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PROJECT 1

カーボンニュートラル社会実現にむけて
エネルギーシステムの変革に挑む

地球温暖化を抑えるため世界の共通目標となったカーボンニュートラルの実現に向けて、世界各国は大きく舵を切り、その動きは一段と加速しています。私たちの社会を構成するあらゆる産業で変化は必要ですが、その基盤となるエネルギーシステムにも大きな変革が求められています。それは、単に省エネなどによるCO2排出の削減や再生可能エネルギーなどの脱炭素技術の大規模な導入だけに留まらず、産業構造や社会インフラ、さらには私たちのライフスタイルなど社会システム全体の変革まで及ぶでしょう。

この大きな目標を持続可能な形で実現するためには、社会全体でエネルギーの需給バランスを取りながら、エネルギーを作る・貯める・変換する・運ぶ・使う、といったさまざまな要素技術を安定かつ効率的に運用するシステムと、それらを統合するシステムが必要です。私たちはさまざまな要素技術を結集した次世代のエネルギー設備を構築すると共に、それらを連成したエネルギーマネジメントシステムの実証研究や、水素、アンモニア、e-fuelなどのカーボンニュートラルエネルギーキャリアに関する要素技術やシステム研究に取り組んでいます。またトヨタグループや学術機関との連携により実工場における実装に向けた研究開発も進めています。

主なテーマ

再生可能エネルギーを賢く使いこなす

CO2を排出しない工場を実現するために、工場全体のエネルギーの流れをシステムとして捉えることが重要です。私たちは工場の設備構成を数理的なアプローチで最適化するシステムデザイン技術と、生産変動やエネルギーの需給変動に対応して各設備を最適に運用するシステムマネジメント技術の開発を行うと共に、デジタルツインを活用した実証研究にも取り組んでいます。これらにより再生可能エネルギーの利用効率をコストミニマムで向上させることを目指しています。

当社敷地内にて実証運用中のエネルギーマネジメントシステム

炭素循環によるエネルギーシステムを確立する

生産設備の排気ガスから回収されたCO2と再生可能エネルギー由来の水素からメタンを合成して、エネルギー源として循環利用するCO2回収メタン化システム(C-LOOP®)の構築に取り組んでいます。設備の稼働状態に依存するCO2の排出量と、再エネ電力の変動に依存する水素の生成量とをバランスさせるためのエネルギーマネジメント技術と共に、CO2の回収・貯蔵を効率的に運用することでシステム全体の安定化を実現しています。

CO2回収メタン化システム(C-LOOP®)

カーボンニュートラル燃料の可能性を拡げる

カーボンニュートラル社会の実現には、ライフサイクル上で大気中のCO2を増やさないことが重要です。その一つの手段として、再生可能エネルギー由来の水素、アンモニア、e-fuelなどのカーボンニュートラル燃料が注目されています。私たちはカーボンニュートラル燃料の利点を引き出し最大限活用するために、これまで培ってきた燃焼・流体シミュレーション技術や分子動力学に基づく反応シミュレーション技術を発展させ、さまざまな燃料に対する燃焼特性の解析技術や反応可視化技術の構築に取り組んでいます。

カーボンニュートラル燃料の燃焼解析技術

熱を操りエネルギーとして余すことなく使い切る

工場から捨てられるエネルギーの多くが熱として排出されており、この排熱の低減が工場の省エネルギー化を目指す上で重要です。そのため、生産工程における効率的な熱利用や排熱の回収・再利用などにより、工場全体でエネルギーとして余すことなく使い切るための熱マネジメント技術の開発に取り組んでいます。さらに、私たちは再エネ由来燃料による熱供給とCO2回収を実現する化学プロセスの開発や、熱需給の予測に基づき様々なプロセスの制御を統合的に行う技術の実証に取り組んでいます。

熱マネジメントの最適化イメージ

要素技術

機能物性化学,エネルギー化学,反応工学/プロセスシステム工学,熱工学,分析化学,量子ビーム科学,環境材料/リサイクル技術,電力工学,制御/システム工学,環境政策/環境配慮型社会システム

プロジェクト

PROJECT

PRESENTATION

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