【メタネーション】INPEXなど日本が水素とCO2で天然ガス開発

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【メタネーション】INPEXなど日本が水素とCO2で天然ガス開発

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エネルギー確保が叫ばれている昨今ですが、資源のない国と言われる日本はこれからどうなるのかと不安になっている方も多いようです。しかも、脱炭素カーボンニュートラルが注目され、再生可能エネルギー、エネルギー資源の開発が急務とされている世界のエネルギー情勢において、とても重要な情報と言えるでしょう。そうした中で水素とCO²を使用して生産される「メタネーション(人工的に天然ガス生産)」を開発成功したということが明らかになりました。そして、2030年には利用開始の予定となっています。そこで今回の「TimeMachineMuseum」では、「メタネーション」の技術に注目です。


「メタネーション技術とは」

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「メタネーション」は技術的に可能なのでしょうか?実は、この技術によって水素とCO²から「メタン」を合成する。「メタン」は天然ガスの主成分で、都市ガスを「合成メタン」に置き換えることが出来ます。これによってガスの脱炭素化、カーボンニュートラルも可能となるというのです。また「メタン」は燃焼するときにCO²を排出するものの、「メタネーション」を行う際の原料として発電所や工場から回収したCO²を利用することによって燃焼時に排出されていても回収したCO²と相殺することが可能となり、大気中のCO²は増加しないこととなり、CO²の排出量は実質的にはゼロになるということです。天然ガスについて考慮すると、石油や石炭に比べると燃焼時のCO²や硫黄酸化物、窒素酸化物の排出量が低いのが特徴です。加えて、日本のCO²回収技術も進歩しており、自動車部品メーカー大手の「デンソー」が「トヨタ」のグループ企業の「豊田中央研究所」と共同開発を進めており、工場から排出されるCO²を回収してエネルギー源として再利用する「CO²循環プラント」の実験を行っています。実際、「東芝」がアメリカ企業とCO²をほぼ100%回収できる「超臨界CO²サイクル発電システム」という火力発電システムを共同開発しています。


「カーボンニュートラル・プロジェクト」

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海外における未使用のエネルギーから水素を作り、エネルギーを生み出すというプロジェクトもあるそうです。こういったエネルギーには「ブルー水素」や「グリーン水素」、「グレー水素」なども含まれています。オーストラリアにおいては利用価値のない石炭、つまり「褐炭」から水素を作り出し、液化して水素を日本に運んでくるというインフラネットワークを構築しています。「褐炭」は安価である上に大量に存在しています。しかし、輸送が困難ということから今までは、利用先が限定されていました。ところが水素にして「川崎重工業」の「すいそふろんてぃあ」で運搬し、次世代エネルギーとして利用するということです。この「ふろんてぃあ」ですが、実は世界で液化水素を輸送できる唯一の船舶です。


「合成メタンの成分とは」

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既存の施設で作ることのできる「合成メタン」ですが、天然ガスとほぼ同じ成分ということで、現在の都市ガスで使用しているガスインフラが利用できます。こうしたことは、今後の持続可能エネルギーとしてさらに注目を集めていく分野と言えるでしょう。


「日本メタネーション技術の世界進出」

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「メタネーション」の技術が進歩している日本は世界に進出しています。例えば、中国ですが鉱物資源が豊かで石炭から化学品を生産する副産物で水素を生成。そこに日本の技術を活用して得られた水素とCO²から「メタン」を製造する事業を作るために日本と中国が協力覚書を交わしています。これにはカーボンリサイクルファンド会員の「日立造船」と石炭エネルギーセンターが参加しています。触媒技術において強い「日立造船」が世界最大規模の「メタン」製造施設の建設を検討しているということです。中国以外にも北米やマレーシアにも展開しています。「東京ガス」は「三菱商事」と連携して、北米、オーストラリアなどで製造した「合成メタン」の日本導入に向けて調査を進めている段階です。マレーシアでは「東京ガス」は「住友商事」、国営石油会社「ペトロナス」と共同で、「グリーン水素」と「CO²」の「メタネーション」によるカーボンニュートラルメタンお製造や輸送に向けて事業可能性調査を実施することで合意しています。そして「メタネーション」は2030年には利用開始が予定されています。


「カーボンリサイクルファンドとは」

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「カーボンリサイクルファンド」とは、CO²を資源ととらえて活用し、炭素循環をさせることを目指して活動している一般社団法人のことです。カーボンリサイクルを実現するために化学や電力、エネルギーや商社、金融などの60社以上の企業が会員として参加しています。


「メタネーション実用化におけるポイント」

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「メタネーション」が実用化されるためには幾つかのポイントがあります。

コスト:「メタネーション」の「合成メタン」の製造にはコストとして単純計算でも水素の4倍のコストがかかるとされています。それに加えて多くの熱損失が生じるともされています。そのためにエネルギー変換効率は、55%~60%程度とされています。現在のLNGの価格は、40円~50円/N㎥ですが、「メタネーション」の価格は、350円と7~9倍もコストがかかって高額です。それゆえに経産省は、2050年までに価格を40円~50円に㎥低減させる目標を掲げています。

商用化:商用化するためには合成メタンプラントを大規模化する必要もあります。「東京ガス」や「日立造船」など実証実験を開始しているものの、2021年に公開された実証プラントでは、最高純度のメタンの生産が1時間当たりで、12.5N㎥ほどのようです。商用化するためには、1時間当たりで1万~6万N㎥までのスケール向上が要求されています。こうしたことから大型プラントでの量産技術を確立することもポイントとなっています。2024年度から「大阪ガス」と「INPEX」も世界最大級の「メタネーション」によるCO²削減・有効活用に向けた実用化の開発を共同で行っていくということです。


「FIT制度メタネーションバブル到来か?」

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「ガス版」のFIT制度の導入が検討されているということです。この「FIT制度」とは、太陽光や風力などの再生可能エネルギーで作られた電気を決められた価格で買い取る制度のことです。以前、「太陽光発電バブル」によって新規参入が急増しましたが、「メタネーション」による天然ガスも「太陽光発電バブル」と同じように「FIT制度」によって新規参入が増えるのではないかと予想されています。

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管理人:TMM

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未来に残したい、繋げたいをテーマに日々を過ごすことに夢中。そのテーマに自然界、歴史、科学、教育など、あらゆる方面から未来と過去を行き来出来たら、現在どうなっているか、これから先どうなるのか気になることが多く、今更ながら様々な分野を勉強中。