【目次抜粋】 　　第１章　CCUSに関わる世界の動向 　　　・カーボンニュートラル達成のためのロードマップとCCUSに関わる国内外の動向 　　第２章　特許情報から読み解くCO2資源化技術開発動向・技術トレンド 　　　・主要5ヶ国（日本・米国・欧州・中国・韓国）の最新の特許出願動向とその解析 　　第３章　CO2の分離・回収技術 　　　第1節　CO2の分離・回収技術概論 　　　第2節　多孔性材料によるCO2分離回収技術の開発動向 　　　第3節　高分子膜によるCO2の分離・回収技術開発動向 　　　第4節　炭素膜によるCO2の分離・回収技術開発動向 　　　第5節　高分子ハイブリッド材料によるCO2分離回収技術の研究開発動向 　　　第6節　燃焼排ガスおよび大気中CO2回収技術への冷熱の利用 　　　第7節　海水電解によるCO2の持続的固定化技術の開発動向と今後の展望 　　第４章　CO2の有効利用技術 　　　第1節　CO2の利用技術概論 　　　第2節　CO2の化学的利用技術とCO2直接利用の脂肪族ポリカーボネート製造技術 　　　第3節　CO2を原料とする多孔性ハイブリッド材料の合成技術 　　　第4節　超臨界二酸化炭素の利用：高分子高次構造の改質と高機能化 　　　第5節　CO2有効利用のための非在来型低温作動プロセス 　　　第6節　CO2資源化触媒プロセスの高効率・低コスト化に寄与するプラズマ科学 　　　第7節　人工光合成によるCO2有効利用技術の開発動向 　　　第8節　CO2の炭酸塩鉱物化による有効利用技術 　　　第9節　施設園芸・植物工場におけるCO2施用技術と利用事例

 各章の内容紹介 ＜本文抜粋＞ 

「第1章　CCUSに関わる世界の動向」
　2021年10月31日（日）～11月13日（土）の間，英国グラスゴーにおいて，国連気候変動枠組条約第26回締約国会合（COP26）が開催された。日本からは，岸田文雄内閣総理大臣が世界リーダーズ・サミットに出席し，2030年までの期間を「勝負の10年」と位置づけ，全ての締約国に野心的な気候変動対策を呼びかけている。また，山口壯環境大臣が2週目の閣僚級交渉に出席したほか，外務省，環境省，経済産業省，財務省，文部科学省，農林水産省，国土交通省，金融庁，林野庁，気象庁の関係者が参加した。……（中略）
　このように，今回のCOP26では，2030年に向けてのCO2排出量削減への取り組み，さらには，2050年のカーボンニュートラルを目指して，各国間，各企業間で多くの駆け引きが見られた。様々な有志連合からの声明発表に加え，石炭の使用をめぐり最後まで交渉を重ねた結果，COP26に参加した197カ国・地域は成果文書「グラスゴー気候合意」を採択した。その「グラスゴー気候合意」の概略は以下の通り野心的な内容となっている。……（本文へ続く）

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「第2章　特許情報から読み解くCO2資源化技術開発動向・技術トレンド」
　特許情報に基づくCO2資源化技術開発動向・技術トレンドに関して，特許庁が「平成29年度特許出願動向調査報告書」にて詳細を報告している。この調査報告書は1998～2015年にかけての国内外の公開特許に基づいている。
　今回の特許調査では，2015年までの出願傾向との違いを意識して，2016年以降の国内外における特許調査を行った結果と解析である。特に，ここ数年の主要5 ヶ国（日本・米国・欧州・中国・韓国，以降は日米欧中韓と表記）における特許技術のトレンドがどんなものであるかを読み解くことを念頭に解析を行った。……（本文へ続く）

