サマリー

次世代社会システム研究開発機構が発行する「脱炭素・低炭素化の課題別テーマと適用技術白書2023年版」は、脱炭素・低炭素化の課題別テーマと適用技術に纏わる重点テーマを取り上げ、分析・解説しています。

レポート概要

本白書は、好評を博した同タイトルの白書2021年版を、最新の動向・状況変化を踏まえて大幅に拡充・再編成したものである。

昨今、脱炭素・低炭素化の課題と適用技術は、産業界全体の技術革新をけん引する決定的なインセンティブとなっている。低炭素製品のラベリング、リサイクルのインセンティブなど研究・開発・展開に対するさまざまな政府の支援もこれらの取り組みの追い風となっている。同時に、産業界の脱炭素・低炭素化を推進する上で、供給側と需要側の双方でさまざまな技術開発と適用のノウハウが求められている。

供給側には、エネルギー効率化・電化、炭素回収、熱源や化学原料におけるゼロカーボン材料の利用などが重要なアプローチとされている。また、鉄鋼、セメント、化学・プラスチックなど排出量の多い産業には、セメント混和剤や代替化学物質、ゼロカーボン製鉄、新規触媒や化学分離技術などが進められている。

需要側としては、製品の長寿命化、再利用性、改修性やリサイクル性の向上など循環型経済への介入、積層造形や自動化等による材料廃棄物の削減、低炭素材料を高炭素材料に代替する方法が進められている。

こうした認識に立ち、本調査報告書（白書）では、脱炭素・低炭素化の主要テーマと適用技術について、それぞれの重点テーマを包括的に取り上げ、分析・解説している。

関連レポート

1. 「カーボンニュートラル／脱炭素・低炭素化白書2023年版」　
2. 「カーボンニュートラルの効用・事業機会白書2023年版」
3. 「再生可能エネルギー白書2023年版」
4. 「クリーンエネルギー／エネルギー革新白書2023年版－水素エネルギーから分散型エネルギー資源まで－」
5. 「脱炭素・低炭素化の課題別テーマと適用技術白書2023年版」　※当レポート
6. 「資源・エネルギー問題／エネルギー危機管理白書2023年版」

　　※上記の全6巻をまとめた総覧白書も御座います。（以下参照）
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• 「カーボンニュートラル／資源・エネルギー総覧白書2023年版」

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目次

■内容編成（目次）■


序

第1章　脱炭素・低炭素化の適用技術・環境技術　概説

1-1　概況・近況

［1］　環境省　「13件の脱炭素化プロジェクトを採択」
［2］　ゼロ・カーボン都市に必要な再生可能エネルギーの接続環境整備

1-2　低炭素化技術を阻む4つの障害

1-3　脱炭素化の適正技術（アプロプリエイトテクノロジー）
［1］　概説
［2］　応用例
［3］　持続可能なアプローチの決定
［4］　エコテクノロジー／エコテクニクス
1-4　主なテーマ
［1］　空気の浄化
［2］　下水処理
［3］　環境修復
［4］　固体廃棄物管理
［5］　持続可能なエネルギー
［6］　大気汚染やバイオマス由来のメタンの削減
［7］　再生可能エネルギー
［8］　省エネルギー
［9］　カーボンリサイクル
［10］　エゲイン予測

1-5　新たなマネジメント手法の必要性

1-6　教育・研修への影響

1-7　脱炭素化関連技術資産スコアのランキング

1-8　エネルギー最適化システム／エネルギー管理ソフトウェア

1-9　参入企業／事例
［1］　巨大IT企業（メタ、アルファベットなど5社）　「脱炭素技術開発企業支援で協力」


第2章　炭素回収・貯留（CCS）／CCU／CCUS技術［1］

2-1　概説
［1］　概要
［2］　主なCO2利用技術
［3］　増え続ける排出量
［4］　国連・気候変動に関する政府間パネル（IPCC）　「炭素除去に関する指摘」
［5］　炭素問題の再構築と炭素回収・利用・貯留（CCUS）
［6］　経済産業省　「次世代エネルギーを重点分野に選定／CCS/CCUS、アンモニア燃料船などの開発を推進」
［7］　環境省　「脱炭素化支援機構の設立を認可」
［8］　富士経済　「CO2の分離・回収技術やCO2利用製品など、カーボンリサイクル関連市場の調査結果を発表」
［9］　ネット・ゼロ促進の条件としての炭素貯留
［10］　二酸化炭素除去（CDR）
［11］　CCUSの技術の現状と今後の市場可能性
［12］　技術進化の状況

