「CO2を使って合成燃料を作るプラントが誕生どのような用途が」について
「CO2を使って合成燃料を作るプラントが誕生どのような用途が」
CO2を原料とした合成燃料の製造プラントが誕生し、環境に配慮した新たなエネルギー源として注目を集めています。この革新的な技術は、気候変動対策と持続可能なエネルギー供給の両立を目指す重要な取り組みの一つです。本記事では、CO2由来の合成燃料の製造プラントとその多様な用途について詳しく解説します。
CO2からの液体合成燃料一貫製造プロセス技術の研究開発に着手 | テック・アイ技術情報研究所
目次
1. CO2由来合成燃料の概要
2. 製造プラントの仕組みと特徴
3. 合成燃料の主な用途
- 自動車燃料
- 航空機燃料
- 産業用燃料
4. 環境への影響と期待される効果
5. 課題と今後の展望
1. CO2由来合成燃料の概要
CO2由来合成燃料は、大気中の二酸化炭素（CO2）と水素（H2）を原料として人工的に作られる炭化水素化合物の燃料です。この燃料は「人工的な原油」とも呼ばれ、その成分は化石燃料である原油に非常に近い特徴を持っています[3]。
合成燃料の生成には、主にフィッシャー・トロプシュ合成法（FT法）が用いられます。この方法では、CO2をCO（一酸化炭素）に転換し、触媒反応を使ってCOとH2を反応させて炭化水素を合成します[3]。
2. 製造プラントの仕組みと特徴
CO2由来合成燃料の製造プラントは、主に以下の工程で構成されています：
1. CO2の回収：発電所や工場の排気ガス、バイオマスの燃焼、またはDAC（Direct Air Capture）法により大気中からCO2を直接回収します[3]。
2. 水素の生成：主に「グリーン水素」と呼ばれる、再生可能エネルギーを用いた水の電気分解によって水素を生成します[3]。
3. 合成：FT法を用いて、回収したCO2と生成した水素から合成燃料を製造します[3]。
このプラントの特徴は、大気中のCO2を原料として使用することで、カーボンニュートラルな燃料生産が可能となる点です。
3. 合成燃料の主な用途
自動車燃料
CO2由来合成燃料は、既存のガソリン車やディーゼル車にそのまま使用できる可能性があります。これにより、車両の大規模な改修や新たなインフラ整備を必要とせず、CO2排出量の削減が期待できます。
航空機燃料
航空業界では、電動化が難しい長距離飛行機向けの代替燃料として、CO2由来合成燃料の利用が検討されています。従来のジェット燃料と同等の性能を持ちながら、CO2排出量を大幅に削減できる可能性があります。
産業用燃料
製鉄所や化学プラントなど、高温プロセスを必要とする産業分野でも、CO2由来合成燃料の利用が期待されています。これらの産業では電化が困難な場合が多いため、合成燃料は重要な脱炭素化の選択肢となり得ます。
4. 環境への影響と期待される効果
CO2由来合成燃料の最大の利点は、大気中のCO2を再利用することで、新たなCO2排出を抑制できる点です。理論上、燃焼時に排出されるCO2は製造時に使用したCO2と同量であるため、カーボンニュートラルな燃料として機能します[1][3]。
また、既存のインフラや車両をそのまま利用できるため、急激な変化を必要とせず、段階的な脱炭素化を進められる可能性があります。これにより、環境負荷を軽減しつつ、経済的な移行が可能となります。
5. 課題と今後の展望
CO2由来合成燃料の実用化に向けては、いくつかの課題が存在します：
1. 製造コスト：現状では従来の化石燃料に比べて製造コストが高く、経済性の向上が必要です。
2. エネルギー効率：合成プロセスにおけるエネルギー効率の改善が求められています。
3. 大規模生産：商業化に向けて、大規模な生産技術の確立が必要です。
4. CO2回収技術：より効率的かつ低コストなCO2回収技術の開発が重要です[3]。
今後は、これらの課題を克服するための技術革新や政策支援が期待されます。また、再生可能エネルギーの普及と合わせて、CO2由来合成燃料の役割がさらに重要になると考えられます。持続可能な社会の実現に向けて、この技術の発展が注目されています。
Citations:
[1] https://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%8C%E9%85%B8%E5%8C%96%E7%82%AD%E7%B4%A0
[2] https://kids.gakken.co.jp/kagaku/eco110/ecology0044/
[3] https://spaceshipearth.jp/synthetic-fuel/
[4] https://www.nri.com/-/media/Corporate/jp/Files/PDF/knowledge/publication/region/2024/05/2_no002.pdf?hash=DD3C0A4623C2FEC10575212BB7C23EE0F4370DCC&la=ja-JP
[5] https://www.cmcbooks.co.jp/products/detail.php?product_id=115629
[6] https://energy-shift.com/news/88ccd709-b875-4080-a435-1aded1ddbafb
[7] https://www.wsew.jp/hub/ja-jp/blog/article_58.html
[8] https://www.enecho.meti.go.jp/about/special/johoteikyo/why_gosei_nenryo.html
電動化が難しい乗り物に使用可能だが、具体的にどんな乗り物か
CO2由来の合成燃料は、電動化が難しい様々な乗り物に使用可能です。具体的には以下のような乗り物が挙げられます：
航空機
長距離飛行機は、合成燃料の最も重要な用途の一つです[3]。航空機は以下の理由から電動化が困難です：
- バッテリーの重量が大きすぎる
- 長距離飛行に必要な電力を蓄えられない
- 高高度での低温環境下でのバッテリー性能低下
合成燃料は既存のジェットエンジンでそのまま使用できるため、航空業界の脱炭素化に大きく貢献する可能性があります。
大型船舶
海運業界も電動化が難しい分野の一つです。大型貨物船や長距離航行する船舶には、以下の理由から合成燃料が適しています：
- 長距離航行に必要な大容量バッテリーの搭載が困難
- 洋上での充電インフラ整備が難しい
- 既存のエンジンシステムを活用できる
大型トラック
長距離輸送を行う大型トラックも、合成燃料の重要な用途となります：
- 重量物輸送に必要な出力を電気モーターで確保するのが難しい
- 長距離走行に必要なバッテリー容量の確保が困難
- 充電時間の長さが運用効率を下げる
合成燃料を使用することで、既存のディーゼルエンジンをそのまま活用しつつ、CO2排出量を削減できる可能性があります。
これらの乗り物は、重量や航続距離の制約から完全な電動化が難しいため、CO2由来の合成燃料が脱炭素化への重要な選択肢となります。合成燃料は既存のエンジンシステムとの互換性が高く、インフラの大規模な変更を必要としないという利点もあります。
Citations:
[1] https://www.shindengen.co.jp/column/vol10/
[2] https://www.kendall.jp/post/kendalllab_64
[3] https://spaceshipearth.jp/synthetic-fuel/
[4] https://www.nri.com/-/media/Corporate/jp/Files/PDF/knowledge/publication/chitekishisan/2022/02/cs20220207.pdf?hash=ADF5F0F1B86B08533AA68C473FBD78615CCFD67E&la=ja-JP
[5] https://www.wsew.jp/hub/ja-jp/blog/article_58.html
[6] https://www.nri.com/-/media/Corporate/jp/Files/PDF/knowledge/publication/region/2024/05/2_no002.pdf?hash=DD3C0A4623C2FEC10575212BB7C23EE0F4370DCC&la=ja-JP
[7] https://solar-mate.jp/blog/next-generation-eco-fuel/
[8] https://newswitch.jp/p/39910
