関西電力や東京ガスが異業種との共同研究・調査を実施。カーボンリサイクルの社会実装を目指す

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CO2の再資源化するカーボンリサイクルとは

カーボンリサイクルとは、CO2を資源として捉えて有効利用することをいいます。CO2を分離・回収し、鉱物化によりコンクリート等へ、人工光合成等により化学品へ、メタネーション等により燃料へ再利用します。大気中へのCO2排出を抑制します。

カーボンリサイクル技術は、2021年6月に経済産業省などが策定した「2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」において、カーボンニュートラル社会を実現するためのキーテクノロジーとして位置付けられました。それを受けて、2021年7月には「カーボンリサイクル技術ロードマップ」が改訂されています。

また、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）は、カーボンリサイクル・次世代火力発電等技術開発を実施しています。事業期間は2016年度～2026年度で、2022年度の予算は169.5億円となっています。

中でも、2019年9月に開催されたカーボンリサイクル産学官国際会議では、CO2の分離・回収が行われている場所でのカーボンリサイクル実証研究拠点の整備を通じ、研究開発や実証研究を集中的に進めることが重要とされました。

4月にはカーボンリサイクル実証研究拠点で進められるテーマが決定

このような流れの中で、2020年8月にNEDOと大崎クールジェンは、カーボンリサイクル技術の実証研究拠点を整備しました。拠点は次世代火力発電の実証研究を行ってきた中国電力株式会社大崎発電所内（広島県大崎上島町）にあります。次世代火力発電とは、CO2分離・回収型酸素吹石炭ガス化複合発電（IGCC）やCO2分離・回収型石炭ガス化燃料電池複合発電（IGFC）などのことをいいます。

4月1日にはNEDOから「CO2有効利用拠点における技術開発/研究拠点におけるCO2有効利用技術開発・実証事業」事業の採択結果が発表されました。採択されたテーマは6件ほどあり、その内の1つを事例としてご紹介します。

関西電力では、株式会社アルガルバイオと共同で、工場から排出されるCO2を回収・固定化する藻類培養システムの実用化に向けて取り組みます。事業期間は2024年度までの3年間です。

以下のような項目について研究をし、これらによって、サスティナブルなカーボンリサイクル技術を確立させます。

1. CO2の固定効率を向上させる微細藻類（植物プランクトン）を開発する
2. 生産性の高い大量培養法を組み合わせて、コンパクトで高効率な微細藻類の培養システムを開発する
3. CO2が固定された微細藻類を活用して、化粧品や健康食品及び治療薬で活用される機能性化学品を生産する
4. その残渣をバイオプラスチックの原料として利用する

将来的には火力発電所などの大規模なCO2排出施設への展開も目指すとのことです。

太平洋セメントと東京ガス、メタネーション事業の実現可能性について共同で調査

より社会実装に近い動きも出てきています。3月18日に太平洋セメントは、東京ガスと共同で、セメントCO2由来の合成メタンの都市ガス導管による供給も見据えたメタネーション事業の実現可能性について調査を開始したと発表しました。

太平洋セメントは1月にNEDOのグリーンイノベーション基金事業で、グリーンイノベーション基金事業で、コンクリートやセメント分野のカーボンリサイクル技術の開発に着手していました。この「CO2回収型セメント製造プロセスならびにメタネーションシステム」は、セメント製造工程から回収される高濃度CO2を原料として合成されるメタンを生成する技術です。

東京ガスは、「地球規模での CO2排出削減をリードしていく」といしており、2030年までの「CO2ネット・ゼロへの挑戦」を掲げています。そのため、他セクターから排出されるCO2を利用したメタネーションによる合成メタンを有効活用するカーボンリサイクルの本格的社会実装に向けての協業先を探していました。このような経緯がから、今回の共同調査が実現しました。

今後のステップと留意点について

カーボンリサイクル技術ロードマップによると、2030年を比較的短期のターゲットとして、2040年以降を中長期のターゲットとして定めています。（以下、資料参照）具体的にはまずは2030年頃から普及が期待できる、水素が不要な技術や高付加価値製品を製造する技術に重点をおきます。その中に、先述したような鉱物化によるセメントやコンクリート製品（道路ブロック等）があります。

その先は、多くの技術開発において、安価なCO₂フリー水素が重要であるとしています。水素供給に課題が残る状況においても、「バイオマス、その他水素が必要ない技術開発を進めるとともに、水素供給の確立を待つことなく研究開発や天然ガスを利用した橋渡し的な取り組みを進める。」としつつも、2050年で水素のプラント引き渡し価格20円/Nm3がターゲットになることは間違いがないでしょう。

安定物質であるCO₂を有用物質に転換するには、多くのエネルギー投入が必要です。そのため、カーボンリサイクル技術の評価には、LCA（ライフサイクルアセスメント）の視点が重要であり、分析・検証を行うこと。また、標準化・規格化についても取り組むことが必要とされています。つまり、カーボンリサイクル技術には、ゼロエミッション電源の活用が欠かせません。このように、カーボンリサイクルは単体の技術開発だけでなく、水素やゼロエミッション電源といった複数の要因が絡んでいることがわかります。

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執筆者情報

一般社団法人エネルギー情報センター

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