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第３章　CO2の分離・回収技術

「第1節　CO2 の分離・回収技術概論」
　2020年7月に開催された第1回グリーンイノベーション戦略推進会議ワーキンググループにNEDO技術戦略研究センターから提出された資料では，2050年のCO2分離回収の世界市場は10兆円規模と予測されており，その費用内訳としてプラント設備費が6～7割，残りが分離材などである。現状は，日本のプラントエンジニアリング企業が世界市場において技術的に優位であり，高いシェアを持っている。いずれの企業も固有の分離材技術とそれを活かすプラントシステムとの組み合わせによる分離回収技術を垂直統合的に保有しており，特許件数の多さにも直結している。一方，欧米や中国などでも独自の技術開発が推進されており，今後の競争激化が見込まれる。……（中略）
　CO2は主に炭素を含む燃料の燃焼によって発生するが，集中排出源は煙道で回収箇所は明確であり，発電所や工場であれば数％～20％前後の濃度がある。一方，民生部門に分散した小型の給湯器や自動車から小規模・間欠的に排出されるCO2の回収は非効率的であり，排出元では10％程度あっても，大気へ放出されれば数百ppmまで希釈されることになる。分離に必要な最小動力（エクセルギー）はloge（濃縮後のCO2圧力/被分離ガス中のCO2分圧）に比例するため，大気圧で100％のCO2を得ようとすれば，400ppm の大気からでは10％の煙道よりも最低でも3.4倍のエクセルギーが必要となる。一般的に，CO2濃度はもちろん，分離材に影響を与えうる微量な夾雑成分を含む全組成，圧力・流量・温度とそれらの変動幅などの「被分離ガスの条件」と，99％以上の純度が必須の地下貯留やドライアイス・溶接などの直接利用（ただし，年100万t 程度の国内需要），あるいは数％程度の残存成分を許容するCCUなど，「分離後の用途の要求条件」の双方を考慮して分離回収技術が選択される。……（本文へ続く）

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「第2節　多孔性材料によるCO2分離回収技術の開発動向」 　多孔性材料による吸着は，現在広く用いられている化学吸収に比べ，分離剤の再生に必要なエネルギーを削減できる可能性をもつ有望な技術の一つである。吸着分離によるCO2分離・回収が化学吸収などの先行技術と競合するためには，吸着剤の熱安定性と耐湿性の向上，低コスト化が必要である。……（中略）
 本節では，CO2分離・回収用途向けの吸着剤としての多孔性材料開発の動向について，①炭素系材料，②シリカ/ゼオライト，③金属有機構造体（Metal-Organic Frameworks：MOF）に分類し，最近の研究に焦点を当てながら概説する。……（本文へ続く）

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「第3節　高分子膜によるCO2の分離・回収技術開発動向」 　膜を用いるガス分離は供給したガス混合物を二つの濃縮ガスに分離する。ガスからガスへの相変化を伴わない分離のため，平衡分離である蒸留や吸収，吸着よりも原理的にエネルギー消費量の少ないガス分離法である。分離プロセスの省エネルギー化により低炭素化，さらには脱炭素化に貢献できると考えられる。火力発電所などの煙道ガスのCO2分離回収，最近では大気中CO2の直接回収への応用などが候補に挙げられる。また，ブルー水素製造の効率化も期待され，無機膜を用いた実証試験ではその有効性が認められている。新たに開発中のグリーン水素製造法におけるガス分離への応用も検討されている。
　原理的には省エネルギーであるが，そもそも目的とする分離が実際に可能な分離膜がなければ適用できないので，膜分離法では分離膜の材料開発が非常に重要である。さらに，欠陥のない薄膜を大面積の膜に加工する技術，有効な分離膜モジュールへの成形技術も不可欠である。膜分離法では操作圧力などの条件も目的ガスの濃度に影響する。圧縮機や真空ポンプなどのコストも操作条件で大きく変わるため，プロセスの設計やユーティリティの有効活用がプロセス全体の効率を左右する。材料開発から加工技術，そしてプロセス設計まで幅広い技術開発が必要である。
　本節では，高分子膜のガス透過とCO2分離の基礎，製膜技術，操作条件の影響を概説する。そして，実装の可能性が高い分離膜を中心に高分子膜によるCO2/N2分離の技術動向を概観する。……（本文へ続く）

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「第4節　炭素膜によるCO2の分離・回収技術開発動向」 　炭素膜は高分子膜を不活性雰囲気の下，500～1,000℃に焼成して得られる膜である。黒い薄膜で電気は多少通すものの，黒鉛の製造温度に比べると相当に低く，原料や作製条件にもよるが，炭素以外の元素が10～20 wt％含まれている。焼成膜や炭化膜と呼ぶこともあるが，本稿では炭素膜と呼ぶことにする。ガス分子と同程度のサイズのpermanent 孔を有するので，ガス分子を分子ふるいにより分離できる。……（本文へ続く）

