新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）

NEDO　石炭火力のCO2固体吸収法の実証研究を開始

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2020年8月5日

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）、はこのほど、CO2分離・回収コストの大幅低減が期待される固体吸収法について、実際の石炭火力発電所で燃焼排ガスを使用するパイロット規模の研究開発に着手すると発表した。川崎重工業と地球環境産業技術研究機構に委託し、石炭火力発電所での燃焼排ガスのCO2分離・回収の長期連続運転試験を行う。事業期間は2024年度までの5年間。

　CO2排出量の大幅削減には、分離・回収したCO2の地中貯留（CCS）や、原料として利用するカーボンリサイクルの推進が重要になる。経済産業省の「カーボンリサイクル技術ロードマップ」はCO2分離・回収の重要技術として固体吸収法を挙げ、今年の「革新的環境イノベーション戦略」で同手法による燃焼排ガスの研究開発の方針を示した。固体吸収法は化学吸収法（液体）と異なり、CO2の脱離に要するエネルギーは少なく、分離回収コストを半減（CO　2 1t当たり2000円台）できる可能性がある。

 　NEDOは、2018年から固体吸収法の実用化研究を進め、ベンチスケール試験（日産数t規模）でCO2分離・回収エネルギー1.5GJ/tを達成（化学吸収法の約6割）。吸収方式はアミン担持多孔質材料の移動層方式。実燃焼排ガス使用のスケールアップ試験用に、石炭火力発電所に試験設備（数十t/日）を設置し、CO2分離・回収の長期連続運転試験を行う。同時に固体吸収材の性能向上、製造技術・シミュレーション技術の高度化も進め、スケールアップ試験に反映させる。2030年までに、固体吸収法の技術確立を目指す。

NEDOなど　従来比6倍速の銅コーティング加工機を開発

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2020年7月28日

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）はこのほど、大阪大学、ヤマザキマザック、島津製作所と共同で高輝度青色半導体レーザーを用いた、高速・精密銅コーティングが可能なハイブリッド複合加工機を開発した。

　レーザーコーティングは従来のスパッタやメッキ、溶射と異なり、レーザーで金属粉末を溶接する技術。密着強度が高く耐久性に優れ、大気雰囲気下で処理できる。また、マルチビームの加工技術により、1本の粉末ビームに複数のレーザービームを照射し効率的に加熱、溶融、凝固させる。従来の近赤外線レーザーでは金や銅の加工は困難であったが、青色半導体レーザーは金属への吸収効率が高く、金や銅などの加工に適する。特に銅は、その高い熱・電気伝導性から高精度が必要な航空・宇宙・電気自動車産業への活用が期待される。また細菌の殺菌・抗菌、ウイルスの不活化作用から、感染リスク低減のための手すりやドアノブへの利用が始まっている。

　今回、日亜化学工業と村谷機械製作所の技術協力で開発した200W高輝度青色半導体レーザーを3台装着し、600W級マルチビーム加工ヘッドを開発。レーザー集光スポットのパワー密度が上がり、金属材料への銅のコーティング速度が従来の6倍以上に向上、多層コーティングも可能になった。1走査あたりのコーティング幅も従来比2.5倍の1mm程度まで増大できる。

　噴射した銅粉末を直接加熱するため母材表面の溶融を必要最小限とし、母材金属の混入が少なくゆがみの小さな精密コーティングが可能である。直線3軸/回転2軸の5軸同時制御加工ヘッドのハイブリッド複合加工機で、複雑形状の部品に高速・精密コーティングできる。現在、石川県工業試験場と大阪富士工業で銅コーティングの基礎データベースの構築と銅コーティング部材の開発を進めている。

　NEDOプロジェクトは青色半導体レーザーのさらなる高輝度化を進め、ヤマザキマザックは?級青色半導体レーザーマルチビーム加工ヘッド搭載、コーティング速度十倍以上のハイブリッド複合加工機の来年の製品化を目指している。

