エネルギー・トランジションをめぐる2023年10月〜2024年3月の動き─GXに取り組む企業や地域の実際：GXの進展と次世代燃料の具体化（２「下」）
はじめに
『エネルギー・トランジション：2050年カーボンニュートラル実現への道』の原稿を白桃書房に提出したのは2023年10月のことであり、本書には、2023年9月末までの事実がカバーされている。その後、校正、印刷、製本、配本などの手続きを経て、本書は、2024年4月に刊行されることになった。
この半年のあいだにも、エネルギー・トランジションをめぐっては、いろいろな動きがあった。2023年10月〜2024年3月のエネルギー・トランジションをめぐる動きのなかから、特に重要なものとして、（１）では令和６年能登半島地震の東京電力・柏崎刈羽原子力発電所再稼働への影響を検討した。
本稿では、「上」としてまとめた、次世代燃料として何に実際に需要がありそうなのか、またGXの政策支援獲得をめぐる地域間・企業間競争に関する論考を受け、GX（グリーントランスフォーメーション）に取り組む企業・地域の実際の取り組みを見ていく。
以下で紹介する出光興産千葉事業所（千葉県市原市）、アイシン西尾ダイカスト工場（愛知県西尾市）、および北九州市の3事例に関する記述は、いずれも、最近、筆者が現地見学を行った際に得た知見をまとめたものである。
出光興産千葉事業所の取り組み
2024年1月、筆者は、千葉県市原市にある出光興産千葉事業所を見学する機会があった。訪れた理由は、GXへ向けた取り組みが多面的に展開されていると、聞いたからである。
見学したのは、進行中の次の四つのプロジェクトである。
(1)使用済みプラスチックのリサイクル事業
(2)SAFの製造事業
(3)全固体リチウムイオン電池向け固体電解質の生産事業
(4)統合研究所の建設
(1)は、厳密には、出光興産千葉事業所の隣接地（旧敷地内）で展開される事業である。出光興産と環境エネルギー（株）は、2023年4月、合弁会社のケミカルリサイクル・ジャパン（株）を設立した。同社は、年間約2万トンの使用済みプラスチックを処理し、それを油化して、化学原料用に供給する予定である。すぐ近くに出光興産千葉事業所の常圧蒸留装置とナフサクラッカーが存在することが、事業の競争力を高める。商業運転開始は2025年度の見込みであるが、すでにグリーンベルト（緑地帯）を切り拓いて整地が行われており、広大な設備用地が姿を現していた。
(2)のSAFについても、見学したのは建設予定地であった。出光興産は、2030年のSAF国内予測需要170万klのうち、50万klの供給体制を整備することをめざしており、年産10万klのSAF1号機を、千葉事業所内に2024年度中にも建設を開始する予定である。複数あるSAF の製造方式の中から、将来的に原料調達のアドバンテージが見込めるATJプロセスを選定した。千葉事業所にATJ製造装置を建設することには、(a)成田空港・羽田空港に近く、成田向けにはジェット輸送パイプラインが整備済みである、(b)用役・タンク・桟橋などの基盤インフラが充実している、(c)既存の安全環境・品質管理体制を活用できる、などのメリットがある。
(3)の固体電解質については、出光興産千葉事業所内で、小型実証設備の第1プラントがすでに稼働していた（運転開始は2021年11月）。建屋の中では、生産性を向上するための作業が精力的に行われていた。事業所内の他の部署で働いていた方々が、新しいプラントで奮闘している姿が印象的だった。
(4)の統合研究所の仮称は「イノベーションセンター」であり、これについても、建設予定地を見学した。現在は複数拠点にまたがる生産技術、開発技術等の研究所をイノベーションセンターに集約し、事業を横断した研究開発体制の構築と社外連携の強化を図る。そして、カーボンニュートラルをめざして、研究開発から分析・解析、実証、プロセスエンジニアリング、商業生産までの一気通貫体制の構築をねらう。総投資額は500億円超、敷地面積は約11万㎡で、2027年完工の予定である。
以上のように、出光興産千葉事業所では、GXにかかわるさまざまな取り組みが活発に行われていた。これらの取り組みは、やがてその先のカーボンニュートラルへつながる動きに進化していくだろう。そこでは、生産活動の起点が石油精製からeメタノール製造に変わり、製油所は合成液体燃料製造所となる。二酸化炭素は「悪者」から有用な原料に生まれ変わり、CCUがカーボンニュートラルの切り札として君臨する。そのような未来図を想い描くことができた今回の見学であった。
アイシンの取り組み
筆者は、続いて2024年2月、愛知県西尾市にある株式会社アイシンの西尾ダイカスト工場を見学した。同工場の主要設備である革新アルミダイカスト工場は、経済産業省主催の「第9回ものづくり日本大賞」（2023年1月）で、省エネ技術等が評価されて、経済産業大臣賞を受賞した。また、2023年5月には、革新アルミダイカスト工場のすぐそばで、オンサイトメタネーション装置が、運転を開始した。同工場を見学した理由は、これらの事情に求めることができる。
