経済産業省は２０２４年１２月２０日、第７次エネルギー基本計画の原案を公開した。２０２１年１０月に閣議決定された第６次エネルギー基本計画では、ＬＰガスの脱炭素化については「バイオＬＰガスや合成ＬＰガス（プロパネーション、ブタネーション）等の研究開発や社会実装に取り組む産業界の取組を後押しする」という表現にとどまっていたが、第７次エネルギー基本計画原案ではグリーンＬＰガスという小項目が追加され「グリーンＬＰガスの大量生産に向けて、革新的触媒等の技術開発や生産プロセス実証を進め、２０３０年代の社会実装を目指す」と目標設定をしている。この記事ではグリーンＬＰガスについて現状をまとめ、想定される課題を取り上げる。
ＬＰガスと都市ガス
家庭用熱源として一般的なＬＰガスの正式名称は、液化石油ガス（Liquified Petroleum Gas）であり、頭文字をとってＬＰガスと呼ばれる。導管が埋設されている都市部では都市ガスが使用できるが、都市ガスは日本の国土面積の約５％をカバーするにとどまり、残りの９５％はＬＰガスがカバーしている。また、分散型エネルギー源であるＬＰガスは災害時にエネルギーが分断された地域への緊急対応用として使用されている。
用途
２０２２年の日本のＬＰガス需要は１，２７２万トンであり、４７％が家庭・業務用として使用されている。以下、工場での金属加工溶解や加熱、熱処理の熱源として工業用に２１％、化学原料用は１６％であり、ＬＰガスの成分プロパンはプロピレンの原料として、またブタンがエチレンの原料として使用されている。
組成と特性
下記表に代表的な家庭用ＬＰガス規格であるい号液化石油ガスと都市ガス１３Ａの組成表を載せる。
い号液化石油ガスは８０％以上がブロバン（あるいはプロピレン）となっている。ＬＰガスが巷で「プロパンガス」と呼ばれるゆえんだ。プロパン以外にブタンもＬＰガス成分として工業用などに使用されている。
一方、都市ガス１３Ａはメタンが約９０％を占めるが、そのほかＬＰガス成分であるプロパンやブタンが含まれていることが分かる。メタンは発熱量が低いため熱量を調整するために混合されているもので、上記グラフからＬＰガス需要の１２％を占めている。
グリーンＬＰガス
グリーンＬＰガスの定義について野村総研が取りまとめた調査報告資料の定義を引用すると、
・グリーンＬＰＧ／バイオＬＰＧ 「カーボンニュートラル（ＣＮ）な炭素源から処理・合成されたブロバン／ブタン」
・グリーンＬＰＧ 「ＤＡＣによるＣＯ２や植物などが固定化した炭素を利用しＣＮ水素、エネルギーを用いて合成したプロパン／ブタン」
・バイオＬＰＧ 「グリーンＬＰＧのうち、廃棄物やバイオマスなどのＣＮ炭素源を活用したもの」となる。
ロードマップ
２０２４年３月に開催された第６回グリーンＬＰガス推進官民検討会では、日本ＬＰガス協会からＬＰガスのカーボンニュートラル（ＣＮ）に向けた今後のロードマップの提示があった。２０５０年時点でのＬＰガスの全量ＣＮ化を視野に、２０３５年時点で高効率給湯器などの普及、および重油などからの燃料転換による省エネによるＣＯ２減少に加え、グリーンＬＰガスの輸入および国内生産、またカーボンクレジットの利用を合わせて約２００万トン、省エネ対応前に対して１６％減のＣＮ化を目指すというものだ。
技術
グリーンＬＰガスについては各種技術開発が行われている。
２０２２年１０月ＬＰＧ輸入元売り５社アストモスエネルギー、ＥＮＥＯＳグローブ、ジクシス、ジャパンガスエナジー、岩谷産業は、一般社団法人「日本グリーンＬＰガス推進協議会」を設立した。協議会では、北九州市立大学が研究を進めるＣＯ２と水素を直接反応させＬＰガスを製造する技術、およびＬＰガスと類似した特性を持つＤＭＥを製造する技術の確立および実証を目指すとしている。
２０２３年３月に開催された第３回グリーンＬＰガス推進官民検討会では、日本ＬＰガス協会から進展中のグリーンＬＰガス技術開発の概要が提示されている。上記の北九州市立大学によるＣＯ２→ＣＯ、ＣＯ２＋ＣＯ＋Ｈ２→ＤＭＥ、ＤＭＥ→プロパン、ブタン変換技術、および産総研によるＤＭＥ→オレフィン→ＬＰガスを一つの反応塔で合成するＣＯ２リサイクル事業のほか、ＥＮＥＯＳグローブによるＦＴ合成を活用したＣＯ２→ＬＰガス合成、古川電工による家畜ふん尿などからのＬＰガス合成、クボタによる麦わらのメタン発酵によるＬＰガスを含むバイオ燃料製造、高知県による木質バイオマスからのＬＰガス合成のバイオＬＰＧ技術開発が紹介されている。
ＮＥＤＯ目標
上記の技術開発にはそれぞれ政府機関の支援が行われているが、一番大きなものはＮＥＤＯ グリーンイノベーション（ＧＩ）基金事業として採択されている古川電工によるバイオＬＰＧ製造技術だ。
