ZEBとは？を簡単に環境省より引用しつつ、戸田建設株式会社（以下、戸田建設）が日本初の仮設現場事務所において『ZEB』取得した内容を見ていきます。

『ZEB』って・・・?

ZEBとは、Net Zero Energy Building（ネット・ゼロ・エネルギー・ビル）の略称で、「ゼブ」と呼ばれています。

快適な室内環境を保ちながら、省エネと創エネにより、「建物で消費する年間の一次エネルギーの収支をゼロにすることを目指した建物」を指します。

建物の中では人が活動しているため、エネルギー消費量を完全にゼロにすることはできませんが、省エネによって使うエネルギーをへらし、創エネによって使う分のエネルギーをつくることで、エネルギー消費量を正味（ネット）でゼロにすることができます。

地球温暖化対策のため、我が国は2020年10月に「2050年までに温室効果ガスの排出を全体としてゼロにする、すなわち2050年カーボンニュートラル、脱炭素社会の実現を目指す」ことを宣言しました。2021年10月に閣議決定された地球温暖化対策計画では、業務部門（事務所ビル、商業施設などの建物）においてエネルギー起源CO₂排出量を2013年度比51％削減するといった目標が設定されており、建物でのエネルギー消費量を大きく減らすことができるZEBの普及がカーボンニュートラルの実現に向けて求められています。

地球温暖化対策計画の閣議決定に伴い、「政府がその事務及び事業に関し温室効果ガスの排出の削減等のため実行すべき措置について定める計画」（政府実行計画）についても改定されました。
政府の施設については、「今後予定する新築事業については原則ZEB Oriented相当以上としつつ、2030年度までに、新築建築物の平均でZEB Ready相当となることを目指す」としており、地方公共団体においても政府実行計画の趣旨を踏まえた率先的な取組が行われることが期待されています。

ZEBには、エネルギー消費量が削減できること以外にも様々なメリットがあります。具体的には、大きく以下の4点がZEBのメリットとして挙げられます。
建物の関係者には、オーナー、働く人、訪れる人など、さまざまな立場の人がいます。
その立場によって得られるメリットは異なるものの全ての人々に対してZEBのメリットは存在しています。そのため、ZEBを実現・普及させるためには、各立場の人々が自らのメリットを理解した上で協力していくことが必要です。

私たちが仕事や生活をするために、建物では様々なエネルギーが使われています。
発電所などから送られてきた電気やガス、熱といったエネルギーを、空調、換気、照明、給湯、エレベーター、OA機器などの形で消費しています。
建物で使うエネルギーをできるだけ減らし、できるだけ自分の建物でエネルギーをつくることで、ZEBに近づけていくことができます。

建物のエネルギー消費量をゼロにするには、大幅な省エネルギーと、大量の創エネルギーが必要です。
そこで、ゼロエネルギーの達成状況に応じて、4段階のZEBシリーズが定義されています。

・『ZEB』（ネット・ゼロ・エネルギー・ビル（ゼブ））
省エネ（50%以上）＋創エネで100%以上の一次エネルギー消費量の削減を実現している建物

・Nearly ZEB（ニアリー・ネット・ゼロ・エネルギー・ビル（ニアリー　ゼブ））
省エネ（50%以上）＋創エネで75%以上の一次エネルギー消費量の削減を実現している建物

・ZEB Ready（ネット・ゼロ・エネルギー・ビル・レディ（ゼブ　レディ））
省エネで基準一次エネルギー消費量から50%以上の一次エネルギー消費量の削減を実現している建物

・ZEB Oriented（ネット・ゼロ・エネルギー・ビル・オリエンテッド）
延べ面積10000ｍ²以上でエネで用途ごとに規定した一次エネルギー消費量の削減^※を実現し更なる省エネに向けた未評価技術（WEBPROにおいて現時点で評価されていない技術）を導入している建物
　※事務所等、学校等、工場等：40%、ホテル等、病院等、百貨店等、飲食店等、集会所等：30%

建物のエネルギー消費量を減らすためのさまざまな技術を適切に組み合わせて導入することで、ZEBを実現することができます。

このZEBを実現するための技術は、消費するエネルギーを減らすための技術（省エネ技術）とエネルギーを創るための技術（創エネ技術）に分けられます。

実際にZEBを実現する場合には、①パッシブ技術によってエネルギーの需要を減らし、②どうしても必要となる需要についてはアクティブ技術によってエネルギーを無駄なく使用し、③そのエネルギーを創エネ技術によって賄うといったステップで検討することが重要です。

