進化するCO₂回収。重工メーカーと新技術が広げる次の市場

　これまで排出削減の対象とされてきたCO₂が、燃料や化学品、建材などに利用できる新たな炭素資源として注目されている。CO₂を分離・回収する技術は、すでに大手重工メーカーが実用化を進めている分野だ。そこに、大学やスタートアップが開発する新しい技術の出番はあるのだろうか。

　三菱重工業株式会社や川崎重工業株式会社などが国内外で商用化や実証を進める中、CO₂回収の対象は大型プラントだけでなく、地域のごみ処理施設や中小規模の工場へ、また大気中から直接CO₂を回収するDAC（Direct Air Capture）へと広がっている。回収条件も多様になり、新しい吸収材や分離膜の研究開発が進む。

　そして大手メーカー自身も、海外スタートアップへの出資や研究機関との共同開発を進めている。異なる技術の組み合わせによって、どのような新しい市場が生まれるのか。国内重工メーカーの取り組みから、CO₂回収産業の現在地とこれからの事業機会を探る。

CO₂回収はすでに商用化。三菱重工は世界で18基を納入

　CO₂回収技術で世界的な実績を持つのが三菱重工業だ。同社は1990年から関西電力とCO₂回収技術の共同開発を進め、1999年に初の商用プラントをマレーシアに納入した。2026年8月時点で、同社の技術を採用したCO₂回収プラントは世界で18基が納入され、さらに2基が建設中だ。

　三菱重工が採用するのは、アミン系の吸収液を使った「化学吸収法」だ。工場などの排ガスを吸収液に接触させてCO₂を取り込み、加熱して分離する。吸収液は繰り返し利用できる。同社の技術では、対象となる排ガス中のCO₂を90％以上回収できるという。

　大規模な商用案件も進んでいる。英国のセメント工場では、年間約80万トンのCO₂を回収し、地中に貯留するプロジェクトが進行中だ。三菱重工は豪州のエンジニアリング企業と共同でCO₂回収プラントを受注しており、2029年の運転開始を目指している（参照）。

　ただし、CO₂回収には、エネルギーとコストの課題が残る。化学吸収法では、CO₂を取り込んだ吸収液の再生に大量の熱が必要だ。三菱重工も吸収液の改良などによって、エネルギー消費の削減を進めている。今後、CO₂回収をさまざまな施設に広げるには、設備の規模や排ガスの条件、利用できる排熱などに応じた技術が必要になる。

ごみ処理施設から大気中まで。川崎重工が広げるCO₂回収の用途

　川崎重工業も、独自の技術を使ってCO₂回収の実用化を進めている。同社が開発する「Kawasaki CO₂ Capture（KCC）」は、アミンを含ませた固体の吸着材を使ってCO₂を回収する技術だ。もともとは潜水艦や宇宙ステーションなど、閉鎖空間で人の呼気からCO₂を除去する技術を応用している。

　前述した三菱重工の化学吸収法が液体の吸収液を使うのに対し、KCCは固体の吸着材にCO₂を取り込ませる。吸着したCO₂は60℃程度の熱で分離できるため、工場などで使われずに捨てられていた低温の排熱を再利用でき、回収に必要なエネルギーの削減につながる。

　川崎重工は、この技術を既存のごみ処理施設にも広げている。2026年5月には、福島県郡山市の富久山クリーンセンターで、ごみ焼却施設の排ガスからCO₂を回収する実証を開始した。既存施設に小型の回収設備を設置し、実際の排ガスを使って運用面や設備面の課題を検証する。さらに郡山市や地元企業などと連携し、回収したCO₂を地域で利用する「郡山モデル」の構築も目指している。

　加えて、川崎重工は大気中からCO₂を直接回収するDAC（Direct Air Capture）の開発にも取り組んでいる。DACは、工場などの排出源がない場所でもCO₂を回収できる技術として期待されている。ただし、大気中のCO₂濃度は約0.04％と、工場の排ガスに比べてはるかに低い。大量の空気を処理する必要があり、回収にかかるエネルギーやコストをどう抑えるかが大きな課題だ。

　川崎重工は2025年10月、神戸工場にDACとガスエンジン発電設備の排ガス回収を行う商用ベースの実証設備を完成させた。DAC設備はモジュール型で、1モジュール当たり年間100～200トンのCO₂回収能力を持つ設計だ。今後の大型化に向けて、技術検証を進めている。

　DACは、低濃度のCO₂を効率よく回収するため、新しい吸着材や分離技術の開発が進む領域だ。既存技術の改良に加え、異なる方式による技術開発も続いている。

海外企業への出資や共同研究。大手重工が進める技術連携

　CO₂回収・利用の技術開発では、大手重工メーカーによる外部企業への出資や、研究機関との共同開発が進んでいる。CO₂を回収するだけでなく、回収したCO₂を利用する技術や、回収効率を高める新しい材料など、事業化には幅広い技術が求められるためだ。

　三菱重工業は2021年、合成バイオ技術を使ってCO₂から化学品などを製造する米国のCemvita Factoryに出資した。2023年には、光触媒を使った水素製造やCO₂利用技術を開発する米国のSyzygy Plasmonicsにも出資している。三菱重工が持つ大規模なCO₂回収技術と、両社が開発するCO₂利用技術を組み合わせることで、回収したCO₂の用途を広げるのが狙いだ。

