サマリー

レポート概要

燃焼時にCO2を排出しない水素とアンモニアが注目を集めている。その製造過程でCO2を一切排出しない再エネによる水の電気分解への期待が高まっているのが背景にある。

水素は、現在FCVや石油精製プロセス等で利用され、2030年の商用化を目指し、大規模な水素導入を可能とする国際水素サプライチェーン構築に関する技術開発等が行われている。各社は、将来の水素エコノミーを実現する上で、グリーン水素とブルー水素のどちらを優先的に扱うか検討、開発している。

アンモニアは、肥料を中心に原料アンモニア市場が存在しており、供給インフラには既存技術が活用可能である。近年では燃料としての研究開発も進んでおり、火力発電や工業炉、船舶などへの直接利用の可能性も高まっている。特に火力発電への直接利用では、アンモニア専焼によって発電設備からのCO2排出抑制に大きな効果が期待されている。アンモニアと石炭は混焼が容易であることから、まずは石炭火力発電への利用が見込まれている。

また、CO2とH2を合成して製造される合成燃料の注目度も高まってきた。ドイツではP2Xとして電解水素を利用した逆シフト反応（電解合成）およびFT合成法も含めた研究開発が進められている。一方で、CO2電解、共電解、直接合成（Direct-FT）は効率の向上が課題であり、いまだ研究開発段階である。これらの技術の確立によって製造効率の飛躍的な向上が期待される。

さらに、バイオ燃料の関心が再燃している。ガソリンに混ぜるバイオエタノールの消費量では米国とブラジルが突出するが、各国で次世代バイオ燃料の開発が進む。なかでも、現行のガソリンや軽油、ジェット燃料と同類の炭化水素化合物の「ドロップイン(drop-in)燃料」の開発が、欧米を中心に盛んである。

一方、日本国内では微細藻類を使ったバイオジェット燃料を、2030年に既存のジェット燃料と同等レベル（現在の1,600円／Lから100～200円／L）までのコスト低減を目指している。

本レポートでは、水素、アンモニア、合成燃料、バイオ燃料に焦点を合わせたカーボンニュートラル燃料業界を分析した。今後の展開を見据えたうえでの次世代ビジネスにつながるレポートになっている。

