2015年12月にパリ協定が採択され、21世紀の後半にはCO₂を含む温室効果ガスの排出量と吸収量の均衡を達成することが目標として定められました。以降、国内外で盛んに脱炭素が叫ばれるようになり、各国・各企業は目標を達成するために具体的な施策を立て実行に移しています。

当社グループは1972年に発刊した冊子「21世紀への遺産」で「エネルギーと環境の調和」を提唱、エネルギーと環境問題の解決に向けてエンジニアリングと技術開発に挑戦することを宣言し、以降50年以上にわたり、その歩みを続けてきました。

2019年には、様々な社会課題に対して、エンジニアリングの知見を活かして解決に貢献できるよう、新しいシステムやソリューションを提供するフロンティアビジネス本部を設立しました。フロンティアビジネス本部には、研究開発を管掌する技術開発部と、事業開発を管掌する事業創造部を設置。両部が連携して、技術開発の初期から商業化時の事業性を検討し、事業計画の解像度を上げています。このような体制で、研究開発から商業化まで環境保全に貢献する新たな事業の創出に取り組んでいます。

カーボンニュートラル社会への移行の機運の高まりを捉えて、新たな事業を創出する成長戦略に位置付けられたのが、脱炭素分野の技術開発です。脱炭素技術では、天然ガス火力発電所排ガスからの低濃度CO₂の分離回収や、CO₂を電解還元してエチレンを合成、CO₂と水素からパラキシレンを合成、発電燃料としての水素をアンモニアから生成する技術開発に取り組んでいます。いずれもNEDO（国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構）※に採択された事業であり、国からの期待の高さも感じていますね。

• NEDO：持続可能な社会の実現に必要な研究開発を推進し、イノベーションを創出する機関。リスクが高い革新的な技術の開発や実証を行い、成果の社会実装を促進する「イノベーション・アクセラレーター」としての役割を果たす。

エチレンは、石油や天然ガスなど化石燃料由来の素材で、さまざまな化学製品の材料として使われる基礎化学品です。当社は、NEDOのムーンショット型研究開発事業に参画し、産学官連携（国立大学法人 東京大学、国立大学法人 大阪大学、国立研究開発法人 理化学研究所、清水建設株式会社、古河電気工業株式会社、UBE株式会社（旧宇部興産株式会社）、マクセル株式会社と共同）を図り、大気に拡散したCO₂を電解還元してエチレンを合成する技術開発を続けてきました。

大気中のCO₂濃度は0.04%程度ととても低く、CO₂を回収するためには、たくさんの空気を装置へ通す必要があります。それに伴い装置は大型化し設置には広い場所が必要になるため、郊外に置かれることが一般的です。一方、私たちはビルそのものの空調設備をDAC（Direct Air Caputureの略。大気から直接CO₂を分離回収する技術）装置と見立てる新たな「都市型DACシステム」を提唱しています。当社は、清水建設株式会社と協力して、ビルに既設されている空調設備に収まるサイズの機器の開発に取り組むとともに、CO₂の回収・電解還元工程のプロセス統合化といったシステムの中心的役割を担っています。

製造したエチレンは工場に集め、自動車不凍液のエチレングリコールにしたり、合成ゴムのブタジエンにしたりと、需要に合わせて商品化を行っていきます。エチレンは、さまざまな化学品への展開の可能性があるため、今後も需要に応じたケーススタディを進めていく方針です。

本技術は2025年までラボ規模での実証実験を、2025年以降にスケールアップと商業化検討を行い、2029年ごろからパイロット実証に入る計画です。将来的には、大気中・室内中に存在するCO₂や排ガスなどから拡散されるCO₂量よりも回収量の方が多くなることを目標に掲げ、社会実装に向けたステップを進めています。身近な設備を改良して、脱炭素社会の実現を後押しする取り組みの一つとして、世の中にアピールしていきたいですね。

