesInland aquaculture of marine life using water from a saline aquifer ALGAE BIOSCIENCES INC
UnitedStatesIndoor automatic aquaculture system
FORMOSA HIGH TECH AQUACULTURE Taiwan,
INC
Provinceof China
Multi-phasic integrated super-intensive shrimp production system ROYAL CARIDEA LLC
UnitedStatesProcess for culturing crabs in recirculating marine aquaculture
UNIVERSITY SYSTEM OF MARYLAND
Moldova,systems
RepublicofNote: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

公表年

index
76

2009

55

2012

50

2011

38

2010

36

2011

85

2019

36

2006

31

2002

23

2021

22

2003

137

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技術開発要素食料・農林水産業

植物性代替肉や培養肉の開発では米国・イスラエルが急伸し、差を開きつつある
特許分析詳細 (19/20): 国別・保有主体別比較
国別比較• 日本は質・量でややビハインド• 米中蘭がリード• 米・中・欧の企業・研究機関がリード• 日本では不二製油などが特許を保有

20

30

United States 10
Netherlands
Finland

Average BCG
10Quality Index1)

Japan
0
0

培養肉

20

40

60

5
Dupont Nutrition & Bioscience Aps

20

Mycotechnology Inc
Univ Jiangnan

10

China

South Korea

80

100

Fuji Oil Co. Ltd.

Nestle S.A.

0

• 米国・イスラエル等で開発が進む• 日本はややビハインド

0

20

40

60

80

100

• 米国・イスラエル等の企業・大学等が近年積極的に開発• 日本企業は見当たらない

20

10

10
IsraelUnited States
China
South Korea
Netherlands
Japan

Average BCG
10Quality Index
0
0

20

40

60

80

100

Tufts University 5
Univ Kongju Nat Ind Acad Coop Gro
Aleph Farms Ltd
Dupont Nutrition & Bioscience Aps
Yonsei University

5

0
0

20

40

60

80

100

Freshness (filed since 2017)
Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
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138

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植物性
代替肉

保有主体別比較

食料・
農林水産業

(参考) 植物性代替肉/培養肉

特許分析詳細 (20/20): 高indexランキング (技術開発要素ごと上位5件)
特許名

保有者

植物性代替肉PLANT BASED MEAT STRUCTURED PROTEIN PRODUCTS

BEYOND MEAT INC.(F/K/A SAVAGE
UnitedRIVER INC.)
States
DUPONT NUTRITION & BIOSCIENCE APS UnitedStates
DUPONT NUTRITION & BIOSCIENCE APS UnitedStatesMARAXI INC
UnitedStatesAAK AB
Sweden

78

2015

54

2008

27

2005

27

2014

23

2022

UnitedStatesUnitedStatesUnitedStates
South
Korea

74

2020

43

2017

36

2021

35

2009

UnitedStates23

2021

Ground Meat and Meat Analog Compositions Having Improved
Nutritional Properties
Plant protein meat analogue
METHODS AND COMPOSITIONS FOR CONSUMABLES

培養肉

MEAT-ANALOGUE COMPOSITION AND PROCESS FOR THE
PREPARATION THEREOF
Methods of Generating Mycelial Scaffolds and Applications Thereof ECOVATIVE DESIGN LLCSYNTHETIC MEATA NOVEL METHOD TO MANUFACTURE SYNTHETIC MEATMETHOD OF PRODUCING MUSHROOM MYCELIA BASED MEATANALOG, MEAT ANALOG PRODUCED THEREBY, LOW CALORIESYNTHETIC MEAT, MEAT FLAVOR AND MEAT FLAVOR ENHANCERCOMPRISING THE MEAT ANALOG
Microorganism-Derived Protein Hydrolysates and Methods ofPreparation and Use Thereof

EMPIRE TECHNOLOGY DEVELOPMENTLLC
FYBRAWORKS FOODS INC
CJ CORP.

AIR PROTEIN INC

国

Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
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公表年

index

139

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技術開発要素食料・農林水産業(参考) 特許分析検索条件 (1/6)
技術開発要素検索条件

TAB=((((carbon OR "CO2" OR carbondioxide) NEAR5 (captur* OR sequester* OR sequestr* OR utiliz* OR utilis* OR storage* OR store OR storing OR absorb*)) OR CCUS OR "BECCS" OR "PyCCS" OR direct ADJ air
ADJ captur* OR DAC ADJ scrub*) AND (biochar* OR (bio ADJ char*))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
OR trees) NEAR5 (((fast* OR high) NEAR2 (grow OR growing OR growth)) OR ((high OR good OR excellen* OR superior OR advanc*) ADJ (value OR strength OR quality)))) OR ((superior OR
林木育種の高速化によるエリート (TAB=((((treeadvanced OR elite OR special OR specialty OR specialized OR specialised OR clone* OR clonal OR breed*) NEAR2 (tree OR trees)) OR (genetic* ADJ2 tree* OR genetic* ADJ modified ADJ tree* OR genetic*
ADJ engineer* ADJ tree* OR transgenic ADJ tree* OR GM ADJ tree* OR GE ADJ tree*))) NOT TAB=(virtual ADJ machine* OR file ADJ backup* OR huffman ADJ tree* OR huffman ADJ coding Or relational ADJ
ツリーの効率的な開発
database* OR java OR vocabulary ADJ tree* OR router* OR virtual ADJ director* OR file ADJ system* Or family ADJ tree* OR decision ADJ tree* OR hierarchical ADJ tree* OR data ADJ structure* Or circuit*
Or tree ADJ crystal* OR data ADJ frame* OR cancer OR routing OR hierarchy ADJ tree* OR "XML" OR clock ADJ tree* OR tree-dimensional OR aircraft* OR query ADJ tree* OR tree ADJ node* OR tree ADJ
shaped OR network ADJ topology OR tree ADJ type OR avionic* OR fuzzy ADJ tree OR file ADJ tree* OR file ADJ recover* OR residential* OR furniture*)) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
OR wood OR woods OR wooden OR timber* OR *forest* OR log OR logs OR lumber) NEAR5 (skyscraper* OR (sky ADJ craper*) OR (high ADJ rise ADJ2 (building* OR structure* OR construct*)) OR
高層建築物等の木造化に資す TAB=(((Tree*multy ADJ story OR multystory OR multi ADJ story OR multistory)) OR plyscraper* OR ply ADJ scraper* OR wooden ADJ tower* OR (wooden ADJ building* NEAR5 (high* OR tall*)) OR ((mass ADJ timber*)
NEAR5 (building* OR construct*))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
る木質建築部材開発
OR biological*) SAME ((pest* OR plague* OR parasit* OR vermin* OR worm* OR maggot* OR swine* OR cockroach* OR mosquito* OR tick OR ticks OR bug OR bugs OR rat OR rats OR mice
物理・生物学的病害虫防除法 (TAB=((((physical*
OR reptil* OR insect* OR weed* OR rodent* OR flea* OR wasp* OR bee OR bees OR flies) NEAR2 (control* OR manage* OR eradicat* OR eliminat* OR remov* OR annihilat* OR obliterat* OR exterminat* OR"wipe out" OR handl* OR curb OR restraint* OR restrict* OR regulate*))) OR (biocontrol* NEAR5 (pest* OR plague* OR parasit* OR vermin* OR worm* OR maggot* OR swine* OR cockroach* OR mosquito* ORtick OR ticks OR bug OR bugs OR rat OR rats OR mice OR reptil* OR insect* OR weed* OR rodent* OR flea* OR wasp* OR bee OR bees OR flies)) OR (((pest* OR plague* OR parasit* OR vermin* OR worm* OR
maggot* OR swine* OR cockroach* OR mosquito* OR tick OR ticks OR bug OR bugs OR rat OR rats OR mice OR reptil* OR insect* OR weed* OR rodent* OR flea* OR wasp* OR bee OR bees OR flies) NEAR2(control* OR manage* OR eradicat* OR eliminat* OR remov* OR annihilat* OR obliterat* OR exterminat* OR "wipe out" OR handl* OR curb OR restraint* OR restrict* OR regulate*)) NEAR5 (predator* OR
natural ADJ enem* OR augmentation OR antagonist* OR Parasitoid* OR fire OR fires OR firearm* OR row ADJ cover* OR barrier* OR Diatomaceous ADJ earth OR diatomite OR temperature OR cold ADJ
storage* OR fly ADJ paper* OR sticky ADJ board* OR sticking ADJ board* OR trap OR traps OR radiation))) AND (food* OR farm* OR agri* OR Aquacultur* OR Agroecology OR Agroforestry OR cultivat* OR
tillage OR horticultur* OR crop OR crops OR forest* OR plant OR plants OR vegetable* OR fruit* OR tree OR trees OR timber* OR lumber Or vegetation* OR flower* OR seed* OR root* OR variety OR
rainforest* OR silviculture* OR agri ADJ business OR grassland OR grass ADJ land* OR grass* OR plantation* OR garden*)) NOT TAB=((parasitic ADJ torque*))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
TAB=((((pest* OR plague* OR parasit* OR vermin* OR worm* OR maggot* OR swine* OR cockroach* OR mosquito* OR tick OR ticks OR bug OR bugs OR rat OR rats OR mice OR reptil* OR insect* OR weed* OR
病害抵抗性品種rodent* OR flea* OR wasp* OR bee OR bees OR flies) NEAR3 (resistan* OR toleran* OR tolerat*)) NEAR5 (variet* OR crop* OR agricultur* OR plant OR plants OR vegetation* OR vegetable* OR fruit* OR
flower* OR seed*))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
TAB =((farmland* OR farm OR farms OR farm land* OR farming OR agricultur* OR grassland OR grass land* OR cultivat* OR plantation*) AND ((soil* OR clod OR dirt OR earth OR mold* OR loam* OR turve*
農地土壌診断技術
OR dust* OR clay* OR topsoil* ) NEAR3 (diagnos* OR examin* OR analysis OR analyz* OR analys* OR prognosis OR monitor* OR measur* OR inspect* OR test OR tests OR testing OR investigat*))) AND(AY>=(2000) AND AY<=(2022));
OR sea ADJ weed*) NEAR2 (bed OR beds)) OR (kelp* NEAR2 (forest* OR bed OR beds)) OR ((marine ADJ algae OR brown ADJ algae OR red ADJ algae OR Phaeophyta OR Chlorophyta OR
藻場・干潟の造成・再生・保全 TAB=(((((seaweed*
Rhodophyta) NEAR5 (bed OR beds OR forest*)) OR (tideland OR tidelands OR tide ADJ land OR tide ADJ lands OR tidal ADJ land OR tidal ADJ lands OR tidal ADJ flat OR tidal ADJ flats OR mudflat OR
mudflats OR mud ADJ flat OR mud ADJ flats)) NEAR5 (create OR creating OR creation OR creates OR construct* OR manufactur* OR develop* OR reclaim* OR restor* OR recover* OR preserv* OR conserv*
OR protect* OR rehabilit* OR renew* OR recondition* OR form OR forming OR formation OR reconstitut* OR generat* OR regenerat* OR produce OR produces OR production OR producing OR develop* OR
cultivat* OR reviv*))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
OR (carbon NEAR2 sequester*) OR ("CO2" NEAR2 sequester*) OR (carbon ADJ caputr*)) NEAR2 (agricult* OR farm* OR Aquacultur* OR Agroecology OR Agroforestry OR cultivation OR(
リジェネラティブ農業 環境再生 (TAB=((((regenerat*
tillage OR horticultur* OR crop OR crops)) OR (agroecological ADJ farming) OR (alternative ADJ agriculture) OR (biodynamic ADJ agriculture) OR (carbon ADJ farming) OR (nature ADJ inclusive ADJ
farming) OR (conservation ADJ agriculture) OR (green ADJ agriculture) OR (sustainable ADJ agriculture))) OR TI=(((Cover ADJ cropping) OR (rotational ADJ grazing) OR (Holistic* NEAR2 grazing) OR "No-till型農業) 技術
farming" OR (no ADJ till ADJ farm*) OR Agroforestry OR (Conservation ADJ buffer*) OR hedgerow* OR (riparian ADJ buffer*) OR (reduc* NEAR till*) OR (crop ADJ rotation*) OR (green ADJ manure) ORintercropping OR silvopastur* OR (crop ADJ plant ADJ divers*) OR ((natural OR organic) NEAR2 (fertili*)) OR (raised ADJ bed*)))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
TAB=((farm* OR agri* OR Aquacultur* OR Agroecology OR Agroforestry OR cultivation OR tillage OR horticultur* OR crop OR crops)) AND TI=((((natural OR organic) NEAR2 (pest* OR insect*)) OR compost OR
composting OR mulch)) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);

