2050年カーボンニュートラル実現に向けた
RITEの取り組み
山地憲治(公財)地球環境産業技術研究機構(RITE)理事長・研究所長
基調講演

未来社会を支える温暖化対策技術シンポジウム in 関西

２０２１年９月３０日
＠大阪科学技術センター1

パリ協定の基本構成
各国の行動：
世界全体の目標：
・産業革命以降の温度上昇を1.5℃～2℃以内に抑える。
・今世紀後半に正味の排出ゼロ(脱炭素社会：
カーボンニュートラル)を目指す。

グローバルストックテイク：・2023年から5年毎に世界全体の目標に向けた進捗状況をチェック・。
・各国の目標改訂に反映

・国情にあわせて自主的に温室効果ガス削
減・抑制目標を設定(NDC)。
・進捗状況を定期的に報告し、レビューを受ける(Pledge & Review)
・5年毎に目標を見直す。
・2050年を念頭に長期戦略の策定。

COP21(2015年12月、採択)、2016年11月発効、COP24(詳細ルール合意)、
2019年11月米国脱退通告（20年11月脱退；21年2月復帰）、COP26(1年延期、2021年11月)

2カーボンニュートラル（脱炭素社会）とは？
大気中GHG濃度の安定化(UNFCCC)→正味排出量ゼロ(脱炭素社会(Carbon Neutrality) )Carbon flow (Gt-C/y) in 1750

大気 (Atmosphere)
119.6
0.2

LEDを含む省エネ(energy savng)、再エネ(renewables)、原子力(nuclear)

植林(AF)・土壌吸収(SCS)
等による吸収の増大

Perspiration

70.6

120
Gross Primary
Production

Biochar
植生・土壌 等
(Vegetation + Soil, etc.)
0.4
風化促進
(EW)

CCU

バイオマス利用(Bioenergy)70
大気CO2吸収
(DAC)
BECCS

With CCS
0.8

河川(Rivers)

海洋肥沃化(OF)

化石資源(Fossil Fuels)
EOR/EGR500.4

海洋表層(Surface Ocean)

風化

90.2

Weathering

101

海洋生物相
39 (Marine Biota)
11

海洋中底層
0.2

0.2

岩など(Rocks)

海洋堆積層(Surface Sediment)(IPCC AR4 WG1 (2007)のFig 7.3に基づき山地が作成)

3地球温暖化対策に関する最近の動向
2015年12月：COP21においてパリ協定採択
2018年7月：第5次エネルギー基本計画
2018年10月：IPCC 1.5℃特別報告書
2019年6月：パリ協定長期成長戦略(UNFCCC事務局へ提出)
2019年10月：グリーンイノベーションウィーク：TCFDサミット、ICEF、RD20
2020年1月：革新的環境イノベーション戦略公表
2020年7月：グリーンイノベーション戦略推進会議発足
2020年10月：2050年カーボンニュートラル宣言
2020年12月：グリーン成長戦略（一次案）公表（2021年6月：改訂版）
2021年４月：気候サミット（バイデン大統領主催）
菅首相が2030年度に温室効果ガスを2013年度から46％削減を表明

2021年6月：G7サミット（英国・コーンウォール）
2021年9月：国連総会（ニューヨーク）
2021年10月：G20サミット（ローマ）2021年11月：COP26（グラスゴー）4

5

経済同友会・未来選択会議（2021年4月20日）飯田祐二氏説明資料より

6わが国のGHG排出量と各種削減目標

7

2050年までに実質ゼロ排出(カーボン・ニュートラル)を目指す
総合資源エネルギー調査会・基本政策分科会(2020年10月13日）資料8出所：基本政策分科会（2021年7月21日）資料1

