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太平洋セメント研究報告(TAIHEIYO CEMENT KENKYU HOKOKU) 第185号(2023)：星野 他―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――◇論 文◇

低炭素型炭酸化養生インターロッキングブロックの開発とCO2削減貢献量の評価
Development of Carbonation-cured Low-carbon
Interlocking Blocks and Evaluation of Avoided CO2 Emissions

橋

星

野

清

一*,

小 林

和

揮**,

扇

嘉

史**,

本

真

幸***,

細 川

佳

史****,一 坪

幸

輝*****,

野幸治******HOSHINO, Seiichi*;
HASHIMOTO, Masayuki***;

村

KOBAYASHI, Kazuki**;OHGI, Yoshifumi**;HOSOKAWA, Yoshifumi****; ICHITSUBO, Koki *****;NOMURA, Koji******

要旨

セメント系材料を活用した CCU 技術の開発を目的に，化学成分の調整によって低炭素化するとともに炭酸化用養生を行うことによって硬化する特性を持つ低炭素型セメントを開発した．
本セメントを用いたコンクリート製品の一例として，炭酸化養生を行った低炭素型炭酸化養生
インターロッキング（IL）ブロックを製造し，その特性を評価した．その結果，本報にて開発した普通ブロックは JIS A5371の車道用 IL ブロックの規格を，透水性ブロックは歩道用の透水性 IL ブロックの規格を満足することが示された．また LCAにより，従来のILブロックに代わって本低炭素型炭酸化養生 IL ブロックを適用した場合の CO2 削減貢献量を評価した．その結果，低炭素型炭酸化養生 ILブロック１tの適用による CO2 削減貢献量は，69.1 kg/tと評価された．
以上の特性評価結果および CO2 削減貢献量の評価結果から，本報にて開発した低炭素型炭酸化
養生 ILブロックは CCU技術として有効であることが示された．
キーワード：低炭素型セメント，炭酸化養生，インターロッキングブロック，強度，
CO2 排出量，CO2 削減貢献量，CCU―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――* カーボンニュートラル技術開発プロジェクトチーム 企画管理グループ
Planning & Administration Group, Carbon Neutral Technology Development Project Team** 中央研究所 セメント・コンクリート研究部 セメント化学チーム
Cement Chemistry Team, Cement & Concrete Research Department*** 中央研究所 セメント・コンクリート研究部 コンクリートソリューションチーム
Concrete Solution Team, Cement & Concrete Research Department**** 中央研究所 セメント・コンクリート研究部 セメント化学チーム リーダー
Manager, Cement Chemistry Team, Cement & Concrete Research Department***** カーボンニュートラル技術開発プロジェクトチーム 技術グループ 炭酸塩利用技術チーム リーダー
Manager, Carbonation Technology Team, Engineering & Technology Group, Carbon Neutral Technology
Development Project Team****** カーボンニュートラル技術開発プロジェクトチーム 企画管理グループ リーダー
Manager, Planning & Administration Group, Carbon Neutral Technology Development Project Team

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太平洋セメント研究報告(TAIHEIYO CEMENT KENKYU HOKOKU) 第185号(2023)：星野 他―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――

ABSTRACT
A low-carbon cement was developed in this study as part of development of CCU
technologies using cementitious materials.
The cement is made low in carbon byadjusting its chemical composition and characterized by its ability to harden during
carbonation curing.
As an application of the low-carbon cement to precast concrete
products, two types of carbonation-cured low-carbon interlocking (IL) blocks were
manufactured by carbonation curing in CO2 gas, and their properties were evaluated. It was
found that the IL blocks of ordinary type and of water permeable type satisfied the JIS A
5371 requirements specified for roadway IL blocks and for permeable sidewalk IL blocks,
respectively.
Evaluation was also made by means of LCA on avoided CO2 emissions to beachieved by substituting the carbonation-cured low-carbon IL blocks for conventional IL
blocks.
The results showed that the avoided CO2 emissions by the use of the carbonationcured low-carbon IL blocks would be 69.1 kg/t. These results of evaluation on the properties
and avoided CO2 emissions indicated the effectiveness of the carbonation-cured low-carbon
IL blocks developed in this study as a CCU technology.