NEDOとシャープ　EV用高効率太陽電池パネルを製作

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2020年7月27日

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）とシャープはこのほど、NEDOの革新的高性能太陽電池の開発推進事業で開発した高効率太陽電池モジュール（変換効率31％超）と同等のセルを使った、電気自動車（EV）用太陽電池パネルを製作した。1kW超の定格発電電力により、走行距離・時刻などの利用パターン次第では、充電回数がゼロになる試算だ。

1kW超の太陽電池パネルを搭載した電気自動車「e-NV200」
1kW超の太陽電池パネルを搭載した電気自動車「e-NV200」

　NEDOは、運輸分野のエネルギー・環境問題の解決を目指し、2016年から産学有識者からなる「太陽光発電システム搭載自動車検討委員会」で調査・検討。2018年の中間報告で「変換効率30％以上なら車載面積で1kWの発電が可能」「利用パターン次第では充電回数ゼロ」と試算した。

　一方、2014年策定の「太陽光発電開発戦略」下の発電コスト低減のための革新的な高性能太陽電池の開発推進事業で、シャープはⅢ‐V化合物3接合型太陽電池（インジウム・ガリウム・リン・ヒ素などからなる3つの化合物を接合）で世界最高水準の高効率太陽電池モジュール（変換効率31.17％）を開発した。

　シャープは日産自動車と協力し、同モジュールと同等のセルを使って厚さ約0.03mmのフィルム状太陽電池パネルを製作。車体の曲面形状に沿って効率よく搭載でき、定格発電電力約1.15kWを実現。公道走行用実証車（日産自動車のEV「e‐NV200」）で、航続距離や充電回数などを評価する。併せて、昨年からのトヨタ自動車による同パネル搭載プラグインハイブリッド（PHV）車の公道走行実証データも、IEA PVPS task17などの国際的調査活動に生かす。

　さらに新規事業として、車載用Ⅲ‐V化合物太陽電池の実用化に向け高効率化とコストダウンを推進し、太陽電池の新規市場創出とエネルギー・環境問題解決を目指す考えだ。

複数の太陽電池セルにより構成された太陽電池パネル　（左からルーフ、フード、バックドア）
複数の太陽電池セルにより構成された太陽電池パネル（左からルーフ、フード、バックドア）

 

 

 

トクヤマなど　CO2リサイクルの研究開発事業を開始

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2020年7月22日

　トクヤマはこのほど、双日とナノミストテクノロジーズ（徳島県鳴門市）と共同で行う「化石燃料排ガスのCO2を微細ミスト技術により回収、CO2を原料とする炭酸塩生成技術の研究開発」事業が採択されたと発表された。

　これは、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）のカーボンリサイクルの技術開発・普及を目的とした委託事業。2022年度までの約3カ年、経済産業省の「カーボンリサイクル技術ロードマップ」に基づき、技術課題「CO2の分離・回収の低コスト化および再利用」の実現を目指す。

　現在、炭酸塩（ソーダ灰）の原料として使っている石灰石焼成由来のCO2を、石炭火力発電所の燃焼排ガスから微細ミストで吸収・回収したCO2に置き換えることで、CO2排出を削減する。超音波で水溶液を粒径5㎛程度以下に微細ミスト化し表面積を増やし、CO2の吸収効率を上げて低コスト化を図る。目標はCO2 1t当たり1000~2000円台。

　トクヤマはCO2放散技術の開発とエンジニアリング業務、双日は幹事業務、事業性評価とLCA（ライフサイクルアセスメント）、ナノミストテクノロジーズは微細ミストによるCO2吸収技術の開発を担当。概念設計の策定とCO2吸収材の開発は3社共同で行う。

　トクヤマは、事業を通じて持続可能な社会の実現を目指し、SDGs（持続可能な開発目標）に取り組んでいる。同社にとって、自家発電所や生産活動からのCO2排出量削減は、地球温暖化防止のための重大課題の1つ。同事業を推進することで、社会課題の解決に向けて邁進する考えだ。

 

NEDO　コロナ後の社会変化を分析、未来像をレポート

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2020年7月20日

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）はこのほど、コロナ禍後の「新たな社会様式」の実現に向けたイノベーションを後押しするため、TSC Foresight短信レポート「コロナ禍後の社会変化と期待されるイノベーション像」（全64ページ）を公開した。

