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将来の環境技術に関する調査 -低炭素社会に向けた有望技術の探索-

価格

2009年5月

装丁

A4版・200頁程度(1製品・技術につき10頁程度)

発行

定価 210,000円(税込)

現在、全世界でCO2削減に向けた様々な議論がなされている中で、日本では「低炭素社会に向けた脱温暖化2050プロジェクト」を立ち上げ、主要な温室効果ガスであるCO2を2050年には1990年に比べて、70%削減する技術的なポテンシャルが存在することを発表しています。
 現在市場が確立されていない技術であっても、多くの環境ビジネスに向けた事業が立ち上がる(模索される)可能性が高いです。
 そこで、本調査は「低炭素社会に向けた有望技術・製品」と、その要素技術を把握することを目的に実施しました。
 さらに今後は製品技術にとどまらず、製品の性能に関連する要素技術編を企画し今後普及するために必要な部材・材料にフォーカスしたレポートを作成する予定です。
■将来の環境技術に関する調査 -低炭素社会に向けた有望技術の探索-
内容
<調査対象技術>

①CO2回収・貯留
【CO2海洋貯留・地中貯留、分離回収】CO2を、他のガスから分離・回収し、安定した地層や海層に貯留・隔離し大気から長期間隔離させる技術。分離させる膜や吸着技術がキーとなる分野と見られる。

②石油精製技術
【省燃費・高耐久性潤滑油技術】特に自動車向けに、潤滑油メーカーが開発している技術。燃費と耐久性向上=低炭素社会に役立つ技術。
【石油精製ゼロエミッション化技術】原油精製過程で発生する汚泥や廃硫酸、触媒などの廃棄物をゼロにする技術。現在も既に取り組まれている技術。

③高効率天然ガス発電
【高温ガスタービン】天然ガスを主燃料とし1,000℃以上の高温にすることで排出ガスの低公害化が可能な技術。セラミックスなど耐熱材料がキーとなる分野。
【燃料電池・ガスタービン複合発電製品・技術】固体酸化物などの燃料電池とガスタービンを複合させて高効率化させることができれば環境負荷低減になるといわれている技術。NEDOも注力。

④天然ガス利用技術
【天然ガスのハイドレート化輸送・利用技術】 天然ガスをシャーベット状にして天然ガスの利用促進を促す技術。ハイドレート化することで輸送コストが削減される。

⑤電力貯蔵
【リチウムイオン電池】 電気自動車、ハイブリッド自動車での採用が期待される。正極・負極・電解液材料、セパレーターがキー。
【キャパシタ】電気自動車などでの採用が期待される。

⑥バイオマス(森林、農作物、海藻、魚介類、これらの有機性廃棄物含む)燃料製造
【ジメチルエーテル】天然ガスなどを添加せずに発生したタール分を有効活用する技術。
【ガス化BTL】(Biomass to Liquid)バイオマスのガス化によって燃料を製造する技術。
【アルコール発酵】バイオエタノールに代表される燃料としての発酵技術。
【セルロース系バイオマスのエタノール化】植物の繊維質(セルロース)からエタノールを製造する技術。これまではRITE(地球環境産業技術研究機構)が世界的に有名。
【バイオディーゼル燃料】生物由来油から精製されるディーゼル燃料。使用済み天ぷら油からも可能である。
【メタン発酵】メタン菌の働きにより有機性廃棄物などよりバイオガスを取り出す技術。自動車燃料や発電に使用が可能。メタン発酵システムは既に実用化されている。
【水素発酵】有機性廃棄物などから取りだす技術で、これまではメタンよりも生産効率が悪いと言われていた。ただし、改質器が不要、直接水素が取り出せるため効率化の可能性がいわれている。
【黒液】紙の生産工程で発生する木質繊維(セルロース)を固めているリグニン・樹脂成分や薬品が混じった濃縮液体=廃液を指す。従来黒液は製紙工場の燃料として使用されてきた。

⑦重質原油利用技術
【低品油からの高オクタン価ガソリン製造技術】新たな触媒設計による新たなガソリン製造技術。例えば新規のナフサ異性化触媒、流動接触分解触媒などが挙げられる。
【石油残渣コークス・ピッチからの水素製造】重質原油を精製することによって増加する石油残渣分の有効活用技術。
⑧クリーンエネルギー自動車
【プラグインハイブリッド自動車】家庭用電源で走行できる自動車。課題は搭載される電池技術である。
【電気自動車】電動機によって走行できる自動車。ゴルフカートなどでは既に実用済み。リチウムイオン電池によって自動車への実用化に向けての研究が進んでいる。
【水素エンジン自動車】水素によって走行できる自動車。CO2が全く排出されない技術として注目されている。課題の1つに安全性が挙げられ、燃料タンクの素材開発(炭素繊維など)が行なわれている。

⑨電力貯蔵
【超電導磁気エネルギー貯蔵(SMES)】SMES(Superconducting Magnetic Energy Storage)は、電力系統の安定化、負荷変動補償、瞬動予備力としての機能を発揮できる電力貯蔵装置として期待されている技術。
【超電導フライホイール】エンジンなどの回転機械に取り付けてエネルギーを蓄積させる技術を応用したもの。
【レドックスフロー電池】レドックスとは化学の還元(Reduction)と酸化(Oxidation)を略語化したもの。以前は鉄-クロム系電解液の開発がされていたが、最近はバナジウム系の開発が行なわれている。

⑩未利用微小エネルギー電力交換
【熱電変換】未利用廃熱を熱電変換によって電気として回収するなどの技術。様々な分野で廃棄されている廃熱をリサイクルするもの。
【圧電変換】圧電体に加えられた力を電圧に変換する、または電圧を力に変化する技術。熱電変換とともに極低電力機器(アクチュエータ、センサ等)への応用が期待されている。