Keywords：Low-carbon cement, Carbonation curing, Interlocking block, Strength,
CO2 emissions, Avoided CO2 emissions, CCU

１．は じ め に
世界的なカーボンニュートラルに向けた動向の中，セメント産業においても二酸化炭素(CO2)排出量の削減はひとつの重要な課題となっている．セメントに関連するCO2 削減の方法としては，セメント自体のCO2排出量を低減することのほか，セメント系材料を活用してCO2 を吸収，固定化させてCO2 の利用を図っていくCCU（Carbon dioxide Capture and Utilization）
技術の活用などが挙げられる1)2)．
これまで当社では，新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）からの助成事業として“炭素循環型セメント製造プロセス技術開発“（JPNP20013．事
業期間：2020年7月～2022年3月）を進めてきた3)4)．
本事業では，セメント産業を中心としたCO2 や建設廃棄物の有効利用を行うための一連の技術開発ならびにプロセスの構築を目的に，セメント工場などにおいて実証試験を進めている．同試験では，アミン系
化学吸収法によるCO2 分離・回収設備(Fig.1)によりキルン排ガス中のCO2 を回収するとともに，そのCO2を廃コンクリートやコンクリートスラッジ等のセメ
ント系材料や廃棄物に固定化することで有効利用を図っていくための技術開発を行っている5)．セメン
ト系材料によるCO2 の有効利用（CCU）についてはい

Fig.1 CO2 capture facility based on theamine absorption method fordemonstration test (Kumagaya Plant)(アミン吸収法による CO2 分離・回収
実証試験設備（熊谷工場）)

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くつかの技術開発を実施しているが，このうちの一
つに ”低炭素型炭酸化養生コンクリート製品の製造技術“がある．本技術では，製造時の CO2 排出量が削減できるように CaO 成分の割合を低減し，かつ炭
酸化養生により強度を発現する特性を持つ低炭素型セメントを新たに開発した．また，コンクリート製品の一例として，本低炭素型セメントを適用したイ
ンターロッキングブロック（以下，低炭素型炭酸化
養生ILブロックと称す）の技術開発を行った．なお，
低炭素型セメントは，本報で示す NEDO 助成事業で得られた知見などをベースに，カーボフィクスⓇセメ
ントとして新たに開発，商標登録を行っている．
一方，セメント系材料を活用した CCU 技術の開発や実用化に際しては，その技術を実際に社会に適用した場合に得られるCO2 の削減効果について，LCA（Life Cycle Assessment）手法を用いた評価によって検証しておくことも重要である．
本研究では，セメント系材料を活用したCCU技術として，この低炭素型炭酸化養生 ILブロックを実際のコンクリート製品工場の生産ラインで製造を行い，その性能を検討した．また，従来の ILブロックに代わって低炭素型炭酸化養生 IL ブロックを適用した
場合の CO2 削減貢献量を評価することにより，低炭素型炭酸化養生ILブロックの CCU 技術としての有効性を検討した．

２．低炭素型炭酸化養生ILブロックの製造
2.1 試験方法(1) 低炭素型セメントとそのCO2排出原単位試験に用いる新たに開発した低炭素型セメントは，
１時間当たりの製造量が約１tの小型の試験キルンにより製造した．Table 1 に低炭素型セメントのモ
ジュラスを示す．表中には，比較例として一般的な
普通ポルトランドセメント(OPC)のモジュラスも示した．本試験で使用した低炭素型セメントはOPCよりもHMが低く CaO 量が少ない組成となっており，これにより原料石灰石由来の CO2 排出量が削減される．
Table 1Moduli of the low-carbon cement(低炭素型セメントのモジュラス)
HMSM
IM
Low-carbon cement
1.39
2.99
1.66
OPC (example for reference)
2.24
2.46
1.80
HM (Hydraulic modulus) = CaO / (SiO2 +Al2O3 + Fe2O3)
SM (Silica modulus) = SiO2 / (Al2O3 + Fe2O3)
IM (Iron modulus) = Al2O3 / Fe2O3

