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環境 研究開発 Research and
Development

研究開発に関する基本的な考え方

研究開発・事業開発推進体制

研究開発本部では、「つなぐ研究開発、つなげる事業開発」を開発方針として、「技術研究所」・「カーボンニュートラル事業開発部」・「企画管理部」の3部門で活動を行っています。

企画管理部で策定した開発戦略を元に、技術研究所が研究開発を担い、そこで生み出された当社固有の技術を活用してカーボンニュートラル事業開発部が社会実装のための事業につなげていく体制です。グループ内の各組織とさらにつながることにより、中期経営計画のKPI達成へ貢献を図ってまいります。

つなぐ研究開発、つなげる事業開発の体制

研究・事業開発テーマ

研究開発のテーマは、「建物の環境を創る」、「地球環境を守る」、「新たな環境に挑む」の3＋αを柱とし、脱炭素社会の実現、地球環境保全、生産性向上・働き方改革、その他多様な顧客ニーズに応える技術と商品の創造に努めてきました。
具体的には再生可能エネルギー・未利用エネルギー利活用技術の開発、資源循環型利用技術の開発、高砂熱学イノベーションセンター導入技術の性能向上・検証に取り組んでいます。
特に脱炭素の推進への寄与が期待される水素エネルギー利用技術を重要開発課題と位置づけ、関連する技術の開発・事業開発を推進しています。

研究・事業開発のテーマ

研究開発に関する取り組み

クローズドVOC回収システム

7 エネルギーをみんなに そしてクリーンに

9 産業と技術革新の基盤をつくろう

13 気候変動に具体的な対策を

低沸点用の実設備第

トルエンや酢酸エチル、NMPなどに代表される揮発性有機化合物（Volatile Organic Compounds：VOC）は、最先端のリチウムイオン電池、全固体電池をはじめ、塗料、印刷インキ、粘着剤などの幅広い分野で使用されています。

VOCは大気中に放出されると光化学スモッグやPM2.5などの大気汚染の原因になることから、製造工程で生じる排ガスは、法規制に則り適切に処理されてきました。しかし、VOC排ガスの処理方法として主流であった燃焼方式では、VOCを完全には熱分解除去できず、一定量のVOCがそのまま大気に放出されます。さらに、VOCの熱分解により大量のCO2が発生します。これまでは、この熱分解によるCO2発生量は問題視されていませんでした。しかし、環境省の試算ではNMVOC（ノンメタンVOC）の焼却に伴うCO2排出量は約200万t-CO2/年にものぼることから、温室効果ガス排出量算定・報告・公表制度において、令和6年度報告（令和5年度排出量）より、NMVOCを含む溶剤の焼却に伴うCO2の排出を、非エネルギー起源CO2の算定対象として追加されることになりました。

溶剤を取り扱う企業において、脱炭素社会の実現の観点からもVOCの非燃焼処理が喫緊の課題として捉えられています。また、大気環境保護のため、除去しきれないVOCの大気放出量を削減したいというニーズも高まっています。

そこで当社は、VOCを燃焼せずに吸着回収し、さらにVOCの大気放出量を大幅に削減する処理システムを開発しました。本システムでは、溶剤回収後の空気を溶剤乾燥炉へ循環再利用するクローズドシステムを採用することにより、VOCの大気放出量を大幅に削減できると同時に、乾燥炉給気の加熱、除湿エネルギーを削減できるため、環境性と省エネルギー性に優れています。また回収した溶剤をリサイクルすることにより、新品溶剤の製造工程で排出されるCO2の削減や資源保護に寄与します。

従来システムとの比較

  • （公社）日本空気清浄協会 第38回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会 会長奨励賞（2022年度）
  • 国立環境研究所／日刊工業新聞社 第48回「環境賞」 優秀賞（2021年度）
  • （ ）内：発表・受賞年度

吸着材蓄熱システム
メガストック®

エネルギーをみんなに そしてクリーンに

産業と技術革新の基盤をつくろう

住み続けられるまちづくりを

気候変動に具体的な対策を

産業分野でのさらなる省エネ・CO2排出量低減のために、排熱等の未利用エネルギーの有効利用が求められています。高温排熱は発電・蒸気などでの利用が推進されていますが、100℃程度の低温排熱は用途が限定されるうえに、「熱需要」との時間的・空間的なギャップ（ずれ）から活用できず、大部分が大気中に捨てられているのが現状です。そこで、この課題を解決するために、排熱・未利用熱を空調・熱源へ再生する、新たな大規模蓄熱システムを開発し、市場展開を進めております。