■　編集発行：（株）シーエムシー・リサーチ　

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目次

第Ⅰ編　水素　
　　
第1章　水素製造
1.　概要
2.　グリーン水素 vs ブルー水素
3.　産業別の水素発生工程
　3.1　概要
4.　水の電気分解（水電解）
　4.1　概要
5.　業界分析
6.　主な水素製造システム
　6.1　アルカリ水電解システム
　　①　トクヤマ
　　②　トヨタ,トクヤマ
　　③　旭化成
　　④　日本触媒
　6.2　固体高分子水電解システム
　　①　神鋼環境ソリューション
　　②　三菱重工業
　　③　Hydrogen Pro
　　④　日立造船
　　⑤　三菱化工機
　　⑥　IHI
　　⑦　Jパワー
　　⑧　岩谷産業
　　⑨　戸田建設,ジャパンブルーエナジー
　　⑩　昭和電工
　　⑪　日本触媒
　　⑫　AGC
　　⑬　Solvay
　　⑭　東京工業大学
　　⑮　京都大学
　　
第2章　世界の水素産業
1.　ドイツ
　1.1　概要
　1.2　Power to Gas
　1.3　水電解装置に関するプロジェクト
　1.4　h2 Herten
　1.5　ALIGN CCUS
　1.6　ドイツの水素戦略
　1.7　Baden-Württemberg（BW）州
2.　EU
3.　カナダ
4.　米国
　4.1　概要
　4.2　カリフォルニア州
　4.3　カリフォルニア州ランカスター市
5.　ノルウェー　
6.　フランス　
7.　サウジアラビア　
8.　韓国
9.　中国
　9.1　概要
　9.2　長江デルタ水素ベルト建設発展計画
10.　インド　
11.　インドネシア　
12.　オーストラリア
13.　日本
　13.1　概要
　13.2　NEDOの取り組み
　13.3　水素バリューチェーン推進協議会
　　
第3章　水素製鉄法
1.　概要　
2.　業界分析　
3.　COURSE50　
4.　欧州の取り組み
5.　企業動向
　①　神戸製鋼所、ArcelorMittal
　②　Midrex Technologies
　③　BHPグループ
　④　日本製鉄、Rio Tinto
　⑤　日本製鉄
　⑥　Rio Tinto
　⑦　Liberty Steel、Paul Wurth、SHS
　⑧　Thyssenkrupp
　⑨　豊田通商
　　
第4章　水素貯蔵材料
1.　概要　
2.　高圧水素タンク
3.　CFRP　製圧力容器
　3.1　概要
　3.2　CFRP蓄圧器の開発
4.　低圧タンク（ボンベ）　
5.　炭素系材料
6.　有機系水素化物（有機ハイドライド）　
7.　錯体系水素化物　
8.　液体水素
9.　アンモニア
10.　水素吸蔵合金
　10.1　概要
　10.2　水素吸蔵合金の仕組み
　10.3　水素吸蔵合金の現状システムの性能
11.　企業動向
　①　神戸製鋼所
　②　川崎重工業
　③　ENEOS
　④　共和電業
　⑤　サムテック
　⑥　野村鍍金
　⑦　日本重化学工業
　⑧　清水建設
　⑨　Faurecia
　⑩　東レ
　⑪　宇部興産
　⑫　ミズノテクニクス
　⑬　ILJIN Composites
　⑭　日本曹達
　⑮　NOK、産業技術総合研究所
12.　ENEOSグループの水素サプライチェーン構想
13.　千代田化工建設の水素サプライチェーン構想
14.　川崎重工業の水素エネルギーチェーン構想
　　
第5章　水素ステーション
1.　概要　
2.　水素ステーションの構成　
3.　業界分析
4.　国内の水素ステーションの動向と水素価格　
5.　水素ステーションのコスト
6.　企業動向
　①　川崎重工業
　②　東邦ガス
　③　東京ガス
　④　IHI
　⑤　三菱化工機
　⑥　岩谷産業
　⑦　ENEOSグループ
　⑧　日本エア・リキード
　⑨　東芝エネルギーシステムズ
　⑩　豊田通商
　⑪　日本酸素ホールディングス
　⑫　トヨタ、ホンダ、Shell
　⑬　光南工業
　⑭　出光興産
　⑮　伊藤忠エネクス
　⑯　トキコシステムソリューションズ
　⑰　現代重工業グループ
　⑱　日鉄住金パイプライン＆エンジニアリング（日鉄P&E）
　⑲　産業技術総合研究所
7.　水素ステーション用の圧縮機
　7.1　概要
　7.2　業界分析
　7.3　企業動向
　　①　加地テック
8.　エアコンプレッサーおよび水素循環ポンプ
　8.1　企業動向
　　①　豊田自動織機
　　②　キッツ
　　③　山武
　　④　タツノ
9.　樹脂製高圧水素用ホース
　9.1　概要
　9.2　企業動向
　　①　岩谷瓦斯
　　②　日本合成化学工業
　　③　横浜ゴム
　　
第Ⅱ編　アンモニア
　　
第1章　燃料アンモニア
1.　概要　
2.　燃料アンモニアの需要
3.　燃料アンモニア利用によるCO2削減と消費量　
4.　業界分析
5.　経済産業省　
6.　NEDO　
7.　発電コスト（水素、アンモニア）