9

出所：第35回再生可能エネルギー大量導入・次世代電力ネットワーク小委員会資料（2021年9月7日）

10出所：基本政策分科会（2021年7月21日）資料1

11

出所：基本政策分科会（2021年7月21日）資料1

12

エネルギー起源CO2以外のGHG排出量目安（ CO2換算（百万トン）＠２０３０年）
非エネルギー起源CO2:70、メタン:27、N2O:18、フロン類: 22、森林吸収: -38、土壌吸収等:-10；＋2国間クレジット(JCM)で2030年までの累積で100程度
出所：中環審・産構審合同会合（２０２１年７月２６日）資料３

13

14

15

RITEの組織・体制
総務グループ
評議員会
理事会

事務局
東京事務所
研究所

企画調査グループ
システム研究グループ

顧問
科学技術諮問委員会

バイオ研究グループ
化学研究グループ
CO2貯留研究グループ
無機膜研究センター 1616

17

地球温暖化対策の基本構造
人間の欲求

人間活動
エネルギー・物質・情報／人間活動

社会構造・ライフスタイル変化
エネルギー効率改善
物質利用効率改善
情報による物質・エネルギー代替

CO2排出／エネルギー・物質・情報

ソサエティ5.0

エネルギーの低炭素化
物質生産の低炭素化

緩和策（排出削減策）＋情報生産の低炭素化

CO2濃度／CO2排出
人為起源CO2以外のGHG排出CO2回収・利用・貯留
植林、直接空気回収（DAC）等

気温上昇／GHG濃度

気候制御（太陽放射管理等）

気候変動影響被害／気温上昇
各種気候変動への適応

気候工学的手法（ｼﾞｵｴﾝｼﾞﾆｱﾘﾝｸﾞ）

適応策

残余の気候変動影響被害18
出所：山地憲治（2006）「エネルギー・環境・経済システム論」岩波書店に加筆

19

バイオ研究グループの研究戦略
バイオ×デジタル技術による破壊的イノベーション創製への挑戦■ スマートセル創製技術の確立と持続的な生産技術への応用展開■ バイオリファイナリ－製品の事業化推進■ RITEバイオプロセスの新展開＊SIP：革新的バイオ素材・高機能品等の機能設計及び生産技術開発（2018-22年；農研機構PJ）＊スマートセル：データ駆動型統合バイオ生産マネージメントシステムの開発（2020-26年；NEDO PJ)＊ムーンショット：海洋分解可能なマルチロック型バイオポリマーの開発（2020-29年；NEDO PJ)■ Green Earth Institute㈱による事業化推進＊アミノ酸；工業用、食品用アミノ酸について、海外で商用生産を実施中。
＊バイオ燃料；イソブタノールを原料とした「JALバイオジェット燃料フライト」プロジェクト
国内初！国産バイオジェット燃料による商用フライト実現（2021年2月4日）。

■ グリーンケミカルズ㈱によるグリーン化学品の事業化推進＊グリーンフェノール開発で培った技術を基盤に、各種グリーン化学品の製造技術に展開、早期実用化を推進。マーケティング活動を実施中。

■ 民間企業との連携（バイオ生産技術開発）＊高機能ポリマー、化粧品、香料、医薬品、紫外線吸収材、塗料、インキ、接着剤、繊維などの原料のバイオ生産技術について、共同研究開発などを実施中。

20

20

化学研究グループの研究戦略
地球温暖化対策として、CCUS/カーボンリサイクル取組みを進めていく
上で、共通技術であるCO2分離回収の低コスト化が重要である。
各種のCO2発生源の条件に合わせて、最適なCO2分離回収法を世の中に提供する。（低圧条件では化学吸収液や固体吸収材、低圧条件・CO2
低濃度では固体吸収材、高圧条件では分離膜が、発生源に適した技術）
さらに、「多様なCO2排出源へのRITE技術の適用」や「回収したCO2の炭酸塩固定化」等へ新たな展開も目指す。
◆CO2分離・回収技術の開発 ・・・ NEDO事業＊高炉ガスを対象とした化学吸収液の高性能化（COURSE50 PHASEⅡ-STEP1）＊石炭火力排ガスを対象とした固体吸収材研究開発＊大気中から効率よくCO2回収するための新規吸収材とプロセス開発＊IGCC燃焼前プロセスガスからCO2回収を目的とした分離膜モジュール研究開発◆CO2分離・回収要素技術を活用した用途展開 ・・・ 民間事業
＊有人宇宙活動用二酸化炭素吸着材の研究開発＊小型排出源を対象とした固体吸収材の研究開発◆グリーンプロセス技術の開発 ・・・ 新規テーマ創出活動の推進＊資源コンビナート構想を志向したCO2炭酸塩固定化とその有効利用技術の開発

