カーボンニュートラルセミナー

カーボンニュートラル実現に向けた
合成メタン技術開発・社会実装に関する取り組み

2022/3/24

東京ガス株式会社

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2050年カーボンニュートラル実現に向けた東京ガスの打ち手
 2050年カーボンニュートラル実現に向けて、 ①脱炭素化/カーボンニュートラル化（GX）、②レジリエンス向上、③既存インフラの有効活用の3つの視点とデジタル技術活用ににより事業の脱炭素化を推進します。

 合成メタンは既存のインフラをそのまま活用することが可能であり、追加的な社会コストの抑制の観点から、合成メタンを積極的に活用し、熱需要分野の脱炭素化、中長期的なガス体エネルギーの抜本的脱炭素化に向けて、貢献していきます。
視点と打ち
手ＬＮＧバリューチ
ェ
ーンの既存インフラ+① 脱炭素化/カーボンニュートラル化+② レジリエンス③ 既存インフラの有効活用

熱の視点+イノベーション

災害大国日本への備え

追加的な社会コストの抑制 電力分野：再エネ拡大、火力ゼロエミ化

 エネルギーソースの多様化や分散型システムの構築など冗長性の確保によるレジリエンス向上

 合成メタンによるガス体エネルギーの脱炭素化を図ることで、都市ガスやLNGサ
プライチェーン全体の既存インフラを継続的に活用

 熱分野 ：天然ガスを活用した省エネ
エネルギーの高度利用
CCU・CCS
合成メタン・水素調達

輸送

 大規模供給と需要側の分散型システムの統合（デジタル技術の活用）

都市ガスの製造
天然ガス火力発電

都市ガス供給LNG調達量LNG基地・導管ネットワーク

1,260万トン

4基地、6万km超のネットワーク

都市ガス用

天然ガス火力発電所

その他

卸、発電用

約690万トン 約380万トン 約190万トン
自社保有・管理船13隻

都市ガス
約880万件への販売と約1,100万件への供給
電気

デジタル技術の活用

小売電力販売件数
約295万件

再エネ電源㈱コベルコパワー真岡
真岡発電所㈱扇島パワー

エネルギーリバティ

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自社約280万kW(国内)販売

国内外 約138万kW
川崎天然ガス発電㈱㈱千葉袖ヶ浦パワー（計画中）

アクティナ太陽光発電事業（米国）＊

各実績は2021年3月時点（電力販売のみ2022年3月時点）＊ ［当該商標］は、Octopus Energy Group Limited の商標であり、当社は Octopus Energy Group Limited とのライセンス契約に基づいて当該商標を使用しています。

2

グループ経営ビジョンに基づくカーボンニュートラルに向けた取り組みと目標
 グループ経営ビジョン「Compass2030（2019年11月）」で掲げた挑戦である「CO2ネット・ゼロ」に向けて、具体的なアクションを一層加速させて参ります。
 このたびガスの脱炭素化に向けた挑戦として、2030年の合成メタン1%導入目標を新たに掲げます。
カーボンニュートラルへの移行ロードマップ（2021年11月発表）

2030年目標
2040

2030

トランジションの加速

カーボンニュートラルへ

天然ガスの期待役割大(太陽光中心の再エネ拡大によるボラティリティ対応、燃料転換ニーズ)

天然ガスによる低炭素化高度に『使う』

お客
さま先
CO
2

ガス・電力の脱炭素化
新たな強みを『作る』

排出量削減
貢献

脱炭素エネルギーの社会実装開始(メタネーション実証・洋上風力稼働)

徹底して『なくす』

脱炭素社会の実現フェーズ(メタネーション商用・再エネ拡大)

削減貢献

1,700万トン

国内・グローバルでの石炭・石油等から天然ガスへの燃料転換、コジェネ導入、スマートシティ化、レジリエンス強化合成メタン
導入拡大
カーボンニュートラルLNG（CNL）※1の提供拡大 ／ 再エネ調整力としての利用拡大
CCU※2メニュー開発・拡充

