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発表のポイント
2022年10月26日、学校法人早稲田大学（東京都新宿区、理事長：田中愛治）理工学術院の中垣隆雄（なかがきたかお）教授をPM（プロジェクトマネージャー）とし、同大理工学術院の秋山充良（あきやまみつよし）教授らの研究グループ（以下、本研究グループとする）と、株式会社ササクラ（本社：大阪府大阪市、代表取締役社長：笹倉敏彦）の島田統行（しまだのりゆき）らによる提案が、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（以下、NEDOとする）による「カーボンリサイクル・次世代火力発電等技術開発／CO2有効利用拠点における技術開発／研究拠点におけるCO2有効利用技術開発・実証事業」（実証研究エリア）において、プロジェクト「海水を用いた有価物併産カーボンリサイクル技術実証と応用製品の研究開発」（以下、本プロジェクトとする）として採択されました。
本プロジェクトでは、広島県・大崎上島の実証研究エリアにおいて供給される石炭ガス化複合発電由来のCO2と、20トン／日の海水を用いてカーボンリサイクル技術のパイロットスケールの試験を実施します。あわせて、CO2を炭酸マグネシウムとして固定化し、コンクリート用の人工細骨材や壁面材として利用するための製造法も同時に開発します。
CO2 を分離回収し資源として有効活用するカーボンリサイクル技術は、日本政府によって2021年6月に策定された「2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」*1において、カーボンニュートラル社会を実現するためのキーテクノロジーとして位置付けられています。2021 年7 月にはカーボンリサイクル技術ロードマップ*2も改訂されています。
カーボンリサイクル技術の2030 年の実用化に向けて、当該技術の開発を効率的に進めることを目指し、石炭ガス化複合発電の燃焼前分離としてCO2が回収されている大崎クールジェン（広島県・大崎上島）に付設された研究拠点において、CO2 有効利用に係る要素技術開発および実証試験を行い、経済性やCO2 削減効果などの評価がなされています。
本研究グループと株式会社ササクラは、日揮グローバル株式会社とともに、NEDOの2020年度公募プロジェクト「カーボンリサイクル・次世代火力発電等技術開発／CO2排出削減・有効利用実用化技術開発／炭酸塩、コンクリート製品・コンクリート構造物へのCO2利用技術開発」（以下、前プロジェクトとする）に採択され、2020～2021年度にかけて実施して参りました。
※参考：研究開発テーマ「海水および廃かん水を用いた有価物併産CO2固定化技術の研究開発」
（2020年7月15日プレスリリース、https://www.waseda.jp/top/news/69663）
前プロジェクトでは、海水を用いて軟水・高純度石膏・芒硝・食塩・カリウム肥料などの有価物を併産しつつ、塩化マグネシウムの水和物を経由して酸化マグネシウムを得て、CO2を含むガスとの気固接触によって炭酸マグネシウムとして固定化するまでの工程をベンチスケールの試験設備で成功させました。
今回のプロジェクトでは前プロジェクトによる成果を基に、大崎クールジェンの実証研究エリアにおいてパイロットスケールに拡大し、以下の項目に取り組みます。
本プロジェクトでは、炭酸マグネシウムとして半永久的にCO2を固定化できるカーボンリサイクルの実現に大きな一歩となります。また、フィージビリティスタディを通して、構築するプロセスに関するCAPEX および OPEXなどの経済性評価、併産品およびカーボンリサイクル製品の市場性の評価、これらの市場性も考慮したCO2削減効果など具体的に検討します。また、経済性・市場性評価やCO2削減効果の結果を示すことで、カーボンリサイクル技術の収益化による早期社会実装につながることが期待されます。さらに、気候変動によって増加が見込まれる海外の淡水需要にも対応するとともに、現地のカーボンニュートラル化にも貢献します。
プロセス運転条件のファインチューニングを担当。特に最終製品に必要な炭酸マグネシウムの結晶構造を得るために、塩化マグネシウム水和物の熱分解と気固接触による炭酸塩化のプロセスを改良。得られた高純度石膏、炭酸マグネシウムは吉野石膏（株）にて試作品製造および品質評価を実施。
炭酸マグネシウムを高い割合で含むコンクリート開発を担当。特に炭酸マグネシウムなどを用いた人工細骨材を開発し、従来のコンクリート製品と同等以上の強度発現の配合条件を探求。
広島県大崎上島の研究拠点において、海水20トン／日のプラントのEPC（エンジニアリング、調達、および建設設置）および連続運転を担当。また、塩酸発生抑制や炭酸カルシウム併産などオプショナルなプロセスも同時に開発・実証することで、技術ラインナップを強化。燃焼後のCO2分離回収付き国内火力発電への適用を想定したフルスケールプラントのフィージビリティスタディも実施。
CCUS*3は、カーボンニュートラルの実現において、当面依存せざるを得ない化石燃料由来のCO2に対して有力な解決策です。カーボンリサイクルはその中核技術であり、グリーン成長戦略の14テーマの一つとしても位置づけられています。一方、CO2フリー水素の利用を前提としたカーボンリサイクル製品は、コストや追加的なエネルギー消費などの観点で旧来の同等製品を代替するには時間がかかるとされ、間近に控えた2030年には先導的な役割として、水素を用いない炭酸塩などのカーボンリサイクル製品開発が期待されています。