2-2　波及する効果・関連技術
［1］　バイオセクストレイション／生物学的隔離（バイオセクショニング）
［2］　炭素農法（カーボンファーミング）
［3］　湿地の復元
［4］　バイオマス／炭素回収・貯留を伴うバイオエネルギー
［5］　バイオ炭
［6］　風化促進（強化風化）
［7］　空気の直接回収・直接捕集（DAC）
［8］　海洋施肥

2-3　CCS の役割と価値
［1］　CCS開発の現状
［2］　統合評価モデル（IAM）

2-4　CCS 導入の現状
［1］　発展の条件
［2］　米国の優位性とEOR

2-5　技術の実現可能性と運用上の必要性

2-6　規制の不確実性と社会的認識
［1］　社会経済発展と環境保護への貢献
［2］　財政的要件とコスト

2-7　障壁・課題点
［1］　コスト面の課題
［2］　規制・規制の不確実性
［3］　炭素分離回収・貯留技術の環境影響とリスク

2-8　課題と解決方法

2-9　将来の展望と主要な研究ニーズ

2-10　商業規模のCCSプロジェクト

2-11　各種シンクタンクの報告
［1］　CCS研究所
［2］　国際エネルギー機関（IEA）
［3］　IPCC
［4］　Bloomber　［NEF（BNEF）

2-12　CCSの政策動向
［1］　ステークホルダーの見解
［2］　今後の課題と機会
［3］　経済産業省　「アジアCCUSネットワークを設立」
［4］　経済産業省、海外での二酸化炭素（CO2）地中貯留プロジェクトを資金面で支援

2-13　　産業界の対応と動向
［1］　概況
［2］　エクソンモービル


第3章　炭素回収・貯留（CCS）／CCU／CCUS技術［2］

3-1　エネルギー関連の計画・分析によるコスト削減

［1］　エネルギー関連の計画や政策分析に使用されるコンピュータ・モデル
［2］　化石燃料発電所の学習率
［3］　将来のCCSコストへの含意
［4］　CO2 緩和コストのベンチマーキング

3-2　システム統合と次のステップ
［1］　産業用 CCS
［2］　低炭素石油化学製品と石油精製
［3］　セメント産業の脱炭素化
［4］　展望：IAMにおけるCCSの将来

3-3　CO2排出量を削減するための戦略とCCS技術
［1］　現在の状況
［2］　CCSの投資効果
［3］　CCSプロジェクトが抱える財務リスク
［4］　CCSの資金調達
［5］　CCS の商業化の見通し

3-4　発電所から排出されるCO2の全量回収
三菱重工グループ　「バイオマス発電所から排出されるCO2のほぼ全量を回収する新装置を稼動開始」

3-5　CCUSに関する地域別動向

3-6　燃焼後の回収技術
［1］　液相化学吸着技術
［2］　単一のアミン系吸収剤
［3］　アミンブレンド
［4］　多相吸収体
［5］　化学吸着溶媒の展望
［6］　CCSのためのアドソープションプロセス
［7］　CCSにおける吸着の利点
［8］　分子・プロセススケールの課題
［9］　CO2吸着剤の最近の進歩
［10］　カルシウムルーピング技術
［11］　現在の開発状況
［12］　吸着剤の強化と吸着剤の再活性化
［13］　ハイブリッドシステム
［14］　新規構成