経済産業省は２０２４年１２月９日、ＮＥＤＯ ＧＩ基金事業「ＣＯ２等を用いた燃料製造技術開発」プロジェクトに関する研究開発・社会実装計画の改定案を提示した。下記表にグリーンＬＰＧと合成メタンについての目標値などをまとめる。
| 項目 | グリーンＬＰＧ | 合成メタン |
|---|---|---|
| 目標 | ２０３０年までに、化石燃料によらないLP ガスを年産1,000 トン以上生産し、商用化を実現。 なお、商用ベースに乗せるための技術課題として、現状の生成率３０％を改善し、生成率５０％となる合成技術を確立する。 | ２０３０年度までに、①再生可能エネルギー等の電力から製造した水素と、②その水素と回収したCO₂からメタン合成（メタネーション）することによる合成メタン製造に係る一連のプロセスの総合的エネルギー変換効率が60％を上回る合成メタン製造が見通せる革新的技術によるメタネーションを実現。 |
| アウトカム | 3,000トン/年（2030年） | 約90万トン/年（2030年） |
| 経済波及効果 | 約4億円/年（2030年） | 約200億円/年（2030年） |
| 予算額 | 上限52.4 億円 | 上限297.7億円 |
グリーンＬＰＧに関するＧＩ基金事業は古川電工のバイオＬＰＧのみに対し、都市ガスの主成分をＣＯ２から合成する合成メタン（メタネーション）については、大阪ガスによるＳＯＥＣメタネーション技術開発と、東京ガスによるハイブリッドサバティエ技術開発事業がある。
表から分かるように、グリーンＬＰＧはそのアウトカム、経済波及効果、予算額共に合成メタン（メタネーション）に劣る。
動向
下記表は、ｅメタンについて２０２２年以降の主な各社発表およびメディア報道による関係各社の動向を示したものである。グリーンＬＰガスについては上記の技術開発事業以外に大きな動きはないのに対し、ｅメタンについては東京ガス、大阪ガスを始め、重化学工業・エンジニアリング会社が国内や海外でのｅメタンの実証や、設備の商業化、事業化などを推進していることが分かる。
グリーンＬＰガス推進への課題
ＬＰガスは、日本の国土の９５％をカバーし、その分散性から災害時の緊急エネルギー源としても重要ではあるが、クリーン化については都市ガスの主成分であるメタンのクリーン化合成メタン（ｅメタン）に大きく差をつけられているようだ。ここではグリーンＬＰガスの技術開発および事業化進展が合成メタンに後れをとっている背景を探ってみたい。
需要減少
上記グラフは１９６０年から２０２２年までのＬＰガス需要の推移（左グラフ）、および家庭部門のエネルギー消費割合（右グラフ）を表したものだ。
ＬＰガスの国内需要は１９９０年代にピークを迎えた以降、人口減少およびエネルギーのクリーン化推進での太陽光発電を含む電化推進政策によって減少の一途を辿ってきた。
家庭部門のエネルギー消費割合のグラフからは、ＬＰガスは１９７３年には家庭部門のエネルギー割合の１７％を占めていしたものが、２０２２年には１０％にまで減少していることが分かる。電気がその割合を約２倍に増やしたことが要因ではあるが、都市ガスも１９７３年に１７％であった消費割合が、２０２２年には２３％まで増加していることは注目しておきたい。
ＬＰガスのＣＮ対応に向けたロードマップを紹介したが、ロードマップでの足元の国内ＬＰガス需要は１，４００万トンであり、年減少率１％として２０３５年で１，２５０万トンを前提としている。統計では２０２１年時点ですでに国内需要は１，２５３万トンであり、２０２２年までの１０年間の年減少率は２．４％である。ロードマップの前提となる国内需要の見通しに甘さがあるように感じられる。
このように日本国内でのＬＰガス需要は減少していくことが予測される中、関係企業はカーボンニュートラル化への対応を行わなくてはならないが、縮小する市場に対して大きな投資を行うことは経営者にとって判断しづらいであろう。
業界統合
日本のＬＰガス需要は１９９０年代にピークを迎えそれ以降は減少の一途を辿った。ＬＰガス元売り各社は経営基盤の強化を標榜し、特に２０００年以降事業統合や合併などの再編の動きを加速させていった。２０００年には２５社であった日本ＬＰガス協会の会員数は２０２１年４月時点で１０社まで減少した。
上記表は２０００年以降に統合した企業の概要であるが、各社は石油元売り、商社などが分散して株式を保有していることが分かる。売上規模は１，７００億円から５，８００億円である。ｅメタンやバイオメタンの合成技術開発および事業開発を行っている東京ガスや大阪ガスは独立企業として事業運営がされ、売上規模が２兆円から３兆円であることと比較すると、ＬＰガス元売り企業の経営判断能力は限定され、投資規模もわずかにならざるを得ないことが分かる。