海水淡水化プラントの廃かん水を用い、塩化マグネシウム／酸化マグネシウムを経由して炭酸マグネシウムへCO2を固定化する技術は2015年に中垣研究室が原案を開発しています。その後、早稲田大学西早稲田キャンパス（東京都新宿区）でのベンチスケール試験を経て、パイロットスケールレベルの実証試験着手に今回ようやく到達しました。高品質な有価物の併産と主力である炭酸マグネシウム派生製品の実用化を通して、カーボンリサイクル技術の早期社会実装を目指すとともに、海外の水資源の確保が困難な地域に対して、水供給とCO2固定化の一石二鳥で貢献していきたいと考えています。
※IEA（国際エネルギー機関）が主催するGHGT-14（2018年10月メルボルンにて開催）にて初めて発表、Proceedingsは2019年4月公開。「Feasibility Study of Net CO2 Sequestration Using Seawater Desalination Brine with Profitable Polyproduction of Commodities」https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=3365716##（特願2019-080243「二酸化炭素の固定化方法」特許出願済み。）
事業名称：NEDO カーボンリサイクル・次世代火力発電等技術開発／CO2有効利用拠点における技術開発 ／研究拠点におけるCO2有効利用技術開発・実証事業（実証研究エリア）
テーマ：「海水を用いた有価物併産カーボンリサイクル技術実証と応用製品の研究開発」
実施期間：2022年度から2024年度までの3年間
（参考）カーボンリサイクル・次世代火力発電等技術開発／CO2有効利用拠点における技術開発／研究拠点におけるCO2有効利用技術開発・実証事業」（実証研究エリア）に係る実施体制の決定について https://www.nedo.go.jp/koubo/EV3_100252.html
学校法人早稲田大学
理工学術院創造理工学部総合機械工学科 中垣隆雄 教授
理工学術院創造理工学部社会環境工学科 秋山充良 教授
株式会社ササクラ
研究開発部研究開発室 室長 島田統行
日本政府によって2020年10月に、2050年カーボンニュートラルを目指すことが宣言されています。そこで、2050年カーボンニュートラルの達成のために、2021年6月に経済産業省を中心とした関連省庁が一体となって、経済と環境の好循環を作っていく産業政策＝グリーン成長戦略が策定されました。「イノベーション」を実現し、革新的技術を「社会実装」することを目指し、成長が期待される14の重点分野を選定。それぞれに高い目標を設定し、日本の新たな成長戦略として捉えられています。
※参考）経済産業省 https://www.meti.go.jp/policy/energy_environment/global_warming/ggs/index.html
2019年6月に経済産業省が中心となって策定した、カーボンリサイクル技術に関する目標、技術課題、タイムフレームを設定し、その拡大・普及の道筋を示しイノベーションの加速化を目的としたもの。2021年6月に「2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」が策定されたことの基づき、2021年7月に一部改訂されています。改訂においては、①進展のあった新たな技術分野（DAC、合成燃料）を追記、②カーボンリサイクル製品（汎用品）の普及開始時期を2040年頃に前倒しし、③国際連携の取り組みが追記されています。
※参考）経済産業省 https://www.meti.go.jp/press/2021/07/20210726007/20210726007.html
「Carbon dioxide Capture, Utilization and Storage」の略で、発電所や工場などから排出されたCO2を分離回収し、そのCO2を地下貯留あるいは炭素を含む製品に利用しようという取り組みです。国内では、北海道苫小牧市において30万トンのCO2が地下に圧入されています。また、CO2を原料として，例えば航空機用の合成燃料（Sustainable Aviation Fuel、SAF）などに利用するプロジェクトなどが進んでいます。
※参考）資源エネルギー庁 https://www.enecho.meti.go.jp/about/special/johoteikyo/ccus.html
演題：”Octahedral molybdenum cluster complexes for photodynamic applications”
日時：2022年12月7日(水)14：30－16：00
会場：西早稲田キャンパス 63号館2階 03会議室
講師：Kaplan Kirakci（Institute of Inorganic Chemistry, The Czech Academy of Sciences Researcher）
対象：学部生・大学院生、教職員、学外者、一般の方