CCUSの商用拡大

合成メタン

合成メタン：メタネーションの大規模・高効率化、商用化
ガス

中～大規模実証

小規模実証開始

商用拡大

水素：安価な水素製造技術確立、実用化
低コスト水素製造技術開発

低コスト水素製造技術の実用化

１％導入
水素30円/Nm3以下

再エネ電源の拡大
太陽光・風力・バイオマス発電拡大
電力

浮体式洋上風力の低コスト建設技術開発

実用化・規模拡大

自社火力のゼロエミ化
水素・アンモニア活用検討（調達含む）自社排出CO2削減

2050

都市ガス製造段階のCO2排出ネット・ゼロ
自社利用ビル等のCO2排出ネット・ゼロ
自社設備に導入：超高効率燃料電池、太陽光発電(自社利用)、CCU、CNL等

再エネ取扱量600万kW

リプレースに合わせて導入

自社直接排出のネット・ゼロ化

社用車のHEV／FCV／EV化※3※1：採掘から燃焼に至る工程で発生する温室効果ガスを、森林保全等で創出されたCO2クレジットで相殺することによりCO2排出量がゼロとみなされるLNG
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※2：CO2の回収・利用※3：ハイブリッド自動車／燃料電池自動車／電気自動車

3東京ガスグループのカーボンニュートラルに向けた推進体制（2022年4月以降）
 当社は2022年4月よりグループ体制を変更し、ホールディングス型カンパニー制に移行して参ります。
 2021年4月にはカーボンニュートラルに向けた専門組織を設立し、グループ横断でカーボンニュートラルに向けた取り組みを加速化しています。

トップマネジメント

グループ本社

社内カンパニー

デジタルイノベーション本部
CDO＆CTO：木本憲太郎
水素・カーボンマネジメント
技術戦略部
2021年4月新設の専門組織

デジタルイノベーション戦略部
事業開発部
基盤技術部
グループ企業等
シリコンバレー（米）にて、ス
タートアップ企業・技術探索
TGオクトパスエナジー*

他＜本社内組織＞総合企画部
サステナビリティ推進部

エネルギートレーディングカンパニー

グループ企業
カスタマー＆ビジネス
ソリューション
カンパニー

海外事業

東京ガスネットワーク

カンパニー

グループ横断でカーボンニュートラルに向けた取り組みを推進
グリーントランスフォーメーション

デジタルトランスフォーメーション

 ガスの脱炭素化（合成メタン、水素利活用）
 電力の脱炭素化（火力脱炭素化、再エネ） 等 デジタルシフトとリアル補強の両輪で価値創出を加速 AI等デジタル技術を活用した新技術・新ビジネス開発 等

 原料調達（CNL等）
 再エネ開発（太陽光、風力、バイオマス等）
他

 お客様向けサービス（グリーン電力、オンサイトエネルギーサービス等）
 分散エネルギー推進（VPP等）
他

GXDX 海外再エネ開発（太陽光、風力等）
 ローカルエネルギー供給他

他Copyright© TOKYO GAS Co., Ltd. All Rights Reserved.

東京ガスエンジニアリング

ソリューションズ
東京ガス不動産
東京ガスリキッド
ホールディングス＊［当該商標］は、Octopus Energy Group Limited の商標であり、当社は Octopus Energy Group Limited とのライセンス契約に基づいて当該商標を使用しています。

4カーボンニュートラルへの取り組み カーボンニュートラルLNG・CCUSの推進 足元では、天然ガスへの燃料転換・高度利用を推進しつつ、脱炭素化手段としてカーボンニュートラルLNGの導入を推進しています。
 ガス機器排ガス中に含まれるCO2をお客さま先で回収・利用するCCUサービスを開発中です。三菱重工様、横浜市様と連携し、CO2を分離・回収し、産業ガス、合成メタンの原料として活用する実証試験を予定しています。