また、建物の運用段階にでは、どこにエネルギーの無駄が発生しているか、どのように効率的に設備を運用するかなど、エネルギーをマネジメントする技術（エネマネ技術）も重要です。このエネマネ技術によって継続的なエネルギー消費量の削減を図ることができます。

日本初、仮設現場事務所において『ZEB』取得^※1

この「ZEB」認定を戸田建設株式会社（以下、戸田建設）が、この度、第二神明道路櫨谷工事の仮設現場事務所において、国内初の『ZEB』^※2の認証を7月29日付に取得。
戸田建設は本現場事務所における認証取得を皮切りに、現場事務所のZEB化を展開します。

※1
一般社団法人住宅性能評価・表示協会ホームページ、BELS事例データ一覧による(2022年7月末時点)
※2
ZEB（ネット・ゼロ・エネルギー・ビル）とは、快適な室内環境を実現しながら、高断熱化や設備の高効率化による省エネ、太陽光パネルによる再エネにより、建物で消費する年間の一次エネルギーの収支をゼロにすることを目指した建物のこと。エネルギーの削減率により4つのランクに分けられ、最高ランクの『ZEB』は100%以上の削減が必須。その『ZEB』クラスを取得。

工事現場の脱炭素化に向けた背景

地球温暖化対策として温室効果ガスの排出抑制が求められるなか、戸田建設はSBT認定^※3を2017年に取得・2022年に更新しており、スコープ1+2^※4の排出総量を2030年度までに2020年度比42%削減することを目標として掲げています。

工事現場においては「TO-MINICA（低炭素施工システム）^※5」の使用、RE100に適合する再生可能エネルギー電力の採用などにより、スコープ1+2の削減に取り組んできました。今後はさらなる削減に向け、現場事務所のZEB化を推進し、脱炭素社会の実現に貢献します。

※3
2015年のパリ協定に基づいた、企業の科学的な根拠に基づくCO₂排出量の削減目標

※4
スコープ1：戸田建設の建設現場等で使用したガソリン、軽油、灯油等に伴う直接排出スコープ2：戸田建設が購入した電気、熱等の使用に伴う間接排出

※5
施工中に排出するCO₂量を事前に計算し、これに対して削減計画を立案・実行する、戸田建設独自のシステム

『ZEB』取得に向けた工夫点

戸田建設は建設中の新社屋「新TODAビル」^※6でのZEB Ready認証取得、筑波技術研究所「グリーンオフィス棟」^※7での『ZEB』認証取得など、ZEB化を積極的に推進してきました。そこで蓄積したノウハウを生かしながらも、仮設という性質に合わせ、経済的でかつ現場事務所に活用しやすいZEB化モデルを開発しました。

本現場事務所では屋根・壁・1F床の断熱材追加や窓への遮熱フィルム貼付けによる外皮性能の向上、執務室の運用を見越したうえで容量を最適化した高効率空調機の計画、LED照明及び赤外線感知できる人感制御の配置により、一次エネルギー消費量62%の省エネを達成しました。また太陽光パネルによる発電も加味することで、正味109%の削減が可能となります。

ほかにも、発電した電力のさらなる活用を目的として、（株）村田製作所製のAll-in-One蓄電池システム（蓄電池一体型パワーコンディショナ）を導入しています。
小型で移設が容易であることから、短期間で解体される仮設事務所との相性がよく、撤去後は太陽光パネルとともに他現場で再利用可能です。
搭載された蓄電池により、日中は発電量の余剰分を充電し、夜間に放電することで、再生可能エネルギーを無駄なく使用できます。また、停電時にはバックアップ電源とすることで、現場事務所の安全管理にもつながります。

※6
建物高さ150ｍ以上の複合用途ビルにて建物全体での「ZEB Ready」認証を日本で初めて取得した施設
※7
改修工事、運用、廃棄にいたるライフサイクルにおけるCO₂排出量に対し、再生可能エネルギーや木材・樹木の採用によるCO₂削減効果の方が大きくなる、カーボンマイナスを目指した施設