参加方法：入場無料、直接会場へお越しください。
主催：Major in Chemistry
問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課
TEL：03-5286-3000
演題：変わりゆくアジア食とアジア人の腸内細菌叢
日時：2022年12月7日(水)16：30－18：00
会場：西早稲田キャンパス 55N号館 1階 第2会議室
講師：中山 二郎（九州大学大学院農学研究院 教授）
対象：学部生・大学院生、教職員、学外者、一般の方
参加方法：入場無料、直接会場へお越しください。
主催：先進理工学研究科 化学・生命化学専攻
問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課
TEL：03-5286-3000
演題：「分離技術開発のための粉体シミュレーションの基礎とその適用事例」
日時： 2022年12月5日(月) 10:40-12:10
会場：Zoomによるオンライン講演会（後日URLをお送りいたします）
講師：綱澤 有輝（博士（工学）産業技術総合研究所地質調査総合センター 研究員）
対象：学部・大学院生・教職員・一般の方
参加方法：参加無料、事前申込制
事前申込先：https://forms.gle/ZqpwEPzBFT6FYrU16
上記URL入力フォームにて、「メールアドレス」「氏名」「所属」「参加目的」「学籍番号（早稲田大学学生のみ）」を入力してお申し込み下さい。
申込締切：2022年11月30日(水)15：00
主催：創造理工学部 環境資源工学科
演題：科学技術と共に実現するインクルーシブな未来社会に向けて
日時：2022年11月28日(月)16：15－18：15
会場：早稲田大学 121号館 地下コマツホール
講師：浅川 智恵子（日本科学未来館館長、IBMフェロー、カーネギーメロン大学教授）
対象：学部生・大学院生、教職員、学外者、一般の方
参加方法：入場無料、直接会場へお越しください。
主催：先進理工学研究科 応用物理学専攻
問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課
TEL：03-5286-3000
演題：アミノ酸コードが物質代謝を制御する：AI→DX Nutritionのすすめ
日時：2022年11月17日(月) 17:00 – 18:30
会場：120-5号館121会議室 及びオンライン（Zoom）による開催
講師：高橋 伸一郎（東京大学大学院 農学生命科学研究科 教授）
対象：学部生・大学院生、教職員、学外者、一般の方
参加方法：入場無料、直接会場へお越しください。
ハイブリッドで行いますので、遠隔参加希望の場合は以下参照
事前申込先：[email protected]
「お名前」「所属」「メールアドレス」「講演会参加の目的」を明記下さい。
早稲田大学の学生の場合は、学籍番号もご記入ください。
お申し込みいただいた方に、zoomアドレスをお送ります。
主催：早稲田大学 先進理工学部 生命医科学科
問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課
TEL：03-5286-3000
演題：Cannabinoid svstem regulates brain ageing
日時：2022年11月21日(月) 14:30 – 16:30
会場：50号館 3階 セミナールーム４・5
及びオンライン（Zoom）による開催
講師：Andras Bilkei-Gorzo（InstituteofMolecular Psychiatry,University）
対象：学部生・大学院生、教職員、学外者、一般の方
参加方法：入場無料、直接会場へお越しください。
ZOOMでご参加の方：こちらからご登録をお願いいたします。
https://forms.gle/vVHTELNMBF1CebnQ9
主催：早稲田大学 先進理工学部 Bioscience 学科
問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課
TEL：03-5286-3000
演題：Equity and Discrimination in Information Access
日時：2022年11月19日(土)16：00－17：00
会場：63号館 5階 506室
講師：Michael Ekstrand （associate professor）
対象：学部生・大学院生、教職員、学外者、一般の方
参加方法：入場無料、直接会場へお越しください。
主催： 基幹理工学部 情報理工学科
問合せ：早稲田大学 理工総務課
TEL：03-5286-3000
文部科学省卓越大学院プログラム
『パワー・エネルギー・プロフェッショナル(PEP)育成プログラム』
6期生(2023年4月進入・編入）募集説明会
＜日時＞
2022年12月5日（月）12:15～12:50
＜形式＞
Zoomオンラインミーティング
申請フォームより参加登録していただいた方にURL等詳細をメールでお送り致します。
＜申込＞
https://bit.ly/3eKXk9X
申込締切：12月5日（月）10:00まで
＜問合せ＞
PEP卓越大学院プログラム事務局（51号館1階理工統合事務所内）
TEL：03-5286-3238
Email：[email protected]