CO2吸収・
固定

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140

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バイオ炭による炭素貯留

食料・
農林水産業

(参考) 特許分析検索条件 (2/6)
GHG排出量 超精密環境制御施設削減

検索条件
TAB=(((precision OR satellite*) NEAR3 (agricultur* OR farm* OR crop OR crops OR cultivat* OR agri ADJ business OR agribusiness OR agronom* OR tillage OR
horticultur*)) OR ((agricultur* OR farm* OR crop OR crops OR cultivat* OR agri ADJ business OR agribusiness OR agronom* OR tillage OR horticultur*) ADJ(manag* OR monitor* OR track* OR trace* OR planning OR surve* OR provenance OR measur*)) OR (Site ADJ Specific ADJ Crop ADJ Manag* OR Yield ADJ
Monitor* OR soil ADJ testing OR crop ADJ simulat*) OR ((agricultur* OR farm* OR crop OR crops OR cultivat* OR agri ADJ business OR agribusiness OR agronom*
OR tillage OR horticultur*) NEAR3 (digital OR digiti* OR cyber* OR online OR "app" OR "apps" OR telecom* OR "IoT" OR (industr* ADJ "4.0") OR (internet ADJ2
thing*) OR information ADJ tech* OR software* OR cloud OR artificial ADJ intelligen* OR machine ADJ learn* OR deep ADJ learn* OR natural ADJ language ADJ
process* OR "NLP" OR analytic* OR speech ADJ recognition OR semantic ADJ recognition OR computer ADJ vision OR face ADJ recognition OR biometric* OR
virtual ADJ agent OR virtual ADJ assistant OR robo-advisor OR robo ADJ advisor OR robotic ADJ advisor OR robotic-advisor OR artificial ADJ neural NEAR2
network OR chatbot* OR semantic ADJ search OR machine ADJ intelligence OR pattern ADJ recognition OR facial ADJ recognition OR face ADJ recognition OR
face ADJ detection OR voice ADJ recognition OR personal ADJ assistant ADJ app OR Virtual ADJ assistant* OR programs ADJ itself OR learning ADJ algorithm
OR cognitive ADJ computing OR computer ADJ neural ADJ network* OR self-learning ADJ systems OR Inference ADJ engine* OR computational ADJ learning OR
image ADJ recognition OR text-to-speech OR handwriting ADJ recognition OR machine ADJ perception OR virtual ADJ reality OR augmented ADJ reality OR
mixed ADJ reality OR blockchain OR block ADJ chain OR sensor* OR robot* OR nanorobot* OR "humanoid" OR "humanoids" OR cyborg* OR (unmanned ADJ
technolog*) OR (unmanned ADJ system*) OR (unmanned NEAR2 vehicle*) OR (uncrewed NEAR2 vehicle*) OR (driverles* NEAR2 vehicle*) OR (self-driving NEAR2
vehicle*) OR ((self ADJ driving) NEAR2 vehicle*) OR (driverles* NEAR2 ("car" OR "cars")) OR (self-driving NEAR2 ("car" OR "cars")) OR ((self ADJ driving) NEAR2("car" OR "cars")) OR (autonomous NEAR2 vehicle*) OR (autonomous NEAR2 ("car" OR "cars")) OR (remotely ADJ operated ADJ vehicle*) OR (remotely ADJ
operated ADJ system*) OR (remotely ADJ operated ADJ technolog*) OR (remotely ADJ controlled ADJ vehicle*) OR (remotely ADJ controlled ADJ system*) OR(remotely ADJ controlled ADJ technolog*) OR (remotely ADJ piloted ADJ vehicle*) OR (remotely ADJ piloted ADJ system*) OR (remotely ADJ piloted ADJ
technolog*) OR (remotely ADJ guided ADJ vehicle*) OR (remotely ADJ guided ADJ system*) OR (remotely ADJ guided ADJ technolog*) OR drone* OR
microdrone* OR (unmanned NEAR2 spacecraft*) OR (uncrewed NEAR2 spacecraft*) OR (unmanned NEAR2 aircraft*) OR (uncrewed NEAR2 aircraft*) OR(unmanned NEAR2 vessel*) OR (uncrewed NEAR2 vessel*) OR drone OR drones OR (unmanned ADJ aerial ADJ vehicle*) OR smart ADJ contract* OR GPS OR
global ADJ positioning ADJ system* OR data ADJ collect* OR collect ADJ data OR big ADJ data OR "3d" ADJ print* OR three ADJ dimensional ADJ print* OR
remote ADJ sens* OR spectrometer* OR RFID OR radio ADJ frequenc* OR geospatial* OR geo ADJ spatial* OR wireless ADJ tag* OR "GIS" OR geographic ADJ
information ADJ system* OR LIDAR OR "Light Detection and Ranging" OR sensor* OR laser* OR infra ADJ red OR imaging OR imagery OR high ADJ spectral ADJ
resolution* OR Saas OR "Software as a service" OR deeptech* OR (deep ADJ tech*)))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);

Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

141

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技術開発要素食料・農林水産業(参考) 特許分析検索条件 (3/6)
GHG排出量 スマート農業
削減

