第3節 CCUS /カーボンリサイクルの促進

1.カーボンリサイクル等の技術開発

化石燃料の環境面の課題克服が重要である中、2050年に向けて、化石燃料の利用に伴うCO2の排出を大幅に低減していくことが必要です。また、途上国のエネルギーアクセス改善と気候変動対策の両立を非連続なイノベーションの力で実現するための技術開発にチャレンジしていくことが重要です。

我が国の産業界や研究機関は、化石燃料等の燃焼に伴う排ガス中のCO2分離・回収技術のみならず、これらを有効利用するための太陽光エネルギーを利用した化学品製造やメタネーション等の技術に世界的な強みを有しており、イニシアティブをとっていくことが求められています。

今後、CO2を資源として捉え、これを分離・回収し、鉱物化や人工光合成、メタネーションによる燃料や素材への再利用等を通じ、大気中へのCO2排出を抑制していくCCUS/カーボンリサイクルについて、各国の産学官と連携し、実現に必要なイノベーションを効果的に推進することが重要です。

このため、経済産業省では、2019年6月に作成した「カーボンリサイクル技術ロードマップ」に基づき研究開発を進めていくこととしており、2020年度政府予算には、カーボンリサイクル関係予算として、約437億円を計上しました。CO2のバイオ燃料化や化学品製造、炭酸塩化等のカーボンリサイクル技術の開発を加速するとともに、石炭ガス化燃料電池複合発電(IGFC)の実証事業を進めている広島県の大崎上島において、分離回収したCO2を活用してカーボンリサイクルの研究開発を行うための実証研究拠点の整備を進めていくこととしています。

また、2020年12月に「2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」が策定され、重要分野の一つとしてカーボンリサイクル産業の実行計画を策定しました。カーボンリサイクルは、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です。コスト削減や用途開発のための技術開発、社会実装を進め、カーボンリサイクル産学官国際会議の活用等も通じてグローバル展開を目指します。

<具体的な主要施策>

(1)カーボンリサイクル・次世代火力発電等技術開発事業  

(再掲 第5章第1節 参照)

(2) CCS研究開発・実証関連事業【2020年度当初:62.0億円】

我が国では、2020年頃のCCS技術の実用化を目指すとともに、2019年6月に閣議決定した「パリ協定に基づく成長戦略としての長期戦略」においては「とりわけ石炭火力発電については、商用化を前提に、2030年までにCCSを導入することを検討する」と位置付けています。このような背景の下、苫小牧市におけるCCS大規模実証試験において、2016年度からCO2の圧入を実施してきました。2019年11月に当初目標としていた30万トンの圧入を達成しました。これにより、国内においてもCCS技術の実用化ができたものと考えられます。今後は、圧入したCO2などのモニタリングを継続するとともに、実証試験において得られた結果や今後の課題について検討を行います。また、主に船舶によるCO2の長距離輸送の実証に向けた調査を行います。加えて、既存設備で分離・回収したCO2を利用して、化学品等を製造(カーボンリサイクル)していくための実現可能性調査を開始します。引き続きCO2圧入・貯留を安全に実施するために必要となる安全管理技術の研究開発も実施する予定です。

(3) CCUS早期社会実装のための脱炭素・循環型社会モデル構築事業【 2020年度当初:69.5億円】

CO2分離回収設備の建設・実証により、排ガス中のCO2を分離回収する場合のコスト・環境影響等の評価や、①産業施設等の排ガスや周辺大気から回収したCO2を原料とした化学物質を社会で活用するモデル、②CO2の資源化に適用可能な人工光合成技術を活用するモデル構築等を通じ、CO2回収・有効利用・貯留(Carbon dioxide Capture, Utilization andStorage;CCUS)の早期社会実装のため、2023年までに日本初の商用化規模の技術を確立し、普及に向けた取組を加速化する。

(4) CO2貯留適地の調査事業【2020年度当初:11億円】

二酸化炭素回収貯留(CCS)導入に必要となるCO2の貯留可能な地点を選定することを目指し、大きな貯留ポテンシャルを有すると期待される地点を対象に、地質調査や貯留層総合評価等を実施してきており、今後も引き続き実施する予定です。

(5) バイオ燃料の生産システム構築のための技術開発事業【 2020年度当初:45.0億円】

バイオジェット燃料の2030年頃の商用化を目指し、微細藻類の培養技術を含めた一貫製造プロセス構築のためのパイロット規模の検証試験等を行いました。

(6) 省エネ型化学品製造プロセス技術の開発事業【2019年度当初:20.0億円の内数】

我が国が国際的に強みを有する触媒技術を活用することで、資源利用の高度化と製造プロセスのエネルギー消費削減を目指し、二酸化炭素と水を原料に太陽エネルギーでプラスチック原料等の基幹化学品を製造する製造プロセス技術の開発を行いました。

(7) 植物等の生物を用いた高機能品生産技術の開発事業【2020年度当初:26.0億円】

化学合成と比較して省エネルギー・低コストでの物質生産が可能であり、原料としての化学資源を代替しうることから注目されている、植物や微生物等の生物を用いた高機能品の高効率な生産技術の開発のための基盤を確立し、省エネ社会実現への貢献を目指します。