エネルギーの見える化による省エネ意識の向上と労働環境の改善

戸田建設はCO₂排出量見える化システム「CO2MPAS」を開発しており、工事現場への配置を進めています。ZEB化によるCO₂排出目標と日々の排出実績を比較・表示させることで、執務者の省エネ意識向上及び、エネルギーロスの原因追究を図ります。また両者に乖離があった場合には、長時間労働が表面化している可能性も考えられます。
執務者の安全と健康を確保し、一人ひとりのウェルビーイングを向上させるためにも、日々の取得データから労働環境を改善し、魅力的な建設現場の実現に努めていきます。

＜現場事務所概要＞
建物名称 ： 第二神明道路櫨谷工事現場事務所
所在地 ： 兵庫県神戸市西区櫨谷町地先
延床面積 ： 368.74 ｍ²
構造 ： 軽量鉄骨軸組構造
太陽電池容量 ： 19.2 kW
蓄電池容量 ： 9.2 kWh

シミュレーションによる快適性の検証

空調機容量の最適化にあたり、執務室の温熱環境をシミュレーションしています。検証の結果、夏期・冬期ともに、断熱性の高い『ZEB』仕様の現場事務所のほうが、外気温や日射の影響が小さいことから、室温のムラを抑えることができました。
快適性を評価する「PMV^※8」においても、快適範囲である－0.5から0.5に占める割合が大きく、ZEB化による快適性の向上が認められました。

※8
温度、湿度、放射、気流、活動量、着衣量の6つの要素から算出される快適性を評価する指標

今後の展開

本現場事務所の運用を通して、省エネ性・快適性を都度検証し、さらなるZEB化の推進・脱炭素社会の実現に貢献します。

おわりに

戸田建設の「ZEB」事例は新設案件です。
それでは既存の建物にZEBを敷設するにはどうすればいいのでしょう。
既にそこで働く人々や建物を利用している人々がいるため長期の改修工事が困難、既設の設備システムを大きく変えることが困難といった、新築時にはない課題が存在します。
そのため、ZEBを実現するためのプランニングにおいて一定の制約があることは事実です。
しかし、既存建築物の仕様等を踏まえ、ZEBを実現するためのプランニングを工夫することで、ZEB化を実現した事例も存在します。

既存建築物を改修によってZEB化する際のポイントは以下の3点が挙げられます。
① 改修ZEBの実現は難しくない！？
② ZEBに改修することでどんなメリットがあるの？
③ ZEB化改修を考えたいけどまず何から始めたらいいの？

① 改修ZEBの実現は難しくない！？

既存建築物を改修する際には、工事の物理的な制約や、建物利用者との関係によるスケジュール上の制約など、新築時と比べて様々な制約が存在します。
一方で、そのような制約のある既存建築物のZEB化事例としては、先進技術を豊富に採用し大きなコストを投じて改修した事例ばかりではありません。
むしろ、既存の汎用的な技術を組み合わせることで、ZEB Readyの水準までエネルギー性能を高めているケースも多く存在しています。

これらの汎用的な技術は、建物を維持管理していくうえで必要な通常の修繕や設備更新時に採用される技術に対して、少しの手間やアイデアを加えることで導入が可能なものが多く、大幅なコストアップを招くものではありません。逆に採用する技術によっては、ZEB化を目指すことでコストダウンを実現可能となる可能性もあります。

まずは、「改修によるZEB化は技術的にハードルが高く大幅なコストアップが発生する」といった先入観を捨てて、「改修ZEBの実現は難しくない！」という考え方で最初の一歩を踏み出してみてくださいと、環境省はエールを送っています。

② ZEBに改修することでどんなメリットがあるの？

既存建築物に対して、多少なりともコストアップの可能性があるZEB化改修を進めることでどんな効果があるのでしょうか。
もちろん、国全体で見ればCO₂の削減効果がカーボンニュートラル実現に向けた目標の一助となるといった効果が期待できます。

一方で、個々の建物オーナーや建物の利用者にとっての具体的なメリットとしては以下のような点が挙げられます。

• 外皮性能の向上、高効率設備の導入、最適な設備容量への更新などによりZEBへ改修することで、運用時におけるエネルギーコストの削減、将来的なさらなる改修コストの削減が可能
• 室内環境の改善により、快適性や知的生産性といったウェルネスを向上させることにもつながる
• テナントビルの場合には、このような建物への改修が賃料にプラスの影響をもたらす可能性がある