スマート漁業

農業機械の電化

検索条件
TAB =(((digital OR digiti* OR cyber* OR online OR "app" OR "apps" OR telecom* OR "IoT" OR (industr* ADJ "4.0") OR (internet ADJ2 thing*) OR information tech* OR software* OR cloud OR artificial
intelligen* OR machine learn* OR deep learn* OR natural language process* OR "NLP" OR analytic* OR speech ADJ recognition OR semantic ADJ recognition OR computer ADJ vision OR face ADJ recognition
OR biometric* OR virtual ADJ agent OR virtual ADJ assistant OR robo-advisor OR robo ADJ advisor OR robotic ADJ advisor OR robotic-advisor OR artificial ADJ neural NEAR2 network OR chatbot* OR
semantic ADJ search OR machine ADJ intelligence OR pattern ADJ recognition OR facial ADJ recognition OR face ADJ recognition OR face ADJ detection OR voice ADJ recognition OR personal ADJ
assistant ADJ app OR Virtual ADJ assistant* OR programs ADJ itself OR learning ADJ algorithm OR cognitive ADJ computing OR computer ADJ neural ADJ network* OR self-learning ADJ systems OR
Inference ADJ engine* OR computational ADJ learning OR image ADJ recognition OR machine ADJ translation OR text-to-speech OR handwriting ADJ recognition OR machine ADJ perception OR virtual ADJ
reality OR augmented ADJ reality OR mixed ADJ reality OR blockchain OR block ADJ chain OR sensor* OR robot* OR nanorobot* OR "humanoid" OR "humanoids" OR cyborg* OR (unmanned ADJ technolog*)
OR (unmanned ADJ system*) OR (unmanned NEAR2 vehicle*) OR (uncrewed NEAR2 vehicle*) OR (driverles* NEAR2 vehicle*) OR (self-driving NEAR2 vehicle*) OR ((self ADJ driving) NEAR2 vehicle*) OR(driverles* NEAR2 ("car" OR "cars")) OR (self-driving NEAR2 ("car" OR "cars")) OR ((self ADJ driving) NEAR2 ("car" OR "cars")) OR (autonomous NEAR2 vehicle*) OR (autonomous NEAR2 ("car" OR "cars")) OR(remotely ADJ operated ADJ vehicle*) OR (remotely ADJ operated ADJ system*) OR (remotely ADJ operated ADJ technolog*) OR (remotely ADJ controlled ADJ vehicle*) OR (remotely ADJ controlled ADJ
system*) OR (remotely ADJ controlled ADJ technolog*) OR (remotely ADJ piloted ADJ vehicle*) OR (remotely ADJ piloted ADJ system*) OR (remotely ADJ piloted ADJ technolog*) OR (remotely ADJ guided
ADJ vehicle*) OR (remotely ADJ guided ADJ system*) OR (remotely ADJ guided ADJ technolog*) OR drone* OR microdrone* OR (unmanned NEAR2 spacecraft*) OR (uncrewed NEAR2 spacecraft*) OR(unmanned NEAR2 aircraft*) OR (uncrewed NEAR2 aircraft*) OR (unmanned NEAR2 vessel*) OR (uncrewed NEAR2 vessel*) OR drone OR drones OR (unmanned ADJ aerial ADJ vehicle*) OR smart contract*
OR GPS OR global positioning system* OR data collect* OR collect data OR big data OR "3d" print* OR three dimensional print* OR remote sens* OR spectrometer* OR RFID OR radio frequenc* OR
geospatial* OR geo spatial* OR wireless tag* OR "GIS" OR geographic ADJ information ADJ system* OR LIDAR OR "Light Detection and Ranging" OR sensor* OR laser* OR infra red OR imaging OR imagery OR
high spectral resolution* ) NEAR5 (agricult* OR farming OR crop OR crops OR cultivat* OR agribusiness OR agri business OR husbandry OR agronom* OR tillage OR horticultur*)) OR (Agtech OR Ag tech OR
smart farming OR smart agri* OR e agri* OR e farming OR eagri* OR efarming )) AND (AY>=(2000) AND AY<=(2022));
TAB=(((digital OR digiti* OR cyber* OR online OR "app" OR "apps" OR telecom* OR "IoT" OR (industr* ADJ "4.0") OR (internet ADJ2 thing*) OR information tech* OR software* OR cloud OR artificial intelligen*
OR machine learn* OR deep learn* OR natural language process* OR "NLP" OR analytic* OR speech ADJ recognition OR semantic ADJ recognition OR computer ADJ vision OR face ADJ recognition OR
biometric* OR virtual ADJ agent OR virtual ADJ assistant OR robo-advisor OR robo ADJ advisor OR robotic ADJ advisor OR robotic-advisor OR artificial ADJ neural NEAR2 network OR chatbot* OR semantic
ADJ search OR machine ADJ intelligence OR pattern ADJ recognition OR facial ADJ recognition OR face ADJ recognition OR face ADJ detection OR voice ADJ recognition OR personal ADJ assistant ADJ app
OR Virtual ADJ assistant* OR programs ADJ itself OR learning ADJ algorithm OR cognitive ADJ computing OR computer ADJ neural ADJ network* OR self-learning ADJ systems OR Inference ADJ engine* OR
computational ADJ learning OR image ADJ recognition OR machine ADJ translation OR text-to-speech OR handwriting ADJ recognition OR machine ADJ perception OR virtual ADJ reality OR augmented ADJ
reality OR mixed ADJ reality OR blockchain OR block ADJ chain OR sensor* OR robot* OR nanorobot* OR "humanoid" OR "humanoids" OR cyborg* OR (unmanned ADJ technolog*) OR (unmanned ADJ system*)
OR (unmanned NEAR2 vehicle*) OR (uncrewed NEAR2 vehicle*) OR (driverles* NEAR2 vehicle*) OR (self-driving NEAR2 vehicle*) OR ((self ADJ driving) NEAR2 vehicle*) OR (driverles* NEAR2 ("car" OR"cars")) OR (self-driving NEAR2 ("car" OR "cars")) OR ((self ADJ driving) NEAR2 ("car" OR "cars")) OR (autonomous NEAR2 vehicle*) OR (autonomous NEAR2 ("car" OR "cars")) OR (remotely ADJ operated ADJ
vehicle*) OR (remotely ADJ operated ADJ system*) OR (remotely ADJ operated ADJ technolog*) OR (remotely ADJ controlled ADJ vehicle*) OR (remotely ADJ controlled ADJ system*) OR (remotely ADJ
controlled ADJ technolog*) OR (remotely ADJ piloted ADJ vehicle*) OR (remotely ADJ piloted ADJ system*) OR (remotely ADJ piloted ADJ technolog*) OR (remotely ADJ guided ADJ vehicle*) OR (remotely
ADJ guided ADJ system*) OR (remotely ADJ guided ADJ technolog*) OR drone* OR microdrone* OR (unmanned NEAR2 spacecraft*) OR (uncrewed NEAR2 spacecraft*) OR (unmanned NEAR2 aircraft*) OR(uncrewed NEAR2 aircraft*) OR (unmanned NEAR2 vessel*) OR (uncrewed NEAR2 vessel*) OR drone OR drones OR (unmanned ADJ aerial ADJ vehicle*) OR smart contract* OR GPS OR global positioning
system* OR data collect* OR collect data OR big data OR "3d" print* OR three dimensional print* OR remote sens* OR spectrometer* OR RFID OR radio frequenc* OR geospatial* OR geo spatial* OR wirelesstag* OR "GIS" OR geographic ADJ information ADJ system* OR LIDAR OR "Light Detection and Ranging" OR sensor* OR laser* OR infra red OR imaging OR imagery OR high spectral resolution* ) NEAR5(fishery OR fisheries OR fishing OR aquacultur* OR aqua cultur* OR aquafarm* OR aqua farm* OR fishfarm* OR fish farm* OR aquicultur* OR aqui cultur* OR maricultur* OR mari cultur* OR fishcultur* OR
fish cultur* OR fish OR fishes)) OR (efisher* OR e fisher* OR smart fisher* OR smart aquacultur* OR smart aqua cultur* )) AND (AY>=(2000) AND AY<=(2022));(TAB=(((((electric OR hybrid) ADJ2 (vehicle* OR automobile* OR car OR cars OR bike* OR bicycle* OR truck* OR bus OR buses OR train OR trains OR tractor* OR harvester* OR Baler* OR seeder*)) OR ecar
OR e-car OR ecars OR ecars or evehicle* or e-vehicle* OR ebike* or e-bike* or e-bicycle* or ebicycle* or ebus OR ebuses OR e-bus or e-buses OR ((EV OR Hybrid) near3 (vehicle OR vehicles OR car ORcars))) AND (agri* OR farm OR farms OR farming OR farmland* OR crop OR crops OR cultivat* OR agribusiness OR agri ADJ business OR husbandry OR agronom* OR tillage OR horticultur* OR forest* OR
silviculture OR rainforest* OR aforest* OR deforest* OR reforest* OR backwood* OR lumber OR timber OR plantation*))) OR (TAB=(agri* OR farm OR farms OR farming OR farmland* OR crop OR crops OR
cultivat* OR agribusiness OR agri ADJ business OR husbandry OR agronom* OR tillage OR horticultur* OR forest* OR silviculture OR rainforest* OR aforest* OR deforest* OR reforest* OR backwood* OR
lumber OR timber OR plantation*) AND AIC=(B60Y220091 OR B60Y2200912 OR B60Y220092 OR B60L005300)) OR (AIC=(A01*) AND AIC=(B60Y220091 OR B60Y2200912 OR B60Y220092 OR B60L005300)) OR(AIC=(A01*) AND TAB=((((electric OR hybrid) ADJ2 (vehicle* OR automobile* OR car OR cars OR bike* OR bicycle* OR truck* OR bus OR buses OR train OR trains OR tractor* OR harvester* OR Baler* OR
seeder*)) OR ecar OR e-car OR ecars OR ecars or evehicle* or e-vehicle* OR ebike* or e-bike* or e-bicycle* or ebicycle* or ebus OR ebuses OR e-bus or e-buses OR ((EV OR Hybrid) near3 (vehicle OR
vehicles OR car OR cars))))) ) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);

Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

142

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技術開発要素食料・農林水産業(参考) 特許分析検索条件 (4/6)
技術開発要素検索条件

TAB=((((electric OR hybrid) ADJ2 (vehicle* OR automobile* OR car OR cars OR bike* OR bicycle* OR truck* OR bus OR buses OR train OR trains OR tractor* OR
harvester* OR Baler* OR seeder* OR feller ADJ buncher* OR knuckleboom ADJ loader* OR knuckle ADJ boom ADJ loader*)) OR ecar OR e-car OR ecars OR ecars
or evehicle* or e-vehicle* OR ebike* or e-bike* or e-bicycle* or ebicycle* or ebus OR ebuses OR e-bus or e-buses OR ((EV OR Hybrid) near3 (vehicle OR vehicles
OR car OR cars))) AND (forest* OR silviculture OR rainforest* OR aforest* OR deforest* OR reforest* OR backwood* OR lumber OR timber OR plantation*)) AND
AY>=(2000) AND AY<=(2022);
TAB=((electric* NEAR2 propulsion*) NEAR5 (vessel* OR ship OR ships OR boat OR boats OR yatch* OR air cushion vehicle* OR marine vehicle* OR sea vehicle* OR
漁船の電化
ocean vehicle* OR ((fishery OR fishing) NEAR2 vehicle*) )) AND (AY>=(2000) AND AY<=(2022));
生産性の向上と食品ロス・CO2 TAB=(((digital OR digiti* OR cyber* OR online OR "app" OR "apps" OR telecom* OR "IoT" OR (industr* ADJ "4.0") OR (internet ADJ2 thing*) OR information ADJ
tech* OR software* OR cloud OR artificial ADJ intelligen* OR machine ADJ learn* OR deep ADJ learn* OR natural ADJ language ADJ process* OR "NLP" ORの削減を両立するスマートフード analytic* OR speech ADJ recognition OR semantic ADJ recognition OR computer ADJ vision OR face ADJ recognition OR biometric* OR virtual ADJ agent OR
チェーンの構築
virtual ADJ assistant OR robo-advisor OR robo ADJ advisor OR robotic ADJ advisor OR robotic-advisor OR artificial ADJ neural NEAR2 network OR chatbot* OR
semantic ADJ search OR machine ADJ intelligence OR pattern ADJ recognition OR facial ADJ recognition OR face ADJ recognition OR face ADJ detection OR
voice ADJ recognition OR personal ADJ assistant ADJ app OR Virtual ADJ assistant* OR programs ADJ itself OR learning ADJ algorithm OR cognitive ADJ
computing OR computer ADJ neural ADJ network* OR self-learning ADJ systems OR Inference ADJ engine* OR computational ADJ learning OR image ADJ
recognition OR text-to-speech OR handwriting ADJ recognition OR machine ADJ perception OR virtual ADJ reality OR augmented ADJ reality OR mixed ADJ
reality OR blockchain OR block ADJ chain OR sensor* OR robot* OR nanorobot* OR "humanoid" OR "humanoids" OR cyborg* OR (unmanned ADJ technolog*) OR(unmanned ADJ system*) OR (unmanned NEAR2 vehicle*) OR (uncrewed NEAR2 vehicle*) OR (driverles* NEAR2 vehicle*) OR (self-driving NEAR2 vehicle*) OR((self ADJ driving) NEAR2 vehicle*) OR (driverles* NEAR2 ("car" OR "cars")) OR (self-driving NEAR2 ("car" OR "cars")) OR ((self ADJ driving) NEAR2 ("car" OR"cars")) OR (autonomous NEAR2 vehicle*) OR (autonomous NEAR2 ("car" OR "cars")) OR (remotely ADJ operated ADJ vehicle*) OR (remotely ADJ operated ADJ
system*) OR (remotely ADJ operated ADJ technolog*) OR (remotely ADJ controlled ADJ vehicle*) OR (remotely ADJ controlled ADJ system*) OR (remotely ADJ
controlled ADJ technolog*) OR (remotely ADJ piloted ADJ vehicle*) OR (remotely ADJ piloted ADJ system*) OR (remotely ADJ piloted ADJ technolog*) OR(remotely ADJ guided ADJ vehicle*) OR (remotely ADJ guided ADJ system*) OR (remotely ADJ guided ADJ technolog*) OR drone* OR microdrone* OR (unmanned
NEAR2 spacecraft*) OR (uncrewed NEAR2 spacecraft*) OR (unmanned NEAR2 aircraft*) OR (uncrewed NEAR2 aircraft*) OR (unmanned NEAR2 vessel*) OR(uncrewed NEAR2 vessel*) OR drone OR drones OR (unmanned ADJ aerial ADJ vehicle*) OR smart ADJ contract* OR GPS OR global ADJ positioning ADJ system*
OR data ADJ collect* OR collect ADJ data OR big ADJ data OR "3d" ADJ print* OR three ADJ dimensional ADJ print* OR Saas OR "Software as a service" OR
deeptech* OR (deep ADJ tech*)) AND ((food* OR meal OR meals OR grocer* OR snack* OR vegetable* OR fruit* OR perishable*) NEAR5 (supply ADJ chain OR
supplychain OR logistic* OR distribut* OR delivery OR deliveries OR provenan*)))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
プラスチック等を代替する木質由 TAB=(((wood OR biomass OR log OR logs OR timber* OR lumber) NEAR5 ((plastic OR plastics OR polymer OR polymers) NEAR3 (substit* OR replac* OR alternat*
OR replac* OR proxy OR proxies)))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);

