研究企画グループ

研究活動概説研究企画グループCO2 固定化・有効利用技術戦略マップ持する」事が盛り込まれた。

１. はじめに
昨年の RITE TODAY では、RITE がとりまとめている「技これをうけて IEA は、2009 年に「CCS ロードマップ」

術戦略マップ」について目的や概要を紹介するとともに、を発表し、2050 年に CO2 を半減するためには、2050 年「削減ポテンシャル・コスト両面から有効な技術群で導入までに世界中で約 3,400 のプロジェクトが必要であるこに向けた取り組みが進められるべき技術」として抽出されと、このおよそ半分が、発電部門によって実行されねばな

た CO2 回収・貯留（CCS）および大規模植林による地上隔らないこと、さらに今後 10 年以内に、約 100 のプロジェ離技術についての技術戦略とロードマップを示した。RITEクトが必要で、現在の CCS 展開レベルから大幅に増やさ

では毎年 CO2 固定化・有効利用分野の政策・技術動向のねばならないことを示した。また、新興経済圏での CCS調査を行い、本技術戦略マップをローリングしている。本の広範な展開が今後、極めて重要となることを述べている。

稿では CO2 固定化・有効利用分野の動向について述べた後、一方、CCS の実施についてはいろいろな課題をかかえている。第一は実施のための資金問題である。CCS は石油増「技術戦略マップ 2010」の内容について紹介したい。

進回収（EOR）などを除くと炭素に価格がつかない限り収２. CO2 固定化・有効利用分野の動向

益を生まない。しかし、現状では炭素価格が設定されてい２−１．CCS の動向ない、あるいは、EU のように設定されていても低くかつ不安定であるため、CCS プロジェクトの実施は各国政府の最初に CO2 固定化・有効利用技術の中心的な技術である CCS の動向について述べる。

資金支援に依存せざるを得ない。2010 年 4 月時点での各①政策動向

国政府の支援金額は 266 億から 361 億米ドルに達してい2008 年の洞爺湖サミットでは、IEA（国際エネルギー機る。第二の課題は法規制の整備である。CCS の本格実施に関）から 2050 年に CO2 を半減させるシナリオが提出されは、CCS の法制化が必要であり、EU の「CO2 の地中貯留た。本シナリオでは、CO2 半減のためには 2050 年にはベーに関する指令」と「排出量取引指令」、米国の安全飲料水スラインから 48 Gt CO2/ 年の排出削減が必要であること、法の地下注入管理（UIC）プログラムによる法制化、豪州

また、対策技術毎の寄与率は省エネが 36%、再生可能エの改正沖合石油法（OPA）など、各国で法制化が進められネルギーが 21%、CCS は 19% となり、CCS は 3 番目に寄ている。我が国においても、2007 年 5 月に海洋汚染防止与率が大きいことが述べられている。また、もし CCS 技法が改正され、海底下地層への CO2 貯留のための制度枠術が利用できなければ目標達成のための全体的なコストが組みが整備された。

70% 増加することが示されている。このように CCS は世火力発電所の寿命は 40 年にもおよぶため、CO2 の排出界で相当量の CO2 排出削減を達成するために必要な技術量の大きな火力発電所を建設してしまうと、長期間 CO2のポートフォリオの重要部分である。本報告を受け洞爺湖の排出が続けられてしまう（カーボン・ロックイン）。そサミットの共同声明には、「2020 年までに CCS の広範なこでカーボン・ロックインを防ぐために、EU では CCS展開を始めるために、2010 年までに世界的に 20 の大規が技術的、経済的に十分効果的であると将来認められた模な CCS の実証プロジェクトが開始されることを強く支段階で、速やかに CCS に改造するキャプチャーレディを02

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研究活動概説300MW 以上の新設火力発電所に対して義務付けること用化に向けての信頼性の向上が望まれている。我が国でを、CCS 指令の中で明文化した。これをうけて英国では、は、先進的な吸収液の開発が早くから行われ、KS 液など

2009 年 4 月に他の EU 加盟国に先駆けてキャプチャーレの吸収液がすでに実用化レベルにある。また、新規な吸収ディに関する諮問文書を発表した。

液の開発と製鉄所をモデルにした廃熱を利用する「低品位このような CCS 政策の動きをうけて、2010 年までに各廃熱を利用する CO2 分離回収技術開発」が 2004 年から実国政府や民間企業の協力により、開発レベルは様々ではあ施され、さらに 2008 年からは革新的製鉄プロセス技術開るが、80 の大規模な統合プロジェクトが発表されている。

発（COURSE50）が開始され、30t CO2/ 日処理プラントでまた、従来の天然ガス起源の CCS プロジェクトに加えて、の試験が実施されている。また、海外では冷アンモニアを米国 AEP の Mountaineer プロジェクトなど発電分野での用いる分離回収法がパイロット試験レベルにある。一方、CCS プロジェクトが多数発表されている。