また，焼成温度も低下することから製造時におけるエネルギー由来の CO2 排出量も削減される．これら
両者の効果によりセメントとしての CO2 排出量が削減される．また，本低炭素型セメントは新たなモジュラス（化学成分）の設計とすることにより，炭酸化養生を行うことによって CO2 を固定化するとともに，強度を発現する特性を有している．
低炭素型セメントの CO2 排出量は，原料の脱炭酸
由来と焼成エネルギー由来の CO2 排出量の和として求めた．原料の脱炭酸由来の CO2 排出量は，石灰石に含まれる炭酸カルシウムと炭酸マグネシウムによるものとして与えた．また，焼成エネルギー由来の CO2
排出量は以下の計算によって求めた．低炭素型セメ
ントクリンカーの製造に要する熱エネルギー（クリンカー焼成熱）をJIS R 0303「セメント工業用窯炉の熱勘定方式」に基づいて算定した．その際，原料には石灰石，代替原料，珪石を用いてクリンカーを製造することを想定して，クリンカー焼成用熱を計算した．続いて，クリンカーの製造に必要なエネル
ギー（入熱）を求めた．既往の知見では，セメント工場でのクリンカー焼成用熱は入熱に対して 53％とされている6)．低炭素型セメントの基材クリンカ
ーを焼成する際もこれと同様であると仮定し，上記で計算したクリンカー焼成用熱から，入熱に要するエネルギーを計算した．クリンカーの製造に必要な入熱のエネルギーは，石炭の燃焼により供給するものとして計算した．この際，石炭の燃焼に伴う，エネルギーあたりの CO2 排出量（CO2 排出係数）は既往の知見を用いた7)．この石炭の CO2 排出係数を，上記で得られたクリンカー１tあたりの入熱に要するエ
ネルギーに乗じることで，クリンカーの焼成エネル
ギー由来の CO2 排出量を求めた．
低炭素型セメントの CO2 排出削減量を求める際の比較となる OPCの CO2 排出量には，日本のポルトラン
ドセメントにおける CO2 排出量の公表データ(グロス値：824.2 kg/t8))を用いた．
(2) ILブロックの製造方法
低炭素型炭酸化養生 ILブロックの製造には，前項に示す低炭素型セメントを用いた．IL ブロックは普通ブロック，透水性ブロックの２種類を作製した．
低炭素型炭酸化養生 IL ブロックの製造プロセスの概略をFig.2に示す．IL ブロックは，実際のコンクリート製品工場の設備を用い，ミキサーによって練り混ぜたコンクリートを加圧振動成型機（ブロック成型機）で成形した．その後，脱型したブロックを炭25
太平洋セメント研究報告(TAIHEIYO CEMENT KENKYU HOKOKU) 第185号(2023)：星野 他―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――(a) Molding the IL blocks(b) Carbonation curing
chamber(c) Carbonation-cured lowcarbon IL blocks

Fig.2 Outline of the carbonation-cured low-carbon IL block manufacturing process(低炭素型炭酸化養生 IL ブロックの製造プロセスの概略)
酸化養生槽内で養生することによって製造した．IL
ブロックは，98×198×厚さ80mm の形状とした．炭酸化養生は，Fig.2(b)に示す養生設備(層内寸法：3.1×1.5×高さ2.1 m)にて，温度 30℃，相対湿度 80%，
CO2 濃度 80% (N2 濃度20%)の条件で６日間行った．本報の試験における炭酸化養生では，セメント工場から分離・回収した CO2 ではなく，市販の CO2 ガスを代用した．なお，これら CO2 ガスの違いによるIL ブロッ
クの特性への影響はほとんどないものと考えている．
IL ブロックは，１回の試験で 336 個製造した．試験は，普通ブロック，透水性ブロックともに ２回ずつ行い，それぞれ 672 個の IL ブロックを製造した．
(3) ILブロックの曲げ強度，透水係数および
CO2 固定量
各試験回における炭酸化養生後の IL ブロックからそれぞれ３個を抜き取り，曲げ強度および透水係数の測定を行った．曲げ強度および透水係数は，日本工業規格 JIS A 5371「プレキャスト無筋コンクリート製品」に準拠し測定した．透水係数は，透水性ブロックのみについて測定を行った．
IL ブロックへの CO2 の拡散・吸収の状態について
は，ブロックの破断面にフェノールフタレイン溶液を噴霧することにより確認した．また IL ブロックへの CO2 の固定量については，粗砕した IL ブロックを振動式ディスクミルにて粉砕した後，炭素・硫黄分
析 装 置 Carbon/Sulfur analyzer (EMIA-Step,
HORIBA社製)で全炭素量を測定することによって求めた．