8.　水素のエネルギーキャリアとしてのアンモニア
9.　開発動向
　①　JERA
　②　JERA、IHI
　③　大阪ガス
　④　出光興産、IHI
　⑤　IHI
　⑥　三菱パワー
　⑦　澤藤電機、木村化工機、岐阜大学
　⑧　中外炉工業
　⑨　Jパワー、中外炉工業
　⑩　三菱ガス化学
　⑪　トヨタエナジーソリューションズ
　⑫　PT Panca Amara Utama（PAU)
　⑬　三菱商事
　⑭　JOGMEC、伊藤忠商事、東洋エンジニアリング、イルクーツク石油
　⑮　東北大学
10.　石炭ガス化複合発電（IGCC）
　10.1　概要
　10.2　IGCCの特徴
　10.3　ガス精製設備
　10.4　湿式ガス精製方式
　10.5　乾式ガス精製方式
　10.6　業界分析
　　
第2章　CO2フリーアンモニア
1.　概要　
2.　業界分析（ブルーアンモニア）
3.　開発動向
　①　東洋エンジニアリング
　②　IHI
　③　伊藤忠商事
　④　三菱商事
　⑤　三井物産、CF Industries
　⑥　三井物産
　⑦　丸紅
4.　業界分析（グリーンアンモニア）　
5.　グリーンアンモニア電解合成
6.　開発動向
　①　Air Products、CWA Power、NEOM
　②　Yara International
　③　カリファ工業団地アブダビ（KIZAD）
　④　韓国産業通商資源省、韓国エネルギー技術研究院
　⑤　ThyssenKrupp Uhde Chlorine Engineers
　⑥　日揮ホールディングス
　⑦　旭化成、日揮ホールディングス
　⑧　商船三井、Origin Energy
　⑨　IHI、丸紅、Woodside Energy
　⑩　日立造船、レノバ
　⑪　Haldor Topsoe
　⑫　大阪ガス、Starfire Energy
　⑬　三菱重工業
　⑭　Starfire Energy
　⑮　Jパワー
　　
第3章　アンモニア合成用触媒
1.　概要　
2.　業界分析
3.　開発動向
　①　日揮、産業技術総合研究所
　②　日本触媒
　③　フルヤ金属
　④　味の素
　⑤　つばめBHB
　⑥　日本郵船
　⑦　東京大学
　⑧　東京工業大学
　⑨　東京都市大学
　⑩　大阪大学
　⑪　京都大学
　⑫　北京大学
　⑬　京都大学、名古屋大学
　　
第4章　アンモニア燃料船
1.　概要　
2.　業界分析　
3.　ShipFCコンソーシアム
4.　AEngineプロジェクト（Ammonia-fuelled engine）
5.　先進カーボン回収技術（英国）
6.　「次世代船舶の開発」プロジェクト
7.　開発動向
　①　Wartsila
　②　NCE Maritime CleanTech
　③　川崎重工業
　④　日本郵船、IHI原動機、日本海事協会
　⑤　日本郵船、日本シップヤード、日本海事協会
　⑥　商船三井
　⑦　MAN Energy Solutions（MAN）
　　
第5章　アンモニアの用途別動向
1.　農業用肥料　
2.　化学工業　
3.　発酵原料　
4.　半導体向け高純度アンモニア
5.　火力発電所向け脱硝
6.　開発動向
　①　Yara International
　②　CF Industries
　③　Nutrien
　④　PhosAgro
　⑤　Pivot Bio
　⑥　宇部興産
　⑦　味の素
　⑧　京都大学
　⑨　昭和電工
　⑩　住友化学
　⑪　日本触媒
　⑫　日揮
　⑬　つばめBHB
　　
第Ⅲ編　合成燃料　
　　
第1章　合成燃料
1.　概要　
2.　液体合成燃料の製造プロセス　
3.　業界分析
4.　液体合成燃料のエネルギーとしての特徴　
5.　合成燃料の課題（コスト）
6.　資源エネルギー庁
　　
第2章　合成メタン
1.　概要　
2.　業界分析（メタネーション）　
3.　業界分析（Power to Gas）
4.　日本・及び欧米の取組の方向性　
5.　年間のCO₂利用量
6.　HELMETHプロジェクト　
7.　jupiter1000プロジェクト
8.　開発動向（メタネーション）
　①　大阪ガス
　②　INPEX（旧;国際石油開発帝石）
　③　IHI
　④　日立造船
　⑤　東京ガス
　⑥　産業技術総合研究所
　⑦　Audi
　⑧　MAN Energy Solutions
　⑨　MicrobEnergy
　⑩　岩谷産業
　⑪　JFEエンジニアリング
　⑫　古河電気工業
　⑬　早稲田大学
9.　開発動向（Power to Gas）
　①　東芝エネルギーシステムズ
　②　商船三井テクノトレード、大陽日酸、神鋼環境ソリューション、日本シップヤード
　③　関西電力
　④　三菱重工業
　⑤　ENEOS
　⑥　Air Liquide
　⑦　住友商事
　⑧　千代田化工建設
　⑨　BP
　　
第3章　FT合成燃料
1.　概要　
2.　業界分析　
3.　FT法　
4.　逆シフト反応　