第4章　炭素回収・貯留（CCS）／CCU／CCUS技術［3］

4-1　次世代の関連技術動向［1］
［1］　概況
［2］　CO₂の直接空気捕捉（DAC）
［3］　セメント製造からのCCS
［4］　次世代火力発電のキーテクノロジーとしての「CCUS：酸化炭素の回収・利用・貯蔵）」
［5］　産業廃棄物を利用した発電所・工場から排出されるCO2の炭酸ガス固定化技術
［6］　CO2を削減し、有用な物質に変換し、再利用する技術
［7］　セメント・コンクリートのCO2排出削減策
［8］　海洋炭素吸収／ブルーカーボン
［9］　高炉還元製鉄における水素を用いたCO2排出量削減技術
［10］　CO2除去空調システム
［11］　炭酸ガスの分離・回収
［12］　メタノールを合成するCO2回収・利用（CCU）技術
［13］　エチレンによる持続可能な低炭素化と炭素循環の推進
［14］　CO2-EOR

4-2　次世代の関連技術動向［2］
［1］　メタンの高性能・低コスト分離法
［2］　メタンの安定的製造
［3］　環境循環型メタノール
［4］　CCUSのための発電技術：酸素吹き込み型IGCC
［5］　BECCS（炭素回収・貯蔵付きバイオエネルギー）
［6］　鉱物風化を使った二酸化炭素の捕捉・貯蔵

4-3　次世代CO2回収プロセスの動向
［1］　CO2回収
［2］　CO2輸送
［3］　CO2貯蔵

4-4　CO2回収とメタン化

4-5　都市ガス脱炭素化の切り札とされる合成メタン
［1］　東京ガス　「水素とCO2を原料にとするメタン化の実証稼働を開始」
［2］　大阪ガス／国際石油開発帝石　「CO2を原料に合成メタンを製造する実証実験」

4-6　プロジェクト／投資動向

4-7　CO2地下貯留への海外資金流入増加
［1］　マイクロソフト　「炭素削減、回収、除去技術のための基金設立」
［2］　テスラCEOイーロン・マスク　「最高の炭素捕捉技術賞」の創案
［3］　石油天然ガス・金属鉱物資源機構（JO　［MEC）と三菱商事がインドネシアのバンドン工科大学などと共同でCO2回収・貯留（CCS）の研究を実施
［4］　国際石油開発帝石や三菱商事など100以上の企業・団体がCO2地下貯留の事業化で合意
［5］　オルカ　「炭素除去工場」

4-8　ネガティブ・エミッション技術
［1］　炭素回収・貯留を伴うバイオエネルギー（BECCS）
［2］　CO2 の直接空気回収


第5章　炭素回収・貯留（CCS）／CCU／CCUS技術　注目企業動向

5-1　注目企業動向（海外）
［1］　TP　［ Inc.気候変動投資部門／SK E&S　「世界最大の炭素捕捉・貯蔵プロジェクトの建設に出資」
［2］　豪サントス　巨大な「CCS」CO2地下貯蔵庫を建設

5-2　注目企業動向（国内）［1］
［1］　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）　「炭素リサイクル技術実証研究センターが完成」
［2］　国立環境研究所　「セメント・コンクリートのCO2排出削減策・カーボンニュートラルを達成する方法を検討」
［3］　MIDAC／早稲田大学　「産業廃棄物施設でのCCS 焼却したCO2を処分場に貯蔵」
［4］　三菱重工エンジニアリング　「バイオマス発電所から排出されるCO2のほぼ全量回収可能に」
［5］　三菱重工業　「90％以上のCO2を回収できる装置の実用化」
［6］　国際石油開発帝石　「豪州で、世界最大CO2貯留に級1000億円投資」、
［7］　日本ガイシ／N　［Kインシュレーター（株） 「CO2を分離するサブナノセラミック膜」
［8］　日揮ホールディングス（株） 「CCSの海外動向調査、国内法規制の検討、国内CCS実証事業」
［9］　電源開発（株）「CO2回収に適した次世代火力発電（酸素吹き込み型I　［CC）」について
［10］　三菱重工業（株） CO2回収技術によるカーボンニュートラル・ネガティブエミッションの実現
［11］　三菱重工業（株）　「カーボンリサイクルメタノール製造」
［12］　三菱重工業　「カナダ最大の電力会社キャピタル・パワー社からCO2回収300万トン/年の基本設計を受注」
［13］　古河電気工業（株）　「CO2電解還元法によるC2化合物の製造技術」
［14］　住友商事グループ　「CO2回収技術によるカーボンニュートラル・ネガティブエミッションの実現」