環境省では、「リーディングテナント行動方針」を策定し、①エネルギー性能が高い、②再生可能エネルギーの活用が可能、③快適性・知的生産性・快適性が高い建物に対するテナントのニーズを取りまとめて発信する施策を行っています。
このようなテナントニーズに応えるものとして、 ZEBへの改修はこれからの既存テナントビルにとって、対応が求められる取り組みであると同時に、テナント誘致やビルの収益改善に向けた武器としてとらえることもできます。

③ ZEB化改修を考えたいけどまず何から始めたらいいの？

既存建築物を改修してZEB化しようと考える際に、まず何から始めたら良いのでしょうか。
汎用技術の組み合わせで実現可能といっても、すぐに仕様を決めて設計を委託し、設備更新を進められるというオーナーはほとんどいないと考えられます。

ZEB化改修を進めるための主な5つのステップ。

① 保有建物に関する現状把握（図面、設備の計装図等の確認）
② 現状資料を基に専門家（ZEBプランナー）に相談
③ ZEB化までの計画を作成
④ 改修工事
⑤ 改修後建物の適切な運用

まずは自らの建物の現状を知るために、竣工時やこれまでに行った改修の際に作成された図面等を集める必要があります。その上で、これらの資料を基に専門家に相談することになります。専門家との協議では、ZEBに向けて目指す水準、改修のスケジュール、費用について検討を進めます。
その後、改修工事を経てZEBとして生まれ変わった建物を運用していくことになります。
なお、実際に計画通りエネルギー消費量を削減するためには、工事して終わりではなく適切に運用していくことも重要な視点です。

相談先となるZEBの計画や工事に対する実績を持った専門家として、『ZEBプランナー』が国の制度において登録・公表されています。この中から、地域や建物用途など、自らの属性に合った専門家を探して相談することが可能です。
また、このようなステップの中で、改修によってZEBを実現するという当初のモチベーションを維持するためには、計画を立てた段階で外部からの認証を取得することも効果的です。

ここまで見て来まして、ライターは弊社業務のインスペクション事業に「ZEB」要素をプラスすることで、より多数の建物の資産価値を付加し、保全管理を適切に行う「ストックマネジメント」の動きが活発になるのではないかと思いつつ、本日は筆を置くことにします。

参考・関連情報・お問い合わせなど

□戸田建設
リリースニュース：
https://www.toda.co.jp/news/2022/20220801_003096.html

□環境省
ゼブ・ポータル
https://www.env.go.jp/earth/zeb/index.html

日本の大手道路舗装会社である株式会社NIPPO（東京都　以下、NIPPO）がとりくむ「戻りコン」をリサイクルした環境に配慮した低炭素型半たわみ性舗装「ポリシールLC」を紹介。

始末の精神と原材料

帝国データバンクは2022年6月8日、中小企業などを対象とした価格転嫁の動向に関するアンケート結果を発表。建設業における価格転嫁率は41.3％。100円分の仕入れコスト上昇に対して、41.3円分しか工事費に転嫁できていないことを示している。

建設業の転嫁率は全業界平均の44.3％を下回っている。最も高かったのは卸売業の58.3％、最も低かったのは金融業の3.3％という回答です。

建設業で「多少なりとも転嫁できている」と回答した企業は79.2％で、全業界平均の73.3％を上回った。「新規案件では転嫁後の見積もりを提示する」（土木工事業）、「転嫁しやすいように見積もりの有効期限を1カ月にする」（建築工事業）といった回答があった。

一方で、14.7％の企業が「全く転嫁できていない」と回答。
自由回答では、「官庁向けは転嫁できているが、民間向けは認められない」（給排水・衛生）、
「価格転嫁した見積もりを作成しても失注する」（型枠大工）といった厳しい声があがる。

ロシアのウクライナ侵攻を受けた原材料費の高騰や円安の進行などで、仕入れコストの上昇が続いている。経済産業省は22年5月24日に開いた中小企業政策審議会の専門委員会で下請中小企業振興法に基づく「振興基準」の改正案を示し、価格交渉や価格転嫁の促進に取り組む姿勢である。
（引用記事　日経クロステックより）