 CCUSの取り組み拡大や合成メタンへの活用に向けて、Direct Air Capture（DAC）を研究開発中です。
2030

2040
カーボンニュートラルへトランジションの加速

2050

国内・グローバルでの石炭・石油等から天然ガスへの燃料転換、コジェネ導入、スマートシティ化、レジリエンス強化 合成メタン
導入拡大
カーボンニュートラルLNG（CNL）の提供拡大 ／ 再エネ調整力としての利用拡大

天然ガスによる低炭素化
高度に『使う』

CCUメニュー開発・拡充

CCUSの商用拡大

カーボンニュートラルLNGの導入

CCUメニュー開発・拡充

CCUS（CCS／DAC）の研究開発

 都市ガス脱炭素化オプションとして、カーボ
ンニュートラルLNGを推進中（供給数60社超*） *22年3月1日現在64社
 カーボンニュートラルLNGバイヤーズアラ
イアンスを設立し、ステークホルダーとのパートナーシップにより脱炭素化を推進

お客さま先でのCCU推進・技術開発

CO2貯留に関する技術開発
 地球環境産業技術研究機構（RITE）と共同でCO2貯留技術（マイクロバブル技術*）を研究開発中■採用お客様事例

 都市ガス機器利用時に排出されるCO2を吸収・固定化するCO2吸収型
コンクリート「 CO2 SUICOM ®」を鹿島建設と共同開発*フィルターを通じてCO2を微細気泡化（マイクロバブル化）して効率的にCO2圧入・貯留する技術。

試験製造したCO2吸収コンクリート

三菱地所様

三菱重工様、横浜市様とのCCU実証試験
ニュー・オータニ様 地域で排出されるCO2を分離・回収し、有効利用。

■カーボンニュートラルLNGバイヤーズアライアンス

21年3月設立
21年3月設立時加盟企業（22年3月1日時点で15社から41社に拡大）
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DACに関する研究開発推進
 将来的な更なるCCUSの取り組み拡大に向けて、Direct Air Capture（DAC）に関して研究開発中
5東京ガスの合成メタンの社会実装に向けたロードマップ（2030年に1%の導入）
 既存のメタネーション技術を活用し、21年度末より小規模実証（ステップⅠ、5万m3/年相当～）、20年代後半に中規模実証（ステップⅡ：約160万m3/年相当～）を実施し、スケールアップの技術・ノウハウを獲得し早期の社会実装を目指します。
 並行して将来のコストダウンに向けた革新的メタネーション技術開発を推進し、海外での大規模実証（ステップⅢ）を通じて、 2030
年合成メタン1%（約8000万m3※1）導入を実現します。
※1 卸、発電を除いた当社の都市ガス販売量の1%（20年データ）

技術確立
212223

革新的技術選定・評価

スケールアップ
242526272829

社会実装
30313233

革新技術プロト機

革新的技術：ハイブリッドサバティエ、PEMCO2還元、バイオリアクター等
e-fuelなど合成燃料利用へ

5万m3/年
建設

自社実証（横浜テクノステーション等）
ステップⅠ
国内小規模実証

革新的技術
小規模実証

国内

メタネーション装置規模 12.5Nm3／h

160万m3/年
適地選定 FS

FEED FID 建設

ステップⅡ
国内中規模実証

革新的技術
中規模実証

メタネーション装置規模 約400Nm3／h1%導入 ⇒ 社会実装へ

8,000万m3/年
適地選定 FS

サバティエ

ハイサバ

PEMCO

バイオCopyright© TOKYO GAS Co., Ltd. All Rights Reserved.