5-3　注目企業動向（国内）［2］
［1］　清水建設（株）　「CO2除去空調システム
［2］　（株）熊谷組　「微生物によるCO₂ 変換技術」
［3］　JFEホールディングス（株）　「CO2を有効活用する技術」
［4］　日揮ホールディングス（株）　「DDR型ゼオライト膜による二酸化炭素の分離」
［5］　日揮ホールディングス（株）　「独自の溶剤型CO2回収技術を搭載したHiPACT（CCS・CCU向けCO2回収技術）」
［6］　日揮ホールディングス（株） 「CCSの海外動向調査、国内法規制の検討、国内CCS実証事業」
［7］　新日本製鐵（株）　「高炉還元製鉄における水素を用いたCO2排出削減技術」
［8］　新日本製鐵（株）　「CO2を低コストで分離・回収する化学吸収技術」
［9］　東京ガスグループ　「二酸化炭素の回収・利用・貯留（CCUS）」
［10］　三菱ガス化学(株)　「カーボンリサイクルメタノール事業の推進について
［11］　東邦ガス　「排ガスからCO2分離回収する技術・設備」
［12］　中国電力（株）　「高効率石炭火力発電（I　［FC）の実証・開発」
［13］　出光興産(株) 　「メタノール合成（メタノール等の主要物質の合成によるCO2の有効利用）」
［14］　出光興産（株）　「二酸化炭素開発／CO2固定化・利用技術開発」
［15］　住友商事（株） 「化石燃料とCCSから生まれるCO2フリー水素サプライチェーン
［16］　帝人（株）　「炭素繊維による高速炭化技術」

5-4　注目企業動向（国内）［3］
［1］　東洋紡　「高分子膜を用いたCO2分離膜・システムの開発・商品化」
［2］　トクヤマ／三菱ガス化学　「工場排出CO2からメタノールを製造 共同研究」
［3］　ソニー／北海道大学　「海洋でのCO2吸収量向上の研究拠点設立」
［4］　ダイキン工業（株）　「独自の溶剤型CO2回収技術を搭載したHFC-32 高性能エアコン 」
［5］　太平洋セメント　「CO2を回収・利用する技術を開発」
［6］　国内初のCO2貯留、ENEOSとJパワーが計画、政府が支援検討。
［7］　大崎クールジェン（中国電力とJパワーが共同出資）　「CO2を分離・回収して得られた高濃度水素でタービンの発電」
［8］　Jパワー／ENEOS　「日本での大規模CCSの事業化検討を開始」
［9］　清水建設／北海道大学　「コンクリートに塗るとCO2を吸収する新素材を開発」
［10］　三井物産　「英新興企業とダイレクト・エア・キャプチャー（CO2空中回収）の事業化検討」
［11］　東京ガス　「水素と二酸化炭素（CO2）を混合して合成メタンを製造」
［12］　日立造船／大阪ガス　「排ガス・下水からのCO2回収とメタン化によるエコ燃料を実用化」
［13］　JO　［MEC　「地下評価や地中に注入したCO2の安定的貯留に関する検証技術」
［14］　三菱重工、CO2回収プラントの運転状況を遠隔監視するサービスを開始
［15］　東京ガス、セメントから排出されるCO2を原料に都市ガスを製造
［16］　ごみ焼却のCO2を産業用ガスとして活用
［17］　丸紅、インドネシアでバイオマス由来CO2の回収を実施
［18］　黒鉛電極のSECカーボン、CO2を電池材料にする新工法を開発
［19］　川崎重工業　「2013年に大気中からのCO2回収を商用化／2025年までに大気中のCO2を捕捉する装置を実用化」
［20］　アイザワ高圧コンクリート　「カーボンキュア社との提携 CO₂有効利用技術を国内工場で初導入」