来新素材開発Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

143

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GHG排出量 林業機械の電化
削減

食料・
農林水産業

(参考) 特許分析検索条件 (5/6)
技術開発要素検索条件

畜産業における家畜の排出物(牛のゲップ 等) に含まれるGHGを抑止する飼料開発

audiovisual OR *communicat* OR computer* OR radio* OR television* OR database* OR cyber* OR online OR "app" OR "apps" OR telecom* OR "IoT" OR (industr*
ADJ "4.0") OR (internet ADJ2 thing*) OR information ADJ tech* OR software* OR cloud OR artificial ADJ intelligen* OR machine ADJ learn* OR deep ADJ learn*
OR natural ADJ language ADJ process* OR "NLP" OR analytic* OR speech ADJ recognition OR semantic ADJ recognition OR computer ADJ vision OR face ADJ
recognition OR biometric* OR virtual ADJ agent OR virtual ADJ assistant OR robo-advisor OR robo ADJ advisor OR robotic ADJ advisor OR robotic-advisor OR
artificial ADJ neural NEAR2 network OR chatbot* OR semantic ADJ search OR machine ADJ intelligence OR pattern ADJ recognition OR facial ADJ recognition
OR face ADJ recognition OR face ADJ detection OR voice ADJ recognition OR personal ADJ assistant ADJ app OR Virtual ADJ assistant* OR programs ADJ itself
OR learning ADJ algorithm OR cognitive ADJ computing OR computer ADJ neural ADJ network* OR self-learning ADJ systems OR Inference ADJ engine* OR
computational ADJ learning OR image ADJ recognition OR text-to-speech OR handwriting ADJ recognition OR machine ADJ perception OR virtual ADJ reality
OR augmented ADJ reality OR mixed ADJ reality OR blockchain OR block ADJ chain OR sensor* OR robot* OR nanorobot* OR "humanoid" OR "humanoids" OR
cyborg* OR (unmanned ADJ technolog*) OR (unmanned ADJ system*) OR (unmanned NEAR2 vehicle*) OR (uncrewed NEAR2 vehicle*) OR (driverles* NEAR2
vehicle*) OR (self-driving NEAR2 vehicle*) OR ((self ADJ driving) NEAR2 vehicle*) OR (driverles* NEAR2 ("car" OR "cars")) OR (self-driving NEAR2 ("car" OR"cars")) OR ((self ADJ driving) NEAR2 ("car" OR "cars")) OR (autonomous NEAR2 vehicle*) OR (autonomous NEAR2 ("car" OR "cars")) OR (remotely ADJ operated
ADJ vehicle*) OR (remotely ADJ operated ADJ system*) OR (remotely ADJ operated ADJ technolog*) OR (remotely ADJ controlled ADJ vehicle*) OR (remotely
ADJ controlled ADJ system*) OR (remotely ADJ controlled ADJ technolog*) OR (remotely ADJ piloted ADJ vehicle*) OR (remotely ADJ piloted ADJ system*) OR(remotely ADJ piloted ADJ technolog*) OR (remotely ADJ guided ADJ vehicle*) OR (remotely ADJ guided ADJ system*) OR (remotely ADJ guided ADJ
technolog*) OR drone* OR microdrone* OR (unmanned NEAR2 spacecraft*) OR (uncrewed NEAR2 spacecraft*) OR (unmanned NEAR2 aircraft*) OR (uncrewed
NEAR2 aircraft*) OR (unmanned NEAR2 vessel*) OR (uncrewed NEAR2 vessel*) OR drone OR drones OR (unmanned ADJ aerial ADJ vehicle*) OR smart ADJ
contract* OR GPS OR global ADJ positioning ADJ system* OR data ADJ collect* OR collect ADJ data OR big ADJ data OR "3d" ADJ print* OR three ADJ
dimensional ADJ print* OR Saas OR "Software as a service" OR deeptech* OR (deep ADJ tech*))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
TAB=((((livestock OR cattle* OR stockbreed* OR herd OR ranch* OR animal* OR breed* OR husbandry) SAME (feed OR feeds OR feeding OR meal* OR nourish* OR
eat* OR food OR foods OR nutrition* OR fodder OR forage OR supplement* OR nutrient*)) AND (("GHG" OR ((greenhouse OR green ADJ house) NEAR2 (gas* ORemission* OR emit OR emits OR discharg*)) OR ((water ADJ vapor* OR carbon ADJ dioxide OR "CO2" OR methane OR "CH4" OR nitrous ADJ oxide* OR "N2O" OR
ozone OR "O3"))) NEAR5 (eliminat* OR mitiga* OR allevia* OR remov* OR abatem* OR decreas* OR reduc* OR palliat* OR extenuat* OR lower* OR less ORfree)))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);

Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

144

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GHG排出量 ICT活用による木材の生産流通 TI=(((wood OR woods OR timber* OR lumber) NEAR3 (produce OR produces OR production OR producing OR manufactur* OR generate OR generates OR
generating OR fabricat* OR distribut* OR supply* OR logistic* OR delivery OR deliveries))) AND TAB=(("ICT" OR "Information and Communications Technology"
削減
管理システムを構築
OR "Information & Communications Technology" OR digital OR digiti* OR info OR data OR telecomm* OR tele ADJ comm* OR wirel* OR middleware OR

食料・
農林水産業

(参考) 特許分析検索条件 (6/6)
新しい枠組み 陸上養殖
代替肉

培養肉

検索条件
((land OR lands OR ground* OR indoor* OR inland OR onshore OR inland ) NEAR5 (aquacultur* OR aqua cultur* OR aquafarm* OR aqua farm* OR fishfarm* ORfish farm* OR aquicultur* OR aqui cultur* OR maricultur* OR mari cultur* OR fishcultur* OR fish cultur* )) OR (Recirculating aquaculture OR Re circulating
aquaculture)
TAB=((((plant OR plants) ADJ2 (based OR derived OR sourced OR protein*)) NEAR3 (meat OR meats OR sea ADJ food* OR seafood*)) OR (((meat OR meats OR
sea ADJ food* OR seafood*) NEAR2 (alternativ* OR substitut* OR vegan OR fake OR analog OR analogs OR analogue OR analogues OR imitation* OR faux)) OR(meat-free OR meatfree OR meat-less OR meatless OR "meat free" OR "meat less" OR "mock meat" OR "fake meat")) SAME ((plant OR plants) ADJ2 (based OR
derived OR sourced OR protein*))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
TAB=(((cultivated OR cultured Or artificial* OR lab ADJ grow* OR laboratory ADJ grow* OR slaughter ADJ free OR cell ADJ based OR synthetic OR vat ADJ grow*
OR clean OR cell ADJ culture* OR cellular ADJ culture* OR stem ADJ cell*) NEAR2 (meat OR meats OR sea ADJ food* OR seafood*)) OR (((meat OR meats OR sea
ADJ food* OR seafood*) NEAR2 (alternativ* OR substitut* OR vegan OR fake OR analog OR analogs OR analogue OR analogues OR imitation* OR faux)) OR (meatfree OR meatfree OR meat-less OR meatless OR "meat free" OR "meat less" OR "mock meat" OR "fake meat")) SAME (cultured OR cultivated OR cell ADJ based
OR lab ADJ grow* OR laboratory ADJ grow* OR slaughter ADJ free OR vat ADJ grow* OR cell ADJ culture* OR cellular ADJ culture* OR stem ADJ cell*)) AND
AY>=(2000) AND AY<=(2022);

Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

145

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技術開発要素深掘り対象分野⑪カーボンリサイクル

146

既存PJ⑩ CO2の分離回収等技術開発関連

カーボン
リサイクル

CO2分離回収・DAC: PJ評価 (1/2)
インパクト
CO2削減 (国内)

経済波及効果 (世界)

CO2
分離回収
(TRL 7-9)1

産業競争力を維持するために必須の技
術• セメント、製鉄、化学等 の産業部門
では原料に由来する一定程度のCO2排出が避けられない

3,500万トン/年(2050年)• 2050年のエネルギーミックスで想定されているバイオマス発電と自家発バイ
オマス発電の普及を考慮して推算

10兆円/年(2050年)• IEAのB2DSシナリオに基づき、世界のCO2分離回収量を80億t-CO2、分
離回収コストを1,200円/t-CO2と想定した推算値