高圧ガスからの分離・回収として、高分子膜、セラミック

我が国おいても CCS は CO2 排出の大幅削減のための重膜などの分離膜技術の開発推進も重要である。RITE では

要技術であり、2009 年 7 月に閣議決定された「低炭素社2003 年からの米国 NETL との国際共同研究を経て、2006

会づくり行動計画」には、「CCS は、我が国の排出量の約年から「分子ゲート機能 CO2 分離膜の技術研究開発」を３割を占める火力発電や約１割を占める製鉄プロセスの実施中である。

大幅削減につながり得る技術であるが、その分離・回収

CO2 の地中貯留は、地下深部塩水層（帯水層）貯留、石コストを 2015 年頃にトン当たり 2000 円台、2020 年代に油・ガス増進回収（EOR/EGR）、枯渇油・ガス層貯留及び1000 円台に低減することを目指して技術開発を進めると炭層固定などに大別される。海外では、
特に EOR や枯渇油・ともに、2009 年度以降早期に大規模実証に着手し、2020ガス層貯留が進められており、地下深部塩水層貯留につい年までの実用化を目指す。実用化に当たっては、環境影響ても実用規模の圧入が開始されてきている。我が国では、評価及びモニタリングの高度化、法令等の整備、社会受容

長岡市において 1 万トンの CO2 を地下深部塩水層へ圧入性の確保などの課題の解決を図る」ことが盛り込まれた。

し、その挙動をモニタリングするプロジェクトが RITE に

また、CCS の調査・実証を行う民間会社「日本 CCS 調査」

よって実施された。さらに国内における地中貯留の実用化が設立され、大規模実証に向けての準備が開始された。さを目指し、早期に分離・回収システムも含めた統合システ

らに経済産業省は大規模実証へ向けて、候補地が備えるべムを組み上げる必要があるため、日本 CCS 調査株式会社

き地質等の条件及び候補地の検討のために必要な情報やによって大規模実証の候補地検討や設備検討が進められてCCS の実施に際して安全面・環境面において検討すべき事いる。また、地中貯留の技術開発を進めるに当たっての共項について検討し、報告書『CCS 実証事業の安全な実施に通的な課題である「信頼醸成に関わる環境影響・安全性評あたって』を 2009 年 8 月に取りまとめた。

価手法の開発」、「CO2 挙動予測手法の確立」等についての②技術動向検討を RITE で実施中である。

CO2 の分離回収技術には化学吸収法、物理吸収法、膜分離法などがある。我が国においては、石油から水素を製造

２−２．大規模植林による地上隔離の動向する際に化学吸収法を用いて CO2 を分離している実績が①政策動向あるが、温暖化対策として燃焼排ガス等に適用するため

IPCC 第 4 次評価報告書第三部会報告において、大規模には、さらなる低コスト、低エネルギー化が可能なより植林による地上隔離の CO2 削減技術としての有効性に関高効率な化学吸収法の開発と大規模な実証試験による実して下記が結論づけられた。

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研究活動概説・20 世紀の最後の 10 年に、熱帯雨林の破壊が起こってい一方、地上に固定されたバイオマスの利用に関して、米ると現状認識。1990 年代の森林伐採からの CO2 排出は国では 2009 年 2 月に成立した「再生・再投資法」におい

5.8 Gt- CO2/yr。てクリーンエネルギー・再生可能エネルギー分野が重点 3

・森林による 2030 年の CO2 削減ポテンシャルは、ボト分野のひとつとされ、米国エネルギー省はバイオ燃料・バ

ム ア ッ プ モ デ ル で は、100US$/t-CO2 以 下 の 削 減 コ ス

イオリファイナリープロジェクトの加速へ資金拠出を発

ト で 1.3-4.2 Gt-CO2-eq/yr、20US$/t-CO2-eq で は 約 1.6表した。一方、欧州では再生可能エネルギーのシェアをGt-CO2-eq/yr 達成。トップダウンモデルでは、100US$/2020 年に 20% に拡大することを含む『気候・エネルギー

t-CO2 以下で 13.8 Gt-CO2-eq/yr と推定。

政策パッケージ』が 2008 年 12 月に欧州議会で合意され・CO2 削減手法には、森林伐採の減少、森林管理、植林、2009 年に法制化された。

agro-forestry がある。短期的には森林伐採の抑止が効

我が国では政府によって 2007 年 2 月に国産バイオマス果的。森林バイオマスのエネルギー等の利用による CO2燃料の生産量を 2030 年までに現在の年間ガソリン消費量削減ポテンシャルは 0.4-4.4 Gt- CO2/yr と推定される。の 1 割に相当する 600 万 kl に拡大するという目標を掲げ、将来はサステナブルな森林経営によって炭素ストックをセルロースからのエタノール生産など技術開発の工程表が維持・増加させることが必要である。

