バイオマス由来原料を使う燃料が未来を支えるシェアポストするLINEで送るnoteで書くこれまで石油や天然ガス等の化石燃料に頼ってきたエネルギー源。それに対して、水素やアンモニア等、CO2を発生しない燃料の開発が進められてきましたが、社会で必要とするエネルギーのすべてをまかなうには、それだけではカバーしきれません。そのため、燃焼しても大気中にCO2が増加せず、カーボンニュートラルの実現に大きく寄与する燃料に注目が集まっています。その1つがCO2と水素からできる合成燃料です。種類があり、輸送距離や工場稼働規模等で適する燃料のすみ分けがあります。これらをカーボンニュートラルに寄与する燃料に変えていく必要がありますが、用途に応じた性質の燃料が複数必要になります。どのような用途に対してどのような燃料の開発が進んでいるのか、ご紹介します。日本のCO2排出量のうち約90%は、化石燃料をもとにして作られたエネルギーを使うことで生じています*1。家庭で使用している電気は発電時に化石燃料が使われています。車や飛行機を動かす場合、工場を稼働する場合等も、現在はそのほとんどを化石燃料から作られるエネルギーに頼っています。カーボンニュートラル実現に向けては、こうした現在のエネルギー源を変えていく必要があります。炭素を含まない燃料、あるいは、発生したCO2を再利用することでCO2を追加発生させない燃料への転換です。水素はそもそも炭素を含まない燃料なのでCO2は発生しません。合成燃料は、CO2と水素(H2)を原材料として製造します。燃やすと原料にしたCO2が発生しますが、発生したCO2をリサイクルしてまた原材料に使えば、CO2の総量が増えることはありません。カーボンニュートラルを目指すなら、水素のようにCO2をまったく含まない燃料だけにすればよいと思うかもしれません。自動車の場合は電動化や水素燃料活用の検討が進んでおり、ゆくゆくはCO2を含まない燃料だけで動かせる可能性もあります。全産業領域を考えると次のような課題があり、水素やアンモニア燃料に加えて多様なエネルギー源が必要です。カーボンリサイクルの観点からCO2を資源とする燃料への注目も高まっています。排ガス等から発生するCO2を分離回収して利用する仕組みがカーボンリサイクルですが、利用先の1つが燃料です。前述した合成燃料はその一例で、CO2と水素を原料として作ります。製法によって、液体燃料と気体燃料をそれぞれ作ることができ、液体燃料はガソリン等の代わりとして、気体燃料は都市ガス・天然ガスの代わりとして使えると期待されています。引用元:経済産業省「カーボンリサイクルロードマップ検討会」内資料「カーボンリサイクルロードマップ」p7を参考に作成CO2を原料に使った合成燃料は、多様なエネルギー源の一種としての活用が見込まれています。大型で長距離輸送をするためには、大量のエネルギーを効率よく車両に搭載する必要があります。水素は基本的には気体ガスとして存在していますので、体積あたりのエネルギー密度が従来使われている液体燃料より低いという特性があります。ガソリンや軽油等の液体燃料は「エネルギー密度が高い」、つまり同じ容積あたりにたくさんのエネルギーを詰め込むことができます。水素と同じ容積でも、より長距離を走ることができるのです。合成燃料は液体燃料の一種で、エネルギー密度を高くできるので、長距離輸送を可能にする燃料として期待されています。ボイラー等の産業用装置で必要な高温域の熱源を作るために、天然ガス・LPガスが燃料として多く使われています。天然ガス・LPガスは、石油・石炭よりはCO2発生量が少ないものの、それでも化石燃料の一種であることには変わりありません。CO2と水素から作られる気体燃料「合成メタン」は、天然ガスの主成分と同じですので、天然ガスの代わりに使うことができると見込まれています。CO2と水素から作られる「カーボンニュートラルLPガス」も、LPガスの主成分と同じですので、LPガスの代わりに使うことができます。』」掲載図を参考に作成(出典元:トヨタ自動車株式会社)CO2等を用いた燃料製造技術とはCO2を資源として捉え循環利用しながら多様な燃料を確立していくために、グリーンイノベーション基金事業では、4つの領域で技術開発を進めております。