21

CO2貯留研究グループの研究戦略
我が国の貯留層に適した実用化規模（100万トン/年）でのCO2地中貯留技術を開発するとともに、社会受容性の獲得や日本のCCS技術の海外展開を視野に、地中貯留のCOEを目指す。
① 大規模CO2圧入・貯留の安全管理技術の確立➢ 光ファイバーを利用した地層安定性や廃坑井の健全性監視システムの開発＊光ファイバーによる歪計測・音響計測技術検証、ならびに大規模実証試験➢ 日米CCS協力や海外機関とのCCUS技術開発の連携＊海外機関と連携した、断層安定性・健全性評価試験、断層安定性評価手法の確立② 大規模貯留層の有効圧入・利用技術の確立➢ 貯留性および経済性向上手法の開発 （SRM（Storage Resource Management）手法の開発）＊地下の貯留容量（リソース）を有効活用する手法の構築、経済性評価ツールの開発③ CCS普及条件の整備、基準の整備➢ CCS技術事例集の作成、国際標準化との連携➢ CCSの広報活動を通した社会受容性向上方策の検討➢ 社会合意形成手法の開発 （SLO（Social License to Operate）手法の開発）

22

無機膜研究センターの戦略
オープンイノベーションによって、無機膜を用いた革新的環境・エネルギー技術の研究開発を推進するとともに、その実用化・産業化を図る。
無機膜研究センター

研究部門

産業連携部門連
RITEが保有する独自の技術シーズ※1を 携 メーカー、ユーザー企業16社※2から構成され活用し、出口(ニーズ)を見据えた企業との国費事業等研究を推進※1 CVDシリカ膜、水熱合成法ゼオライト膜
細孔内充填型パラジウム膜

る「産業化戦略協議会」を設立し、ニーズ・シーズマッチング、共通課題の検討、国費事業化提案等の取り組みを推進※2 メーカー：京セラ、住友化学、日立造船、三菱ケミカル（4社）
ユーザー：岩谷産業、大阪ガス、川崎重工業、神戸製鋼所、JAPEX、JFEスチール、大陽日酸、
東京ガス、千代田化工建設、日揮、日本ゼオン、丸善石油化学(12社)
2021年9月30日現在＜実施テーマ＞
CO2有効利用技術開発
CO2を原料とした液体炭化水素燃料合成(FT合成)、CO2を原料としたメタノール合成
CO2フリー水素製造技術開発
膜反応器を用いたメタン直接分解によるCO2フリー水素製造技術
23