DAC2

NETsとしてだけでなく原料確保の観点から重要• 高品位CO2の供給確保の観点から、
燃料生産・化学品製造の基盤技術の1つとなる(CO2削減量の目標値や市場規模などは設定されていない)(CO2削減量の目標値や市場規模などは設定されていない)

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 5
2. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 6
Source: GI基金「CO2の分離回収等技術開発」研究開発・社会実装計画

147

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国情との適合性既存PJ⑩ CO2の分離回収等技術開発関連

カーボン
リサイクル

CO2分離回収・DAC: PJ評価 (2/2)
社会実装

外的リスク

CO2
分離回収技術(TRL 7-9)1

高炉、石炭火力向けはTRL7-9で商用化済み、LNG火力、産業向け
はTRL以下で未成熟• 2,000円/t-CO2 (2030年)

既存技術では日本はトップシェアを確保• MHIが4776TPDのプラントを北米で建設

現時点で顕在化しているリスクはな
しDAC2

米国が特許の量、質、鮮度で大きくリード• 日本は2位グループ

海外スタートアップ中心に商用化が先行• ただし、高品位CO2供給拡大の観点からは重要度は高い

プロセス全体でネガティブ
エミッションになるかの確認が必要

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 5
2. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 6
Source: GI基金「CO2の分離回収等技術開発」研究開発・社会実装計画; BCG分析

148

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技術力

既存PJ⑩ CO2の分離回収等技術開発関連

カーボン
リサイクル

CO2分離回収について世界的にトップクラスの実績を保有
CO2分離回収・DACにおける特許評価

技術力評価
3
USA
2

1

Russia Japan
GermanySouth Korea

日本

海外

量と質の両面で世界をリード• MHI、日立、
東芝、IHIなど

すでに海外向け商用プラントの建設・運転実績を保有• MHI：アジア・中東を中心に13基の納入実績

北米・豪州を中心に分離回収
から貯留まで一貫したプロジェク
トを計画・実施

量と質の両面で世界をリード• MHI、日立、
シャープ、
Panasonicなど

現在はラボレベルでの技術開発段階

スタートアップを中心に実証・商用プロジェクトが進展• Climeworks (スイス)• Carbon Engineering (カナ
ダ)

China

0
0

20

40

60

80

15
10
Germany
5

UK

USA
Japan
South Korea

China

0
0

20

40

60

80

Freshness (filed since 2017)
1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 5; 2. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 6
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics; GI基金「CO2の分離回収等技術開発」研究開発・社会実装計画

149

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DAC2

Average BCG Quality Index

CO2分離
回収
(TRL 7-9)1

社会実装状況既存PJ⑩ CO2の分離回収等技術開発関連

カーボン
リサイクル

BECCS向けは当面は既存技術活用を促進、更なる低コスト化に向けてはGI基金でカバー
DACCSはムーンショットプログラムで2050年実装がターゲット
CO2分離回収・DACにおける技術評価

分離タイミング

適するCO2濃度 (分圧)

TRL

燃焼後

低分圧

高

高分圧

高

高~低分圧

中

化学吸着法

燃焼前
(一部燃焼後)燃焼前(一部燃焼後)
燃焼後

低分圧

低

膜分離法

燃焼前

高分圧

低

深冷分離法

燃焼後

高分圧

低

DAC

-

-

低

分離装置 化学吸収法
使用
物理吸収法
物理吸着法

大気中
回収

技術的特徴

Source: 各種公開情報を基にしたBCG分析

DACCS向け

GI基金対象内閣府ムーン
ショットプログラム
対象
150

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分離回収技術

BECCS向け(=中小規模)既存PJ⑩ CO2の分離回収等技術開発関連

カーボン
リサイクル

低TRLのDACCSだが、海外では既に社会実装が進展
DACCS: 社会実装例 (Climeworks社)

提供サービス概要

設立時期

2009年ETHからスピンアウトし、民間企業に

主要事業

DACCS

顧客数

10,000以上

展開国数

56カ国

稼働台数

15台(世界最大級のプラント１台含む）

製品情報

小型車サイズで、重ねることで任意のサイズのプラントを構築可能

Source: BCG分析• World’s first company supplying air-captured CO2 to customers• Scale-up via mass production of modular CO2 collectors• Powered by 100% renewable energy• Minimal carbon footprint: 90% net efficiency• Stores CO2 permanently in volcanic Rock151

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基本情報

既存PJ⑧ CO2等を用いた燃料製造技術開発関連

カーボン
リサイクル

カーボンリサイクル燃料: PJ評価 (1/2)
FT反応による
燃料製造(TRL 4)1
アルコールを原料とするジェット
燃料製造(TRL 4)2

メタネーションによる燃料製造(TRL 4)

インパクト
CO2削減 (国内)

経済波及効果 (世界)島国である日本にとって航空機用炭化水素燃料の確保は必須• 大型・長距離航空機用燃料には引き続き炭化水素が用いられる• SAFの供給力は世界的に低位• 国内生産力をつけることにより、国際競争力の確保が可能

3.6万トン/年(2030年)• 合成燃料生産量:1.7万kL/年• CO2削減効果:80%

7.1兆円(2050年)• 2050年におけるガソリンと軽油の世界
需要と価格より算出

101万トン/年(2030年)• ATJ SAF生産量:50万kL/年• CO2削減効果:80%

55兆円/年(2050年)• SAF需要:5.5億kL• SAFコスト目標:100円代/L※SAF全体、内訳なし

日本の民生・産業部門における消費エネ
ルギーの約６割は熱需要。特に産業分
野においては、 電化による対応が難しい
高温域も存在8,000万トン/年(2050年)• 2019年度実績ベースの都市ガス販
売量、CO2原単位、メタネーション導入率予測から算出

1.8兆円/年(2050年)• 都市ガス需要の90%が合成メタンに置き換わると仮定して算出• 日本国内での推定値

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 5
2. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 6
Source: GI基金「CO₂等を用いた燃料製造技術開発」プロジェクトに関する研究開発・社会実装計画; 持続可能な航空燃料(SAF)について(環境省環境再生・資源循環局)

152

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国情との適合性既存PJ⑧ CO2等を用いた燃料製造技術開発関連

カーボン
リサイクル

カーボンリサイクル燃料: PJ評価 (2/2)
FT反応による
燃料製造(TRL 4)1

特許の量・質・鮮度のいずれにおいても世界から遅れ• 特に米国が特許の量・質でリード

海外では実証事業が進められている一方、日本は2030年以降商用化見込み• 航空燃料に関しては代替の脱炭素手段がなく、社会実装上の優先度が高い特許の鮮度こそ高いが、量・質では劣る• 米国が特許の量・質で世界をリード

グローバルで実装が進んでいない
状況• 欧米ではガス体エネルギーの主軸は水素アルコールを原料とするジェット
燃料製造(TRL 4)2
メタネーションによる燃料製造(TRL 4)社会実装

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 5
2. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 6
Source: IEA, GI基金「CO₂等を用いた燃料製造技術開発」プロジェクトに関する研究開発・社会実装計画; BCG分析

外的リスク
現時点で生態系面、安全、規制面でクリティカルなリスクはない• ただし、航空燃料に対する規制動向は注視が必要

153

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技術力

既存PJ⑧ CO2等を用いた燃料製造技術開発関連

カーボン
リサイクル

世界的に実装に至っていないが、日本は特許に関して海外から遅れている
カーボンリサイクル燃料 既存PJ詳細評価 (1/2)

技術力評価

Canada10

United States
5
0

Japan

20

0
Average BCG Quality Index

アルコール
を原料とす
るジェット
燃料製造
(TRL 4)2

United Kingdom
South Korea
China
40

60

United States

5 Japan0

Sweden

海外

量・質・鮮度いずれも世界から遅れ• 新日本石油• コスモ• INPEX

2030年まで技術開発と実証、2030年以降導入拡大• 2025年度に1 BPD規模

欧州で実証事業が進行中• Norsk e-Fuel（ノルウェー）• Nordic Blue Crude（ノルウェー）などで、2023年に180 BPD

量・質・鮮度いずれも世界から遅れ• 三菱重工業など

2030年まで技術開発と実証、2030年以降導入拡大• 2030年度に50万kL/年供給

米国で実証事業が進行中• LanzaJet（米）• Gevo（米）

80

15

10

日本

Australia

South Korea

Russia 0 China
20

40

60

80

Freshness (filed since 2017)
1.IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 5、2.IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 6
BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics; GI基金「CO₂等を用いた燃料製造技術開発」プロジェクトに関する研究開発・社会実装計画

154

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Average BCG Quality
Index

FT反応に
よる燃料
製造
(TRL 4)115

社会実装状況既存PJ⑧ CO2等を用いた燃料製造技術開発関連

カーボン
リサイクル

グローバルで社会実装に至っていない
カーボンリサイクル燃料 既存PJ詳細評価 (2/2)

社会実装状況

• 特許面では、総合的に世界から遅れ• 一方で、海外でも実装には至っていない

30

特許の鮮度こそ高いが、量・質では劣る• 大阪ガスなど

United States
20
10France Germany
Denmark

日本

海外

2030年代にかけて実証完了後、2040年以降導入拡大

同様のプロジェクトなし

Japan

China
0
0

20

40

60

80

Freshness (filed since 2017)

Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics; GI基金「CO₂等を用いた燃料製造技術開発」プロジェクトに関する研究開発・社会実装計画

155

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Average BCG Quality Index

メタネー
ションによる
燃料製造(TRL 4)

技術力評価

カーボン

既存PJ⑦ CO2等を用いたプラスチック原料製造技術開発関連 リサイクル

カーボンリサイクル化学品関連: PJ評価 (1/2)
CO2からのプラスチック
原料製造(TRL 5)CO2から合成したアルコールによる化学品製造(TRL 4)

CO2を資源として有効活用する技術であり、カーボンニュートラルを実現するための必須• 現在、プラスチックはナフサを原料として作られており、2050年に向けて原料転換が必要• 国内化学産業の競争力強化の観点からも廃プラスチックのケミカルリサイクル(TRL 4)1

ケミカルリサイクルによる炭素• 年間 891 万トン排出される廃プラス
チックのうち、約60%をサーマルリサイク
ルとして活用アンモニア
燃料ナフサ
分解炉 (TRL 4)(経済安全保障や再エネ賦存量などの国情を鑑みた対応は不要)

インパクト
CO2削減 (国内)

経済波及効果 (世界)