本システムは、工場施設内で回収した排熱を蓄熱槽に蓄熱し、時間・場所の違う熱利用先で活用することが可能です。熱利用先は除湿・冷暖房・乾燥工程などが効果的です。さらに、地方自治体などの汚泥・ごみ焼却場排熱、工場排熱などを周辺地域で活用する、オフラインの熱回収・輸送・利用システムとしての展開も期待できます。

2018～2019年度に、（国研）新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の助成事業において、東京都羽村市、ほか共同5機関とともに実証実験を実施しました。新たな高密度蓄熱材「ハスクレイ®」を活用した蓄熱システムを構築し、定置型とオフライン熱輸送型で通年の実証データを取得するとともに、工場排熱、コージェネ排気や排温水での蓄熱と、生産ラインや民生施設での熱利用を実証しました。2023年度にはTDK株式会社の国内最大規模の製造・開発拠点「本荘工場西サイト」（秋田県由利本荘市）において、生産施設で発生していた未利用低温排熱を蓄熱・再利用するため本設備が導入されました。

実利用例 羽村市地域（日野自動車 羽村工場他）での熱融通

  • （一財）コージェネレーション・エネルギー高度利用センター コージェネ大賞2021（産業用部門） 優秀賞 （2021年度）
  • （一社）日本機械工業連合会 令和4年度 優秀省エネ脱炭素機器・システム表彰 会長賞（2022年度）
  • （公社）空気調和・衛生工学会 第62回学会賞論文賞【学術論文部門】（2024年度）
  • 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO） 2020（令和2）年度 省エネルギー技術開発賞 優秀事業者賞（2020年度）
  • 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO） 2018（平成30）年度 戦略的省エネルギー技術革新プログラム 優良事業者表彰（2019年度）
  • （ ）内：発表・受賞年度

環境負荷低減と知的生産性向上を両立した
サステナブル研究施設高砂熱学イノベーションセンター

エネルギーをみんなに そしてクリーンに

産業と技術革新の基盤をつくろう

住み続けられるまちづくりを

気候変動に具体的な対策を

高砂熱学イノベーションセンターは、「地球環境負荷低減と知的生産性向上を両立したサスティナブル建築」を設計コンセプトとし、再生可能エネルギーの積極的活用による「ZEB」の達成やワークスタイルの変革に呼応した多様な執務空間や地域貢献の場の提供を目指してまいりました。

再生可能エネルギー利用として、太陽光発電200kWに加え、木質チップを燃料としたバイオマスガス化発電80kWを導入するとともに、受電電力量の比率を下げ、その電力も水力発電由来のグリーン電力とすることによりカーボンフリーを実現しております。また、地下水とバイオマスガス化発電の排熱を利用したデシカント外調機や天井放射空調パネル、パーソナル端末で操作できる個別空調機により、執務者の健康性や快適性を実現しております。

下記4つの主眼点に分け、ZEB実現のために徹底した省エネルギー技術と既成概念に捉われない創エネルギー技術を採用しました。室内環境では知的生産性向上を促すヒューマンセントリックな技術とシステムを積極的に採用し、従業員が実際に日常的な運用・改善を行い、迅速に研究開発にフィードバックできる環境を構築しました。また、建物を建てるだけではなく、地域や社会に発信、貢献していくことも重要な責務と考え、平常時のエネルギー自立だけでなく、非常時でも地域に安心を提供し、地域共生しながら成長する場となることを計画し、実現しています。

4つの主眼点

主眼点1
  • パッシブな省エネ技術を取り込んだ建築計画
  • 新たな施工技術・センシング／クラウド監視
主眼点2
  • ZEB・電力オフグリッドのエネルギー計画
主眼点3
  • パーソナル空調等のヒューマンセントリックな空調システム
主眼点4
  • 空調技術伝承と地域貢献の拠点形成