FEED FID 建設

ステップⅢ 海外大規模実証・サプライチェーン構築

海外

メタネーション装置規模 ～約20,000Nm3／h
投資規模：数百億円※２※2 水電解装置とメタネーション装置の合計投資規模。各社資料より当社試算。

6既存技術の大型化と革新的メタネーション技術の開発
 メタネーションの技術開発においては、既往技術と革新的技術の双方を並行して取り組んで参ります。
 既往技術のサバティエ反応に関しては、実証試験により大規模化に向けた課題抽出と解決に取り組みます。
 また、将来の商用化を見据えて、更なる高効率化、低コスト化のための複数の革新的技術の開発を推進していきます。

既往技術

特徴

メリット
課題

サバティエ

ハイブリッドサバティエ

PEMCO2還元

バイオリアクター

基本技術確立済

高効率（熱マネジメント）

低コスト（一体構成）

大規模化が容易・大型化・耐久性/信頼性の実証・大型化・耐久性/信頼性の実証

・反応速度の向上
・菌の安定性/培養性

・大規模実用化（熱マネジメント）

原料仕様

H2CO2H2OCO2H2OCO2H2CO2反応部

触媒

電気化学/触媒

電気化学

微生物温度～500℃

～220℃

～100℃

～100℃効率50％

~80％

~60％

~60％

水電解H2

メタン合成

概要図

パートナー
ハイサバ

PEMCO

CO2H2O

熱

水電解

CO2

メタン合成

H2O

CO2一体
電解 + 合成

CH4CH4CH4（ － ）

JAXA

山口大学

メタン

サバティエ

東京ガスが開発を進める革新的メタネーション技術

バイオCopyright© TOKYO GAS Co., Ltd. All Rights Reserved.

メタン

メタン

水電解

H2CO2

メタン合成
CH4
メタン

Synthetic Gestalt／ 東京工業大学
7

メタネーション社会実装に向けた取り組み（国内小規模実証） 技術実証、地域におけるカーボンニュートラル連携を目的とした小規模実証試験を開始しております(2022年3月23日プレスリリース)。
 中規模へのスケールアップ向けた技術・ノウハウを獲得に加えて、本実証試験設備を活用し、開発する水電解装置や革新的メタネーション技術を検証していきます。
 横浜市様と連携し、バイオガスや清掃工場の排ガスからのCO2を活用し、地域企業様との連携により地産地消モデルを構築します。
小規模横浜テクノステーション・地域連携 （12.5 m3/h）

 時期：22年3月より横浜テクノステーションにて小規模実証実施中。今後、横浜市施設等との地域連携を予定。
 特徴：電力 ：再エネ、系統電力を組み合わせ最適化を検討。
CO2：近隣施設からCO2を受入れ、活用。
その他：周辺施設と再生水・ バイオガス（消化ガス）等の利活用連携。
 技術開発：既存技術（サバティエ）に加えて、将来的に革新的技術を導入。
メタネーション装置（日立造船製）

横浜市との地域連携

メタネーション試験設備レイアウト図

サバティエ

ハイサバ

PEMCO

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（2022年3月撮影）

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革新的メタネーション技術の開発：ハイブリッドサバティエによるメタネーション
 ハイブリッドサバティエとは、水電解と低温サバィエ反応（～220℃）を直接組み合わせた新技術です。
 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構（ JAXA ）が宇宙船内での活用に検討していた技術を定置用に活用するものであり、JAXAと共同研究開始しております（2021年12月22日プレスリリース*）。
 サバティエ反応で発生する熱を水電解の吸熱反応に直接活用し、水電解からメタネーションまでの一連のプロセスを高効率化が可能です。
 2020年代後半の技術実証開始を目指して、基礎研究を進めて参ります。

役割分担
東京ガス

ハイブリッドサバティエの仕様検討、デバイスの耐久性評価

JAXA

ハイブリッドサバティエのデバイス設計、性能評価

ハイブリッドサバティエによるメタネーションのイメージ
デバイス
二酸化炭素
CO2
水低温サバティエ
メタネーション

水素H2

O2

PEMCO

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酸素• 低温触媒開発• 大型化、高耐久化

PEM水電解電気

ハイサバCH4

開発の方向性

熱H2O

サバティエ

合成メタン

• 水電解とサバティエの最適組み合わせ検討内容• 内部構造の最適化検討、試作• 劣化挙動解明、触媒および運転条件の最適化*出典：https://www.tokyo-gas.co.jp/news/press/20211222-01.html