　同レポートでは、コロナ禍がもたらした国内外の変化について、様々な分野で発信されている客観的な情報を整理・分析することで、今後の社会変化と期待されるイノベーション像を予測。「新しい社会様式」の実現を担う関係者や機関に向け、新しいイノベーションへの取り組みを検討する際の指標としてまとめた。

　レポートの前半では、現状把握と、変わりゆく新しい社会像や社会的価値観を6つテーマで分析。①デジタルシフト②政治体制や国際情勢変化③産業構造の変化④集中型から分散型への変化⑤人々の行動変化⑥環境問題への意識の変化―の現状や予測をもとに、医療、仕事・産業、教育・家庭、行政、都市のコロナ禍後に起こりうる変化を紹介している。

　後半は、今後期待されるイノベーション像を、「デジタルトランスフォーメーション（DX）」と「持続可能な社会への転換」のテーマごとに解説。DXでは製造・生産現場、製造業サプライチェーンをはじめ、インフラやモビリティなど分野別のイノベーション像を示し、持続可能性では、コロナ禍が鮮明にした日本の弱点を浮き彫りにした上で、3Rやプラスチック材料、再生可能エネルギーなどへの強化策を提示した。

　これまでの常識の再確認に気づかされ、社会の在り方に転換が迫られる今、モノづくりの現場にも「新しい社会様式」が求められている。コロナ禍後の新しいイノベーション像は非常に広範にわたり、今や世界的な社会課題であることから、その実現には産官学が一体となって取り組み、高い技術力をもつ日本の叡智を結集することで、世界的なけん引役を担っていくことへの期待が大きい。同レポートは、専用サイト（https://www.nedo.go.jp/library/foresight.html）で公開中。

 

 

 

 

 

ハイケムなど　CO2からPXを製造する技術開発に着手

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2020年7月15日

　C1化学を進展させ川上・川下の事業拡大図るハイケムは14日、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の「CO2を原料としたパラキシレン（PX）製造に関する技術開発」事業に参画し、共同開発に着手すると発表した。

　同事業では、CO2を原料としたPX製造に向けた画期的な触媒の改良や量産技術の開発、プロセス開発を実施するとともに、経済性やCO2削減効果を含めた事業性の検討を行う。PXはポリエステル繊維やペットボトルなどの生産に必要となる重要な化学品だが、これをCO2から工業的に製造する実用的な技術はまだ確立されていない。

　同事業にはハイケムをはじめ、富山大学、千代田化工建設、日鉄エンジニアリング、日本製鉄、三菱商事の6者が参画。カーボンリサイクル技術の世界最先端の取り組みを通じてCO2を原料としたPX製造の実用化を目指す。事業期間は今年度から2023年度まで。予算は19億9000万円。

　火力発電などから排出されるCO2の削減は気候変動対策として重要であり、またCO2を資源として捉えて回収し、有効利用する「カーボンリサイクル技術」の開発が求められている。経済産業省は昨年6月「カーボンリサイクル技術ロードマップ」を策定し、その中でCO2を素材や燃料へ利用することなどを通して、大気中へのCO2排出を抑制していく方針を示した。こうした中、NEDOは、既存の化石燃料由来化学品に代替することを目的とする化学品へのCO2利用技術の開発として、今回の取り組みを開始し、共同研究者6者を委託先として採択した。

　PXは、高純度テレフタル酸（PTA）を経由してポリエステル繊維やペットボトル用樹脂などに加工される化合物であり、工業上、極めて重要な基礎化学品。その組成から、化学品を製造するカーボンリサイクル技術の中では水素原料の使用量を抑えながらCO2を固定化できる特長があり、経済的観点と環境的観点、いずれの意味でも大いなる可能性を秘める。PXの世界需要は約4900万t/年あり、仮に現在の世界のPXの需要を全てCO2原料に切り替えた場合のCO2固定量は1.6億t/年に上る。

　ハイケムらは今回の共同事業を通じ、CO2からPXを製造するための画期的な触媒の改良、量産技術の開発やプロセス開発に加え、全体の経済性やCO2削減効果を含めた事業性検討を行い、実証段階への道筋をつける。