外部に開かれた研究開発施設

高砂熱学イノベーションセンターは、「外部に開かれた研究開発施設」として、地元つくばみらい市と包括連携協定を締結し、毎年2回市と共催で「たかさごマルシェ」を開催しており、2024年度までに計8回実施しました。その他環境保全をテーマとした各種イベント参加や、地元小学校への出前授業等の地域連携を積極的に行い、環境保全への貢献および環境クリエイターの卵である小中高生の環境保全意識の向上につなげています。

また、企業や研究機関、学生等の見学対応も積極的に行っており、当社環境技術の社会実装や、新規顧客やパートナー企業との接点増加、優秀な人財の採用につなげています。

エネルギーマネジメントシステム ～ツナグEMS～

日本政府が「2050年カーボンニュートラル」の実現を公式に宣言し、温室効果ガスの排出を実質ゼロにするという野心的な目標を掲げたことにより、各企業はカーボンニュートラルの実現に向けた取り組みを加速させています。こうした動きの中で、日本においては再生可能エネルギーの最大限の導入とその有効活用が喫緊の課題となっています。特に、企業や自治体レベルでの再生可能エネルギー活用に向けた取り組みが加速しており、エネルギーマネジメントシステム（EMS）を中核とした脱炭素化の実装が進展しています。

当社の長期ビジョン2040では、今後の成長事業としてカーボンニュートラル関連事業を位置づけており、エネルギーの「つくる」「ためる」「つかう」それぞれの段階に関与するとともに、それらを「ツナグ」ことで、お客様や社会のニーズに応えるエネルギーシステムの提供を目指しています。

具体的には、太陽光発電などによるグリーン電力を水電解装置で水素に変換・貯蔵し、グリーン水素のニーズに的確に応えるとともに、グリーンエネルギーの製造・貯蔵・利用をつなぐための高砂独自のEMS（「ツナグEMS」）の構築に積極的に取り組んでいます。

ツナグEMS エネルギー需給バランスの最適化

「ツナグEMS」は、最新のシステムアーキテクチャ（ソフトウェア技術）を採用することで、必要な機能の追加や入れ替えを容易にし、迅速性・柔軟性・拡張性を兼ね備えた共通プラットフォームとして構築されています。これにより、下図のように段階的な機器や機能の導入にも柔軟に対応可能です。

さらに、「ツナグEMS」は（1）〜（3）のような特長を備えており、お客様のGX（グリーントランスフォーメーション）実現に貢献します。

  1. ピークカット制御や自家消費最大化などにより、当社のコア事業領域におけるお客様の電力・熱の最適制御・運用が可能
  2. 大型水電解装置を用いたグリーン水素製造において、最適制御と安定運用を実現
  3. お客様の余剰リソースを活用し、DR（デマンドレスポンス）・VPP（仮想発電所）による新たな収益機会を提供

クラウド型EMSにより、大規模な施設・多拠点制御へ発展可能

グリーン水素を活用した実証事業の開始

当社は、キリンビール株式会社、三菱商事株式会社、MCKBエネルギーサービス株式会社、三浦工業株式会社と共同で、キリンビール北海道千歳工場において使用する蒸気ボイラー用燃料の一部を、化石燃料由来からグリーン水素由来へ転換し、ビール製造工程にグリーン水素由来の蒸気を活用する実証事業を、2026年6月より開始する予定です。ビール製造では、麦汁の煮沸など加温工程において大量の蒸気を使用しており、本実証では、蒸気を製造するボイラー用燃料の一部を都市ガスからグリーン水素に切り替えることで、年間最大約23%の熱需要を水素で代替し、約464トンの温室効果ガス（GHG）排出量の削減が見込まれます。本事業は2026年6月から10年間の実施を予定しており、グリーン水素へのエネルギー転換によるGHG排出削減効果や技術的課題について検証を行います。

また、当社と三菱商事株式会社は、特定目的会社「合同会社MTグリーンエネルギー」を設立し、グリーン水素の製造・供給を担う事業者として本事業に参画いたします。さらに、当社が開発した大型水電解装置（100Nm3機）を初めて導入する予定です。本取り組みは、当社が掲げる4つの事業ドメインの一つ「カーボンニュートラル」における第一号案件であり、非常に意義のあるものです。また、新たな事業領域である水素供給事業への参入という挑戦でもあります。今後の水素利活用の拡大を見据え、グリーン水素供給事業を推進し、地球環境への貢献を目指してまいります。

実証事業のスキーム

水素製造装置

その他のESGへ取り組みを見る