大気中のCO₂を回収し、コンクリートに閉じ込める 川崎重工×鹿島建設で実現するカーボンニュートラル

2023年8月にアメリカのピッツバーグで開催された、経済産業省らが主催する「日米CCUS／カーボンリサイクルワーキンググループ」^※の懇親会でたまたまで隣の席になったんです。CCUSとは、CO₂回収・利用・貯留（Carbon dioxide Capture, Utilization and Storage）する取組みや技術のこと。このワーキンググループは日米からCO₂回収、利用などさまざまな技術を持つ企業が集まり、情報交換をする場でした。そこで取違さんから、「CO₂-SUICOM^®」のお話しを初めて詳しく伺いました。

奥村さんに、「CO₂-SUICOM^®」の持つ課題の一つは「CO₂をどう安定的に入手するか」だとお話しすると、「私たちのDACを使って周辺の空気からCO₂を回収して利用しませんか」とアイデアをいただき、なるほど、おもしろいと思いました。現状、私たちはCO₂を外部から購入して使用しているのですが、「CO₂-SUICOM^®」にちょうどよい量のCO₂を提供してくれる企業がなかなか見つかっていませんでした。そんな中で、川崎重工のDACは必要なCO₂量に合わせた回収量の設備を設計できると聞いて、「これはいい組み合わせかもしれない」と感じました。

取違さんが川崎重工のDACに興味を示してくださったので、帰国後は、実現に向けて文字どおり奔走しました。私たちのDAC技術は、CO₂を吸収するアミンをコーティングした固体吸収剤によって大気から直接CO₂を分離回収します。この技術ではCO₂濃度の高い工場排気などを使用した他社共同の実証試験はすでに進んでいたものの、大気からの実証試験は当社工場内での実施のみ。「まだ外に出したことの無い技術」ということもあり、猛スピードで共同研究の実施に向けて準備を進めました。

川崎重工のDAC技術を利用してみたいと考えた大きな要因の一つに、「CO₂がその場で回収できる」ということがあります。先にもお話しした通り「CO₂-SUICOM^®」の製造においては、CO₂をどのように入手し、コンクリート製造工場に供給するかが大きな課題でした。この共同研究において「その場でCO₂を集めてその場で利用する『CO₂の地産地消』が実現できるのでは」と期待しました。

「CO₂-SUICOM^®」は、炭酸化養生槽という装置を使ってコンクリートにCO₂を吸収・固定させます。今回はこの装置と川崎重工のDAC装置を組合せたシステムを、試験会場となった香川県のコンクリート工場内に構築しました。

初めてDAC装置を外に持ち出すため私たちはコンテナを用意し、その中にDAC装置を収納して試験会場まで運びこみました。使用したDAC装置は、1日5kg以上のCO₂を99％以上の高濃度で回収できるもの。搬送途中に破損していないかなどを念入りにチェックして試験会場に設置しました。そして試験会場の大気からCO₂を回収して鹿島建設の炭酸化養生槽に送り込み、その中でコンクリートにCO₂を吸収・固定させていきました。

真夏に試験を実施したため、気温がかなり高くなったり、台風が直撃したり。装置が壊れないか心配で、さまざまな苦難がありましたね（笑）。

本当にいろいろな意味で暑い夏でした……（笑）。私たちとしては、「何があっても必要な量のCO₂を炭酸化養生漕に送り込むんだ！」という気持ちで必死に乗り切ったように思います。試験が始まると、DAC装置から送り込まれたCO₂で炭酸化養生漕が大きく膨らみ、翌朝になるとそれがすっかり収縮していて。「本当にCO₂がコンクリートに吸収されたんだ！」と感動しましたし、ほっとしました。

今回の実証試験では、所定のCO₂固定量ならびにコンクリートとしての品質が得られることを確認しました。この結果をふまえて私たちは同様のシステムを使って「CUCO^®-SUICOMブロック※」を製造。2025年日本国際博覧会の「CUCO^®-SUICOMドーム（愛称：サステナドーム）」のエントランスの一部にこれを使用することが決まりました。

川崎重工のDAC技術で分離・回収したCO₂がコンクリートの製造に利用され、それが2025年の日本国際博覧会（大阪・関西万博）で使われている。こんなにうれしいことはありません。博覧会会場でこれを体感した人々が「CO₂の分離回収、利用」に興味を持ち、日本のCCUSが活性化するきっかけになれればと考えています。

現在日本ではカーボンニュートラル社会の実現に向けて、「CO₂を分離回収する技術」と「CO₂を利用する技術」がそれぞれ開発されています。しかし、その両者を結び付けるような取組みは実際にはあまりなされていなかったように思います。経済産業省からも「CO₂の発生を抑えるとともに、回収して利用するCCUS、つまり『カーボンマネジメント』がこれからは重要になる」とメッセージされるように、これからは両方の技術を組み合わせた取組みが必要になっていきます。

今回のケースはまさしくこのカーボンマネジメントの実例、一つのロールモデルになれたのではないでしょうか。今後は、この取組みをもって日本のCCUS、カーボンマネジメントを先導していければいいですね。

そうですね。鹿島建設の「CO₂-SUICOM^®」はすでに実用化されており、その技術の中に、川崎重工のDAC技術を用いることで、まさしく取違さんが言われていた「CO₂の地産地消」が可能になります。今回の実証実験で川崎重工のDAC技術は、「400 ppmという非常に希薄なCO₂の濃縮が可能であり、約99%と高純度のCO₂を回収することができる」という結果を残すことができました。この技術を持って、今後も各所で実証試験を積み重ね、カーボンユートラル、カーボンマネジメントの実現に貢献していきたいと考えています。

またこれは一人の研究者としての思いですが、今までずっとCO₂の研究に携わってきて今回初めて自らの研究が見える化し、「もの」を残すことができました。そのことにも喜びを感じています。今後もチームの仲間たちと一緒に、DAC技術をより広く活用していただけるよう普及の促進に力を注いでいきたいです。