現在の工業的パラキシレンおよびポリエステルの製造の流れ(上)と、今回の新事業の狙い(下)
現在の工業的パラキシレンおよびポリエステルの製造の流れ(上)と、今回の新事業の狙い(下)

産総研　機械学習の品質マネジメントガイドラインを公開

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2020年7月14日

　産業技術総合研究所（産総研）はこのほど、企業や大学などの有識者と共同で、機械学習を用いた人工知能（AI）システムの品質を客観評価する「機械学習品質マネジメントガイドライン第一版」を策定し、産総研のウェブサイトで公開したと発表した。AIシステムの品質の透明性を上げ、ビジネスでの活用を加速させる狙い。

　AIシステムを安全性が不可欠な自動運転やロボット制御分野、公平性が重要な個人融資などの信用管理分野など広く利用するには、品質マネジメントが不可欠である。しかし、AIシステムは実在データに基づくため大きな環境変化に対応できない可能性があること、訓練データの学習により機能発揮することから、従来のソフトウェアに比べて品質管理が難しい。これまで性能評価技術は開発・発表されているが、品質要件定義、要件充足のためのAIシステムの性質とその確認方法に関し、系統的・網羅的なガイドラインや規格はない。

　今回、AIシステムの品質要件定義、実証実験、開発、保守・運用までのライフサイクル全体を網羅し、品質要求充足のための取り組みや検査項目を体系化した。「品質」を利用時に必要な「利用時品質」、機械学習要素に要求される「外部品質」、機械学習要素が持つ「内部品質」に分類。「内部品質」の向上により「外部品質」を充足し、「利用時品質」を実現する。

　サービス提供者は、「外部品質」として①リスク回避性、②AIパフォーマンス、③公平性、を設定し要求度に応じてレベル分けする。次に「内部品質」における①要求分析の十分性、②データ設計の十分性、③データセットの被覆性、④同均一性、⑤機械学習モデルの正確性、⑥同安定性、⑦プログラムの健全性、⑧運用時品質の維持性、の8項目を確認し「外部品質」への充足度を判断し、「利用時品質」を実現する。これは品質マネジメント要求達成のための関係者間の役割分担のほか、開発作業の受発注・委託での合意形成や検収条件の設定などにも利用できる。

　今後は実ビジネスでの活用とそのフィードバックにより利便性・有用性の向上と評価方法の拡張などを推進し、国内でのデファクトスタンダード化、さらには国際標準化を目指す考えだ。なお、今回のガイドラインの策定は、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）からの受託事業として、2018年度から検討を始めていた。

NEDO　ネットワーク末端での情報処理効率を一桁向上

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2020年7月10日

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）はこのほど、進化型・低消費電力AIエッジLSIの研究開発事業を通じて、ソシオネクスト、ArchiTekと豊田自動織機が、AI認識処理の「ハイブリッド量子化DNN技術（深層学習）」、画像処理の「進化型仮想エンジンアーキテクチャ技術（aIPE）」、自己位置推定・環境地図作成の「リアルタイムSLAM処理技術」を開発したと発表した。

　これらを用いたAIエッジLSIを試作評価したところ、AI認識処理と画像処理は汎用GPUの10倍以上の省電力化、リアルタイムSLAMの自己位置推定処理時間は汎用CPUの20分の1となる短縮化を達成した。

　IoT社会の到来により爆発的に増加するデータを高度に利活用するためには、クラウドでのデータ処理だけでなく、ネットワーク末端（エッジ）での低消費電力・高度情報処理が求められる。今回、パラメーターや入力値を低ビット化して処理する技術と、機械学習用の量子化ライブラリ、推論用の量子化エンジン、学習から推論への変換処理技術により、高速・高精度・低電力でのAI認識処理が可能となった。

　また、最小限のハード部品の組み合わせでアルゴリズムを構築することで、高速移動ロボットの自己位置推定処理時間を、大幅に短縮できた。これにより物流やマシンビジョン、セキュリティ・見守り、車載センシングシステムでの低電力、低遅延、低コストのエッジコンピューティングシステムが構築でき、超低消費電力社会の実現が期待できる。