ダイカストとは、溶かしたアルミニウム等の金属を高温高圧で金型に流入することによって、複雑な形状の製品を高い寸法精度で短時間に大量生産する鋳造技術のことである。アイシン西尾ダイカスト工場は、この技術を使って電気自動車やハイブリッド車に搭載される電動ユニットのケースなどを成型しており、日本のアルミニウムダイカストの約10％を取り扱っていると聞いた。
アイシン西尾ダイカスト工場では、1967年完工の西棟と2007年完工の北棟で従来型のダイカストを、2017年完工の南棟で革新ダイカストを行っている。今回見学したのは、南棟の革新アルミダイカスト工場である。この革新アルミダイカスト工場に足を一歩踏み入れて、びっくりした。暑い、暗いというダイカスト工場の通常のイメージとは異なり、常温に近く、明るいのである。天井からの自然採光、断熱や換気、白色の内装などの工夫によって、従来のイメージを払拭する職場環境を実現したそうだ。
革新アルミダイカスト工場では、室温調整と採光最適化のほかにも、自動ロボットによるリフトレス搬送、温度制御によりサイクルタイムを削減する三次元冷却金型、高速自動段取りを可能にする高集積冷却金型（カセット金型）などの技術革新を実現している。これらは生産性を向上させるだけでなくエネルギー消費量も削減するが、省エネの目玉は、何と言っても、アルミ溶解炉での柔軟な制御技術の導入だ。
アルミ溶解炉では、材料であるアルミのインゴットをガスバーナーで溶かす。従来、アイシン西尾ダイカスト工場では、炉内の排ガスの温度を管理し、600℃以上になるとバーナーの出力を切っていた。その際、出力はオンかオフか（0％か100％か）の切り替えしかできなかったため、無駄なエネルギーが発生していた。しかし、革新アルミダイカスト工場の新しいアルミ溶解炉では、出力を25〜100％の範囲で柔軟に制御できるようにした。そして、炉内の温度や投入したアルミの状態をモニターで把握し、出力を調整することで、無駄なエネルギーの発生を抑えることに成功したのである。
これらの革新技術の導入が奏功して、革新アルミダイカスト工場は、2017〜23年のあいだに、40％の二酸化炭素排出量削減、67％の明るさ向上、6℃の室温低下、50％の不良率低減、1.8倍の出来高生産性向上、を実現した。先に言及したものづくり日本大賞での経済産業大臣賞受賞は、それらの必然的帰結だったのである。
アイシンは、2050年のカーボンニュートラル実現に向けて、二酸化炭素排出量を、2019年比で2030年に50％削減、2035年に60％削減することをめざしている。そのために、省エネの深掘り、太陽光発電装置設置を含む電源の再生可能エネルギーへの切り替え、カーボンニュートラルガスの使用などに取り組んでいるが、このうちのカーボンニュートラルガス使用の一環として重視しているのが、オンサイトないし地域でのメタネーションの実施である。
全国的にもまだきわめて珍しいオンサイトメタネーション装置は、革新アルミダイカスト工場に隣接し、屋外に設置されている。この装置は、同工場のアルミ溶解炉で発生する実排ガスから二酸化炭素を分離・回収する工程（24kg-CO2／日）と、回収した二酸化炭素から合成メタンガスを生成するメタン化工程（12㎥／日［0℃、大気圧］）とで構成され、生成された合成メタンガスは、工場内で燃料として再利用される。アルミ溶解炉からの実排ガスは流量や二酸化炭素濃度が変動するため、それに対応できるよう工夫されていると聞いた。メタン化工程で使う水素は、工場敷地内の太陽光発電で得た電力で水を電気分解して作ったグリーン水素である。見学時点では溶解炉1台から発生する二酸化炭素の100分の1の量を循環させているに過ぎなかったため、装置自体は小振りであった。しかし、さすがに製造業の未来を開くパイオニアの意味をもつ装置だけあって、抜群の存在感を示していた。なお、数年後には1分の1にスケールアップする計画があり、その際に容易に設置できるようにサイズに拘った構成になっていることも、アイシンの取り組みの特徴である。
なぜ、オンサイトメタネーションが、製造業の未来を開くのか。現在、日本の製造業者のなかで大きなウエートを占める部品メーカーに対しては、製造工程で二酸化炭素を排出しないように求める最終製品メーカーからの圧力がグローバルで強まっている。今後は、サプライチェーン全体でのカーボンフリー化を達成するため、二酸化炭素を排出する工場からの部品供給は受け付けないという最終製品メーカーが増えるだろう。当初は、電気利用に関してRE100（使用電力の100％を再生可能エネルギー由来の電気で賄うこと）の実施を求めることから出発し、やがては、熱利用に関してもカーボンフリーの燃料の使用を要求するようになることは必至である。したがって、メタネーション等により自社工場のカーボンフリー化を実現することは、グローバルで事業展開する部品メーカーにとって死活問題となる。部品メーカーのあいだでオンサイトメタネーションへの期待が高まるのは、当然のことだと言える。