5.　CO2電解　
6.　共電解
7.　直接合成（Direct-FT）　
8.　BTL　
9.　NEDO
10.　開発動向
　①　ENEOS
　②　千代田化工建設
　③　Linde
　④　BASF
　⑤　Sunfire
　⑥　Haldor Topsoe
11.　CO
　11.1　概要
　11.2　業界分析
　11.3　開発動向
　　①　東芝
　　②　3M
　　③　エア・ウォーター
　　④　大阪大学
　　⑤　京都大学
　　⑥　早稲田大学
　　⑦　スイス連邦工科大学ローザンヌ校（EPFL）
12.　FT合成触媒
　12.1　概要
　12.2　業界分析
　12.3　開発動向
　　①　Exxon Mobil
　　②　Chevron
　　③　Equinor ASA
　　④　富山大学
　　
第4章　メタノール
1.　概要
2.　業界分析
　2.1　DME（ジメチルエーテル）
　2.2　ブレンド・ガソリン
　2.3　MTBE
　2.4　エネルギーキャリア
3.　CO2水素化によるメタノール合成
4.　Cu系触媒
5.　各種プロジェクト
　5.1　BSE Engineering
　5.2　MefCO2プロジェクト
　5.3　Rotterdamプロジェクト
　5.4　FReSMeプロジェクト
　5.5　CirclEnergyプロジェクト
　5.6　苫小牧市におけるCCS大規模実証試験
6.　開発動向
　①　Carbon Recycling International（CRI）
　②　三菱ガス化学
　③　三菱商事、三菱ガス化学、三菱重工エンジニアリング
　④　三菱ガス化学、石油資源開発
　⑤　住友化学
　⑥　BASF
　⑦　3M
　⑧　中国科学院
　⑨　Henan Shuncheng Group
　⑩　Methanex
　⑪　COnsolidated Energy
　⑫　SABIC
　⑬　Yankuang Group
　⑭　東芝
　⑮　ETH Zurich、Total
　⑯　Fairway Methanol
　⑰　Haldor Topsoe
　⑱　NextChem
　⑲　JFEエンジニアリング
　⑳　東洋エンジニアリング
　㉑　HiBD研究所
　㉒　茨城大学、東京大学、山形大学、高輝度光科学研究センター（JASRI）
　㉓　産業技術総合研究所
　㉔　富山大学
　㉕　北海道大学
　㉖　東京工業大学
　㉗　大阪大学
　㉘　南カリフォルニア大学（USC）
　　
第5章　DME（ジメチルエーテル）
1.　概要　
2.　製造方法　
3.　業界分析
4.　開発動向
　①　BASF
　②　Linde
　③　Sunfire
　④　東洋エンジニアリング
　⑤　三菱重工業
　⑥　三菱ガス化学
　⑦　Ford Motor
　⑧　岩谷産業
　⑨　電力中央研究所
　⑩　KOGAS（韓国ガス公社）
　⑪　レンファッド
　　
第6章　Oxymethylene ethers (OME)
1.　概要　
2.　業界分析　
3.　開発動向
　①　Continental
　　
第7章　e-fuel
1.　概要　
2.　製造プロセス　
3.　業界分析　
4.　e-fuelのメリット、デメリット
5.　コスト　
6.　Haru Oni　
7.　Norsk e-fuel
8.　開発動向
　①　Sunfire
　②　Repsol
　③　NordicElectrofuel（旧Nordic Blue Crude）
　④　Audi
　⑤　Porsche
　⑥　ExxonMobil、Porsche
　⑦　Mahle
　⑧　マツダ
　⑨　日産自動車
　⑩　BMW
　⑪　アルゴンヌ研究所
　⑫　SAE International
　⑬　トヨタ
　　
第Ⅳ編　バイオ燃料　
　　
第1章　バイオエタノール
1.　概要　
2.　業界分析　
3.　廃棄物由来・微生物発酵のエタノール製造技術
4.　米国　
5.　ブラジル　
6.　EU　
7.　中国　
8.　日本　
9.　NEDO　
10.　コスト
11.　開発動向
　①　LanzaTech
　②　Enerkem
　③　Celanese
　④　ReactWell
　⑤　積水化学工業
　⑥　名古屋工業大学、デンソー
　⑦　凸版印刷、ENEOS
　⑧　CO2資源化研究所
　⑨　Stanford University
　⑩　Blue Goose Biorefineries
　⑪　Clariant
　⑫　DuPont
　⑬　横浜ゴム
　⑭　Maire Tecnimont Group
　⑮　Massachusetts Institute of Technology（MIT）
　　
第2章　バイオディーゼル
1.　概要　
2.　課題　
3.　業界分析　
4.　インドネシア　
5.　米国　
6.　ブラジル
7.　EU　
8.　中国
9.　開発動向
　①　Pertamina
　②　レボインターナショナル
　③　豊田通商
　④　西松建設
　⑤　東京都市大学