その他
CCS等、RITE研究開発の社会実装に向けた取り組み

CCS技術の研究開発

1

CCS事業化関連調査分析

2

国際標準化

3

社会受容

4

IPCC検討の支援

5

知財戦略と産業連携

CCS技術
の実用化
社会実装

RITEの研究開発推進
早期実用化と国際貢献

24

RITEの2050年カーボンニュートラルのシナリオ分析
中長期のエネルギー政策を盛り込んだ「エネルギー基本計画」の改定に向け、経済産業省の総合資源エネルギー調査会（経済産業大臣の諮問機関）
で議論が進められています。5月13日の基本政策分科会では、経産省からの委託を受けてRITEによる分析「2050年カーボンニュートラルの シナリ
オ分析（中間報告）」を発表しました。
それを受けて追加データの提供の要望、質問などが寄せられたため、その理解の促進に供するような分析データ、解説を用意しました。
•2021年5月13日総合資源エネルギー調査会 基本政策分科会提供資料「2050年カーボンニュートラルの シナリオ分析（中間報告）」補足版(PDFファイル3,841KB)•指摘事項等に関する解説•RITEの2050年カーボンニュートラルのシナリオ分析へのIGESの指摘事項に対する解説(PDFファイル1,175KB)•RITEの2050年カーボンニュートラルのシナリオ分析への内閣府再生可能 エネルギータスクフォースの指摘事項に対する解説(PDFファイル
879KB)RITEホームページ（2021年6月11日）より

25

温暖化対策評価モデルDNE21+の概要(Dynamic New Earth 21+)26

 各種エネルギー・CO2削減技術のシステム的なコスト評価が可能なモデル
 線形計画モデル（エネルギーシステム総コスト最小化。決定変数：約1千万個、制約条件：約1千万本）
 モデル評価対象期間： 2000～2100年（代表時点：2005, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 70, 2100年）
 世界地域分割： 54 地域分割（米国、中国等は１国内を更に分割。計77地域分割）
 地域間輸送： 石炭、原油・各種石油製品、天然ガス・合成メタン、電力、エタノール、 水素、CO2（ただしCO2は国外への移動は不可を標準ケースとしている）
 エネルギー供給（発電部門等）、CO2回収・利用・貯留技術（CCUS）を、ボトムアップ的に（個別技術を積み上げて）モデル化
 エネルギー需要部門のうち、鉄鋼、セメント、紙パ、化学、アルミ、運輸、民生の一部について、ボトムアップ的にモデル化。その他産業や民生においてCGSの明示的考慮
 国際海運、国際航空についても、ボトムアップ的にモデル化
 500程度の技術を具体的にモデル化、設備寿命も考慮
 それ以外はトップダウン的モデル化（長期価格弾性値を用いて省エネ効果を推定）••

地域別、部門別に技術の詳細な評価が可能。また、それらが整合的に評価可能
非CO2 GHGについては、別途、米EPAの技術・コストポテンシャル推計を基にしてRITEで開発したモデルを利用

・中期目標検討委員会およびタスクフォースにおける分析・評価
・国内排出量取引制度の検討における分析・評価
・環境エネルギー技術革新計画における分析・評価
はじめ、気候変動政策の主要な政府検討において活用されてきた。またIPCCシナリオ分析にも貢献

系統対策における統合費用の想定（2050年）
27

東大-IEEJ電源構成モデルの分析結果から近似した系統統合費用＝DNE21+で想定した系統統合費用の想定（各導入シェア実現時の限界費用）※ 総費用は積分値

700

77

➢

VRE比率が高まると、限界統合費用は比較的急速に上昇傾向有。これは、既にVREが大量に導入されている状況で更に導入を進める場合、曇天・無風状態が数日以上継続するリスクに対応するため、利用頻度の低い蓄電システムや送電線を保持することが必要となることによる。
➢ 例えば、再エネ比率50%程度（太陽光約400TWh、風力約100TWh）のケースにおいては、蓄電池導入量は最適化計算の結果、870GWh、再エネ100%程度（VRE56%）のケースでは3980GWh程度となる。（足下導入量約10GWh程度）

66

600

55

500

44

33

22

系統統合費用 [US$/MWh][円/kWh]

太陽光
風力

400

300

※ IEEJモデル分析結果は、風力、太陽光導入シェ
アの組み合わせによって統合費用には差異が生じる。DNE21+での想定では、IEEJモデル分析結果の風力、太陽光のシェアの組み合わせの統合費用から、風力、太陽光それぞれのシェアのみによる関数として近似的に想定した上で、シェア毎に差分値を算定して、各シェアにおける統合費用の限界値を推計して、DNE21+に組み入れた。

200

11

100

0

0
0

5

10

15

20

25

30

35

40

総発電電力量に対するシェア [%]

