回収したCO2を資源にする「メタネーション」が火力発電やガス業界に与える影響は？
パリ協定で定められた「世界の気温上昇を産業革命前に比べ1.5度までに抑える」を達成するための指標として、先進国では「2050年までにCO2排出量をゼロにする」ことが目標になっています。これがいわゆるカーボンニュートラルですが、日本でも段階的な目標として2030年までにCO2排出量を46％削減することを目指しています。TOMORUBAの連載「カーボンニュートラル達成への道」では、各業界がどのように脱炭素に向けた取り組みをしているのか追いかけていきます。
今回のテーマは「メタネーション」です。聞きなれない言葉ですが、火力発電や都市ガスインフラのプレイヤーがカーボンニュートラルを目指す上で必ず話題にあがる新技術です。大手インフラ系企業が数多く参入しているメタネーション技術とは何か、そして何が優れているのかを解説します。
メタネーションは火力発電で排出したCO2をメタンとして生まれ変わらせる技術
メタネーションとは回収した二酸化炭素（CO2）と水素（H2）を合成してメタン（CH4）を生成し、合成メタンとしてガス燃料に利用する技術のことです。
主に化石燃料を使った火力発電で発生したCO2を回収して活用することを想定している技術で、合成メタンを燃焼して排出されたCO2は回収されたCO2と相殺されます。つまり、大気中に新たにCO2を発生させずにエネルギーとして活用できることから、カーボンニュートラルを実現するために欠かせない技術として注目を集めています。
メタネーションは既存の都市ガスインフラをそのまま利用できる
メタネーションの仕組みを簡単に解説します。メタネーションにはCO2とH2が必要で、CO2は前述したように火力発電で排出されたCO2を回収して使います。H2を生成するには水（H2O）を電気分解するのですが、この電気分解の電力は風力や太陽光などの再エネでまかないます。CO2とH2は合成プラントで合成メタンに生成されます。
出典：CO2を有効利用するメタン合成試験設備を完成、本格稼働に向けて試運転開始 | プレスリリース | NEDO
メタネーションが期待されている最も大きな理由のひとつは、合成メタンが既存の都市ガスのインフラをそのまま利用できることです。合成プラントで生成された合成メタンはパイプラインやタンクローリーで運ばれ、そのまま民生や産業で都市ガスとして使われます。
資源エネルギー庁の成長戦略に盛り込まれるメタネーション
経済産業省の資源エネルギー庁は2021年6月に閣議決定された成長戦略のうち、グリーン社会の実現を目指す「グリーン成長戦略」において次世代熱エネルギー産業としてメタネーションの技術開発を盛り込んでいます。
資料内では合成メタンは「熱需要に必要なガスの脱炭素化において鍵」となると言及されています。
出典：ガスのカーボンニュートラル化を実現する「メタネーション」技術
また、同資料ではメタネーションのマイルストーンとして「2030年までに利用開始を目指す。2050年には、既存のガス供給インフラにおいて合成メタンを90％利用し、水素直接利用等の手段と合わせて、ガスの脱炭素化達成を目指す。」と明記されています。
東京ガス、日立など大手が続々メタネーションに参入
前述のマイルストーンのとおり、現在はメタネーションの技術開発や実証実験が進行しています。いくつか取り組みを紹介します。
国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）は2019年10月、国際石油開発帝石と日立造船と共に、メタンを合成する試験設備を完成させています。2024年には実証実験の規模を大きくし、INPEXと大阪ガスが一般家庭約1万世帯分をカバーできる予定で、成功すれば世界最大規模の取り組みとなります。
参照ページ：CO2を有効利用するメタン合成試験設備を完成、本格稼働に向けて試運転開始 | プレスリリース | NEDO
参照ページ：CO２再利用の都市ガス製造 実証へ | 新潟日報デジタルプラス
また、東京ガスは2022年3月、横浜テクノステーションにて、メタネーション施設を開所しています。実証試験は再生可能エネルギー由来の電力調達から合成メタンの製造・利用までの一連の技術・ノウハウの獲得、各装置の実力値や課題の把握、システム全体での効率等の知見獲得を目的に実施するとのことです。具体的なマイルストーンは提示されていませんが、早期の実証実験開始と実用化を目指すとしています。
参照ページ：東京ガス ： 脱炭素社会の実現に向けて◆メタネーション実証試験を開始
【編集後記】環境付加価値を顕在化させることが重要
排出されるCO2を回収できるメタネーションにも課題があります。H2を生成するための発電や、合成メタンを生成する工程の多さなどから、コストの低減が目下の課題ですが、コストが下がり切ったとしても化石燃料由来のメタンの方が安価になる可能性は十分にあります。
その場合、重要になるのは環境付加価値を顕在化させることでしょう。合成メタンは「燃料」としての価値だけでなく、環境に貢献しているため「環境付加価値」も持っています。この環境付加価値が適切に評価される土壌を作れば、コスト以外にもメタネーションが選ばれる理由になるはずです。
（TOMORUBA編集部 久野太一）
■連載一覧
第1回：地球の持続可能性を占うカーボンニュートラル達成への道。各国の目標や関連分野などの基礎知識
第2回：カーボンニュートラルに「全力チャレンジ」する自動車業界のマイルストーンとイノベーションの種
第3回：もう改善余地がない？カーボンニュートラル達成のために産業部門に課された高いハードルとは
第4回：カーボンニュートラル実現のために、家庭や業務はどう変わる？キーワードは省エネ・エネルギー転換・データ駆動型社会
第5回：圧倒的なCO2排出量かつ電力構成比トップの火力発電。カーボンニュートラルに向けた戦略とは
第6回：カーボンニュートラルに向けた原子力をめぐる政策と、日本独自の事情を加味した落とし所とは
第7回：カーボンニュートラルに欠かせない再生可能エネルギー。国内で主軸になる二つの発電方法
第8回：必ずCO2を排出してしまうコンクリート・セメントを代替する「カーボンネガティブコンクリート」とは？
第9回：ポテンシャルの高い洋上風力発電がヨーロッパで主流でも日本で出遅れている理由は？
第10回：成長スピードが課題。太陽光・風力発電の効果を最大化する「蓄電池」の現状とは
第11回：ロシアのエネルギー資源と経済制裁はカーボンニュートラルにどのような影響を与えるか？
第12回：水素燃料電池車（FCV）は“失敗”ではなく急成長中！水素バス・水素電車はどのように社会実装が進んでいる？
第13回：国内CO2排出量の14％を占める鉄鋼業。カーボンニュートラル実現に向けた課題と期待の新技術「COURSE50」とは
第14回：プラスチックのリサイクルで出遅れる日本。知られていない国内基準と国際基準の違いとは
第15回：カーボンニュートラルを実現したらガス業界はどうなる？ガス業界が描く3つのシナリオとは