5-5　注目スタートアップ企業
［1］　Heirloom Carbon Technolo　［ies　「鉱物を使ったCO2排出技術」
［2］　Lowercarbon Capital　「炭素除去のベンチャーキャピタル」
［3］　Stripe　「低コストな炭素除去技術」


第6章　カーボンリサイクル技術／CO2を有効利用する技術

61　概説
［1］　経済産業省　「カーボンリサイクル技術ロードマップ」
［2］　CO2資源循環の課題

6-2　注目技術動向
［1］　パラキシレンによる水素原料の縮減・CO₂固定化
［2］　CO2を原料とした炭酸ジメチル（リチウムイオン電池用電解液）の製造
［3］　DMC　（高機能樹脂やリチウム電池の電解質向け材料）
［4］　CT-CO2AR技術

6-3　有力企業動向
［1］　中国電力（株）　「CO2をリサイクルする新しいバイオプロセス」
［2］　ハイケム（株）　「COからのパラキシレン製造」
［3］　新日本製鐵（株）　「CO2を原料とした炭酸ジメチル（DMC）の製造」
［4］　千代田化工建設（株） 「COの有効利用による高効率合成ガス製造技術」
［5］　千代田化工建設（株）　「CO₂ 電解還元法によるC₂化合物製造技術


第7章　持続可能な都市／ゼロカーボンシティ／エコシティ

7-1　概説

7-2　持続可能な都市を作るための実践的な方法
［1］　建築物
［2］　エコインダストリアルパーク
［3］　交通機関
［4］　カーフリーシティ

7-3　事例
［1］　イギリス
［2］　ドイツ
［3］　デンマーク
［4］　スペイン
［5］　オーストラリア
［6］　カナダ
［7］　中国
［8］　インド
［9］　韓国

7-4　ゼロカーボンシティ
［1］　概説
［2］　指針となる原則
［3］　カーボンフリーを目指す都市
［4］　取り組み手段

7-5　エコシティ
［1］　概説
［2］　基準


第8章　環境・経済の“持続可能性”と都市・産業の“事業継続性”

8-1　環境保護・生命倫理の論点とリスクマネジメント

8-2　エコロジーとエコノミーの両立を巡る新しいリスクマネジメントへ
［1］　エコ･エフィシエンシー（環境効率）
［2］　ファクターⅩ
［3］　ナチュラル･キャピタリズム（自然資本主義）
［4］　環境クズネッツ曲線
［5］　環境革命（プランB）
［6］　市場リスクに直面する現代社会とスマートシティ
［7］　市場の再構築とサステナブルシティ


第9章　コンパクト・シティ／サステナブル・シティの拡大

9-1　コンパクト・シティの新傾向

9-2　コンパクト・サステナブル・シティ

9-3　グリーンベルトの効用・活用

9-4　エコタウン開発・整備動向


第10章　サステナブル鉄道システム／エコステーション

10-1　概況・近況

10-2　移動支援情報を駅から発信する「スマートステーション」

10-3　駅舎の電力自給を目指して改修工事を進めるJR東日本

10-4　駅ビルなどで発生する食品廃棄物を利用したバイオガス発電事業


第11章　サステナブルな都市照明システム

11-1　都市・産業施設における照明範囲・対象の拡大と照明技術の発展

11-2　LED照明技術の発展

11-4　IoT／無線調光システムでつながるLED照明ネットワーク


第12章　サステナブル・シティ／エコシティ関連実証実験（国内）［1］

12-1　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）
［1］　日米共同　「離島型スマートグリッド実証実験」
［2］　仏リヨン　「スマートコミュニティ実証事業の実施可能性調査」
［3］　日米共同　「スマートグリッド実証事業」