9革新的メタネーション技術の開発：PEMCO2還元によるメタン一括合成
 当社の技術開発（PEM水電解セルスタック開発）と親和性の高い電気化学的還元デバイスを使用して、一段反応でCO2を直接メタンに転換し、設備のシンプル化、設備コストの低減を実現して参ります。
 国立大学法人山口大学と共同研究開始しております（2021年12月22日プレスリリース*）。
 2020年代後半の技術実証開始を目指して、基礎研究を進めて参ります。

役割分担
東京ガス

デバイスの仕様検討、デバイスの耐久性評価

山口大学

メタンの合成効率を向上させる触媒探索、運転条件の最適化

CO2の電気化学還元デバイスによるメタネーションのイメージ

開発の方向性

検討
内容

サバティエ

ハイサバ

PEMCO

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• メタン直接合成電極の開発• 合成性能向上• 耐久性の確立• 触媒電極の選定およびデバイス構成の最適化• 劣化挙動解明、運転条件最適化*出典：https://www.tokyo-gas.co.jp/news/press/20211222-01.html

10革新的メタネーション技術の開発：バイオリアクターを用いたメタネーション
 バイオリアクターは発酵食品や醸造食品などの生産に活用されている技術であり、メタン合成にも適用可能で、大型化が容易であるのが特徴です。
 SyntheticGestalt社、東京工業大学とともにバイオリアクターによるメタネーションの技術実証に向けた共同研究を開始しております（2021年10月13日プレスリリース*）。
 2020年代後半の技術実証開始を目指して、基礎研究を進めて参ります。

役割分担
東京ガス

全体統括、バイオリアクターの仕様検討

SyntheticGestalt

東京工業大学

AIを活用した酵素機能予測モデルによるメタン生成菌を機能向上させる酵素の探索
メタン生成菌の選定、メタン生成菌と酵素の培養条件の最適化、機能検証

バイオリアクターによる合成メタン生成概要
革新的メタネーション技術

開発の方向性バイオファクター
効率的にメタンを合成

水素
（H2）

合成メタン

水

二酸化炭素

（CH4）

（H2O）

反応速度を大幅に向上

培養条件最適化
メタン生成菌

サバティエ

ハイサバ

PEMCO

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酵素 AIで検索• 反応速度の向上• 菌の安定性・培養性（CO2）
再生メタン生成菌• メタン生成菌によるメタン合成技術の開発

検討
内容• AIを活用した酵素探索• メタン生成菌と酵素の培養条件の最適化*出典：https://www.tokyo-gas.co.jp/news/press/20211013-01.html

11メタネーション社会実装に向けた取り組み（国内中規模実証） 国内での小・中規模実証、海外での大型実証（数万m3/hクラス）を推進するとともに、製造した合成メタンの導管注入やオンサイト活用、地域連携等での社会実装を進めていきます。
中規模

国内地域連携・オンサイト利用 数100m3/h規模

 時期：20年代半ばからオンサイト活用、地域連携等の中で合成メタンの社会実装を目指す 特徴：国内の工業団地・大規模需要家（セメント・化学・鉄鋼等）・特定の地域における資源（CO2、再エネ、水素）の最適活用に向けて、地域でのメタン製造・利用や都市ガス導管注入を予定
 取組例：太平洋セメント（株）様とセメント製造工程由来のCO2を用いた都市ガスインフラによる将来的な供給を目指したメタネーション事業の実現可能性調査を開始（2022年3月18日プレスリリース*）

