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国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ）は、グリーンイノベーション基金事業の一環として、製造過程でＣＯ２を多く排出する鉄鋼業の脱炭素化へ向け、「製鉄プロセスにおける水素活用プロジェクト」（予算総額１９３５億円）に着手する。この取組を推進するためのプロジェクトを公募した結果、「所内水素を活用した水素還元技術等の開発」（日本製鉄㈱、ＪＦＥスチール㈱、㈱神戸製鋼所、一般財団法人金属系材料研究開発センター）など４テーマを採択した。高炉でより多くの水素を活用する技術や直接還元炉で低品位鉄鉱石を活用できる水素還元技術など、製鉄プロセス全体から化石燃料の使用量を削減し、ＣＯ２排出量を２０３０年までに５０％以上削減可能にする技術の開発を目指す。
日本政府は２０２０年１０月に「２０５０年カーボンニュートラル」を宣言し、２０５０年までに温室効果ガスの排出を全体としてゼロにする目標を掲げた。この目標は従来の政府方針を大幅に前倒しするもので、実現するにはエネルギー・産業部門の構造転換や大胆な投資によるイノベーションなど現行の取り組みを大きく加速させる必要がある。
このため、経産省はＮＥＤＯに総額２兆円の基金を造成し、官民で野心的かつ具体的な目標を共有した上で、これに経営課題として取り組む企業などを研究開発・実証から社会実装まで１０年間継続して支援するグリーンイノベーション基金事業を立ち上げた。
同基金事業は、グリーン成長戦略で実行計画を策定した重点分野で、政策効果が大きく、社会実装までを見据えて長期間の継続支援が必要な領域に重点化して支援することとしており、その一つとして「製鉄プロセスにおける水素活用」が挙げられている。
社会の基盤となる製品の材料を供給する鉄鋼業は、製造過程で日本の産業部門全体の４０％ものＣＯ２を排出することが課題となっています。ただ、現在日本の製鉄所で広く用いられている、主にコークス（石炭）を使って鉄鉱石を還元し鉄鋼を製造する「高炉法」では、ＣＯ２の発生が避けられなかった。
このような背景のもと、ＮＥＤＯはこれまで、コークスのかわりに水素を使って鉄鉱石を還元することでＣＯ２排出を抑制し、さらにＣＯ２を分離・回収することで製鉄所からのＣＯ２排出量を約３０％削減する技術の確立を目指して「環境調和型プロセス技術の開発／水素還元等プロセス技術の開発」に取り組んできた。
その結果、すでに試験高炉（容積１２㎥、実高炉の約４００分の１規模）での実証試験でＣＯ２排出量３０％削減を可能とする技術の確立にめどが立っている。しかし、この技術を国内の製鉄所へ導入するためには実高炉での検証が必要で、加えて２０５０年カーボンニュートラルの実現にはさらに高炉からのＣＯ２排出量を削減する努力が欠かせません。
一方、高炉法よりもCO２排出を抑制できる製鉄方法として、天然ガスを用いて鉄鉱石を還元し、電炉などで溶解する「直接還元法」があるが、天然ガスも化石燃料であるため、CO２排出は避けられない。
天然ガスのかわりに水素を使って鉄鉱石を還元できればＣＯ２排出のさらなる抑制が期待できるが、実用化されていなかった。また、電炉は高炉に比べて不純物を除去することが難しいため、不純物が多く含まれる低品位の鉄鉱石が使えないなど原料の制約があった。
これらの課題を解決し社会実装につなげるため、ＮＥＤＯは経済産業省が策定した研究開発・社会実装計画に基づき、このたびグリーンイノベーション基金事業の一環として「製鉄プロセスにおける水素活用プロジェクト」の公募を行い、４テーマを採択した。
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