ジー子さん、今日はカーボンニュートラルビジョン実現のための重要な技術の一つである「メタネーション」について話を伺いましょう。

うち、そもそもそれが何かようわかってないんやけど。

都市ガスは主にメタン(CH4)からできていて、現在、Daigasグループではその原料に天然ガスを用いています。メタネーションとは、天然ガスの代わりに「水素(H2)」と「二酸化炭素(CO2)」を使って、メタンを作りだす技術です。

天然ガスを使った場合とどういう違いがあるのですか？

メタネーションの場合は、工場などから排出されるCO2を再利用します。メタネーションで作り出した都市ガスを燃やして使う時にはまたCO2が出ますが、このCO2排出量と、ガスを作り出す時のCO2回収量が同じ量になって相殺されるのです。このアニメーションのようなイメージです。

プラスマイナスでゼロ･･･。つまり、CO2の排出が実質ゼロになるということですね！

その通りです！ 国が目指す「カーボンニュートラル」に貢献するものと言えます。しかもガスの作り方は変わっても、ガスを貯めておくガスホルダーやガス導管といったガス供給設備や、ご家庭などにあるガス機器はそのまま活用できるので、お客さまにはこれまで通りガスをお使いいただけ、効率的にカーボンニュートラルを実現できるんです。

今まで通りガスをつかってたら、いつの間にかカーボンなんとかができてるなんて！うち、そういう考え方好き。

ところで、Daigasグループには「革新的」なメタネーション技術があるとお聞きしました。

よく覚えていてくれました！ メタネーションという技術は以前より各社で開発されてきたのですが、水(H2O)を再エネ電力などで電気分解することによって、いったん水素(H2)を作り出し、その水素とCO2を反応させることでメタン(CH4)を作り出すという、いわば2段階の合成方式です。図解をすると、このようになります。

もちろんこの従来型のメタネーションもカーボンニュートラル化には十分有効です。Daigasグループでも、生ごみから発生させたバイオガスに含まれているCO2成分をメタンに変換するメタネーションの実証を、2025年の大阪・関西万博で活用するよう万博協会^＊へ提案しています。

• ＊公益社団法人2025年日本国際博覧会協会

生ごみ活用、ええやんか。でも「革新的」なメタネーション技術いうやつは、もっとすごいんやな？

そう、その名も「SOECメタネーション」と言います。このSOECというのは「Solid oxide electrolysis cell」の略で、「固体酸化物型電解セル」と訳すことができます。SOECメタネーションの装置は、SOEC電解装置とメタン合成装置の2つから構成されています。こちらのアニメーションを見てください。

まず、SOEC電解装置にCO2と、水を加熱してできた水蒸気(H2O)を入れ、そこに再エネ電力を加えると、電気分解されて酸素(O2)が抜き取られ、結果的に「一酸化炭素(CO)」と「水素(H2)」が生成されます。それらをメタン合成装置に送り込むと、反応を促す触媒上で結びつき、更に「メタン(CH4)」と「水(H2O)」に分解されるというしくみです。メタンは都市ガスの原料として使われ、水は再び循環されます。加えて、メタン合成装置内で反応する時に熱が発生するのですが、この反応熱はボイラーで水を加熱するのに有効活用することができます。

何ともうまくできたしくみですね！ CO2と水にエネルギーを加えて･･･。どこかで聞いたような･･･。

そうなんです、植物の光合成に似ているんです。CO2と水という原料に太陽エネルギーを加えることにより、燃料の素になるブドウ糖や炭水化物と酸素を生み出す。最後にできあがるものこそ違いますが、しくみや、CO2を有効利用する役割は似ていますね。

で、そのSOECちゅうやつはどこが革新的なん？

よくぞ聞いてくれました！ 従来型のメタネーションは、反応の性質上、水素を作り出したりメタンを作り出す時に発生した熱は捨てるしかないため、結果的に再エネ電力のメタンへの変換効率が55～60％という低いレベルにとどまっていました。一方、SOECメタネーションでは、SOEC電解装置自体が高効率で電気分解するしくみであることと、メタン合成装置で発生した熱を有効利用することで、変換効率が85～90％になると期待されているんです。

なるほど！より効率よくメタンを作れるんですね。そうすると必要な電力も少なくて済みますね！ それは確かに革新的だ。

実はDaigasグループでは、SOECメタネーションを、さらに一歩先へ進める研究開発にもチャレンジしていまして･･･。

何や、もっとすごいんかいな。

はい。実用化への道を拓く技術です。それについては次回、SOEC電解装置とメタン合成装置、それぞれの技術開発を担当している若い技術者2人からご説明しましょう。津田くんと則岡くんです。では2人にバトンタッチということで、私はここで失礼しますね。オー太くん、ジー子ちゃん、また！

はい！ 大西さん、今日はわくわくする話をありがとうございました！