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「第5節　高分子ハイブリッド材料によるCO2分離回収技術の研究開発動向」 　主なCO2分離回収技術として，吸収法，吸着法，膜分離法がある。このうち本節で着目する高分子材料による膜分離技術は，他の技術と比較してクリーンかつ経済性の高い分離技術として期待されている。これは，一般に分離操作において相変化を伴わない省エネルギーな分離技術であり，また容易な設備の導入（省スペース性），薬品を使用せず運転管理が可能であるといった利点を有する。本節では，高分子と複合化材料からなる高分子ハイブリッド材料を用いたCO2分離回収技術の研究開発動向について紹介する。……（本文へ続く）

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「第6節　燃焼排ガスおよび大気中CO2回収技術への冷熱の利用」 　2050年における世界のCO2回収量は，現在，我が国が排出しているCO2の約8倍程度である。CO2分離回収が広く実装される未来社会を見据え，筆者らは，新しいプロセス概念や要素材料の提示につながる基盤研究を展開し，CO2の分離回収プロセスの省エネルギー化や低コスト化への貢献を目指している。ここでは，冷熱を利用した燃焼排ガスや大気中CO2回収の研究開発について述べたい。……（本文へ続く）

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「第7節　海水電解によるCO2の持続的固定化技術の開発動向と今後の展望」 　CO2を炭酸塩の形で固定化し，それを工業的に再利用することは，炭酸塩の工業原材料を実質的にCO2ゼロエミッションにすることを可能にする。例えば，炭酸カルシウムは，石灰岩として日本国内で年間約1.3億t 採掘されており，セメント，鉄鋼，ガラスなどの工業原材料として広く利用されている。セメントや鉄鋼，ガラスなどの製造に用いられる炭酸カルシムは高温で熱処理するため，ほとんどの場合でCO2が排出される。……（中略）
　そこで，海洋をCO2固定化による炭酸カルシウムの製造の場とすることを検討している。｢ミネラル豊富｣な海水の工業的な利用は，古くから多くの取り組みがされている。高濃度のNaCl水溶液とのイメージが強い海水ではあるが，実際には多くのカチオンを含む過飽和水溶液であり，海水からマグネシウム塩やウラン酸塩を抽出する取り組みもよく知られている。そのなかで，海水中に溶け込んだCO2は，ヘンリーの法則に従って大気中のCO2と平衡状態を保っている。さらに溶存CO2は海水との反応により炭酸イオン（CO32－）や重炭酸イオン（HCO3－）と平衡状態にある。そのため，海水中に炭酸カルシウムを生成させ，その結果減少した溶存CO2を補う形で大気中からCO2が海水に吸収される，というのが本技術の大まかなスキームとなる。このスキームを実現するための取り組みを紹介したい。……（本文へ続く）

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第4章　CO2の有効利用技術

「第1節　CO2の利用技術概論」 　2021年12月に国立環境研究所 温室効果ガスインベントリオフィスから公表された国内の温室効果ガス総排出量（速報値）は1.14 Gt-CO2であった。変動性再生可能エネルギーの導入増や省エネルギーなど，現状対策の延長だけではカーボンニュートラルの達成は困難であり，非連続的な変化に向け，具体的かつ早期に実施可能な解決策が求められている。このような背景の下，2019年6月に資源エネルギー庁から発表されたカーボンリサイクル技術ロードマップでは，CO2の分離回収と有効利用技術についてまとめており，2021年7月には改訂版も発行された。CO2の再燃料化にはエクセルギー視点で異論もあるが，2050年までに実現するとされる極めて厳しい実質排出ゼロの目標に対して，現実的な橋渡し技術も必要となる。ニュートラル化の視点に立てば理想的には完全な炭素リサイクルの実現が望ましいが，CO2の1回限りの再燃料化で最終的に大気に排出されたとしても，現状の需要機器の全面的なリプレースを伴わず，化石燃料の輸入量の大幅削減効果は確実に見込める。
　カーボンリサイクル技術ロードマップには，分離回収後の利用分類として，直接利用，貯留およびカーボンリサイクルが記載されている。高純度CO2の直接利用は溶接，ドライアイス，炭酸飲料のサーバーなどの用途があるが，国内では1 Mtpa（Mtpaは百万t/年の単位）程度であり，前述の国内CO2 総排出量の1/1,000程度にすぎない。
　本節では，直接利用を除く貯留（CCS）と，カーボンリサイクル（CCU）について，それぞれ概論することとする。……（本文へ続く）

