NEDO、CO2排出量を低減する地盤改良工法「CUCO(R)-CO2固定地盤改良」を開発

 NEDOのグリーンイノベーション基金事業「CO2を用いたコンクリート等製造技術開発」プロジェクト(以下、本事業)の一環として、株式会社竹中工務店は、鹿島建設株式会社、デンカ株式会社とともに、本事業を実施するコンソーシアムであるCUCO(R)(クーコ)の幹事会社として、コンクリートの製造過程で排出される二酸化炭素(CO2)排出量が実質ゼロ以下となる、カーボンネガティブコンクリートの開発を進めています。

今般、竹中工務店は本事業の成果として、コンクリート解体ガラから再生した微粉を炭酸化したCO2固定微粉(CCU材料)を用いた「CUCO(R)-CO2固定地盤改良」(以下、本工法)を開発し、従来の地盤改良工法に比べてCO2排出量を約5%低減しました。

 本工法は、2025年日本国際博覧会(大阪・関西万博)の三菱未来館(設計監理:三菱地所設計)の地盤改良の一部に適用され、建物工事中の大型重機用仮設走行路として用いられました。本工法が実際の地盤改良として適用されるのは今回が初めてで、地盤改良体として求められる性能を満たしていることを確認しました。

三菱未来館の完成イメージ三菱未来館の完成イメージ

地盤改良の施工状況地盤改良の施工状況

背景

 カーボンリサイクルはCO2を資源として有効活用する技術で、カーボンニュートラル社会を実現するための鍵となる技術であり、CO2分離回収分野や化学品・素材分野を中心に日本が国際競争力を有している技術分野です。

特にコンクリート、セメント、炭酸塩などは、CO2固定化ポテンシャルが高いこと、生成物が安定していることなどから、製造時にCO2を固定化する技術が早期に社会実装されることで、大規模なCO2低減が期待されます。しかし、大規模なCO2低減を実現するためには、製造時のCO2排出量を削減することに加え、CO2の固定量を増大させるとともにコスト削減などで、その利用を促していく必要があります。

地盤改良は、構造物の支持性能や斜面の安定性を向上させる目的で、地盤を高強度化する技術です。

特に日本では、国内セメント需要の約20%にあたる年間約800万トンを地盤改良で使用しており、本工法を用いた地盤改良の促進は、多くのCO2排出量低減が見込まれ、カーボンネガティブ社会の実現にとって欠かすことのできない要件です。

 このような背景の下、NEDOは2021年度からグリーンイノベーション基金※1の本事業※2で、カーボンネガティブコンクリート※3などの製造技術の開発に取り組んでいます。その一環として、竹中工務店は、鹿島建設、デンカとともに、本事業を実施するコンソーシアムであるCUCO(R)※4の幹事会社として、「CO2排出削減・固定量最大化コンクリートの開発」に取り組んでいます。

今回の成果

 CUCO(R)が開発を進めるカーボンネガティブコンクリートは、CO2を「削減・固定・吸収」する技術を組み合わせたものです。このうち、本工法にはCO2を「固定」する技術、すなわちコンクリートを解体した際に排出される建設廃材(コンクリート解体ガラ)や地盤改良体の解体材に含まれるカルシウム分にCO2を固定させ、コンクリート用骨材やCCU材料※5として再利用することでCO2を貯留する技術を用いています。

 今般、本事業の成果として、CCU材料を用いた本工法を、2025年大阪・関西万博三菱未来館の地盤改良の一部に初適用し、建物施工時に大型重機の仮設走行路として用いました。本工法は約600㎡の地盤改良エリアのうち約200m2に適用され、地盤改良体としての性能を満たしていることを確認しました。また、固定されたCO2は約160kgとなり、従来の地盤改良工法に比べてCO2排出量を約5%低減しました。

今後の予定

 今後、構造物の建て替えや解体に加え、地盤改良を施した地盤自体の解体増加で、大量発生するコンクリート解体ガラや地盤改良体の解体材のリサイクルは、建設業界にとって解決すべき喫緊の課題です。この解決のためにも、竹中工務店は本工法の成果を、長期間にわたる地盤改良体の強度やCO2固定量の調査に活用し、2030年には液状化抑止などに用いる地盤改良へ本工法を適用することを目指します。

 NEDOはCUCO(R)と一体となって、コンクリート製造時などにおける、CO2削減・固定・吸収技術の開発、改良、社会実装に取り組み、カーボンネガティブを実現することで、脱炭素社会の実現に貢献します。

【注釈】

※1 グリーンイノベーション基金

日本の掲げる「2050年カーボンニュートラル」に向けて、官民で野心的かつ具体的な目標を共有した上で、これに経営課題として取り組む企業などに対して研究開発・実証から社会実装まで10年間継続して支援する事業です。本基金事業はグリーン成長戦略で実行計画を策定している重点分野を支援対象としています。

特設サイト:グリーンイノベーション基金事業 https://green-innovation.nedo.go.jp/

※2 本事業

事業名:グリーンイノベーション基金事業/CO2を用いたコンクリート等製造技術開発/CO2排出削減・固定量最大化コンクリートの開発

事業期間:2021年度~2030年度

事業概要:CO2を用いたコンクリート等製造技術開発

https://green-innovation.nedo.go.jp/project/development-manufacturing-concrete-using-co2/

※3 カーボンネガティブコンクリート

製造時のCO2排出量よりもCO2削減・固定・吸収量の方が多いコンクリートです。

※4 CUCO(R)

竹中工務店、鹿島建設、デンカの登録商標です。CUCO(R) https://www.cuco-2030.jp/

※5 CCU材料

CCUはCarbon Capture and Utilizationの略で、本技術ではCO2を資源として活用(固定)して製造されたコンクリート用材料を指します。

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