(a) Ordinary type(b) Water permeable
type

Fig.3 Carbonation test for the carbonationcured low-carbon IL blocks(低炭素型炭酸化養生 IL ブロックの炭酸化の状況)

2.2 試験および評価の結果(1) 低炭素型セメントのCO2 固定量とCO2 削減効果
フェノールフタレイン溶液の噴霧により IL ブロ
ックの炭酸化の状況を確認した結果を Fig.3 に示す．
普通ブロックは，中心部にわずかに呈色した部分がみられたが，周囲の部分はほとんど呈色しておらず，
炭酸化養生によって多くの部分で炭酸化していることが確認された．また，透水性ブロックは全面で呈色しておらず，内部のすべての部分にわたって炭酸化が進行していることが確認された．これは，透水性ブロックは普通ブロックに比べてポーラスであり，
CO2 ガスが内部まで拡散しやすいためと考えられた．
Table 2 に，低炭素型セメント１tあたりの CO2 削減効果として，セメントの低炭素化による製造時のCO2 削減量，低炭素型炭酸化養生ILブロックにおけるセメントの CO2 固定量，およびそれらによる合計削減量を示す．普通ブロックおよび透水性ブロックは，
単位セメント量当たりそれぞれ 243，236 kg/tの CO2を固定していることが示された．一方，低炭素型セ
メントの製造時のCO2 排出量は，OPCよりも265 kg/t

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Table 2CO2 reduction effect per ton of low-carbon cement (kg-CO2/t-cement)(低炭素型セメント1t あたりの CO2削減効果)

Type of the Carbonation-cured lowcarbon IL blocks

CO2 emissions reduction by
low-carbon cement

Ordinary type
Water permeable type低減されるとの結果が 2.1(1)項による算定から得られている．このセメントの低炭素化による CO2 排出削減量と炭酸化養生による CO2 固定量の合計値より，低炭素型炭酸化養生ILブロックは OPC で製造した IL ブロックと比較して，セメント１tあたり普通ブロックでは 508 kg/t，透水性ブロックでは 501 kg/tのCO2 削減効果が得られることが明らかとなった．
(2) 曲げ強度および透水性
低炭素型炭酸化養生 IL ブロックの曲げ強度および透水係数の測定結果を Fig.4 に示す．普通ブロッ
クは第１回，第２回製造品の平均曲げ強度がそれぞれ5.8，6.3 N/mm2 であり，日本工業規格 JIS A 5371の車道用 IL ブロックの規格強度である５ N/mm2以上を満足した．また，透水性ブロックの第１回，第２回製造品の平均曲げ強度はそれぞれ 3.4 ，3.9
N/mm2 であり，歩道用 IL ブロックの規格強度である
３N/mm2以上を満足した．透水性ブロックの透水係数
は，第１回，第２回製造品のそれぞれで11.4×10-4
m/s，6.6×10-4 m/sとなり，JIS 規格である 1.0×104
m/s 以上を満足した．

Fig.4 Bending strength and permeability of the
carbonation-cured low-carbon IL blocks(Averages of three arbitrarily sampled blocks)(低炭素型炭酸化養生 IL ブロックの曲げ強度と透水係数)265