向けた気体燃料で2領域です。それぞれの特徴は以下の通りです。する船や航空機等への活用が期待される。既存のエンジンにそのまま使えたり、サービスステーションや空港の貯油施設等の設備も活用できたりすることで、実用化が進めやすい。・主な原料と作り方CO2と水素を合成して製造する。CO2は排ガス等から分離回収したものを再利用することができる。再エネ由来の水素を使った場合は、e-fuelとも呼ばれる。製造プロセスの高効率化と低コスト化に向けた技術開発が求められる。実用化に向けては、燃料利用効率の向上と、合成燃料の性状に適合した燃焼技術・排ガス浄化技術の実現が必要となる。航空機用の液体燃料で、CO2排出総量を増やさないもの。小型航空機に対しては電力化や水素エネルギー活用の検討が進んでいるが、大型機に対してはエネルギー密度が高い液体燃料が求められる。複数の製造方法があり、それぞれ使用する原料が異なる。廃食油等を原料にする技術、バイオエタノールから触媒等を用いて航空燃料に改質する技術、木くず等の有機物を原料にする技術等が主なものである。・課題どの技術も、安定的に大容量を製造するには、まだ開発途上である。低コストでの実現も求められる。家庭等で使うガスの1つが、都市ガスである。現在はその多くが天然ガスにより供給されているが、合成メタンは天然ガスに代わる都市ガス原料として期待されている。都市ガスは各世帯に届けるための導管等が敷かれており、合成メタンはそのインフラをそのまま活用することができる。・主な原料と作り方CO2と水素を反応させ、メタンを作る。これをメタネーションと言う。CO2は排ガス等から分離回収したものを再利用するので、消費してもCO2総量は増えない。・課題より高効率で低コストに製造できる技術開発、設備の大型化が求められる。家庭等で使う別種のガスに、LPガスがある。Gas)の略で、もともと石油や天然ガスを主原料にしている。石油を使わずにLPガスを合成し、現行のガスに代えて使おうとしているのが、グリーンLPガスである。原料として、CO2やバイオマス由来の発酵メタンガス等が使われる。合成の効率を高めるための技術開発や触媒等の開発が求められる。社会の発展と燃料課題解決の両立に向けて今回のグリーンイノベーション基金事業では、特に長距離輸送ならびに家庭用・産業用のエネルギーに関して、カーボンニュートラルに寄与する燃料にしていくことができるよう、焦点を当てました。船舶の燃料としては、これまで重油や軽油、LNG等が使われてきました。それに加えて、アンモニア燃料の活用検討が現在進行しています。本プロジェクトを通じて合成燃料や合成メタン、グリーンLPガスも使えるようになれば、エネルギー源の安定化、低コスト化が進展し、海運業の発展にもつながることでしょう。方向性」p4を参考に作成さらに、CO2等を活用したカーボンニュートラル燃料製造は、各種製品・サービスのCO2排出量削減に寄与するだけではありません。災害時対応やエネルギーセキュリティの観点でも役立ちます。既存のサービスステーションは、災害時の燃料拠点としても機能しています。ここで合成燃料の供給ができれば、災害時の備蓄燃料をガソリンから合成燃料に変えたとしても、全国各地で災害時燃料供給を継続することができます。立ち往生した自動車への給油も可能です。国内で工業的に大量生産ができるようになれば、長期備蓄もしていくことができます。常温常圧で液体という特性が、水素や他の燃料に比べて長期備蓄に向いているからです。従来の化石燃料は、大半が海外からの輸入でした。自国で製造し、貯蓄できるようになれば、エネルギーの安全・安定が進みます。世界各国でも開発が進むなか、新たな燃料の確立はスピードも大いに求められます。世界に先駆けて我が国企業が確立すれば、海外各国へ技術や設備、それらの利用に関わるノウハウ・知見等の展開も可能になります。水素の製造や、CO2の分離回収など、他のプロジェクトとも連携しながら、早期の実用化に向けて、力を入れていきます。