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「第2節　CO2の化学的利用技術とCO2直接利用の脂肪族ポリカーボネート製造技術」 　化学的な物質変換を伴うCO2の利用すなわち，CO2を原料として有用物質へ変換して利活用することを，「CO2の化学的利用」という。CO2を構成する炭素原子と二つの酸素原子は，それぞれ正と負に分極しているため，炭素が求電子性，酸素が求核性を有する。それゆえ，たとえばGrignard試薬のような求核剤との反応では，カルボン酸塩を形成する。近年では他にも，単純なC1化合物（メタン，メタノール，ギ酸），様々な炭酸エステル，炭素－炭素間での結合形成を経由してサリチル酸，高級アルコール，高級カルボン酸などへも変換できるようになってきた。また，CO2から合成される化合物は有機化合物だけにとどまらない。たとえば，炭酸ナトリウムなどの無機炭酸塩も，古くからアンモニアソーダ法によって大規模に合成されている。
　しかし，CO2がアルデヒドやケトンのようなカルボニル化合物と大きく異なるのは，CO2が熱力学的に安定な物質だというところにある。CO2は有機化合物が燃焼する際に水とともに生じる最終生成物である。燃焼は酸化反応であるので，含炭素物質が完全燃焼して生じるCO2は，炭素が最も酸化された状態であり，エネルギーレベルが極めて低い非常に安定な化合物である。ここで「安定である」とは，CO2を化学的に他の物質へ変換するためには外部からエネルギーを加える必要があるということに繋がる。……（本文へ続く）

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「第3節　CO2を原料とする多孔性ハイブリッド材料の合成技術」 　これまで，CO2を原料として用いた有機高分子や炭素材料（グラフェンなど）の合成が広く研究されてきた。一方で，多くの場合CO2を化学反応で別の物質へと変換するためには高温・高圧といった高エネルギーや，白金などの高価で希少な貴金属を触媒として用いる必要がある。これは，CO2の炭素原子は最も酸化した状態であり，化学的に反応性が乏しく，化学反応を引き起こすには大きなエネルギーを必要とするからである。このため，温和な反応条件下（常温・常圧）でCO2を狙った特性や機能を持つ材料へと変換することはこれまで大きな課題であった。……（本文へ続く）

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「第4節　超臨界二酸化炭素の利用：高分子高次構造の改質と高機能化」 　超臨界流体（supercritical fluid）は，臨界条件以上で圧縮された流体であり，拡散性に優れる気体の性質と溶質を溶解（抽出）する液体の性質をあわせもつ。近年の環境負荷低減，有機溶媒フリーといった環境調和な観点から，この超臨界流体の特性を生かし，食品・医薬品における抽出溶媒としての利用をはじめ，繊維，電子材料分野における洗浄・乾燥，染色プロセスに利用されている。超臨界流体の中でもsc-CO2は，環境負荷が小さく，リサイクルが可能，取り扱いやすい流体として研究開発から実用化まで幅広く行われてきた。現在の地球温暖化対策の一貫として検討されている回収貯留プロセス（CCS）において，回収した高純度CO2は超臨界状態まで増圧され地中に貯留されている。……（中略）
　このsc-CO2の特長を生かした，高分子材料の構造改質・制御による高機能化に関する研究例も多い。例えば，sc-CO2を用いたブロックコポリマーの多孔質化と高機能化，sc-CO2 を反応場として用いた固体高分子電解質への応用，sc-CO2による可塑化と結晶化を利用した高分子の高次構造制御や高分子ゲルの超臨界乾燥によるナノ多孔質化が研究されている。一方で，これまでにsc-CO2によるナノレベルでの高分子構造改質による物質移動，熱，電気物性の観点からの研究例は少ない。
　そこで本節では，sc-CO2を利用した高次構造を制御した環境機能材料への展開を目的とした，高分子材料の物質移動，熱，電気物性が重要なCO2分離膜，熱電変換材料，有機薄膜太陽電池（正孔輸送）に関する最近の研究事例を紹介する。……（本文へ続く）