CO2 absorption bycarbonation curing

Total

243

508

236

501

以上の結果より，本報で製造した低炭素型炭酸化
養生 IL ブロックの普通ブロックは，車道用 IL ブロ
ックの JIS 規格を，また透水性ブロックは歩道用透水性IL ブロックの規格を満足するものであり，実用可能な性能を有していることが示された．

３．低炭素型炭酸化養生ILブロックのCO2 削減貢献量の評価
ここでは，前項までに開発を行った低炭素型炭酸化養生 IL ブロックについて，従来の IL ブロックとCO2 排出量を比較し，その CO2 削減貢献量を評価した．
前項までの検討では，主に材料面の結果について述
べたが，本項における CO2 削減貢献量の評価は，材料や製品の範囲のみならず，それに必要な輸送や，CO2の分離・回収，コンクリート製品の製造など，実際の社会に適用するうえで必要となる一連のプロセスも考慮して行った．
3.1 CO2 排出量および CO2 削減貢献量の評価方法(2) 評価のシステム境界評価におけるシステム境界を Fig.5 に示す．機能
単位は IL ブロック１t の製造とし，その際の CO2 排出量や削減貢献量について評価を行った．CCU 技術を適用した低炭素型炭酸化養生 IL ブロックのプロセス（以下，「適用プロセス」）では，以下を評価範囲とした．
1) セメント工場の排ガスから CO2 を分離･回収する
工程2) 分離･回収した CO2 を液化する工程
3) 液化した CO2 をコンクリート製品工場に輸送する工程
4) 低炭素型セメントをセメント工場からコンクリート製品工場まで輸送する工程
5) 低炭素型炭酸化養生 IL ブロックを製造する工程
6) 製造した IL ブロックを使用先まで輸送する工程
また，セメント工場から排出される当該技術利用分のCO2 量についても評価に加えた．

