ドイツの石油化学メーカーＢＡＳＦは２０１９年に今後５年間でナフサをオレフィン化する電気加熱式スチームクラッカーの開発を目指すと発表した。コンセプト「Ｅ―Ｆｕｒｎａｃｅ」を掲げ、化学合成・分解に必要なエネルギーを再エネ由来の電力にすることで二酸化炭素（ＣＯ２）排出の大幅削減をもくろむ。これまで原材料での脱化石燃料の取り組みは材料の特性上無いに等しかったが、再エネ発電の価格低下は石油化学業界のプロセスに大きなイノベーションを引き起こす可能性が出てきた。
燃焼をメタネーションでカーボンニュートラルに
工場で消費されるエネルギーは電力より化石燃料の方が多く、熱供給の目的で使われている。化石燃料を使わない熱供給技術として電動ヒートポンプに注目が集まるが、冷暖房・給湯など低温熱供給は得意とするものの高温が必要な工場では利用範囲が限定される。電動化による燃焼代替が難しければ、燃料自体を非化石化すればよい。
例えば、都市ガスの主成分である化石燃料由来のメタン。このメタンを、バイオメタンや人工的に炭素と水素を合成したメタンに代替することである。後者はメタネーションと呼ばれ、化石燃料燃焼によって排出されるＣＯ２を回収して再利用するものである。再び燃焼によってＣＯ２が排出されるためカーボンフリーとは言い難いが、カーボンニュートラルではある。
再エネによる水分解でＣＯ２フリー水素を製造
メタネーションせずに水素をそのまま燃料として使う方法もある。ドイツでは北部を中心に、風力などの電力を用いて水を電気分解してＣＯ２フリー水素を製造し、そのままガスパイプラインに混入させている。これを「Ｐｏｗｅｒ ｔｏ Ｇａｓ（Ｐ２Ｇ）」と呼ぶ。ガスパイプラインが水素タンクの代わりを果たし再エネ発電の変動や余剰を吸収することが可能だ。貯蔵するタンクが不要なことはハンドリングに難のある水素であっても安全性が高まる。さらに経済性向上にも効果的だ。
ＣＯ２フリー水素と炭素の合成で原材料を脱炭素化
今世紀後半に脱炭素化を実現するためには、燃料だけではなく原材料でも化石燃料依存度を引き下げる必要があるだろう。水素と炭素を合成することにより、燃料のメタンだけではなく、プラスチックなどの原料となるエチレンやプロピレンも製造できる。Ｐ２ＧによるＣＯ２フリー水素の活用は化石燃料に依存しないリファイナリー（精製）技術を確立する。
再エネ主力化が必須に
日本でのエチレン・プロピレンの生産量は年間約１１００万トン（２０１８年）であり、これをＣＯ２フリー水素と回収したＣＯ２による合成方法に置き換えると５００億ノルマル立方メートル以上の水素が必要となる。これを水の電気分解で製造した場合、消費する電力は２千億キロワット時以上になる。加えてＣＯ２の回収とメタネーションのために必要なエネルギーもＣＯ２フリーの電気でないと意味がないため、非化石リファイナリー技術が社会実装されると、日本の電力需給に大きなインパクトを与える。
政府は２０１９年６月に「カーボンリサイクル技術ロードマップ」を策定し、大気に放出されるＣＯ２の対策を加速している。最大の課題は、水素の製造時、ＣＯ２の回収時、有用物質への合成時などおのおのの工程で消費するＣＯ２フリーの安価なエネルギーを確保することである。原子力利用の拡大が難しいのであれば、この成否は再エネが鍵を握る。再エネの主力化はもはや電力のみならず、日本の石油化学産業の原材料調達にも影響を与えることは必至だ。
電気新聞２０１９年７月２９日