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「第5節　CO2有効利用のための非在来型低温作動プロセス」 　近年，CO2から高付加価値物質を直接合成するプロセスが数多く研究されている。代表的な反応として，水素を還元剤として用いる逆水性ガスシフト（RWGS）やサバティエ反応（CO2メタネーション）が，CH4を還元剤として用いる反応としてメタンドライリフォーミング（DRM）が知られる。ここで，RWGS やDRM によって得られるCOと水素の混合ガスは合成ガスと呼ばれ，長鎖炭化水素といった燃料やジメチルエーテル等の様々な化合物の原料となる。また，サバティエ反応によって得られるCH4はそのままカーボンニュートラル燃料として用いることができ，既設配管を用いることができるという大きなメリットを有する。
　これらの反応に用いられる原料のうち，CO2は各種プロセスの排気ガスからの回収や，現在は難しいとされる空気からの直接回収（DAC）から得られ，DRM で用いられるCH4とCO2はバイオマスの嫌気性発酵によって入手可能である。また，水素は再生可能エネルギーの余剰電力を利用した水電解によって得られる。これらの反応を再生可能エネルギーを用いて進行させることで，現在化石燃料に依存している燃料，炭素源を持続可能なものに置き換えることが可能である。
　しかしながらこれらの反応は，平衡論，速度論的な制約からいずれも高温で行われ，多くのエネルギーを消費する。炭素循環の要としてこれらの反応を再生可能エネルギーを利用して大規模に効率よく行うためには，より温和な条件で進行させ，消費されるエネルギーの効率を上げる必要がある。
　近年，CO2の転換を平衡論，速度論的に有利に進めるために様々な検討が行われている。その一つとして，平衡論的な制約を超えるためのプロセスとしてケミカルルーピング（CL）というプロセスが挙げられる。これは，複数の原料ガスを交互に供給し，酸化，還元反応を異なるタイミングで進行させるというものである。原料ガスを同時に流さないことで平衡制約や副反応の影響を受けずにすむ他，生成ガスの分離コストを抑えることができるため，RWGS や天然ガスの燃焼といった様々な反応系に対して適用が検討されている。またこの他に，外場を用いた低温反応としては，電気化学・光電気化学による反応や，外部電場を与え反応を促進する電場印加触媒反応等が挙げられる。後者は，従来の触媒反応で用いられる固定床流通式反応器に対して定電流を印加するプロセスである。我々はこれまでにNH3合成やCH4水蒸気改質において，電場の印加による低温域における高い活性や反応機構の変化を報告している。
　これらの中から，RWGS にケミカルルーピング（RWGS-CL）を適用した例や，DRM やサバティエ反応に電場印加触媒反応を適用することで，より高効率な反応の促進を実現した例を紹介する。……（本文へ続く）

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「第6節　CO2資源化触媒プロセスの高効率・低コスト化に寄与するプラズマ科学」 　……CO2排出量削減，化学プロセス電化，再生可能エネルギーの概念は互いに深く関連していることを述べた。さらにCO2資源化に関する技術要素を加え，本稿ではプラズマを用いたCH4およびCO2の改質について紹介する。まず，触媒を併用しないプラズマ技術について，CH4およびCO2のプラズマによる直接分解の概要を紹介する。続いて，筆者が行った研究を例にDBDと触媒のハイブリッド反応をCH4/CO2改質反応，およびCO2メタネーション反応に応用した事例を紹介する。前者は吸熱反応，後者は発熱反応であり，これらを対比することでプラズマ触媒反応の特徴を理解しやすくなる。本書の目的からCO2排出量削減を目的としたプラズマ触媒技術の活用について，原理，課題，将来展望を概説する。……（本文へ続く）

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「第7節　人工光合成によるCO2有効利用技術の開発動向」 　近年，カーボンニュートラルな持続可能社会の実現に向けて，CO2の利用技術への関心が日ごとに増してきている。その中で，人工光合成によるCO2の利用は，再生可能エネルギーの一種である太陽光をエネルギー源として用いること，常温常圧下での駆動が可能であることなどを特長とし，CO2を出発原料に化石燃料に代わる資源を創出できる技術として将来的な実現・普及が期待されている。本節では，この人工光合成によるCO2利用の原理や方法，および最近の研究開発動向について概説する。……（本文へ続く）