アイシンは、近い将来、工場から発生する二酸化炭素の全量を循環させるため、メタネーションの抜本的拡充を図ろうとしている。その場合、オンサイトメタネーションを超えて、近隣の事業者と連携して、地域ぐるみでメタネーションを進める蓋然性が高い。アイシン西尾ダイカスト工場で動き始めたオンサイトメタネーションは、そのような製造業の未来を開く王道の最初の一歩に当たるものなのである。
北九州市の取り組み
先述したように、今、全国の多くの自治体は、この「3＋5地域」の重点地域に指定されるために、血眼になってGXへの取り組みを強めている。福岡県の北九州市も、その例外ではない。
北九州市では、2023年12月に北九州GX推進コンソーシアムが設立され、産学官金が一体となってGXを推進する体制が整った。同コンソーシアムは、(1)
最先端の研究開発・社会実装（北九州学術研究都市に結集する大学等の知見を活用し、企業と連携して社会実装を推進）、(2)GX関連産業集積（カーボンニュートラルの先進地域としてGX関連産業集積を促進）、(3)GX人材の育成（GXのマインドセットを広く浸透させ、大学の知を活用してGX人材を育成）、(4)地域企業のGX支援（カーボンニュートラルを成長機会と捉えて企業変革へ挑戦）、という四つの取り組みを進めている。
GXに本格的に取り組む以前から北九州市は、水素・再生可能エネルギー・サーキュラーエコノミー等の充実した実証エリアとして、全国にその名を知られた存在であった。市内の東田地区の水素タウンエリアでは、街中を貫く水素パイプラインが敷設され、水素関連技術の開発と実証が進められた。同じ東田地区でのMaaS（Mobility as a Service）プロジェクトでは、EV（電気自動車）バスの社会実装が行われた。そして現在も、臨海部には日本最大のエコタウンである響灘エコタウンが展開しており、都市型洋上風力拠点や水素活用拠点、資源循環拠点をめざすまちづくりが進行中である。
このような諸事情を考慮に入れれば北九州市は、GX拠点地域に選定される可能性があると言えるが、最近になって、さらに強力な援軍が出現した。それは、市西部の北九州学術研究都市内で始まった、グリーンLPガス開発への挑戦である。
2023年2月、筆者は、北九州市学術研究都市内にある北九州市立大学の環境技術研究所を訪れ、稼働中のグリーンLPガス2段反応装置を間近で見学する機会を得た。同装置を運転しているのは北九州市立大学のGreen LPG研究室であり、その主宰者は、同大学の藤元薫特任教授である。
藤元教授は、2000年代なかば以来一貫して、一酸化炭素と水素の合成ガスからLPガス成分（プロパン、ブタン、とくにイソブタン）を温和な条件で高収率に得る特殊触媒の開発に取り組んできた。北九州市立大学環境技術研究所でのプロジェクトは、この触媒技術を基盤にして、ハイブリッド触媒反応とLPガス触媒反応との2段階反応を連続して行うものであり、二酸化炭素とグリーン水素からグリーンLPガスを高効率で合成するものである。メタノール合成触媒とメタノールまたはDME（ジメチルエーテル）の水素化重合触媒とのハイブリッド触媒を用い、さらには触媒の活性劣化を防ぐため、反応中に生成する水蒸気を取り除くインタークーラーを設置する点に特徴がある。
目の当たりにしたグリーンLPガス2段反応装置は、小型のベンチプラントということもあって、通常の大学の研究室と同程度の広さのGreen LPG研究室内にスポっと収まっていた。しかし、そこには、グリーンLPガスへの道を切り開くフロンティア精神が凝縮しているように感じられた。
藤元特任教授率いる北九州市立大学のGreen LPG研究室では、これまでに、二酸化炭素を改質し最適の一酸化炭素／二酸化炭素比をもつ原料ガスを調整する方法や、触媒をその場で再生する方法の開発に成功し、二酸化炭素からグリーンLPガスへの直接合成プロセスおよびDMEを経由する2段プロセスの確立に成功してきた。現在は、耐水性、耐コーク性に優れた新しいゼオライトの開発などに取り組んでいる。
北九州市立大学Green LPG研究室は、プロジェクト2期計画として、北九州市ひびき地区にあるエコタウン内に、大型ベンチプラントを建設中である。車に乗り約20分ほどかけて、北九州市学術研究都市からエコタウンへ向かった。エコタウンの建設現場では、ベンチプラント本体と管理棟の建屋が姿を表しつつあった。あわせて、小さな町工場くらいの大きさであった。
グリーンLPガスの開発は、北九州GX推進コンソーシアムが進める①の「最先端の研究開発・社会実装」の一環として、位置づけることができる。北九州市でのGX推進の取り組みは、グリーンLPガス開発という新顔の登場によって、さらに加速することだろう。
ここでは、GXに取り組む企業や地域の具体的動向として、出光興産千葉事業所、アイシン西尾ダイカスト工場、および北九州市の三つの事例を、紹介した。これらに限らず、現在、日本では、GX先行投資支援の20兆円規模の政府補助金を獲得するための地域間競争や企業間競争が激しさを増している。エネルギー・トランジションをめぐる激動が、刻々と進行しているのである。
２０２４年４月２０日 記
橘川武郎（国際大学学長、東京大学名誉教授、一橋大学名誉教授）
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