　　
第3章　ドロップイン燃料（HVO、Co-processing）
1.　概要　
2.　石油会社のバイオリファイナリー戦略　
3.　F1　
4.　HVO
　4.1　概要
　4.2　業界分析
　4.3　開発動向
　　①　Neste
　　②　UOP
　　③　Eni
　　④　Total
　　⑤　Marathon Petroleum
　　⑥　Phillips 66
　　⑦　Global Clean Energy
　　⑧　Vertex Energy
　　⑨　Imperial Oil
　　⑩　LG化学
5.　Co-processing
　5.1　概要
　5.2　業界分析
　5.3　開発動向
　　①　Repsol
　　②　OMV
　　③　Phillips 66
　　④　Vertex Energy
　　
第4章　微細藻類
1.　概要　
2.　オイル産生微細藻類の種類　
3.　業界分析
4.　微細藻類による燃料生産プロセス　
5.　藻類大量培養法　
6.　コスト（課題）
7.　米国　
8.　欧州　
9.　中国　
10.　日本
11.　開発動向
　①　ユーグレナ
　②　デンソー
　③　Sapphire Energy
　④　Corbion
　⑤　TerraVia（旧Solazyme）
　⑥　BioProcess Algae
　⑦　Oakbio
　⑧　Aurora Algae
　⑨　ExxonMobil
　⑩　IHI
　⑪　ちとせグループ
　⑫　三菱化工機
　⑬　DIC
　⑭　伊藤忠商事
　⑮　Cellana
　⑯　Jパワー、Green Earth Institute（GEI）
　⑰　大林組
　⑱　Greenfuel Technologies
　⑲　Aurora Algae
　⑳　Algenol Biotech
　㉑　Global Algae Innovations
　㉒　Phytonix
　㉓　MicroSynbiotiX
　㉔　日本製鉄、日鉄ケミカル&マテリアル、金属系材料研究開発センター
　㉕　MoBiol藻類研究所
　㉖　Heliae
　㉗　ガルデリア
　㉘　アルガルバイオ
　㉙　神鋼環境ソリューション
　㉚　筑波大学
　㉛　神戸大学
　㉜　仙台市
　㉝　佐賀市
　　
第5章　SAF
1.　概要　
2.　SAFに係る国際規格　
3.　業界分析　
4.　世界のSAFの供給量の動向
5.　供給する企業とプラント、生産量　
6.　販売価格　
7.　KEROGREENプロジェクト
8.　NEDO　
9.　石油連盟
10.　開発動向
　①　Eni
　②　Preem
　③　NESTE
　④　World Energy
　⑤　Diamond Green Diesel
　⑥　Hollyfrontier
　⑦　Marathon
　⑧　Sinopec
　⑨　Fulcrum Bioenergy
　⑩　Velocys
　⑪　Red Rock Biofuels
　⑫　Syntroleum
　⑬　LanzaJet
　⑭　Byogy Renewables
　⑮　Vertimass
　⑯　GEVO
　⑰　GE
　⑱　オランダ航空（KLM）
　⑲　全日本空輸
　⑳　伊藤忠商事
　㉑　Amyris
　㉒　Sky NRG
　㉓　コスモ石油
　㉔　ENEOS
　㉕　Enerkem
　㉖　SG Preston
　㉗　Rolls-Royce
　㉘　ユーグレナ
　㉙　東芝
　㉚　ちとせ研究所
　㉛　Boeing
　㉜　Airbus
　㉝　Avianca Brazil
　㉞　富山大学
　　
第Ⅴ編　ネガティブエミッション技術　
　　
第1章　直接空気回収（DAC）
1.　概要　
2.　DACのメリット
3.　低濃度CO2除去技術
　3.1　化学吸収液
　3.2　吸着
4.　業界分析　
5.　国内の動向　
6.　運用コスト
7.　開発動向
　①　Climeworks
　②　Carbon Engineering（CE）
　③　Global Thermostat
　④　Center for Negative Carbon Emissions
　⑤　The VTT Technical Research Center
　⑥　Audi
　⑦　One Point Five
　⑧　東邦ガス
　⑨　IHI
　⑩　日揮
　⑪　神戸学院大学
　⑫　九州大学
　⑬　金沢大学
　　
第2章　BECCS
1.　概要　
2.　BECCSプロジェクト　
3.　業界分析　
4.　課題
5.　開発動向
　①　東芝エネルギーシステムズ
　②　シグマパワー有明
　③　三菱重工エンジニアリング
　④　Ørsted
　⑤　味の素
　⑥　宇部興産
　⑦　三菱地所
　⑧　エア・ウォーター
　⑨　Econic Technologies、Drax
　⑩　Schlumberger New Energy、Chevron Corporation、Microsoft、Clean Energy Systems