45

50

55

60

注）各VREのポテンシャルは先のスライド記載のとおりであり、本グラフの記載のシェアは、想定ポテン
シャルによって制約を受けるため、実現不可能な場合もある。

日本の正味ゼロ排出のイメージ
28【国内の一次エネルギー供給】
省エネ、物質・サービスに体化されたエネルギーの低減（Society 5.0含む）【海外資源の利用】
原子力

原子力
国内再エネ
再エネ拡大のための系統対策（含む蓄電池）

再エネ
脱炭素
エネルギー

余剰再エネの水素製造等の利用

海外再エネ（グリーン水素）の利用（水素、アンモニア、
制約が相対的に緩やかであれば、合成燃料の合成燃料 (CCU)の輸入） (生産国のCOためのCO は化石燃料由来、厳しくなるとBECCS、DAC由来
22✓ モデルでは、各種技術の将来想定を行った上で、コスト最小化の記述の下での整合的な構成、そのときのコスト等を算出【分析シナリオ】✓ モデル分析では、社会的な制約として原子力の上限を制約✓ CO2貯留ポテンシャルも制約
この場合、国内再エネと海外水素・アンモ
ニア・合成燃料間の比率をコスト最小基準の下で導くという基本構造となる（モデルの解としての柔軟性は大きくない）となりやすい（後者は更にコスト上昇）)

海外CO2貯留層の利用（燃焼前CO2回収）（ブルー水素（アンモニア等含む）の輸入）
化石＋CCS

残余の
化石燃料

CCS付き化石燃料
CCS無し
化石燃料

国内CO2貯留

BECCS, DACCS

海外CO2貯留層の利用（燃焼後）植林, 鉱物化（ｺﾝｸﾘｰﾄCCU）【海外資源の利用】

負の排出削減技術（NETs）

シナリオ想定と再エネ比率 (2050年)
29

シナリオ名

再エネ
コスト

参考値のケース

原子力比率

水素コスト

標準コスト
①再エネ極大完全自動運転(ｶｰ･ﾗｲﾄﾞｼｪｱ)0%

電源構成に占める
再エネ比率
54%(最適化結果)国内貯留：
91MtCO2/yr、
海外への輸送：235MtCO2/yr

10%

*1

CCUS
(貯留ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ)

ほぼ100%(シナリオ想定)

標準コスト②再エネイノベ

低位コスト③原子力活用*210%20%水電解等の水
素製造、水素液化設備費：半減④水素イノベ⑤CCUS活用

国内貯留：
91MtCO2/yr、
海外への輸送：235MtCO2/yr

標準想定（完全自動運転車実
現・普及想定せず）

10%53%(最適化結果)47%(最適化結果)国内：273MtCO2/yr、
海外：282MtCO2/yr

標準コスト

63%
(最適化結果)

標準コスト
⑥需要変容

国内91Mt、
海外235Mt※需要サイドの変化については、カーシェアリング以外の要素も踏まえた更なるシナリオ分析を継続する。

*1：DAC無しでは実行可能解が無く、全てのシナリオでDACが利用可能と想定*2：原子力活用シナリオは別途、比率50%まで分析を実施

44%(最適化結果)2030年以降完全自動運転実現・普及し、ｶｰ・
ﾗｲﾄﾞｼｪｱ拡大、自動車台数低減により素材生
産量低下

51%
(最適化結果)世界のCO2限界削減費用（2050年）：日本との比較
参考値のケース

再エネイノベケース

日本

525

469

米国

167

138

英国

181

141

EU

211

169

その他

162

138

30

[US$/tCO2]
注） CO2限界削減費用は、電力のみならず、エネルギーシステム全体の限界費用であり、各国の産業構造や潜在的な経済成長見通し、脱炭素技術の利用可能量（再エネの価格分布、CCS貯留量、原子力の社会制約の強度など）が総合的に結果に影響している。とりわけ本分析結果においては、日本以外の国の限界費用は、CO2貯留ポテンシャ
ル制約が緩やかであることからDACCSの費用が限界値に大きな影響を与え、差異が大きくなっていると見られる。