パラキシレンは、ペットボトルやポリエステル繊維の原料として広く使われている基礎化学品です。パラキシレンは従来、原油由来で作られていましたが、当社はCO₂とグリーン水素（再生可能エネルギー由来の水素）で作る世界最先端の技術を開発しています。
具体的には、CO₂と水素を高圧にして温度を上げ、独自に開発された触媒に通してパラキシレンを合成します。従来の技術と比較してパラキシレンの合成比率が高いのが特徴です。現状は工場の排ガスから回収したCO₂を活用することを想定していますが、将来的には、大気中から回収したCO₂も使いたいと考えています。

本技術は、国立大学法人 富山大学、日本製鉄株式会社、ハイケム株式会社、三菱商事株式会社、ENEOS株式会社と共同で開発しています。当社はプロセス開発（ラボから商業機へのスケールアップ）を担当しています。その開発の中で、2022年に当社子安オフィス・リサーチパーク内に小型のパイロットプラントを建て、実際にCO₂由来のパラキシレンをメインとする化合物を製造。これらの化合物を外部機関に依頼し、従来技術を用いてパラキシレンを単離（製造および抽出）することに成功しました。

2024年には、THE NORTH FACEなどのブランドで知られる株式会社ゴールドウインと提携し、CCU技術を活用したポリエステル製造サプライチェーン構築を5か国7企業共同で実現しました。この取り組みの中で、当社小型パイロットプラントから実際に製造されたCO₂由来のパラキシレンが、このポリエステル原料の一部として使われました。CO₂由来のパラキシレンの製造で、サプライチェーン上流の原料・素材製造企業と下流のアパレル事業者が協業するのは、世界初の試みです。日本・韓国らの選手が着用するスポーツクライミング代表のユニフォームに採用され、Tシャツとしても上市されました。

本事業は、各種メディアで大々的に取り上げられました。世に出して興味を持ってもらい、反響を見ながら世に広めていくステップが、パートナーの確保や資金調達、事業計画の解像度を上げる面で必要だと思っています。特にアパレル業界はサステナブル意識が強いため、本技術と親和性が高かったようです。将来的には、ペットボトルや、エンジニアリングプラスチック（強度と耐熱性に優れたプラスチック）の原料としても活用していきたいです。

アンモニアは、水素を低コストで輸送・貯蔵するエネルギーキャリアの一つとして期待されています。水素と窒素よりアンモニアを合成する技術とアンモニアを輸送する技術はすでに商用化されていますが、大規模にアンモニアをクラッキング（分解）して水素を生成する商業機はほとんど実用化されていません。大規模のアンモニアクラッキングにより低コストで水素を生成する技術が完成すれば、海外から輸入した安価なアンモニアを使って、国内で安価な水素を生成し、発電を中心としたさまざまな産業向けにエネルギー源として利用することができるようになります。このためには、アンモニアから水素を取り出すアンモニアクラッキング技術の高度化・低コスト化に向けた技術開発が重要になります。

アンモニアクラッキングでは、分解に必要な熱を加えることでアンモニアを水素と窒素に分解します。クラッキング技術は、外部加熱式とATR（オートサーマル）式に大別されます。海外ライセンサーを中心に主流になっている外部加熱式によるアンモニア分解方式では、分解反応を進めるために1,000℃程度の熱が必要で、電気や化石燃料を燃やすなど外部からの加熱が必要となります。一方、ATR式の本技術は、アンモニアを触媒上で酸素を使って燃焼させて必要な熱を自給する方式のため、加熱炉に装備されるバーナーが不要となり、外部加熱用の焼却炉自体を設備する必要がありません。反応器を700℃程度以下にできることが特徴で、CAPEXおよびOPEXの低減が期待されます。

本技術開発は、株式会社JERAと株式会社日本触媒と連携し、ラボ装置での試験を行っています。商業機と同じ温度・圧力の条件下での触媒の性能を確認していきますが、大規模商用化に向けて求められる触媒開発の検討項目も多く、日々試行錯誤を繰り返している状況です。また、アンモニアの分解反応に必要な温度と圧力に上げていくプロセスや、熱の回収プロセス、プラントシステム全体の熱効率および経済性の評価なども、当社の重要な役目です。株式会社JERAからは、実際に運用するにあたっての要望やコメントをいただきながら、本技術開発に反映しています。最終的には、発電燃料向けの大規模で水素を生成できるようにスケールアップするのが目標です。