図解でわかるカーボンリサイクル、未来エコ実践テクノロジー

発行年月日:2020年9月16日
発行所:技術評論社

編著:一般財団法人エネルギー総合工学研究所

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カーボンリサイクルは、二酸化炭素の排出を大幅に削減する上で、必要なエネルギーシステムとして注目されています。本書では、CO2の発生から回収、利用に始まり、CO2から化学品や燃料を製造する方法を示し、国際的視点から持続可能な社会を目指す方法を解説します。

著書内容

わが国の一次エネルギー使用量を確保しつつ、CO2実質排出ゼロとするには、低炭素燃料の使用、省エネやCCS、国内の再生可能エネルギー導入だけでは困難であり、海外の再生可能エネルギー活用も含めたカーボンリサイクルを念頭にCO2を有効利用(CCU)するエネルギー社会の構築を目指していく必要性があると考えています。

2019年2月には、経済産業省内にカーボンリサイクル室が発足し、技術ロードマップが策定され、カーボンリサイクルが注目されており、近年、様々な国際会議が開かれています。エネルギー業界をはじめとした産業界だけではなく、各界の皆さんが大いに関心を持つ状況にありながら、技術が分野横断的で範囲が広く、世界の動きや制度もウォッチしなければなりません。そんな状況で、何をなすべきか悩んでいる方が多いのが実情でしょう。

本書は、幅広い読者を対象として、カーボンリサイクルの必要性と概念を説明し、CO2実質排出量ゼロを目指す上で、必要なシステムと要素技術を図や表を用いて解説するものです。CO2はどこで発生し、どうやって回収するか、何に使われているのかに始まり、CO2からオレフィンやポリカーボネートなどの化学品、メタンやメタノールなどの燃料製造の方法を示します。コンクリートに固定化する方法もあります。これら分野における昨今の研究動向も示しました。さらに、CO2を大幅に削減するためには、世界規模でカーボンリサイクルのシステムを構築し、持続可能な社会を目指す必要性を解説します。

また、カーボンリサイクルを進めるには、CO2を発生することなく水素を製造するための再生可能エネルギーの導入が欠かせません。太陽電池(PV)や風力発電などによる再生可能エネルギーを、日本で安価に大量に調達することは難しく、豪州などとの国際協力も重要です。さらに、日本の政府の政策や選択肢、カーボンプライシングを進める上での課題にも触れ、実務に役立つようにしました。

主要目次

第1章 CO2 をなぜ利用するのか
1. 1  大気中のCO2濃度上昇とその問題
1. 2  世界で排出されるCO2 量
1. 3  日本のCO2 排出量
1. 4  現在までと将来予測される気温上昇
1. 5  2030年に向けた日本のエネルギー計画
1. 6  省エネルギーによるエネルギー削減の現状
1. 7  現在のCO2 の用途
1. 8  現在のCO2 生産方法
1. 9  世界の地球温暖化への対応
1. 10  SDGs への取り組み
1. 11  排出量ゼロを達成するに必要なCO2 利用
1. 12  OCO2 利用で削減できるポテンシャル

第2章 CO2利用の難しさ
2. 1  CO2排出量を減らすには
2. 2  CO2の回収方法
2. 3  CO2回収の実績
2. 4  CO2の輸送
2. 5  CO2 回収技術の研究

第3章 カーボンリサイクルの仕組み
3. 1  カーボンリサイクルのイメージ
3. 2  エネルギーシステムと構成する技術
3. 3  CO2 利用技術

第4章 CO2 を固定する技術
4. 1  CO2の地中貯留
4. 2  CO2貯留の実態と課題
4. 3  CO2の鉱物への固定
4. 4  CO2を炭酸塩化する
4. 5  炭素材料
4. 6  石油増進回収(EOR)
4. 7  日本の研究開発プロジェクト
4. 8  海外の研究開発プロジェクト

第5章 CO2 を燃料として利用する
5. 1  燃料化の意味
5. 2  E-Fuelsとは
5. 3  メタン
5. 4  P to G
5. 5  メタノール
5. 6  メタノールエコノミー
5. 7  燃料油
5. 8  バイオ燃料とは
5. 9  必要な再生可能エネルギー
5. 10  太陽熱の利用
5. 11  日本のモデルと課題
5. 12  日本の研究開発プロジェクト
5. 13  海外の研究開発プロジェクト

第6章 CO2 から化学品を製造する
6. 1  化学品とは
6. 2  含酸素化合物
6. 3  オレフィンなどの汎用化学品
6. 4  CO2から合成される高分子化合物
6. 5  日本の研究開発プロジェクト
6. 6  海外の研究開発プロジェクト

第7章 必要な水素の製造
7. 1  従来の水素の製造法
7. 2  再生可能エネルギーからの水素製造
7. 3  水素の輸送方法
7. 4  どこで水素を製造するか
7. 5  日本の水素戦略

第8章 世界の視点からすべきこと
8. 1  再生可能エネルギーの共有
8. 2  ネガティブ・エミッション
8. 3  空気からのCO2 回収
8. 4  日本へのCO2 フリー燃料の導入
8. 5  世界との連携

第9章 カーボンリサイクルへの道
9. 1  日本のGHG削減目標を達成するための施策
9. 2  カーボンリサイクル技術で短期になすべきこと
9. 3  カーボンリサイクル技術で長期を見据えてなすべきこと
9. 4  経済性の観点から考えたカーボンリサイクル
9. 5  政策の選択肢
9. 6  カーボンリサイクルの理想的なあり方
9. 7  カーボンリサイクル推進のための課題

Column 1 間違えてはいけないkWとkWhの違い
Column 2 石油の回収は城攻めで?!
Column 3 天然ガスを液化するLNGプラント
Column 4 Gas to Liqiuds(GTL)技術
Column 5 オーストラリアの太陽光発電電力をシンガポールへ
Column 6 地球上最安値の再生可能エネルギー発電電力単価
Column 7 CCUの国際会議
Column 8 CO2 を減らしながらメタノールを生産する人工島構想

著者情報

一般財団法人エネルギー総合工学研究所の機械・エネルギーシステム工学、資源・エネルギー工学、物理化学、化学工学、および地球環境、水素分野の博士号を有する各専門の研究員7名が総力を挙げ、最新情報を織り込みながら共同執筆したものです。