2050年までにCO2をはじめとする温室効果ガスの排出・吸収を均衡させ、全体として排出量をゼロにする「カーボンニュートラル」達成に向け、CO2の排出量を減らす、あるいは排出したCO2を回収・貯留するだけでなく、回収したCO2を原料として有用物質を合成するなど有効に活用する技術開発が求められており、世界中で様々な取り組みや研究が進められています。
本書では、カーボンニュートラル達成に向けたCCUSに関わる世界の政策・法規制や企業・組織の動向、最新の特許情報から読み解いた各国の技術開発動向と注目される技術トレンドから、「CO2を排出時や大気中からどのように分離・回収し、どのような用途・分野で有効利用するのか」をテーマに、要素技術の開発動向とその展望について、専門家の方々より幅広くご執筆を賜りました。本書がCO2の分離回収・有効利用技術開発やその普及に携わる方のみならず、カーボンニュートラル達成に向け日々惜しみない努力を重ねられている皆様の一助となり、気候変動・環境破壊問題の解決に寄与する一冊となれば幸いです。
最後になりましたが、CO2の分離回収・有効利用技術開発とその普及に向け、第一線でご活躍されている執筆者の皆様のご理解とご協力のおかげで本書籍を出版することができました。ご多用ながらも快くお引き受け頂き、ここに感謝の意を表します。
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| 第１章 |
CCUSに関わる世界の動向 |
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| 1. | 2050年気候中立（カーボンニュートラル）達成のためのロードマップ |
| 2. | CCUSに関わる国内外の政策・法規制の動向，関連企業・組織の取り組み |
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| 第２章 |
特許情報から読み解くCO2資源化技術開発動向・技術トレンド |
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| はじめに |
| 1. | 世界の特許情報から読み解くCO2資源化技術開発動向・技術トレンド |
| 1.1 | 世界のCO2資源化技術に関する出願件数 |
| (1) 1998～2015年にかけての日米欧中韓などへの出願国別推移 |
| (2) 2016年以降の日米欧中韓などへの出願国別推移 |
| 1.2 | 2016年以降の世界のCO2資源化技術に関する主要出願人 |
| 1.3 | 世界のCO2資源化技術に関する技術分野別の推移 |
| (1) 1998年～2015 年にかけての日米欧中韓などへの技術分野別の推移 |
| (2) 2016年以降の日米欧中韓などへの技術分野別の推移 |
| (3) 2016年以降の日米欧中韓などの技術分野割合 |
| (4) 「CO2固定化（輸送・貯槽・隔離）」技術における上位IPC 別の比較 |
| (5) 「CO2有効利用（物理的利用・化学的利用・生物的利用）」技術におけるIPC別の比較 |
| 2. | まとめ |
| おわりに |
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| 第３章 |
CO2の分離・回収技術 |
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| 第1節 | CO2 の分離・回収技術概論 |
| はじめに |
| 1. | CO2分離回収源の技術的整理 |
| 1.1 | 被分離ガス中のCO2濃度 |
| 1.2 | プロセスへの分離回収の適用 |
| 2. | 分離回収方法の技術的整理 |
| 3. | 分離回収のコスト |
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| 第2節 | 多孔性材料によるCO2分離回収技術の開発動向 |
| はじめに |
| 1. | CO2分離・回収技術 |
| 2. | 吸着剤の候補 |
| 2.1 | 炭素系材料 |
| 2.2 | シリカ／ゼオライト |
| 2.3 | MOF |
| おわりに |
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| 第3節 | 高分子膜によるCO2の分離・回収技術開発動向 |
| はじめに |
| 1. | 高分子膜によるガス分離の基礎 |
| 1.1 | 高分子膜のガス透過と分離性 |
| 1.2 | 高分子材料の製膜技術と膜モジュール |
| 1.2.1 | 複合膜および非対称膜 |
| 1.2.2 | 中空糸膜モジュールとスパイラル膜モジュール |
| 1.3 | 分離膜の性能評価項目 |
| 1.3.1 | 透過係数とパーミアンス |
| 1.3.2 | 理想分離係数と分離係数 |
| 1.3.3 | 圧力比と透過ガス濃度 |
| 1.3.4 | 膜分離プロセスとモジュール内の流れ |
| 1.3.5 | ステージカットと回収率 |
| 2. | CO2分離回収に要求される分離膜の性能 |
| 2.1 | 単純な向流膜モジュールでの試算 |
| 2.2 | 分離係数50の分離膜の可能性 |
| 3. | 高分子膜のCO2分離性能 |
| 3.1 | 高分子膜のCO2/N2透過分離性能 |
| 3.2 | ポリエチレンオキサイド（PEO）系分離膜 |
| 3.3 | MMM（Mixed Matrix Membrane） |
| 3.4 | 他の高分子素材 |
| おわりに |
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| 第4節 | 炭素膜によるCO2の分離・回収技術開発動向 |
| はじめに |
| 1. | 炭素膜の基礎 |
| 2. | 炭素膜のガス透過分離特性 |
| 3. | 炭素膜のCO2分離性能 |
| おわりに |
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| 第5節 | 燃焼排ガスおよび大気中CO2回収技術への冷熱の利用 |
| はじめに |
| 1. | 処理対象ガス冷却式CO2分離回収技術 |
| 2. | クライオジェニックポンピングによる圧力スイング型化学吸収法による低濃度CO2の分離回収 |
| 2.1 | プロセスの概要 |
| 2.2 | 燃焼排ガスを対象とするCryo-Capture |