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「第8節　CO2の炭酸塩鉱物化による有効利用技術」 　二酸化炭素（CO2）の有効利用あるいは排出量削減技術として，CO2の炭酸塩鉱物化技術が注目されている。本節では，その原理や課題，国内外での実施例や今後の展望等を紹介する。
　CO2の炭酸塩鉱物化技術は，自発的に進行する酸と塩基の反応に基づいた技術である。酸としては，気相や液相中のCO2（液中では炭酸）が利用され，塩基としては，コンクリート製品や副産物/ 廃棄物中のアルカリ性のカルシウムやマグネシウムが利用される。反応の結果，炭酸カルシウムや炭酸マグネシウム等の安定な炭酸塩が生成する。CO2（炭酸）は弱酸であるため，副産物や廃棄物等の炭酸化原料固体中のカルシウム/マグネシウム化合物は，アルカリ性である必要があり，中性の化合物（例えば，硫酸カルシウムや塩化マグネシウム等）を用いた場合には，炭酸塩鉱物化は通常は進行しない。CO2の炭酸塩鉱物化技術は，最も単純化すれば以下の反応式で表すことができる。……（本文へ続く）

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「第9節　施設園芸・植物工場におけるCO2施用技術と利用事例」 　施設園芸では，ガラス，硬質フィルム，軟質フィルムなどによる被覆を行ったハウス（温室，Greenhouse ともいう）の中で植物の栽培を行う。それらの被覆資材を通じ太陽光を内部に透過させ，植物に光合成を行わせている。……（中略）
　光合成には太陽光の他に水とCO2が必要であり，それらの投入量を適切に調節する必要がある。また，光合成に適切な温度の調節や，植物の蒸散や病害の発生抑制のための湿度の調節などを行う必要もある。そうした様々な環境要素の調節は環境制御と呼ばれ，近年の施設園芸技術の中核となっている。
　環境制御では温度や湿度の調節などのため，天窓や側窓による自然換気やファンによる強制換気が行われる。換気がされずハウスが密閉されている場合には，ハウス内のCO2濃度は低下し光合成を抑制する要因となる。また，換気がされている場合でも，植物の群落付近ではCO2 濃度が低下することが知られている。
　施設園芸では，光合成を促進し，栽培されている野菜，果樹，花きなどの収穫量や品質を向上するため，CO2施用が行われている。本稿では施設園芸における様々なCO2施用技術を紹介し，あわせてCO2分離回収後の利用事例にも触れる。……（本文へ続く）

　2050年までにCO2をはじめとする温室効果ガスの排出・吸収を均衡させ、全体として排出量をゼロにする「カーボンニュートラル」達成に向け、CO2の排出量を減らす、あるいは排出したCO2を回収・貯留するだけでなく、回収したCO2を原料として有用物質を合成するなど有効に活用する技術開発が求められており、世界中で様々な取り組みや研究が進められています。

　本書では、カーボンニュートラル達成に向けたCCUSに関わる世界の政策・法規制や企業・組織の動向、最新の特許情報から読み解いた各国の技術開発動向と注目される技術トレンドから、「CO2を排出時や大気中からどのように分離・回収し、どのような用途・分野で有効利用するのか」をテーマに、要素技術の開発動向とその展望について、専門家の方々より幅広くご執筆を賜りました。本書がCO2の分離回収・有効利用技術開発やその普及に携わる方のみならず、カーボンニュートラル達成に向け日々惜しみない努力を重ねられている皆様の一助となり、気候変動・環境破壊問題の解決に寄与する一冊となれば幸いです。

　最後になりましたが、CO2の分離回収・有効利用技術開発とその普及に向け、第一線でご活躍されている執筆者の皆様のご理解とご協力のおかげで本書籍を出版することができました。ご多用ながらも快くお引き受け頂き、ここに感謝の意を表します。

第１章　CCUSに関わる世界の動向
　1.　2050年気候中立（カーボンニュートラル）達成のためのロードマップ
　2.　CCUSに関わる国内外の政策・法規制の動向，関連企業・組織の取り組み