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リファレンスとした一般の IL ブロックのプロセス（以下，「リファレンスプロセス」）では，以下を評価範囲とした．
1) セメント（OPC を想定）をセメント工場からコンクリート製品工場まで輸送する工程
2) ILブロックを製造する工程
3) 製造したILブロックを使用先まで輸送する工程
また，リファレンスプロセスに対しては，適用プ
ロセスと評価範囲を統一するため，適用プロセスにおいて設定しているセメント工場から排出される当該技術利用分の CO2 についても評価範囲に加えた．
(2) 評価の方法
Fig.5のシステム境界に基づき，適用プロセス，リファレンスプロセスそれぞれの CO2 排出量を算定した．算定において設定したインベントリ項目およびデータをTable 3に示す．算定では，電力の CO2 排出係数には，2019 年における日本の電力の標準的なCO2 排出係数である 0.47 kg-CO2/kWh9)を用いた．また，輸送の CO2 排出量には，ライフサイクルインベント
リデータベースIDEA v2 10)をもとに，トラックの積載
重量と輸送距離を考慮して求めた排出量を与えた．
適用プロセスでは，以下のとおり CO2 排出量を算定した．CO2 分離･回収にはアミンを用いた化学吸収法を設定し，回収率 90% でセメント排ガスからの CO2を回収するものとした．本算定における機能単位は
IL ブロック１tの製造としているが，Table 2などをもとに別途求めた結果，この時に固定化される CO2の量は 35.9 kgであり，そのためには 39.8 kgの CO2が含まれるセメントキルン排ガスが必要と見積もられた．CO2 分離･回収設備の運転による CO2 排出量は，Fig.1に示される実証試験設備で消費される電力および熱エネルギーの設備スペック値をもとに算出した．CO2 の液化は，文献11)をもとに，35.9 kgの CO2 を液化する際に要する電力量を求め，CO2 排出量を算定した．液化 CO2 の輸送は 10tトラックを想定し，また輸送距離は 50 km を想定した．
ILブロック製造の“製造（manufacturing）”に係
わるインベントリには，IDEA v2 10)の“道路用コンクリート製品”のインベントリを代用した．また，各材料の量は，セメント，セメント以外の材料および固定化される CO2 の合計が１tとなるように設定した．各材料の CO2 排出原単位については，低炭素型セメントには 2.1.(1)項によって求めた CO2 排出量を，セメント以外の材料についてはそれぞれ IDEA v2 による”砂”，”砕石”，”水”の CO2 排出量を用いた．
また，CO2 養生では養生時に CO2 ガスを送入する必要があるが，それに要するエネルギーは微小なものと考えられることから，電力量は０kWhを仮定した．炭酸化養生の過程では低炭素型炭酸化養生 IL ブロッ
クに CO2 が吸収・固定化されるが，この CO2 量を固定
量として与えた．ILブロックに使用する低炭素型セ
メントのセメント工場からコンクリート製品工場までの輸送，および製造したILブロックの使用先までの輸送は10tトラックを想定し，また輸送距離は50km を想定した．
リファレンスプロセスでは，以下のとおり CO2 排出量を算定した．IL ブロック製造の“製造”に係わるインベントリには，適用プロセスと同様のインベ
ントリを用いた．また，セメントの CO2 排出量には，日本のポルトランドセメントの CO2 排出量（gross 値）
データである 824.2 kg/t8)を用い，細骨材，粗骨材，水には適用プロセスと同様のインベントリを用いた．
IL ブロックに使用するセメントのセメント工場からコンクリート製品工場までの輸送，および製造したIL ブロックの使用先までの輸送は，適用プロセスと同様に10tトラックを想定し，また輸送距離は50km を想定した．
3.2 CO2 削減貢献量の評価結果(1) 現在におけるCO2 削減貢献量の評価結果
低炭素型炭酸化養生 IL ブロック１tあたりの CO2
削減貢献量の評価結果を Fig.6 に示す．一般的な IL
ブロックのプロセスであるリファレンスプロセスでは，セメント工場排ガス，IL ブロックの製造におけるセメント等材料起源分とエネルギー分，および輸送からの排出により，CO2 排出量は 206.6kg/tと算定された．一方，適用プロセスではリファレンスプロ
セスと比較して CO2 分離･回収および CO2 の液化・輸送による排出が増加するものの，IL ブロック製造におけるセメント等材料起源分の CO2 排出量が低下したこと，また CO2 固定化による削減効果によって，トータルの CO2 排出量としては 137.5 kg/tとリファレ
ンスプロセスより小さくなった．なお，IL ブロック製造におけるセメント等材料起源分の CO2 排出量の低減は，セメントに低炭素型セメントを使用したことに起因する．これら CO2 排出量の差分から，低炭素型炭酸化養生 IL ブロック１tの適用による CO2 削減
貢献量は，69.1 kg/tと算定された．
本削減貢献量の算定結果は，前述のとおりセメン
トを低炭素化したことによる効果と，炭酸化養生に29
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よってCO2を利用（固定化）したことによる効果の両者を含んだものとなっている．このうち CO2 の利用に関わる分として，CO2 固定化による低減分と，CO2の分離・回収および液化・輸送による増加分の合計を求めると，削減量は 25.3 kg/tであり，削減貢献量
全体に対する寄与割合は 37% であった．また，セメントの低炭素化に由来する CO2 削減量は 43.8 kg/tであり，削減貢献量全体に対する寄与割合は 63% であった．

CO22emissions
emissions[kg-CO[kg-CO22//t-product]COt-product](2) カーボンフリー化への進行を想定した
CO2削減貢献量の評価結果
ここでは，将来的に電力や輸送のカーボンフリー化が進行した場合を想定し，それらの CO2 排出係数が低下した場合の CO2 排出量や削減貢献量を算定した．算定で与えた電力および輸送の CO2 排出係数をTable 4 に示す．2030年における電力の CO2 排出係数には，日本政府が示す野心的な ”2030年度におけるエネルギー需給の見通し”にもとづく全電源平均の電力排出係数（目標値）12)を与えた．またトラックでの輸送については，CO2 排出係数に明確かつ統一
的な目標値がなかったことから現在の値を代用した．