3,156 万トン/年(2050年)• 化学品製造量を元にした試算• ナフサ分解炉の燃料転換による脱炭素化も考慮

360 兆円/年(2050年)• 現状のプラスチック市場と同程度

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 9
Source: GI基金 「CO2等を用いたプラスチック原料製造技術開発」プロジェクトに関する研究開発・社会実装計画

156

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国情との適合性カーボン

既存PJ⑦ CO2等を用いたプラスチック原料製造技術開発関連 リサイクル

カーボンリサイクル化学品関連: PJ評価 (2/2)
CO2からのプラスチック
原料製造(TRL 5)

日本はラボレベルでの技術開発段階、海外ではスター
トアップが一部商用化• 2024年から大規模実証を予定• 2028年以降に量産化

外的リスク
生態系、安全、規制面でクリティカルなリスクはない

CO2から合成したアルコールによる化学品製造(TRL 4)
廃プラスチックのケミカルリサイクル(TRL 4)1

国内で実証プロジェクトを複数実施、海外勢はスター
トアップへの投資も盛ん

アンモニア
燃料ナフサ
分解炉 (TRL 4)

海外に対して先行• 再エネの豊富な欧米は電化にて対応1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 9
Source: IEA; GI基金 「CO2等を用いたプラスチック原料製造技術開発」プロジェクトに関する研究開発・社会実装計画; BCG分析

157

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社会実装

カーボン

既存PJ⑦ CO2等を用いたプラスチック原料製造技術開発関連 リサイクル

海外勢はスタートアップによる商用化も進む
化学品関連：既存PJ評価サマリ (1/2)
日本

海外

CO2からのプラスチック
原料製造(TRL 5)

ラボレベルでの技術開発段階• 2024年から大規模実証を予定• 2028年以降に量産化

スタートアップによる商用化段階• Newlight Technologies (米国)

CO2から合成したアル
コールによる
化学品製造(TRL 5)

ラボレベルでの技術開発段階• 2024年から大規模実証を予定• 2028年以降に量産化

ラボレベルでの技術開発段階

Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics; GI基金 「CO2等を用いたプラスチック原料製造技術開発」プロジェクトに関する研究開発・社会実装計画

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社会実装状況カーボン

既存PJ⑦ CO2等を用いたプラスチック原料製造技術開発関連 リサイクル

海外では早期に実証プロジェクトが組成
化学品関連：既存PJ評価サマリ (2/2)
日本

海外

廃プラスチックのケミカル
リサイクル(TRL 4)1

ガス化、熱分解、触媒等の基盤技術を開発した上で、2028年以降に大規模実証を計画

石油メジャーや大手化学メーカーによる技術開発投資/ス
タートアップ投資が活発• Shell：2025年までに年間100万tの廃プラを利用• Dow：廃プラの分解スタートアップとオフテイク契約を締
結

アンモニア
燃料ナフサ
分解炉
(TRL 4)

2026年から実験炉の運転を開始予定

再エネの豊富な欧米では、電化による脱炭素化を推進しており、アンモニア燃料を使用したナフサ分解炉の実証は進んでいない

1. IEA, ETP Clean Energy Technology GuideによるとTRL 9 Note:BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年) 以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics; GI基金 「CO2等を用いたプラスチック原料製造技術開発」プロジェクトに関する研究開発・社会実装計画

159

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社会実装状況既存PJ⑲ バイオものづくりによるカーボンリサイクル推進関連

カーボン
リサイクル

バイオものづくり: PJ評価 (1/2)
微生物改変
プラットフォーム
(TRL 5)

CO2を原料に物質生産できる
微生物等の開発・改良(TRL 3~5)

CO2を原料に物質生産できる
微生物等の製造技術(TRL 3~5)

資源に乏しく食料自給率も低い日本にとって、化学品やタンパク質等の供給源を確保できることは経済・食料の安全保
障に資する• 燃料燃焼時に排出される二酸化炭
素および大気中に賦存する二酸化炭素を吸収・固定• 「新しい資本主義」グランドデザイン(閣議決定) においても、大胆かつ重点的な投資を行うことを表明

インパクト
CO2削減 (国内)

経済波及効果 (世界)

1.3億t-CO2/年(2050年)• 国内外あわせたCO2削減インパクトは42億t-CO2– 2050年に既存製品の50%が本
プロジェクトの成果を活用した製品に代替と仮定– 分野ごとに(推定消費量)×(製品代替率＝50%)×(単位当たり削減量)で算出• 我が国のCO2排出量は全世界の3%と仮定– 国内のCO2排出量 11.5億tCO2 (2020)– 世界のCO2排出量 335億tCO2 (ただしエネルギー起源CO2のみ)

122.8兆円(2050年)• 2050年に世界の既存製品の50%が本プロジェクトの成果を活用した製品に代替と仮定• 分野ごとに(推定消費量)×(製品代
替率＝50%)×(製品単価)で経済波
及効果を算出Source: GI基金研究開発・社会実装計画(案)、新しい資本主義グランドデザイン及び実行計画(閣議決定)、
CO2 Emissions from Fuel Combustion Highlights 2020 (IEA)

160

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国情との適合性既存PJ⑲ バイオものづくりによるカーボンリサイクル推進関連

カーボン
リサイクル

バイオものづくり: PJ評価 (2/2)
社会実装

外的リスク

微生物改変
プラットフォーム
(TRL 5)

個別技術(シーケンサ等)は
米国・中国が圧倒的にリード

限定的ながら米国・中国のサプライ
ヤーが市場を形成

生物多様性や安全性、それらに関する規制等にクリティカルなリスクなし

CO2を原料に物質生産できる
微生物等の開発・改良(TRL 3~5)

近年は中国・米国がリードするが、発酵由来酵母の利活用や食品関連では日本もリード• WIPOへの微生物寄託数は中国・米国が圧倒的に多い• 日本は近年の研究・開発は低調だが、食品分野では技術力を持つ

国内外とも市場は未成熟で、特に食品や燃料等の受け入れ余地は大きい• 国内では2024年頃から大規模
実証• 海外では一部スタートアップでの商用化も行われている

ゲノム編集した食品・飼料等の安全性確保が必要• 食品衛生法・食品安全基本法、カルタヘナ法等による評価・承認が必要• LCA評価手法の確立が急務

CO2を原料に物質生産できる
微生物等の製造技術(TRL 3~5)

Note: TRLは研究開発・社会実装計画(案)によるSource: GI基金研究開発・社会実装計画(案)、令和3年度商取引・サービス環境の適正化に係る事業・生物化学産業に係る国内外動向調査(経産省)、BCG分析

161

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技術力

既存PJ⑲ バイオものづくりによるカーボンリサイクル推進関連

カーボン
リサイクル

微生物改変プラットフォームは米中がリード、微生物の開発・製造では一部で日本もリード
バイオモノづくり：PJ評価詳細

技術力評価

微生物改変
プラットフォーム
(TRL 5)

Average BCG
Quality Index

10

社会実装状況

United States
United Kingdom

5

日本

海外

米中がほぼ寡占、
日本では導入を請け負う機器メーカーが強い• 三洋電機• 日立

米国製品を導入し、オペレーショナルな改善が多い

米国・中国のサプライヤーが限定的ながら市場を形成、コンソーシアムを構築

米国が強いが、日中韓も酵母関連
でリード• 日本触媒一部ベンチャーにより商品化されているものもあるが、市場は限定的• 実証のスケール拡大は2024年から (研究開発項目3)

一部ベンチャーにより商品化されているものもあるが、市場は限定的South Korea
Japan
China

0

20

40

60

30

CO2を原料に物質生産できる
微生物等の開発・改良(TRL 3~5)
同製造技術(TRL 3~5)

United States
20
South Korea
10

India

Japan

China

0
0

20

40

60

Germany
80

100

Freshness (filed since 2017)

Note: BCG Quality Index=引用回数 (前方引用・後方引用) と請求項の数から算定した特許価値の指標,Freshness=分析対象の特許全体に対する特定の年 (今回は2017年)以降に出願された特許の割合過去20年の関連特許を分析,丸の大きさは特許件数
Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics;

162

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France

0

カーボン
リサイクル

カーボンリサイクル技術の中では、建材や化学製品が比較的長期の固定化が可能
CCUS: カーボンリサイクル技術別のCO2固定化期間（例示）Abatement potential1 (Mtpa)

1,000.00

Days

Weeks/ months

Years

直接利用・尿素

合成燃料・バイオ材料

化学製品

Decades
建材

液体化石燃料

100.00メタン

メタノール(燃料)1.00

エタノール(燃料) 藻類オイル
藻類バイオマス尿素

ブタノール(基礎化学品)
ポリカーボネート、ポリオール

直接利用

骨材

ｴタノール(基礎化学品)
メタノール(基礎化学品)

無機炭酸塩

0.10

0.01
鉱化作用

化学合成

藻類合成

直接利用

Period CO2 is kept out of the atmosphere

1. Data based on case study in Spain. Prioritization is based on abatement potential (CO2 consumption) and maturity of technology with thresholds set at 10
Mtpa CO2 and TRL > 4 respectively
Source: 各種公開情報を基にしたBCG分析

163

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10.00

カーボン
リサイクル

(参考) カーボンリサイクル 特許分析検索条件 (1/2)
技術開発要素

検索条件

OR concrete*) NEAR5 (production* OR produce OR produces OR produced OR process* OR plant* OR manufactur* OR generat* OR synthes*)) AND ((("CO2" OR
コンクリート・ CO₂回収型セメント製造プロセス TAB=((((cement*
carbon OR carbon ADJ dioxide OR carbon ADJ di ADJ oxide OR carbondioxide) NEAR3 (absorb* OR captur* OR sequestrat* OR sequester* OR minerali* OR utiliz* OR utilis* OR
storage OR seperat* OR recover*)) OR ("CCUS" OR "CCU")))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
セメント製造廃コンクリートを利用した炭酸塩製造

TAB=((((carbonate* OR carbonation OR "CO3" OR limestone OR "CaCo3" OR bicarbonate*) NEAR5 (production* OR produce OR produces OR produced OR process* OR plant* OR
manufactur* OR generat* OR synthes*)) AND ((recycl* OR (re ADJ cycl*) OR reuse OR reusing OR reusable OR reused OR re-use OR re-using OR re-usable OR re-used OR upcycle OR
upcycling OR upcycled OR up-cycle OR up-cycling OR up-cycled OR waste OR wastage OR unwanted OR unutili* OR dispos* OR trash* OR rubbish OR aggregate* OR sludge*) NEAR3(cement* OR concrete*)))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);