(8) カーボンリサイクル実現を加速するバイオ由来製品生産技術の開発事業【 2020年度補正:15.0億円】

バイオによるものづくりは、化石燃料に依存した従来の化学工業技術とは異なり、カーボンリサイクル技術による持続的経済成長を可能とすることから、幅広い分野での応用が期待されていますが、社会実装に向けてはスケールアップや人材不足といった課題が存在します。そこで、これらの課題を解決するため、ゲノム編集技術や微生物による物質生産等の先端バイオテクノロジーを取り入れたバイオ製造実証・人材育成拠点を整備し、化石由来化学品を代替可能なバイオ製品の社会実装を加速することを目指します。

(9) 環境調和型プロセス技術の開発事業(COURSE50)【2020年度当初:42.0億円の内数】

製鉄所から発生する二酸化炭素の約3割を削減することを目指して、コークス製造時の副生ガスに含まれる水素を用いて鉄鉱石を還元するための技術開発及び製鉄プロセスにおける未利用排熱を用いた二酸化炭素の分離回収のための技術開発を行いました。

(10) 石油・天然ガス開発や権益確保に資する技術開発等の促進事業【 2019年度当初:37.0億円の内数】

資源国の公的機関との共同研究を通じた我が国企業による油ガス田権益の維持・獲得、我が国企業が参画する海外の開発プロジェクトへの支援強化による資産向上、並びに我が国企業の探鉱評価技術の向上を図り、石油・天然ガスの自主開発比率の向上を目指しています。事業の一つとして、CO2圧入による原油増産を図るためのCO2分離技術の実証等を行いました。

(11) 二国間クレジット取得等のためのインフラ整備調査事業委託費費 【2020年度当初:10億円】

我が国の優れた低炭素技術・製品の展開を通して、温室効果ガス排出削減を定量的に評価する仕組みであるJCM(二国間クレジット制度)の民間主導による運用方法の確立等により、途上国における温暖化対策、エネルギー需給ひっ迫等の課題解決への貢献を目指します。具体的には、IoTを活用したプラントの運転最適化による省エネやCCUSなど民間主導によるJCM実施に資する温室効果ガス排出削減量定量化手法(方法論)の設計及び運用等を行います。

2.カーボンリサイクル等の国際展開

2019年6月、軽井沢において「G20持続可能な成長のためのエネルギー転換と地球環境に関する関係閣僚会合」が開催され、この中で、日本は議長国として、カーボンリサイクルのコンセプトを打ち出して以降、カーボンリサイクルのコンセプトを国内外へ発信するため、様々な国際展開を行ってきました。2019年9月にカーボンリサイクルに関して議論する世界初の国際会議である、第1回カーボンリサイクル産学官国際会議を開催し、豪州との間で、カーボンリサイクルに関する協力覚書を締結しました。2020年も前年に引き続き、第2回会議を10月開催し、米国との間でも協力覚書を締結しました。同会議では、地球温暖化問題への対応が強く求められている中、経済と環境の好循環の実現に向け、カーボンリサイクル分野でのイノベーションや国際協調の重要性について、活発な議論が行われました。

この他にも、国際場裡の場においては、2019年12月のIEA閣僚理事会の開催に合わせ、CCUSサイドイベントが開催され、IEA加盟国や関係企業が関係者参加の下、カーボンリサイクルに関する議論が展開されました。2020年1月には、UAEで開催されたワールド・フューチャー・エナジー・サミットにおいて、日本のカーボンリサイクル技術を集め、国際展示を実施しました。CO2分離・回収から、CO2が鉱物、燃料、化学品と価値のある製品に変化している姿は、多くの人々の注目を集め、好評を博しました。

今後は、グローバルな脱炭素化に向けてカーボンリサイクル技術を積極的に海外に展開することや、カーボンリサイクルの国際的認知の向上、国際ルールの整備を図るとともに、協力覚書を締結した豪州や米国をはじめ、サウジアラビアやUAEなどの各国と協調し、イノベーションの進展を図るための足掛かりとするべく国際協力を進め、更なる国際的な広がりにつなげていく予定です。

<具体的な主要施策>

カーボンリサイクル・先進的な火力発電技術等の海外展開推進事業【 2020年度当初:7.4億円】

カーボンリサイクル等の脱炭素化に向けた取組の重要性の情報発信のための国際会議の開催や、相手国におけるセミナーの実施、また、これらの活動を有効的に行うために必要な情報収集を行い、カーボンリサイクル等の理解促進、国際協力を図りました。

CCUSの国際展開・国際協力

高効率火力発電技術やCCUS/カーボンリサイクルの重要性の情報発信のための国際会議の開催や、国際動向把握及び国際基準策定貢献のための国際機関主催会議への参加、さらにはこれらの活動を有効的に行うために必要な情報収集を行い、日本の高効率火力発電技術やCCUS/カーボンリサイクルの理解促進を図りました。加えて、アジア地域へのCCUS/カーボンリサイクルの普及促進を目的に、2020年11月の東アジアサミットエネルギー大臣会合において、アジア全域でのCCUS活用に向けた環境整備や知見を共有する「アジアCCUSネットワーク」の構築を提案し、各国から歓迎の意が示されました。