カーボンフリー化を想定した時期については，電力，輸送ともに CO2 排出係数には０を与えた．Table 3 に示すインベントリに対してTable 4 に示す電力，輸送の CO2 排出係数を適用して算定することで，2030
年目標値相当およびカーボンフリー化時期の CO2 排
出量および削減貢献量を算定した結果を Fig.7 に示す．将来的に電力や輸送がカーボンフリー化へ向かって進行した場合を想定した 2030 年排出係数相当
やカーボンフリー化時期の評価結果では，現状と比較して電力や輸送に起因する CO2 排出量が低減した
結果として，リファレンスプロセス，適用プロセス
ともにCO2 排出量は低下することが示された．また，両者の差分である削減貢献量は，現状では 69.1 kg/tであるのに対し，2030年相当では 70.4 kg/t，完全カーボンフリー化時期には 79.6 kg/tと，カーボンフリ
ー化が進行するに従い，より大きな効果が得られる
ようになると評価された．
以上の結果では，低炭素型炭酸化養生 ILブロック
は現状でも CO2 削減効果が得られること，また将来的に電力や輸送がカーボンフリー化に向かって進行した場合にはより大きな削減貢献効果が得られることが示された．これら CO2 削減貢献量の評価結果や，

300
250
200

206.6

-69.1

9.6
25.5

137.5
25.5

130.1

86.3

50
0

(Energy)
9.6

150
100

■ Transport (Concrete products)■ IL block manufacturing

8.6 2.0
39.8

39.8■ IL block manufacturing(Cement and other materials)■ Transport (Cement)■ CO2 liquefaction and transport■ CO2 capture■ Cement plant exhaust gas■ CO2 fixation

-35.9

-50
-100
Reference
process
リファレンスプロセス

CCU-applied
process
適用プロセスFig.6 Evaluation results on the avoided CO2 emissions per ton of carbonation-cured
low-carbon IL blocks(低炭素型炭酸化養生 IL ブロック1 t あたりの CO2削減貢献量の評価結果)
Table 4 CO2 emission factors for electricity and transport given in the calculation(算定で与えた電力と輸送の CO2 排出係数)
Present
Electricity [ kg/kWh ]Transport [ kg/(t･km) ]0.47 9)0.192

Target 2030equivalent state0.25 12)13)
0.192

Carbon-free state0031
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2.2節の性能評価結果において IL ブロックとしての性能を満足していることを踏まえると，本報で示した低炭素型炭酸化養生 IL ブロックは，CCU 技術として有効であることが示された．

４．ま と め
本報では，セメント系材料を活用した CCU 技術の開発を目的に，化学成分の調整によって低炭素化するとともに炭酸化養生を行うことによって硬化する特性を持つ低炭素型セメントを開発した．本セメン
トを用いたコンクリート製品の一例として，炭酸化養生を行った低炭素型炭酸化養生ILブロックを製造し，その特性を評価した．また，LCA により，従来のIL ブロックに代わって低炭素型炭酸化養生 IL ブロ
ックを適用した場合の CO2 削減貢献量を評価することで，本技術の CCU 技術としての有効性を検討した．
得られた結果は以下のとおりである．
(1) 本報で開発した低炭素型炭酸化養生 IL ブロッ
クの曲げ強度は，普通ブロックで 5.8-6.3 N/mm2，
透水性ブロックで 3.4-3.9 N/mm2 であった．また
透水性ブロックの透水係数は 6.6-11.4 m/sであった．普通ブロックは，JIS A 5371の車道用 IL
ブロックの規格を，また透水性ブロックは歩道用の透水性 IL ブロックの規格を満足することが示された．本結果より，本報で開発した低炭素型炭酸化養生 IL ブロックは，実用可能な性能を有していることが示された．