TAB=(((FischerTropsch OR (Fischer ADJ Tropsch) OR (direct ADJ ft) OR "Fischer-Tropsch" OR HTFT OR LTFT OR ("Franz Fischer" AND "Hans Tropsc") OR (FT ADJ synthesis)) AND((fuel* OR jetfuel* OR kerosene* OR diesel* OR petrol* OR gasoline OR biodiesel* OR biofuel* OR biogasoline* OR "lpg" OR "lng" OR Liquefied ADJ natural ADJ gas OR Liquefied ADJ
hydrogen OR liquid ADJ hydrogen OR "LH2" OR gas ADJ to ADJ liquid* OR coal ADJ to ADJ liquid*) NEAR3 (production* OR produce OR produces OR produced OR producing OR
process* OR prepar* OR manufactur* OR generat* OR synthes* OR reform* OR formation* OR convert* OR conversion*)))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
OR (alcohol ADJ2 jet) OR (ethanol ADJ2 jet) OR (methanol ADJ2 jet) OR ((ATJ OR alcohol* OR ethanol* OR methanol* OR butanol* OR isobutanol*) NEAR5
アルコールを原料とするジェット (TAB=(("Alcohol-to-jet"((jet OR jets OR aviation* OR aircraft* OR air craft* OR airplane* OR air plane* OR aeroplane* OR aero plane* OR airline* OR air line* OR airport* OR aerospace OR aeronautic* OR
燃料製造
air carrier* OR air vehicle* OR air based vehicle* OR helicopter* OR air ship OR air ships OR airship OR airships) NEAR5 (fuel* OR biofuel* OR biodiesel*))) OR ( (sustainable ADJ
aviation ADJ fuel* OR sustainable ADJ alternative ADJ jet ADJ fuel* OR aviation ADJ biofuel* OR aviation ADJ bio ADJ fuel* OR bio ADJ jet ADJ fuel* OR bio ADJ aviation ADJ fuel*
OR Renewable ADJ hydrocarbon ADJ biofuel* OR Renewable ADJ hydrocarbon ADJ bio ADJ fuel* OR drop ADJ in ADJ biofuel* OR drop ADJ in ADJ bio ADJ fuel*) AND (alcohol* OR
ethanol* OR methanol* OR butanol* OR isobutanol*)))) OR (AIC = ("Y02E 50/10" OR "Y02E 50/30") AND TAB = ( (ATJ OR alcohol* OR *ethanol* OR *methanol* OR butanol* OR
isobutanol*) AND ( (jet OR jets OR aviation* OR aircraft* OR (air ADJ craft*) OR airplane* OR (air ADJ plane*) OR aeroplane* OR (aero ADJ plane*) OR airline* OR (air ADJ line*) OR
airport* OR aerospace OR aeronautic* OR (air ADJ carrier*) OR (air ADJ vehicle*) OR (air ADJ based ADJ vehicle*) OR helicopter* OR (air ADJ ship*) OR airship*) ) ) ) ) AND
AY>=(2000) AND AY<=(2022);(Microalgae OR microalgal OR algae OR algal OR (micro ADJ alg*) OR microphyte* OR (micro ADJ phyte*) ) NEAR5 (fuel* OR biofuel* OR biodiesel*) ) OR ( (Microalgae OR
微細藻類を利用したジェット燃料 (TAB=((((
microalgal OR algae OR algal OR microphyte* OR (micro ADJ phyte*) ) NEAR2 (oil OR oils OR lipid*)) ) AND ( (air ADJ jet*) OR aviation* OR aircraft* OR (air ADJ craft*) OR airplane*
製造
OR (air ADJ plane*) OR aeroplane* OR (aero ADJ plane*) OR airline* OR (air ADJ line*) OR airport* OR aerospace OR aeronautic* OR (air ADJ carrier*) OR (air ADJ vehicle*) OR (airADJ based ADJ vehicle*) OR helicopter* OR (air ADJ ship*) OR airship* ) ) OR ( (Microalgae OR microalgal OR algae OR algal OR (micro ADJ alg*) microphyte* OR (micro ADJ phyte*)) SAME (( jet OR jets OR biojet* OR aviation* OR aircraft* OR (air ADJ craft*) OR airplane* OR (air ADJ plane*) OR aeroplane* OR (aero ADJ plane*) OR airline* OR (air ADJ line*) OR
airport* OR aerospace OR aeronautic* OR (air ADJ carrier*) OR (air ADJ vehicle*) OR (air ADJ based ADJ vehicle*) OR helicopter* OR (air ADJ ship*) OR airship*) NEAR5 (fuel* OR
biofuel* OR biodiesel*))) OR ( ( (sustainable ADJ aviation ADJ fuel*) OR (sustainable ADJ alternative ADJ jet ADJ fuel*) OR (aviation ADJ biofuel*) OR (aviation ADJ bio ADJ fuel*)
OR (bio ADJ jet ADJ fuel*) OR (bio ADJ aviation ADJ fuel*) OR (Renewable ADJ hydrocarbon ADJ biofuel*) OR (Renewable ADJ hydrocarbon ADJ bio ADJ fuel*) OR (drop ADJ in ADJ
biofuel*) OR (drop ADJ in ADJ bio ADJ fuel*) ) AND (Microalgae OR microalgal OR algae OR algal OR (micro ADJ alg*) OR microphyte* OR (micro ADJ phyte*) ))) OR ( (AIC = ("Y02E
50/10" OR "Y02E 50/30") AND TAB = ( ( (Microalgae OR microalgal OR algae OR algal OR (micro ADJ alg*) microphyte* OR (micro ADJ phyte*) ) NEAR5 (oil OR oils OR lipid*)) AND ((jet OR jets OR aviation* OR aircraft* OR (air ADJ craft*) OR airplane* OR (air ADJ plane*) OR aeroplane* OR (aero ADJ plane*) OR airline* OR (air ADJ line*) OR airport* OR
aerospace OR aeronautic* OR (air ADJ carrier*) OR (air ADJ vehicle*) OR (air ADJ based ADJ vehicle*) OR helicopter* OR (air ADJ ship*) OR airship*) ) ) ) ) OR (AIC = ("C12N 1/12"
OR "C12N 1/125" OR "C12M 21/02") AND TAB = ( (oil OR oils OR lipid*) AND (jet OR jets OR aviation* OR aircraft* OR (air ADJ craft*) OR airplane* OR (air ADJ plane*) OR aeroplane*
OR (aero ADJ plane*) OR airline* OR (air ADJ line*) OR airport* OR aerospace OR aeronautic* OR (air ADJ carrier*) OR (air ADJ vehicle*) OR (air ADJ based ADJ vehicle*) OR
helicopter* OR (air ADJ ship*) OR airship*)) ) ) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
TAB=(((coelectroly* OR (co ADJ electroly*)) AND (hydrocarbon* OR hydro ADJ carbon*)) OR ((electrolysis OR electrolytic*) NEAR5 (("CO2" OR carbon ADJ di ADJ oxide OR
メタネーションによる燃料製造
carbondioxide OR carbon ADJ dioxide) NEAR2 ("H2O" OR water)))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);

Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

164

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カーボン Fischer-Tropsch反応によるリサイクル 燃料製造
燃料の製造