第２章　特許情報から読み解くCO2資源化技術開発動向・技術トレンド
　はじめに
　1.　世界の特許情報から読み解くCO2資源化技術開発動向・技術トレンド
　　1.1　世界のCO2資源化技術に関する出願件数
　　　(1)　1998～2015年にかけての日米欧中韓などへの出願国別推移
　　　(2)　2016年以降の日米欧中韓などへの出願国別推移
　　1.2　2016年以降の世界のCO2資源化技術に関する主要出願人
　　1.3　世界のCO2資源化技術に関する技術分野別の推移
　　　(1)　1998年～2015 年にかけての日米欧中韓などへの技術分野別の推移
　　　(2)　2016年以降の日米欧中韓などへの技術分野別の推移
　　　(3)　2016年以降の日米欧中韓などの技術分野割合
　　　(4)　「CO2固定化（輸送・貯槽・隔離）」技術における上位IPC 別の比較
　　　(5)　「CO2有効利用（物理的利用・化学的利用・生物的利用）」技術におけるIPC別の比較
　2.　まとめ
　おわりに

第３章　CO2の分離・回収技術
第1節　CO2 の分離・回収技術概論
　はじめに
　1.　CO2分離回収源の技術的整理
　　1.1　被分離ガス中のCO2濃度
　　1.2　プロセスへの分離回収の適用
　2.　分離回収方法の技術的整理
　3.　分離回収のコスト

第2節　多孔性材料によるCO2分離回収技術の開発動向
　はじめに
　1.　CO2分離・回収技術
　2.　吸着剤の候補
　　2.1　炭素系材料
　　2.2　シリカ／ゼオライト
　　2.3　MOF
　おわりに

第3節　高分子膜によるCO2の分離・回収技術開発動向
　はじめに
　1.　高分子膜によるガス分離の基礎
　　1.1　高分子膜のガス透過と分離性
　　1.2　高分子材料の製膜技術と膜モジュール
　　　1.2.1　複合膜および非対称膜
　　　1.2.2　中空糸膜モジュールとスパイラル膜モジュール
　　1.3　分離膜の性能評価項目
　　　1.3.1　透過係数とパーミアンス
　　　1.3.2　理想分離係数と分離係数
　　　1.3.3　圧力比と透過ガス濃度
　　　1.3.4　膜分離プロセスとモジュール内の流れ
　　　1.3.5　ステージカットと回収率
　2.　CO2分離回収に要求される分離膜の性能
　　2.1　単純な向流膜モジュールでの試算
　　2.2　分離係数50の分離膜の可能性
　3.　高分子膜のCO2分離性能
　　3.1　高分子膜のCO2/N2透過分離性能
　　3.2　ポリエチレンオキサイド（PEO）系分離膜
　　3.3　MMM（Mixed Matrix Membrane）
　　3.4　他の高分子素材
　おわりに

第4節　炭素膜によるCO2の分離・回収技術開発動向
　はじめに
　1.　炭素膜の基礎
　2.　炭素膜のガス透過分離特性
　3.　炭素膜のCO2分離性能
　おわりに

第5節　高分子ハイブリッド材料によるCO2分離回収技術の研究開発動向
　はじめに
　1.　地球温暖化とCO2分離回収の重要性
　2.　高分子 ハイブリッド材料 を用いた CO2分離回収
　　2.1　高分子ハイブリッド材料
　　2.2　高分子ハイブリッド分離膜の課題
　　2.3　高分子ハイブリット膜の透過機構
　　2.4　高分子ハイブリッド材料の作製と構造
　　2.5　高分子ハイブリッド材料の気体分離性能（単ガス）
　　2.6　高分子ハイブリッド材料の気体分離性能（混合ガス）
　おわりに

第6節　燃焼排ガスおよび大気中CO2回収技術への冷熱の利用
　はじめに
　1.　処理対象ガス冷却式CO2分離回収技術
　2.　クライオジェニックポンピングによる圧力スイング型化学吸収法による低濃度CO2の分離回収
　　2.1　プロセスの概要
　　2.2　燃焼排ガスを対象とするCryo-Capture
　　2.3　冷熱を利用する大気中CO2直接回収「Cryo-DAC」
　　2.4　Cryo-DAC を想定した大気中CO2吸収塔の概念設計
　おわりに

第7節　海水電解によるCO2の持続的固定化技術の開発動向と今後の展望
　はじめに
　1.　CO2固定サイトとしての海水
　2.　海水電解によるCaCO3の生成
　3.　CO2固定に向けた海水電解の条件
　4.　持続的なCO2固定のための電極開発
　おわりに