事業性評価概念図

セメント工場

高濃度CO2
合成メタン

合成メタン

水素

サバティエ

ハイサバ

PEMCO

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メタネーションシステム

都市ガスインフラへ供給*出典：https://www.tokyo-gas.co.jp/news/press/20220318-01.html

12カーボンニュートラル実現に向けた自治体との連携
 各自治体様と包括連携協定を締結し、カーボンニュートラル実現に向けた取り組みを推進しています。
 横浜市様とは、メタネーション実証試験に向けた連携協定を締結し、横浜市様よりご提供いただく環境負荷の低い資源を原料として、環境面・コスト面も含めた検証を行います。

 所沢市様、秦野市様、三芳町様とは、それぞれ包括連携協定を締結し、脱炭素・カーボンニュートラルのまちづくりの取り組みを推進しています。

所沢市

三芳町

（2022年2月8日プレスリリース*4）（2022年1月31日プレスリリース*3）

脱炭素のまちづくりに向けた包括連携協定

カーボンニュートラルのまちづくりに向けた包括連携協定

横浜市（2022年1月18日プレスリリース*2 ）メタネーションの実証試験に向けた連携協定
主な協定内容・カーボンニュートラルメタン等の製造・活用に関すること
・CO2等実証に必要な原料の供給・利用に関すること

秦野市（2021年11月22日プレスリリース*1）

カーボンニュートラルのまちづくりに向けた包括連携協定

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出典：東京ガス（株）HP*1:https://www.tokyo-gas.co.jp/news/press/20211122-01.html*2:https://www.tokyo-gas.co.jp/news/press/20220118-01.html*3:https://www.tokyo-gas.co.jp/news/press/20220131-01.html*4:https://www.tokyo-gas.co.jp/news/press/20220208-01.html

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＜参考＞カーボンニュートラルへの取り組み 水素製造・供給・利活用の推進
 将来の水素ビジネスの拡大に向けて国内外で水素サプライチェーン全般の取り組みを推進しています。
 経済産業省主催の「水素・燃料電池戦略協議会」や「東京湾岸ゼロエミッションイノベーション協議会」等と連携し、取組を具体化しています。
つくる（製造）現状

はこぶ（供給）つかう（利活用）

水素製造装置の開発

ローカル水素ネットワーク構築

水素ステーション事業（現在4か所）

産業用需要家向けの水素需要に幅広く対応可能な小型～大型の水素製造装置を開発。

HARUMI FLAG*に水素導管を整備・運営（23年度下期供給開始予定）

豊洲ステーションではカーボンニュートラル水素*を供給し、日本一の年間水素充填量・回数を実現**。

*東京2020オリ・パラ選手村跡地を再開発予定*CNLを原料にして製造した水素（使用電力は100%再エネ）**2020年度実績

燃料電池の導入促進
出典：三菱化工機HP

小規模水素製造装置

中～大規模水素製造装置

出典：東京都「選手村の整備」
出典：東京都「選手村地区エネルギー 整備 計画」

家庭用燃料電池エネファームを導入し、当社販売累計台数は15万台。
業務用超高効率燃料電池を開発中（65%発電効率）＞

今後

低コスト水電解用セルスタック開発

水素活用の推進グリーン水素の製造に必要となる低コスト水電解技術について、SCREEN社と共同開発中。
本技術を合成メタン製造へ活用や新たな水素事業へ活用を検討中。

水素の社会実装の早期実現に向け潜在需要と最適供給システムの調査を開始（NEDO受託調査※）。

連続生産可能な低コスト水電解用セルスタック

内陸部検討中※ 「首都圏の湾岸および内陸エリアにおけるCO2フリー水素の需要ポテンシャルおよび最適供給システム調査」（21年12月公表）（SCREEN社と共同開発）【参考】SCREEN社製の燃料電池製造装置
出典：https://www.screen.co.jp/ft/info/ft161117_005
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今後成長が見込まれる国内外のグリーン水素市場に対して、パートナーと共に取り組み予定。
自社火力ゼロエミ化に向けて水素・アンモニア等の活用をパートナーと共に検討中。
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