大阪ガスが２０２４年３月に発表した中期経営計画には「ｅメタンを中心としたＣＮ投資に１，０００億円」とあり、東邦ガスは２０２５年１月「北米に数百億円をかけ合成メタン製造プラント建設」という報道があるが、ＬＰガス輸入元売り各社がこの規模の投資を行うのは困難であろう。
技術
上記はグリーンＬＰガスを生成するための道筋の概要をまとめたものだ。原料としては家畜ふん尿や未利用木質資源などのバイオマスと、大気や工場排ガスからのＣＯ２と再生可能エネルギーを利用して製造した水素による合成反応がある。
原料となるバイオマスやＣＯ２、Ｈ２は、他のクリーンエネルギーに利用されることから、大量生産のためには原料の確保についても検討を進めていかなければならないだろう。
生成技術に関しては、バイオマスは発酵によるバイオガスを改質してプロパンやＤＭＥに変換する方法が検討されている。ＣＯ２と水素からは、逆水性シフト反応（ＲＷＳＲ）によりＣＯと水素にしてからメタノールまたはＤＭＥにしてＬＰガスに転換する方法と、ＦＴ合成によりプロパン、ブタンを得る方法などがある。
大阪ガスはＣＯ２と水素からＳＯＥＣによる共電解メタネーションでｅメタンを製造する技術開発に取り組んでいるが、この方法からはＬＰガスの成分も製造可能なことが分かっている。しかし、現状では２０３０年までに社会実装するためには種々の課題がある。
メタンの合成はサバティエ反応 ＣＯ２＋４Ｈ２→ＣＨ４＋２Ｈ２Ｏ で製造でき、ターゲットとして絞り込みやすい。一方、プロパンやブタンの場合、何らかの中間体を生成してから改質なり合成などにより製造しなければならない。技術的には可能であるがメタンに比べてハードルが高い。
ＬＰガス生成の中間体として、また最終生成物としてＤＭＥが取り上げられている。ＤＭＥは合成方法が確立されていて、特性がＬＰガスに近く、グリーンＤＭＥとＬＰガスを混合することでＬＰガスの低炭素化を図る可能性がある。第７次エネルギー基本計画（原案）の中でも「ｒＤＭＥ（バイオ由来のジメチルエーテル）を混合した低炭素ＬＰガスの導入に向けた取組等を後押しする」となっている。
また、岩谷産業は２０２３年１月、ＮＥＤＯの助成事業として相馬ガスと共同で、相馬ガスがＬＰガスを供給している福島県南相馬市の定住促進住宅８０戸に水素を混合させたＬＰガスを導管供給する実証事業を開始したと発表した。グリーンＬＰガス製造技術のハードルが高ければ、水素を混合させることで低炭素化を図る方法も有効であろう。
ＬＰガスのクリーン化についてのアプローチの方法についてはいろいろあり、まだどれが優位になるか定まっていないように見える。
以上のように、グリーンＬＰガスについてはＬＰガスの需要縮小や業界、技術課題があり、その進展が合成メタンなどに比べ遅れているのが現状のようだ。
最後に 第７次エネルギー基本計画（原案）
２０２４年１２月２０日に公表された第７次エネルギー基本計画の原案では、グリーンＬＰガスについて次のように記載されている。
「大量生産が課題であり、世界的にみても、その生産に特化した先進技術は確立されていない。・・グリーンＬＰガスの大量生産技術の確立が重要である。グリーンＬＰガスの大量生産に向けて、革新的触媒等の技術開発や生産プロセス実証を進め、２０３０年代の社会実装を目指す。」
現在、グリーンＬＰガスの技術開発で先行するのは、ＮＥＤＯ ＧＩ基金事業に採択されている古川電工による家畜ふん尿などからのＬＰガス合成の実証であるが、これはエネルギー基本計画（現案）に表現される「大量生産」技術にどれだけあてはまるのだろうか。
上記グラフは第７次エネルギー基本計画（原案）でのエネルギー需給の見通し（イメージ）であるが、２０４０年の消費量での熱・燃料の石油／天然ガス・都市ガス／石炭割合、および発電電力量の火力での石炭／ＬＮＧ／石油等の割合が不明である。不確実性が多い環境の中、将来は見通せないということの表れであるが、最終エネルギー消費量は２０２２年に比べ１０％～１６％程度は減少し、火力発電による電力発電量は２０２２年の７２．６％から３～４割に減少させる方向性は見ることができる。その中で、グリーンＬＰガスがどのくらいの割合を占めていることになるのか、今後の進展が注目される。
参考：
経済産業省 エネルギー基本計画（原案）、「ＣＯ２等を用いた燃料製造技術開発」プロジェクトに関する研究開発・社会実装計画の改定案
日本ＬＰガス協会 ＬＰガス読本、日協五十年史、日本ＬＰガス協会６０年史
野村総合研究所 グリーンＬＰＧの社会実装を見据えた国内外の動向調査