示されている。また、「国産バイオ燃料の生産拡大工程表」

・森林は安価でグローバルな CO2 削減ポートフォリオにとの整合性を図りつつ、経済的かつ多量にセルロース系原対して、非常に重要な寄与をしている。一方、ポテンシャ料からバイオ燃料等を効率的に生産する画期的な技術革新ルの非常にわずかな部分しか現在では実現していない。の実現を目指すため、産学官連携の協議会を設置し、具体・削減ポテンシャルの達成には、制度面の能力、投資資本、的な目標、技術開発、ロードマップ等を内容とする「バイ研究開発とその移転、適切な政策とインセンティブ、国オ燃料技術革新計画」が策定された。ここではベンチマー際協力が必要である。

クとして 40 円 /L が設定され、原料、酵素にかかるコスト

これを受けて、気候変動対策の新しいイニシアティを重点的に低減することによりエタノール生産の低コストブ、国連『森林減少・劣化からの温室効果ガス排出削減化を実現するとしている。

（REDD）』プログラムが 2008 年 9 月に発表された。3 つ②技術動向の国連機関（FAO、UNDP、UNEP）が、世界銀行の森林カー

大規模植林は、CCS と並んで二酸化炭素の大規模削減にボン・パートナーシップ・ファシリティや地球環境ファシ寄与し得る、見通しのある技術であり、一層の低コスト化リティの熱帯林アカウント等と協力して、このプログラムが重要である。植物の生育が可能な土地においての単位面を運営する。また、2008 年の COP/MOP4 では REDD に積あたりの CO2 固定量の増大、乾燥地等不良環境地におついて議論され、次期枠組みの中に位置づけるための検討

ける植生拡大については、優良種選抜や土壌改良などは早が継続されるとともに、2009 年の COP15 では、日・米・仏・い段階で実施すべきであり、遺伝子組み換えを伴うものに豪・英・ノルウェーの先進 6 カ国が REDD のために協調ついては、安全性に関する知見を蓄積し、その有効性を主して資金拠出することを決めた。また、米国の Regional張しつつ順次取組む必要がある。また、CO2 固定量の適切Carbon Sequestration Partnership では、森林や耕地・湿な評価方法を確立する必要がある。加えて、産業利用や、地帯に関して、管理や CO2 吸収モニタリングの手法の実証、バイオマスの革新的利用の観点から、有用物質生産の面かおよび炭素クレジットに対する経済性の検証等が行われてらの取り組みも必要である。

いる。

RITE ではコリネバクテリウムを用いて増殖非依存型プ04

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研究活動概説ロセスによるセルロースからの高効率のアルコール生産技ポジショニングの把握を行った。また、他の CO2 削減技術を開発した。本プロセスはまた、通常の発酵阻害物質の術との位置づけを明らかにするためのポートフォリオ分析影響も受けない画期的なものである。さらに、RITE ではについても検討した。

本技術を元に、非可食バイオマスからの新しいブタノール技術ロードマップを図 3 に示す。今年度の改訂では「CCS製造プロセスや、乳酸、コハク酸などの化学品製造の新プの統合プロセスの実証」をこれまでより強調して示した。

ロセスを開発中である。

４. おわりに
３. CO2 固定化・有効利用分野の技術戦略マップ

RITE では本技術戦略マップをホームページ上に公開し、上記の調査内容を踏まえて「CO2 固定化・有効利用分野広く意見を伺いながら、定期的な見直しを行っている。地の技術戦略マップ」を作成した。今年度は分離回収、地中球温暖化の阻止には革新的な技術開発が必要である。この貯留、海洋隔離、大規模植林による地上隔離、バイオマスためには大学・研究所・企業等から多数の叡智を集めると有効利用の各分野について学術論文の発表件数（図 1）やともに、目的にそった効率的な研究と実用化の推進が必要被引用件数（図 2）を調査し、日本と世界を比較することである。本技術戦略マップがその一助になれば幸いである。

で定量的なベンチマークを行い、研究開発に関する日本の図 1． 本分野関連の学術論文発表数の推移 （Web of Science により RITE にて調査）

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研究活動概説・図１の発表件数調査の検索にてリストアップされた発表論文のうち、発表年度が1997年以降のものを対象とした。
・それぞれの論文の被引用件数合計を論文総数で除した平均値［件/１発表論文］としている。

図 2． 各分野の被引用件数調査の一例（Web of Science により RITE にて調査）

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研究活動概説図 3． CO2 固定化 ・ 有効利用分野のロードマップ※ 1 分離回収 : 新設石炭火力 (830MW)、回収量 :100 万 t-CO2/ 年、7MPa までの昇圧含む、蒸気は発電所の蒸気システムから抽気 [ コストベース :2001 年 ]※ 2 地中貯留 : 上記分離回収コスト + パイプライン輸送 20km+ 圧入 ( 昇圧 15MPa、 10 万 t-CO2/ 年 ・ 井戸 ) [ コストベース :2001 年 ]※ 3 植林 : 植林周期 7 年伐採 + 萌芽再植林、 バイオマス生産量 20m3/ha ・ 年、 植林管理費 17-31%、 用地リース費 :50$/ha ・ 年 )07