第４章　CO2の有効利用技術
第1節　CO2の利用技術概論
　1.　カーボンリサイクル技術ロードマップ
　2.　CO2分離回収貯留（CCS）
　　2.1　CCSの概観
　　2.2　CCSの事業とコスト
　　　2.2.1　事業コスト全体の概観
　　　2.2.2　輸送
　　　2.2.3　圧入・貯留・モニタリング
　3.　CO2分離回収利用（CCU）
　　3.1　エネルギー貯蔵技術としての水素およびカーボンリサイクル
　　3.2　炭素のマテリアル利用産業
　　3.3　水素とカーボンリサイクルメタンのコスト
　　3.4　水素に依存しないCO2固定化法と負の排出技術

第2節　CO2の化学的利用技術とCO2直接利用の脂肪族ポリカーボネート製造技術
　はじめに
　1.　CO2の化学的利用の代表例と工業規模での実施
　2.　CO2の化学的利用のその他の例（開発途上にある化学変換手法も含む）
　3.　CO2とエポキシドの共重合による脂肪族ポリカーボネート合成
　　3.1　CO2とエポキシドの交互共重合（概略）
　　3.2　CO2 - エポキシド交互共重合体（CO2由来脂肪族ポリカーボネート）の性質
　　3.3　CO2 - エポキシド交互共重合体の工業規模での製造
　　3.4　CO2 - エポキシド交互共重合体のガラス転移温度の向上をめざした研究
　おわりに

第3節　CO2を原料とする多孔性ハイブリッド材料の合成技術
　はじめに
　1.　多孔性金属錯体（MOF/PCP）
　2.　ボロハイドライドを用いたCO2由来MOF合成
　3.　アミンを用いたCO2由来MOF合成
　おわりに：CO2由来MOFの可能性と展望

第4節　超臨界二酸化炭素の利用：高分子高次構造の改質と高機能化
　はじめに
　1.　超臨界二酸化炭素（sc-CO2）
　2.　sc-CO2を用いた高分子高次構造の改質
　　2.1　CO2分離膜
　　2.2　熱電変換材料
　　2.3　太陽電池（正孔輸送材料）
　おわりに

第5節　CO2有効利用のための非在来型低温作動プロセス
　はじめに
　1.　Cu-In2O3を用いたRWGS-CL
　2.　電場印加触媒によるメタンドライリフォーミング反応
　3.　サバティエ反応
　おわりに

第6節　CO2資源化触媒プロセスの高効率・低コスト化に寄与するプラズマ科学
　1. はじめに
　　1.1 プラズマ化学と低炭素技術
　　1.2 プロセスプラズマの分類と応用
　2. 無触媒プラズマ技術
　　2.1 CH4の熱プラズマ分解反応
　　2.2 CO2の直接分解反応
　3. 触媒とプラズマの複合反応
　　3.1 プラズマ触媒の反応装置
　　3.2 触媒有効係数
　　3.3 比投入エネルギーと効率
　4. 応用事例の紹介
　　4.1 CH4/CO2改質反応
　　4.2 流動層プラズマ反応
　　4.3 CO2メタネーション反応
　　4.4 オートメタネーション反応
　5. おわりに

第7節　人工光合成によるCO2有効利用技術の開発動向
　はじめに
　1.　人工光合成の原理
　2.　人工光合成の方法
　3.　最近の研究開発動向
　　3.1　光触媒
　　3.2　光電気化学
　　3.3　CO2還元触媒
　おわりに

第8節　CO2の炭酸塩鉱物化による有効利用技術
　はじめに
　1.　原理と現状の課題
　2.　国内外の実証・実用化事例および研究の動向
　3.　今後の展望

第9節　施設園芸・植物工場におけるCO2施用技術と利用事例
　はじめに
　1.　施設園芸におけるCO2施用設備
　　1.1　施設園芸用CO2発生装置によるCO2施用
　　1.2　給湯器を利用したCO2施用
　　1.3　LPG ボイラーの排気によるCO2施用
　　1.4　液化炭酸ガスを利用したCO2施用
　　1.5　暖房機排気CO2の貯蔵と施用
　　1.6　送風設備
　　1.7　制御装置
　2.　施設園芸におけるCO2施用方法
　　2.1　換気時のゼロ濃度差施用法
　　2.2　密閉時の高濃度施用と制御技術
　3.　大規模施設園芸・植物工場におけるCO2施用
　　3.1　次世代施設園芸での施設設備とCO2利用
　　3.2　佐賀市清掃工場での排熱・排CO2の再利用と，JA全農の「ゆめファーム全農プロジェクト」
　おわりに