✓ 日本は、低コストの再エネポテンシャルが小さいこと、CCSポテンシャルも小さいことなどから、CO2限界削
減費用が高い。

脱炭素を実現するエネルギーシステムの構成
超スマート社会 (Society 5.0)

エネルギーと情報の統合

IoT, AI, Big Data, Blockchain, Smart Sensor, …

社会システムイノベーション: 製品製造 → サービス提供, etc.
需要側資源の動員→ 製品の利用率向上・寿命延伸, リサイクル, etc.
DR, V2G, VPP, ZEB/ZEH, …
物質需要減少, 行動変化, etc.

電化とデジタル化による革命的エネルギー節約
省エネ(EV, PHEV, FCV, ヒートポンプ, パワエレ…..)
産業用熱の脱炭素化（電化+ＣＯ２原燃料化）

エネルギー貯蔵
蓄電池, PtX…

カーボンフリー電源:
再生可能エネルギー, 原子力,
CCS付き火力発電

カーボンフリー燃料:

クリーンで効率的な2次エネルギー

新たな電力ネット
ワーク運用と形成(電気, 水素, etc.)＋

Negative Emission Technologies

バイオマス、水素CO2フリー合成燃料, etc.

カーボンフリー熱源:
太陽熱, 地熱, etc.

植林, BECCS, DAC, SCS, バイオ炭, ブルーカーボン, 炭酸塩固定など（ビヨンド・ゼロ）+ 温暖化に適応もSDGs 持続可能な開発目標
をバランスよく実現

Keep Options as Many as Possible!

332025年大阪・関西万博におけるネガティブエミッション技術等の在り方を示すコンソーシアム体制
2025年大阪・関西万博におけるネガティブエミッ
ション技術等の在り方を示すコンソーシアム

会長：山地RITE理事長

2025年大阪・関西万博におけるネガティブエミッション技術等の在り方を示すために、関係者における技術的な検討・意見交換等を行う（令和4年3月末終了予定）
コンソーシアム目的を実現するために、総会を開催する。コンソーシアム設立に際して課題の共有化を図るとともに、コンソーシアム終了時に検討・意見とりまとめの共有化を行う。また総会の下に基本分科
会、DACCS分科会、カーボンリサイクル分科会を持ち、より細やかな検討・意見交換を行う。
基本分科会

DACCS分科会

大気に含まれる二酸化炭素を分2025年大阪・関西万博におけるカーボンニュート 離回収し地下に貯留するDACCS
ラルの実現方法を検討す 技術に関して、その技術の現状（認知度含む）及び重要性を確認し、る。
2025年大阪・関西万博会場にて
DACCS技術を実現するために必要な検討を行う。

カーボンリサイクル分科会
カーボンリサイクル技術全般を網羅した上で、万博会場大気から分離回収した二酸化炭素を利用したカーボ
ンリサイクルでのアピールポイントを確認し、2025年大阪・関西万博会場
における発信可能性（会場内実使用・会場内パネル展示・サテライト連
携・Web等）を検討する。

34

ビヨンド・ゼロEXPOイメージ図
CCS
圧入井

大気

褐炭ガス化
＋
CCS

CO2

植物
工場

液化

CO2分離回収装置（DAC装置）カーボンニュートラル水素

メタン合成

メタノール合成

都市ガス

アクリル

FCバス
原子力

太陽光

食器・照明機器・記念品等
カーボンニュートラル電気
野菜

カーボンニュートラル都市ガス
迎賓館厨房
排出権取引
水力

風力

Jクレジット創出者等（省エネ・再生可能エ
ネルギー導入者等）

35

ご清聴ありがとうございました
Thanks for your attention

公益財団法人 地球環境産業技術研究機構(RITE)
Research Institute of Innovative Technology for the Earth36