　今後、進化型aIPEとハイブリッド量子化DNN技術の統合、リアルタイムSLAM処理技術の高度化、コンピュータービジョンとAI基本ミドルウェアライブラリの開発、クラウド・エッジ環境の最適化を進め、産業検査、運転支援、ドローンなどへ適用可能な高度・低電力AIの技術確立を目指す。なお、進化型aIPEを取り込んだプラットフォームのIP（回路情報）は、ArchiTekが10月から提供する予定。

日板硝子　抗ウイルスガラス「ウイルスクリーン」簡易衝立キットを開発

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2020年7月10日

　日本板硝子はこのほど、光触媒技術を活用した抗ウイルスガラス「ウイルスクリーン」を使った簡易衝立キットを開発したと発表した。

　ウイルスクリーン簡易衝立キット
ウイルスクリーン簡易衝立キット

　「ウイルスクリーン」は銅系化合物と酸化チタン光触媒を組み合わせた抗ウイルスガラス製品で、ガラスに付着したウイルスの活性を低減させる。商業施設のレジカウンターなどでの利用を想定した組み立て式の簡易衝立キットで、サイズは2種類、9月ごろ発売の予定。「ウイルスクリーン」は「抗ウイルス」が求められる病院や公共施設などへ提供してきたが、「新しい生活様式」では商業施設、ホテル、幼稚園、工場など様々な施設でもウイルス対策が求められている。

　今回発売の「簡易衝立キット」は、レジカウンターなどでの飛沫感染防止を想定し、客側に抗ウイルス膜、店員側に飛散防止フィルムを貼り付けたもの。抗ウイルス膜は、銅系化合物（抗菌・抗ウイルス効果）を酸化チタン光触媒膜（有機物の分解）にスパッタリングした複合膜。銅系化合物の抗ウイルス効果が弱まっても、光触媒機能により効果が回復する。

　また光触媒は、蛍光灯やLED照明対応の「可視光応答型」である。ものに付着した細菌やウイルスは一般的に12~24時間生存すると言わるが、「ウイルスクリーン」は、ガラス面に付着したウイルスを室内照明下約60分で99％以上減少させる。一般的なアクリルや塩ビと比べ、耐久性（耐UV、変色）、美観（透過性、視認性）、メンテナンス（消毒不要）の点で優れている。

　同社は、スーパーマーケットやコンビニエンスストアなどのレジカウンターで、感染を気にすることなく買い物ができる「新たな生活様式」が生まれることを期待している。なお、「ウイルスクリーン」は、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の「循環社会構築型光触媒産業創成プロジェクト」で東京大学との共同研究から生まれたもの。

 

NEDO　革新的センシングデバイスの研究開発に着手

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2020年7月8日

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）はこのほど、過酷な環境下や非破壊での計測、超低濃度成分の検出などを可能とする革新的センシングデバイスの実現に向け、新たに6件の研究開発に着手した。

　人口減少や少子高齢化などにより、インフラの維持管理や産業保安の負担増、医療・介護費の増大、地域の人手不足や移動弱者の増加などの様々な社会課題が顕在化している。その解決には、豊富なリアルデータによる現状の見える化が重要であり、サイバー空間とフィジカル空間を融合させるセンシングデバイスが必要とされる。

　こうした中、「IoT社会実現のための革新的センシング技術開発」事業として、新たに「建機オイルの劣化状態モニタリング」「製造装置内流体濃度分布のリアルタイム計測」「次世代の火山活動モニタリングシステム」「安価で高性能なVR搭載システム」「ペットや人間の健康管理に関する呼気分析システム」のための高精度センシング技術の開発と、設置環境や経年劣化に対するセンシングデバイスの信頼性確保のための「ワイヤレス通信を用いた遠隔機器校正ネットワーク技術」の研究開発を行う。実施期間は2020から24年度の予定。

　これにより、産業機器の保全や高効率制御、火山の遠隔監視、テレワークや遠隔医療などの促進、疾病の予兆検知などが期待される。様々な社会課題の早期解決と新産業の創出を両立するSociety5.0の実現を目指す。