カーボン
リサイクル

(参考) カーボンリサイクル 特許分析検索条件 (2/2)
バイオモノ
づくり

微生物改変
プラットフォーム

CO2を原料に物質生産できる微生物等の開発・改良

検索条件
TIE=((("DBTL" OR develop* OR test* OR build* OR learn* OR analyz* OR analysis OR design OR designs OR designing OR designed OR produce OR producing OR production
OR produced OR manufactur* OR generat*) NEAR2 (platform* OR technolog* OR database*)) OR (computer ADJ based OR computer ADJ implemented OR computeri* OR
storage ADJ unit* OR memory ADJ unit* OR knowledgebase* OR knowledge ADJ base* OR expert ADJ system* OR expert ADJ knowledge* OR expertbase OR expert ADJ baseOR recording ADJ medium* OR AI ADJ based OR artificial ADJ intelligen* OR machine ADJ learn* OR deep ADJ learn* OR predictive ADJ learn* OR predictive ADJ algorithm*
OR predictive ADJ analytic* OR ((data OR information*) NEAR2 (storage OR storing))) OR ((genome OR gene OR genes OR genetic OR genomic* OR "DNA" OR
deoxyribonucleic ADJ acid*) NEAR2 (sequencing)) OR ((automat* OR autonomous* OR robot* OR computer ADJ based OR computer ADJ implemented OR computeri*)
NEAR3 (laborator* OR "lab" OR "labs"))) AND TAB=(((genetic* ADJ2 (modif* OR engineer*)) OR (beneficial* OR engineered)) NEAR2 (microorganism* OR micro ADJ
organism* OR microb* OR bacteri* OR fungus OR fungi OR fungal OR unicellular OR single ADJ cell* OR eukaryot* OR prokaryot* OR yeast* OR archaea* OR protozoa* OR
algae OR algal OR amoeba* OR virus* OR ((Multicellular* OR multi ADJ cellular*) ADJ2 (Parasite* OR organism*)))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
TIE=(((metabolite* OR microorganism* OR micro ADJ organism* OR microbe* OR microbial* OR microbiolog* OR bacteri* OR fungus OR fungi OR fungal OR unicellular OR
single ADJ cell* OR eukaryot* OR prokaryot* OR yeast* OR archaea* OR protozoa* OR algae OR algal OR amoeba* OR ((Multicellular* OR multi ADJ cellular*) ADJ2 (Parasite*
OR organism*))) NEAR2 (database* OR storage ADJ unit* OR memory ADJ unit* OR knowledgebase* OR knowledge ADJ base* OR expert ADJ system* OR expert ADJ
knowledge* OR expertbase OR expert ADJ base OR recording ADJ medium* OR ((data OR information*) NEAR2 (storage OR storing))))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
TIE=(((genome OR gene OR genes OR genetic OR genomic* OR "DNA" OR deoxyribonucleic ADJ acid*) NEAR2 (sequencing)) NEAR3 (microorganism* OR micro ADJ
organism* OR microbe* OR microbial* OR microbiolog* OR bacteri* OR fungus OR fungi OR fungal OR unicellular OR single ADJ cell* OR eukaryot* OR prokaryot* OR yeast*
OR archaea* OR protozoa* OR algae OR algal OR amoeba* OR virus* OR ((Multicellular* OR multi ADJ cellular*) ADJ2 (Parasite* OR organism*))) OR (DNA ADJ sequencer*))
AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
TIE=((automat* OR autonomous* OR robot* OR computer ADJ based OR computer ADJ implemented OR computeri*) NEAR5 (((genome OR gene OR genes OR genetic OR
genomic* OR "DNA" OR deoxyribonucleic ADJ acid*) NEAR2 (sequenc*)) OR ((microorganism* OR micro ADJ organism* OR microbe* OR microbial* OR microbio* OR bacteri*
OR fungus OR fungi OR fungal OR unicellular OR single ADJ cell* OR eukaryot* OR prokaryot* OR yeast* OR archaea* OR protozoa* OR algae OR algal OR amoeba* OR((Multicellular* OR multi ADJ cellular*) ADJ2 (Parasite* OR organism*))) NEAR3 (develop* OR test* OR build* OR learn* OR analyz* OR analysis OR design OR designs OR
designing OR designed OR produce OR producing OR production OR produced OR manufactur* OR generat*)))) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
TIE=((platform* OR technolog* OR database* OR computer ADJ based OR computer ADJ implemented OR computeri* OR storage ADJ unit* OR memory ADJ unit* OR
knowledgebase* OR knowledge ADJ base* OR expert ADJ system* OR expert ADJ knowledge* OR expertbase OR expert ADJ base OR recording ADJ medium* OR AI ADJ
based OR artificial ADJ intelligen* OR machine ADJ learn* OR deep ADJ learn* OR predictive ADJ learn* OR predictive ADJ algorithm* OR predictive ADJ analytic* OR ((data
OR information*) NEAR2 (storage OR storing)))) AND TAB=((microorganism* OR micro ADJ organism* OR microb* OR bacteri* OR fungus OR fungi OR fungal OR unicellular
OR single ADJ cell* OR eukaryot* OR prokaryot* OR yeast* OR archaea* OR protozoa* OR algae OR algal OR amoeba* OR virus* OR ((Multicellular* OR multi ADJ cellular*)
ADJ2 (Parasite* OR organism*)))) AND AIC=(C12N001500) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
TAB=(((((bio ADJ plastic OR bioplastic OR bio ADJ plastics OR bioplastics OR (((biomass OR bio) ADJ2 (based OR sourced OR derived)) NEAR3 (plastic OR plastics)) OR((substit* OR replac* OR alternat* OR replac* OR proxy OR proxies) NEAR5 (plastic OR plastics))) OR (fiber* OR fibre*) OR (fuel OR fuels OR biofuel* OR biodiesel* OR bio
ADJ diesel* OR bioethanol OR biomethanol) OR (food* OR meal* OR ((livestock OR cattle* OR stockbreed* OR herd OR ranch* OR animal* OR breed* OR husbandry) NEAR5(feed OR feeds OR feeding OR nourish* OR eat* OR nutrition* OR fodder OR forage OR supplement*)) OR chemical* OR substance* OR material*)) NEAR3 (produce OR
produces OR producing OR production OR produced OR generat* OR synthes* OR manufactur* OR ferment*)) NEAR5 ("CO2" OR carbon ADJ dioxide OR carbon ADJ di ADJ
oxide)) SAME (microorganism* OR micro ADJ organism* OR microb* OR bacteri* OR fungus OR fungi OR fungal OR unicellular OR single ADJ cell* OR eukaryot* ORprokaryot* OR yeast* OR archaea* OR protozoa* OR algae OR algal OR amoeba* OR virus* OR ((Multicellular* OR multi ADJ cellular*) ADJ2 (Parasite* OR organism*)))) AND
AY>=(2000) AND AY<=(2022);
TAB=(("CO2" OR carbon ADJ dioxide OR carbon ADJ di ADJ oxide)) AND AIC=(A23L0033195) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);
TAB=(("CO2" OR carbon ADJ dioxide OR carbon ADJ di ADJ oxide)) AND AIC=(A23L0029065) AND AY>=(2000) AND AY<=(2022);

Source: Derwent World Patents Index (DWPI); BCG Center for Growth & Innovation Analytics

165

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技術開発要素産業全体を俯瞰した視点での、各技術/プロジェクトの位置付け・相互連関分析
プロジェクトの位置づけ・相互連関分析（イメージ）
エネルギーをつくる 40%

エネルギー生成 (海外)

輸送/発電 (国内)

13.0
所内水素
(1)－① 所内水素を活用した水素還元技術等の開発

原材料(鉄鉱石、石炭)太陽光
1(ペロブスカイト
498
中心)

直接還元炉

(2)－①
直接水素還元技術の開発(天然ガスを水素で代替)

プラスチック鉄スクラップ

電炉

原材料

直接還元鉄

電炉

製鉄

原材料
(石油、ナフサ)

化石燃料(石炭、石油、天然ガス 等)

11.5(2) (再エネを利用した)グリーンアンモニア電解合成技術開発

6

688

アンモニア
(合成→輸送)混焼(火力発電)

混焼(ガスタービン)(3) 石炭火力を利用した
アンモニア高混焼化・専焼化に向けた技術開発

700

水 水電解装置

4

グリーン
水素

天然
ガス
等

(w/ CCS)

水 水電解装置

パープル
水素
ターコイズ
水素

パイプライン
ローリー

ブルー
水素
MCH
(合成→輸送)

脱
水
素

1,262

(2) アンモニア燃料船
アンモニア燃料エンジン
アンモニア燃料タンク

5.6
プラスチック製品(レジ袋、ペット
ボトル 等)
リサイクル

プラスチック素材

350(3) CO2からの機能性化学品製造技術の開発

コンクリート

30

原材料
石灰石

コンクリート
CO2排出削減・固定量最大化コンクリート
CO2吸収型コンクリート

ｸﾘﾝｶ ｾﾒﾝﾄ
CO2固定
材料

568

燃料供給システム舶用アンモニア燃料供給体制

17

LNG燃料船のメタンスリップ対策技術応用

9

原
料
供
給

再生メタン燃料船
ライフサイクル関連

電動航空機

原材料
製鉄

水素航空機向け
エンジン

原材料 (新規)
炭素繊維
複合材

211

(2) 軽量化(機体、部品)

液化水素燃料貯蔵タンク
燃料供給システム16
航空機 (従来型の機体・エンジン効率化)

3.9

貯蔵タンク

3

3,000

木材・紙

水素発電
(火力混焼)

EV

FCV

その他

商用車

EV

FCV

その他

蓄電池

リチウム、
黒鉛、
レアメタル
等

燃料電池

3.2

1,510

(1) 高性能蓄電池・材料技術開発
原材料
製鉄

1,152

3.4

14

2.6
1,130

・
・
・

水素発電
(専焼)

420

廃コンクリート乗用車

繊維(2) 水素発電を実現するための技術開発

カーボンリサイクル燃料/次世代熱エネルギー

13

自動車

金属・非金属製品

廃プラ、
廃ゴム(1) 水素航空機

金属(1) コンクリート分野(2) セメント分野

排ガス処理
システム

航空機

機能性化学品(PC 等)
熱プロセス

CaO

(3) LNG燃料船

7(2) 廃プラ・廃ゴムからの化学品製造技術の開発(4)ガスタービンにおけるアンモニア専焼技術開発

3.9
国内輸送

(1)水電解装置の大型化・モジュール化の技術開発

電
力
供
給

水素燃料電池船、EV船

物流・人流・土木
インフラ

素材・化学品 (紙・塗料 等)(1)水素サプライチェーンの供給コスト削減に必要な技術開発

液化水素 (液化→輸送)

ナフサ分解炉

基礎
化学品

炭酸塩

15.2

水素

メタン

専焼
(火力発電)

高純度化

11.0

すてる

CO2

(1) 水素燃料船
水素燃料エンジン
水素燃料タンク
燃料供給システムエンジン(1) ナフサ分解炉の高度化技術の開発

原子力

金属

(2)－②
直接還元鉄を活用した電炉の不純物除去技術開発(4) アルコール類からの化学品製造技術の開発

化学原料(メタノール等)

バイオマス(1) CO2排出・製造コスト低減の合成技術開発アンモニア

船舶(1)－② CO2を活用した低炭素技術等の開発(天然ガス→) 水素

水力

脱
水
素

水素

2%

廃棄物

鋼片・鋼材

地熱

ブルー
アンモニア

つかう

5

高炉・転炉

原材料
鉄鉱石

2

窒素

29%

クリーン電力

製鉄

0.9

グリーン
アンモニア

: CO2削減効果 (億t、2050年、世界): 日本の全CO2排出量に占める割合(2018)

xx

1,935

(浮体式
1,195
中心)

新
触
媒

xx

エネルギー輸送・供給
洋上風力 1

アンモニア: GI基金における予算規模(億円、2023.1時点)

モノをつくる・育てる 29%

再エネ

海外再エネ

xx

素材/部品
(正極、負極 等)

業務その他部門

9.4

12

高性能蓄電池(セル、モジュール、パック)(3) モーターシステム効率化・
小型・軽量化
磁石 等
グリーンパワー半導体

モーターシステム
ギア
モーター
インバータ
電池粉

8

合成燃料/e-fuel

半導体・情報通信

SAF

原材料(Si 等)

合成メタン

廃EV(1)次世代グリーンパワー半導体の開発

1,410
1.0

15

部品 (CPU、
メモリ 等)

次世代グリーンパワー半導体
(開発)

(2)
データセンターのグリーン化

次世代グリーンセンター(省エネ化/再エネ利用)

一般廃棄物

グリーンLPG
IoTセンシングプラットフォーム構築

住宅・建築物

次世代熱エネルギー

食料・農林水産19 1,767(1)有用微生物等の開発を加速する微生物等改変
プラットフォーム技術の高度化

42.1(2) CO2を原料に物質生産できる
有用な微生物等の開発・改良(1)高機能バイオ炭等の供給・利用技術の確立(3) CO2 を原料に物質生産できる微生物等による製造技術等の開発・実証

CO2分離・回収技術

382

80.0

排出・
回収

10

CO2

159

(2) 高層建築物等の木造化に資する等方性大断面部材の開発

排出・
回収

0.4

11

(3) ブルカーボンを推進するための海藻バンク整備技術の開発

排出・
回収

0
CO2輸送船DAC

18CCS