　川崎重工業は、地球環境産業技術研究機構（RITE）と共同で、固体吸収材を用いたCO₂回収技術を開発してきた。関西電力の舞鶴発電所では、石炭火力発電所の排ガスを対象に実証試験を実施。また、鹿島建設とはDACで回収したCO₂をコンクリートに固定する技術を共同研究し、2025年には舗装ブロックを製造している。

　新しい材料の実用化を支える仕組みも整いつつある。RITEは2025年度、実際の燃焼排ガスを使って新しいCO₂分離材料を評価する「炭素回収技術評価センター（RCCC：RITE Carbon Capture Center）」をけいはんな学研都市のRITE本部内に開設。研究室で優れた性能を示した材料でも、実際の排ガスには水分や不純物が含まれるため、同じ性能が得られるとは限らない。同センターは、大学や企業が開発した材料の性能を、実用化に近い条件で検証できる施設だ。

大学発のCO₂回収技術が続々。大手との協業で進む実用化

　CO₂回収の技術開発では、大学発スタートアップも存在感を高めている。吸収液や固体吸収材に加え、特殊な分離膜やゼオライトなど、異なる方法でCO₂を取り出す技術が生まれている。各社は独自の材料を開発するとともに、大手企業と連携して量産化や実証、製品化を進めている。

　京都大学発の株式会社OOYOO（ウーユー）は、特定の気体を選択的に通す分離膜を使ったCO₂回収技術を開発している。吸収材を加熱してCO₂を取り出す方式とは異なり、膜を通過する気体の性質の違いを利用して分離するため、回収時のエネルギー消費を抑えられる可能性がある。

　同社はTOPPANホールディングスと、CO₂分離膜の量産化技術を共同開発。TOPPANが持つフィルム加工・製造技術を活用し、2025年10月からは同社の総合研究所で1日100kg規模の回収実証を開始した（参照）。また、大塚化学の徳島工場でもガスボイラー排ガスからCO₂を回収し、工場内で再利用する実証に取り組んでいる（参照）。

　東京大学発のPlanet Savers株式会社は、ゼオライトと呼ばれる微細な穴を持つ多孔質材料を使い、大気中からCO₂を回収するDAC技術を開発している。ゼオライトにCO₂を吸着させ、圧力などの条件を変えて取り出す仕組みで、回収コストの削減を目指している。

　同社は2026年3月、コンクリートメーカーの會澤高圧コンクリート株式会社と、DAC装置の導入・実証に向けた協業検討を開始した。回収したCO₂をコンクリートに固定する技術との組み合わせを想定している（参照）。また、三井物産共創基金から1億円の助成を受け、装置開発や農業分野でのCO₂利用なども視野に入れている（参照）。

　九州大学発の株式会社JCCLは、アミン含有ゲルを使った固体吸収材を開発する。東洋製罐グループホールディングスとの共同開発により、1日約30kgのCO₂を高純度で回収できるコンテナ型装置を製品化し、2026年10月から受注を開始した（参照）。大学の材料研究を、実際に導入できる装置へと発展させた例だ。

　同じく九州大学発のCarbon Xtract株式会社は、ナノ分離膜を使った小型DAC装置「m-DAC」を開発している。清水建設、双日と連携し、清水建設の研究開発拠点「温故創新の森 NOVARE」で、建物内の空気からCO₂を回収して利用する実証を進めている（参照）。大型プラントとは異なる、都市部の建物への分散設置を目指す取り組みだ。

　4社とも大手企業と連携しているが、その目的はさまざまだ。OOYOOは分離膜の量産化と工場実証、Planet SaversはDACの導入先やCO₂の用途開拓、JCCLは商用装置の製品化、Carbon Xtractは建物への導入実証に取り組む。研究成果を事業にするには、技術の成熟度や用途に応じたパートナーの力が必要になる。

　CO₂回収の対象が広がれば、新しい材料や装置が活躍する場面も増えていくだろう。大手メーカーが持つプラント技術や事業基盤との組み合わせから、まだ実現していない用途が生まれるかもしれない。

回収したCO₂をどう運び、使うか。普及に残る課題

　CO₂回収の普及を左右するのは、コストと回収後のCO₂の行き先だ。地中に貯留するには輸送船やパイプライン、貯留施設などのインフラが必要になる。燃料や化学品、建材に利用する場合も、製造コストを抑え、継続的な需要を確保しなければならない。

　地域のごみ処理施設や中規模工場などへ導入先が広がれば、回収したCO₂を近隣の工場や農業施設で利用する新しい事業も考えられる。技術開発とともに、回収から利用までをどう組み合わせるか。CO₂回収産業には、まだ新しい事業が生まれる余地がありそうだ。

　現在、電力分散化や原料多様化によって、エネルギーと資源の流れが変わり、日本の産業構造や立地にも変化が起きつつある。特集第4回では、三井化学への取材をもとに、石油化学産業の原料転換を取り上げる。バイオマスや廃プラスチックなど多様な原料をどう活用していくのか。化学産業の今後を探る。