(2) IL ブロックの製造に必要な CO2 の分離・回収や液化，コンクリート製品の製造，輸送などのプ
ロセスをシステム境界として，低炭素型炭酸化
養生ILブロックの CO2 削減貢献量を評価した．
IL ブロック１tあたりの CO2 排出量は，リファレ
ンスである一般の IL ブロックでは 206.6 kg/t，
低 炭 素 型 炭 酸 化 養 生 IL ブ ロ ッ ク で は137.5 kg/tと評価された．これらの差分から，低炭素型炭酸化養生 IL ブロック１tの適用によるCO2 削減貢献量は，69.1 kg/tと評価された．
(3) 将来的に電力や輸送がカーボンフリー化に向かい，それらの CO2 の排出係数が低下するほど，低炭素型炭酸化養生 IL ブロックは，より大きなCO2 削減貢献が得られることが示された．
(4) 以上の性能評価結果および CO2 削減貢献量の評
価結果から，本報にて開発した低炭素型炭酸化
養生 IL ブロックは CCU 技術として有効である
ことが示された．

謝辞

本研究は，国立研究開発法人 新エネルギー･産業
技術総合開発機構（NEDO）の助成事業「炭素循環型
セメント製造プロセス技術開発」(JPNP20013)の成果によるものである．また３章の CO2 削減貢献量の評
価では，みずほリサーチ&テクノロジーズ株式会社様に多大なるご協力をいただいた．記して謝意を表し
ます．

Fig.7 Evaluation results on the avoided CO2 emissions assuming future carbon-freeelectricity and transport(電力・輸送のカーボンフリー化への進行を想定した CO2削減貢献量の評価結果)

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太平洋セメント研究報告(TAIHEIYO CEMENT KENKYU HOKOKU) 第185号(2023)：星野 他―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――

参 考 文 献1) David Sandalow;Roger Aines;Julio Friedmann
et al. Carbon Dioxide Utilization (CO2U) ―ICEF Roadmap 2.0. 2017,p.7-16.
https://www.icef.go.jp/pdf/summary/roadmap/icef2017_roadmap1.pdf,(Accessed 2023-1108).
2) 経済産業省. カーボンリサイクルロードマップ
資料. 2023.
https://www.meti.go.jp/shingikai/energy_en
vironment/carbon_recycle_rm/20230623_report.html, (accessed 2023-11-08).
3) 太平洋セメント. NEDO 課題設定型助成事業「炭素循環型セメント製造プロセス技術開発」に採択. 太平洋セメントニュースレター. 2020-0618.
https://www.taiheiyocement.co.jp/news/news/pdf/200618.pdf,(Accessed 2023-11-08).
4) 一坪幸輝,平尾 宙,野村幸治ほか. 炭素循環型
セメント製造プロセス技術開発（セメント工場を中心としたカーボンリサイクル社会の実現に向けた取組み）．コンクリート工学. 2021,
59(9),p.827-829.
5) 太平洋セメント. セメントキルン排ガスからのCO2 分離・回収，有効利用実証試験設備完成. 太
平洋セメントニュースレター. 2022-02-04.
https://www.taiheiyocement.co.jp/news/news/pdf/220204.pdf,(accessed 2023-11-08).
6) セメント協会. セメントの常識 2020 年版.
2020, p.8.
7) 土木学会.コンクリートの環境負荷評価 (その2), (コンクリート技術シリーズ 62). 2004.
8) セメント協会. セメントの LCI データの概要，
2022, p.8.
9) 環境省, 経済産業省. 電気事業者別排出係数（特定排出者の温室効果ガス排出量算定用）―
R1 年度実績（R3.1.7 環境省・経済産業省公表，
R3.7.19 一部追加・更新）. 2021, p.13.
https://ghgsanteikohyo.env.go.jp/files/calc/r03_coeff
icient_rev.pdf, (accessed 2023-11-08).

10) Kiyotaka TAHARA; Toshio ONOYE; Kensuke
KOBAYASHI et al. Development of Inventory
Database for Environmental Analysis (IDEA).
Proceedings of the 9th International
Conference on Ecobalance. 2010, eP-119.
11) Steven Jackson; Eivind Brodal. Optimizationof the CO2 Liquefaction Process-Performance
Study with Varying Ambient Temperature.
Applied Sciences. 2019, 9(20), e4467.
12) 環境省. 地球温暖化対策計画における対策の削減量の根拠. 2021, p.6.
https://www.env.go.jp/content/000051887.pd
f, (accessed 2023-11-08).