| 2.3 | 冷熱を利用する大気中CO2直接回収「Cryo-DAC」 |
| 2.4 | Cryo-DAC を想定した大気中CO2吸収塔の概念設計 |
| おわりに |
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| 第6節 | 海水電解によるCO2の持続的固定化技術の開発動向と今後の展望 |
| はじめに |
| 1. | CO2固定サイトとしての海水 |
| 2. | 海水電解によるCaCO3の生成 |
| 3. | CO2固定に向けた海水電解の条件 |
| 4. | 持続的なCO2固定のための電極開発 |
| おわりに |
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| 第4章 |
CO2の有効利用技術 |
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| 第1節 | CO2の利用技術概論 |
| 1. | カーボンリサイクル技術ロードマップ |
| 2. | CO2分離回収貯留（CCS） |
| 2.1 | CCSの概観 |
| 2.2 | CCSの事業とコスト |
| 2.2.1 | 事業コスト全体の概観 |
| 2.2.2 | 輸送 |
| 2.2.3 | 圧入・貯留・モニタリング |
| 3. | CO2分離回収利用（CCU） |
| 3.1 | エネルギー貯蔵技術としての水素およびカーボンリサイクル |
| 3.2 | 炭素のマテリアル利用産業 |
| 3.3 | 水素とカーボンリサイクルメタンのコスト |
| 3.4 | 水素に依存しないCO2固定化法と負の排出技術 |
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| 第2節 | CO2の化学的利用技術とCO2直接利用の脂肪族ポリカーボネート製造技術 |
| はじめに |
| 1. | CO2の化学的利用の代表例と工業規模での実施 |
| 2. | CO2の化学的利用のその他の例（開発途上にある化学変換手法も含む） |
| 3. | CO2とエポキシドの共重合による脂肪族ポリカーボネート合成 |
| 3.1 | CO2とエポキシドの交互共重合（概略） |
| 3.2 | CO2 - エポキシド交互共重合体（CO2由来脂肪族ポリカーボネート）の性質 |
| 3.3 | CO2 - エポキシド交互共重合体の工業規模での製造 |
| 3.4 | CO2 - エポキシド交互共重合体のガラス転移温度の向上をめざした研究 |
| おわりに |
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| 第3節 | CO2を原料とする多孔性ハイブリッド材料の合成技術 |
| はじめに |
| 1. | 多孔性金属錯体（MOF/PCP） |
| 2. | ボロハイドライドを用いたCO2由来MOF合成 |
| 3. | アミンを用いたCO2由来MOF合成 |
| おわりに：CO2由来MOFの可能性と展望 |
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| 第4節 | CO2有効利用のための非在来型低温作動プロセス |
| はじめに |
| 1. | Cu-In2O3を用いたRWGS-CL |
| 2. | 電場印加触媒によるメタンドライリフォーミング反応 |
| 3. | サバティエ反応 |
| おわりに |
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| 第5節 | CO2資源化触媒プロセスの高効率・低コスト化に寄与するプラズマ科学 |
| 1. | はじめに |
| 1.1 | プラズマ化学と低炭素技術 |
| 1.2 | プロセスプラズマの分類と応用 |
| 2. | 無触媒プラズマ技術 |
| 2.1 | CH4の熱プラズマ分解反応 |
| 2.2 | CO2の直接分解反応 |
| 3. | 触媒とプラズマの複合反応 |
| 3.1 | プラズマ触媒の反応装置 |
| 3.2 | 触媒有効係数 |
| 3.3 | 比投入エネルギーと効率 |
| 4. | 応用事例の紹介 |
| 4.1 | CH4/CO2改質反応 |
| 4.2 | 流動層プラズマ反応 |
| 4.3 | CO2メタネーション反応 |
| 4.4 | オートメタネーション反応 |
| 5. | おわりに |
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| 第6節 | 人工光合成によるCO2有効利用技術の開発動向 |
| はじめに |
| 1. | 人工光合成の原理 |
| 2. | 人工光合成の方法 |
| 3. | 最近の研究開発動向 |
| 3.1 | 光触媒 |
| 3.2 | 光電気化学 |
| 3.3 | CO2還元触媒 |
| おわりに |
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| 第7節 | CO2の炭酸塩鉱物化による有効利用技術 |
| はじめに |
| 1. | 原理と現状の課題 |
| 2. | 国内外の実証・実用化事例および研究の動向 |
| 3. | 今後の展望 |
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| 第8節 | 施設園芸・植物工場におけるCO2施用技術と利用事例 |
| はじめに |
| 1. | 施設園芸におけるCO2施用設備 |
| 1.1 | 施設園芸用CO2発生装置によるCO2施用 |
| 1.2 | 給湯器を利用したCO2施用 |
| 1.3 | LPG ボイラーの排気によるCO2施用 |
| 1.4 | 液化炭酸ガスを利用したCO2施用 |
| 1.5 | 暖房機排気CO2の貯蔵と施用 |
| 1.6 | 送風設備 |
| 1.7 | 制御装置 |
| 2. | 施設園芸におけるCO2施用方法 |
| 2.1 | 換気時のゼロ濃度差施用法 |
| 2.2 | 密閉時の高濃度施用と制御技術 |
| 3. | 大規模施設園芸・植物工場におけるCO2施用 |
| 3.1 | 次世代施設園芸での施設設備とCO2利用 |
| 3.2 | 佐賀市清掃工場での排熱・排CO2の再利用と，JA全農の「ゆめファーム全農プロジェクト」 |
| おわりに |