⑪太陽光・熱利用
【太陽光発電(色素増感など)】シリコン系材料を採用した技術だけではなく、ヨウ素溶液を介した電気化学的なセル構造を持つ色素増感太陽電池などが注目されている。
【太陽熱発電】太陽光の熱をエネルギーとして利用する発電技術。熱の吸収効率を高める素材・技術がキーのようである。
【太陽熱利用給湯】太陽熱を利用した給湯技術。暖房への応用も可能。
【太陽熱利用空調】太陽熱を利用した空調技術。
【シースルー発電】これまで屋根で採用されていた太陽光発電技術を窓などにも展開する技術。

⑫風力発電
【陸上風力発電】陸上における風力発電、日本ではこの技術が主流。
【洋上風力発電】風力(風況)の良い立地が必要なため、海外では陸上に加えて洋上風力も採用されている。
【マイクロ風力発電】少ない風力でも発電できる技術。太陽光発電とのハイブリッド化技術も進められている。

⑬地熱発電
【地熱バイナリー発電】アンモニアやペンタン・フロンなど水よりも沸点が低い媒体を熱水で沸騰させタービンを利用して発電させる技術。地熱発電のように温度が高い水蒸気でなくても発電できる技術。
【高温岩体発電】高温の岩盤(岩体)の持つ熱エネルギーを利用し発電する技術。火山国である日本では大量に高温岩盤があると言われている。
【マイクロ地熱発電】火山エネルギーによる発電技術。1kwなど小型タイプであり、九州地区のホテルにおける自家用発電にも実験・採用がなされている。

⑭海洋エネルギー利用
【波力発電】海の波浪をエネルギーとして発電する技術。日本では航路標識用電源として考えられている。
【潮汐・潮流発電】上げ潮で貯留水を満たし、引き潮で貯留水を落とす落差を利用してタービンを回して発電する技術。
【海洋温度差発電】暖かい海洋の表層と、太陽熱が伝わらずに温度がほぼ一定の水深数百mの深層の温度差を利用して発電する技術。

⑮バイオマス・廃棄物エネルギー利用
【ごみ固形化燃料(RDF:Refuse Derived Fuel)】分別ごみを固形(ペレット)燃料にする技術。現在も公共施設など広く採用されている。
【古紙廃プラ固形燃料(RPF:Refuse Paper & Plastic Fuel )】主に産業系廃棄物のうち、マテリアルリサイクルが困難な古紙及び廃プラスチック類を主原料としたもの。
【下水汚泥炭化】再資源化を目的として汚泥を炭化させ、固形燃料や土壌改良剤などに使用する技術。
【バイオマス・廃棄物直接燃焼】バイオマスや廃棄物を直接燃焼させ、熱エネルギーを発電などに利用する技術。発電効率などが課題である。
【バイオマス・廃棄物ガス化発電】例えば製材の端材などの木質バイオマスをガス化して気体燃料を取り出し、ガスエンジンで電気と熱に交換する技術。

⑯水素貯蔵
【水素貯蔵材料】燃料電池自動車などに安全で効率よく使用可能な材料技術。無機系、合金系、炭素系、有機系が候補となっている。このような材料が使用され水素貯蔵容器も研究開発されている。

⑰高効率照明
【高効率蛍光灯】新たに発光、蛍光材料などを開発し、発光効率を高める蛍光灯である。合わせて水銀による環境負荷の低減も必要になっている。
【高効率LED照明】これまで携帯電話のバックライト、信号機、自動車用ランプで使用されてきた技術を、さらに発光効率を高めたLEDを採用し照明に使用していこうとする技術。
【有機EL照明】携帯電話やTVで最近商品化されている有機ELを照明に採用していく技術。

⑱高効率給湯器・空調
【ヒートポンプ技術】日本はヒートポンプ技術の先進国と言われており注目されている。冷暖房や給湯、加湿機器類、各種生産装置など民生用だけではなく業務用・工業用にも採用しCO2の削減に貢献する技術。
【高効率ヒートポンプ給湯器】上記ヒートポンプを採用した給湯器。

⑲高性能デバイス
【SiC(炭化ケイ素)デバイス】シリコン材料デバイスに代替する炭化ケイ素デバイス。次世代自動車向けなどで注力されており、電力損失が少ないことが特徴。
【窒化物デバイス】窒化ガリウムなどに代表される半導体。シリコンやガリウム砒素と比較して高い電圧をかけてもこわれないなどの特徴がある。
【ダイヤモンドデバイス】ダイヤモンドを使用した半導体。硬度や熱伝導率がシリコンよりも優れている。
【CNT(カーボンナノチューブ)トランジスタ】微細な六角形の金網が筒状になった形のCNTを材料に使用したトランジスタ。ナノ(10億分の1m)という小さな分子構造をしており、燃料電池、ディスプレイなど幅広く応用可能な技術。

*20程度の製品・技術について調査を実施

<調査項目>

1.技術概要
(1)技術概要
(2)技術導入時のメリット
※CO2削減効果の内容など

2.ロードマップ
※市場が形成される時期の推定
※可能な場合は市場規模やコスト(価格)を把握

3.参入企業リスト
※本社所在地、担当部門所在地の把握

4.要素技術
(1)想定される仕様・スペック
(2)性能を左右する部材や材料の特定

5.技術普及における課題・ハードル
※特に材料における現状の課題を概要把握
※当該技術が普及するためのハードルは?
ご注文・その他のお問い合わせは
TEL: 03-6459-0165
FAX: 03-5408-1584
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担当:株式会社工業市場研究所 第一事業本部

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