＜ご参考＞ PEP卓越大学院プログラムHP https://www.waseda.jp/pep/
演題：Publishing in Chem from Cell Press
日時：2022年11月1日(火)14：00－15：30
会場：西早稲田キャンパス 63号館 03会議室
講師：Vjekoslav Dekaris（Cell Press,Chem誌 Senior Editor）
対象：学部生・大学院生、教職員、学外者、一般の方
参加方法：入場無料、直接会場へお越しください。
主催：先進理工学研究科 応用化学専攻
問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課
TEL：03-5286-3000
演題：Fatigue of composite materials, Finite element modelling of composite materials
日時：2022年11月7日(火)14：45－16：15
会場：西早稲田キャンパス 54号館 ４０４教室
講師：Kristine Munk Jespersen
（Dr. Eng., Tenure Track Researcher, Technical University of Denmark(Assistant Professor相当)）
対象：学部生・大学院生、教職員、学外者、一般の方
参加方法：入場無料、直接会場へお越しください。
主催： 基幹理工学部 機械科学・航空宇宙学科
問合せ：早稲田大学 細井厚志研究室
TEL：03-5286-3000
演題：Publishing in Chem from Cell Press
日時：2022年11月1日(火)14：00－15：30
会場：西早稲田キャンパス 63号館 03会議室
講師：Vjekoslav Dekaris（Cell Press,Chem誌 Senior Editor）
対象：学部生・大学院生、教職員、学外者、一般の方
参加方法：入場無料、直接会場へお越しください。
主催：先進理工学研究科 応用化学専攻
問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課
TEL：03-5286-3000
演題：Development of Silicone Oil as a Vitreous Humour Substitution in Indonesia: Opportunities and Challenges
日時：2022年11月1日(火)11：30－13：00
会場：早稲田大学 西早稲田キャンパス 62号館１階 大会議室A（東側）
講師：Risdiana（Padjadjaran University Professor）
対象：学部生・大学院生、教職員、学外者、一般の方
参加方法：入場無料、直接会場へお越しください。
主催：先進理工学研究科 化学・生命化学専攻
問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課
TEL：03-5286-3000
演題：Study of Oxide Semiconductor Material as Photoanode of Dye Sensitized Solar Cells (DSSC)
日時：2022年11月1日(火)10：00－11：30
会場：早稲田大学 西早稲田キャンパス 62号館１階 大会議室A（東側）
講師：Lusi Safriani（Padjadjaran University Associate Professor）
対象：学部生・大学院生、教職員、学外者、一般の方
参加方法：入場無料、直接会場へお越しください。
主催：先進理工学研究科 化学・生命化学専攻
問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課
TEL：03-5286-3000
演題：従来の微生物培養法の特性：問題点と解決策の提案
日時：2022年10月28日(金) 16:00 – 18:30
会場：121号館B114,B115
※ハイブリットで開催いたします。遠隔参加希望の場合は以下参照
講師：青柳 秀紀（筑波大学 生命環境系 教授）
対象：学部生・大学院生、教職員、学外者、一般の方
事前申込先：[email protected]
「お名前」「所属」「メールアドレス」「講演会参加の目的」を明記下さい。
早稲田大学の学生の場合は、学籍番号もご記入ください。
申し込みいただいた方に、zoomアドレスをお送りします。
主催：早稲田大学 先進理工学部 生命医科学科
問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課
TEL：03-5286-3000
演題：重症感染症の実臨床
日時：2022年11月7日(月) 14:00 – 15:30
会場：50号館 3階 セミナールーム5
講師：岩下 義明（島根大学医学部 救急医学講座・教授）
対象：学部生・大学院生、教職員、学外者、一般の方
参加方法：入場無料、直接会場へお越しください。
主催：早稲田大学 先進理工学部 生命医科学科
問合せ：早稲田大学 理工センター 総務課
TEL：03-5286-3000
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