12-2　経済産業省　「次世代エネルギー・社会システム実証」他
［1］　経済産業省「次世代エネルギー・社会システム実証」の対象地域・実施主体を選定
［2］　経済産業省／東大、東京工業大学など9法人　「平成22年度次世代送配電系統最適制御技術実証事業」

12-3　日米共同／離島型スマートグリッド実証事業

12-4　YRPユビキタス・ネットワーキング研究所　「トロン組込みセンサーを使ったスマートシティ関連事業」

12-5　東京都　「2020年の東京」に向けたアクションプログラム／「2020年に向けた実行プラン」

12-6　東京都　「東京オリンピック・パラリンピック選手村・水素エネルギー事業プロジェクト」

12-7　東京都江東区豊洲埠頭地区　「豊洲グリーン・エコアイランド構想」

12-8　東京都／三井不動産　「日本橋再開発事業」

12-9　JR田町駅周辺／東京ガス／三井不動産／三菱地所　「T　［MM芝浦プロジェクト」

12-10　横浜市　「横浜スマートシティプロジェクト」

12-11　横浜市　「Tsunashima サスティナブル・スマートタウン」

12-12　横浜市／東京電力エナジーパートナー／東芝　「スマートレジリエンス・バーチャルパワープラント構築事業」

12-13　横浜市　「BEMS統合管理／デマンドレスポンス実証実験」

12-19　横浜市港北区／パナソニック　「綱島サスティナブル・スマートタウン（SST）」


第13章　サステナブル・シティ／エコシティ関連実証実験（国内）［2］

13-1　つくば市／積水化学工業　「スマートハイムシティ研究学園：バーチャルパワープラント（VPP）構築実証試験」

13-2　京都府けいはんな学研都市　「けいはんなエコシティ次世代エネルギー・社会システム実証プロジェクト」／「京都スマートシティエキスポ」

13-3　北九州市　「北九州スマートコミュニティ創造事業」

13-4　柏市　「柏の葉スマートシティプロジェクト」

13-5　豊田市／低炭素社会システム実証プロジェクト

13-6　豊田市　「EV／カーシェアリングを活用したサテライトオフィス実証実験」

13-7　川崎市／東芝他　「BEMS実証実験」

13-8　秋田市　「スマートシティ情報統合管理基盤の構築」

13-9　浦添市　「分散型エネルギー事業」

13-10　トヨタグループ／東北電力　「F-グリッド構想」

13-11　葛城市／リコージャパン　「葛城市ラボラトリー・シティ構想」

13-12　横須賀市　「ワークプレイスチャージング」

13-13　浜松市　「浜松市エネルギービジョン」

13-14　唐津市／フリービット　「高齢者向け安心見守り」の実証実験

13-15　藤沢市　「100年続く街」

13-16　会津若松市　アムステルダム市との提携による「HEMS運用実験」

13-17　釜石市／新日鉄エンジニアリング　「防災拠点／CEMS構築プロジェクト」

13-18　宮城県黒川郡／積水ハウスが　「スマートコモンシティ明石台」

13-19　五泉市　「EMSを活用したC　［S運転制御・監視システム／熱電供給モデル」

13-20　東松島市　東松島スマート防災エコタウン「東松島スマート防災エコタウン」

13-21　富山市／大和ハウス工業　「ネット・ゼロ・エネルギー・タウン」

13-22　名古屋市／東邦ガス　「港明地区大型再開発」

13-20　大阪市　「大阪ビジネスパーク（OBP）」

13-21　吹田市万博記念公園／三井不動産　「EXPOCITY（エキスポシティ）」

13-22　神戸市／センサスジャパン　「水道スマートメーター「iPERL」活用実証実験」

13-23　尼崎市　地域通貨によるデマンドレスポンス・シティ・プロジェクト「ZUTTOCITY」

13-24　スマートシティに関連した異業種連携／産学官連携の統合