サプライチェーンを海外に頼りにしてきた日本の経済活動は転換の岐路にあるには間違いない。
しかし、ものを大切にする、無駄にしない、節約・倹約する、といった意味で、関西で昔から唱えられてきた「始末」の精神から原材料を使い切るという視点は、世界との原材料取引で大切な概念であると思う。ひいては、持続可能な社会づくりに向けた国連の開発目標、SDGsにも通ずる倫理観へと通じるだろう。

しかしながら、裏目になってしまったケースが、今月初旬に報道された、川崎市の生コンクリート製造業者が、余った生コンを混ぜるなどして出荷、複数の住宅建築物で建築基準法の安全基準を満たしていない可能性があることが判明した問題が思い浮かびます。

無駄にしたくない精神は人情として理解できるが、建物の基礎部分となる建材の品質基準などを定める規格「JIS」に適合しないコンクリートに仕上げては、そこにこれから住む人々や利用する人々に長期にわたる不安感を根付かせる訳で、持続可能なまちづくりの精神に反します。

　川崎市の生コンクリート製造業者が、余った生コンを混ぜるなどして出荷し、複数の住宅建築物で建築基準法の安全基準を満たしていない可能性があることが判明した問題で、川崎市は、国から情報提供があった約５０カ所のうち、建築物の主要部分に問題の生コンが使われたとみられる二十数カ所について、近く施工業者に強度調査を指示する方針。

　調査対象は１カ所が店舗、残りは全て一戸建て住宅で、十数カ所が入居している。古い生コンを使用しても直ちに影響がないケースもあるが、強度不足が確認されれば仮住まいに移るなどの対応を求める可能性もあるという。

　市建築指導課は「市民の不安を取り除くためにも、速やかに確認作業を進めたい。強度不足が確認された場合は適切に対応したい」としている。残りの二十数カ所は駐車場部分での使用などで、問題ないと判断して調査対象から外した。

　同課によると、１月上旬の降雪の影響で、小島建材店が請け負う現場でコンクリート打設作業が急きょ中止となり、余った生コンを他の現場に回して混ぜ込んだのが始まりという。２月上旬まで古い生コンを使用していたとみられる。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　神奈川新聞より

https://www.kanaloco.jp/news/government/article-915294.html

こうした工事現場で使用されずに工場に戻るレディーミクストコンクリート「戻りコン」をリサイクルで、新たな建材に作り出して、まちづくりに貢献する大手道路舗装会社であるNIPPOのとりくみを見つめてみました。

NIPPOの歩み

NIPPOの前身は1907年（明治40年）中外アスファルト株式会社として設立。
1934年（昭和9年）に、当時の日本石油（現在のENEOS）の道路部門と浅野物産（現、丸紅）の道路部門の合併により誕生している。

舗装材料の一つであるアスファルトは石油精製により生産される製品の一つであり、建設業としてよりも石油精製業の一分野として成立した企業という側面もあります。
アスファルト舗装の導入など、日本における舗装の近代化に果たした貢献は大きく、優れた技術力を有する舗装部門を主力とし、一般土木、スポーツ関連施設、建築、環境、開発分野、海外事業などの事業多角化を進めています。
近年では有料道路のPFI事業^※に進出する新しい取組みに着手しています。

地政学的な原材料費が高騰する中、「戻りコン」をリサイクルした低炭素型半たわみ性舗装はPFI事業への進出の過程で、環境に配慮した資材の使用やCO²削減に取り組んでいる公共機関との施工を経つつ、開発されたリサイクル資材ではないかと推測できます。

※PFIとは
Private-Finance-Initiative（プライベート・ファイナンス・イニシアチブ）　公共事業を実施するための手法の一つ。民間の資金と経営能力・技術力（ノウハウ）を活用し、公共施設等の設計・建設・改修・更新や維持管理・運営を行う公共事業の手法です。
あくまで地方公共団体が発注者となり、公共事業として行うもの。
事業コストの削減、質の高い公共サービスの提供が期待されます。

環境に配慮した低炭素型半たわみ性舗装 「ポリシールLC」

半たわみ性舗装は、開粒度アスファルト混合物の隙間に特殊なセメントミルクを浸透させるもので、アスファルト舗装のたわみ性とコンクリート舗装の剛性を併せ持っており、大型車両が停車するターミナル、倉庫やコンテナヤード、構内道路やパスレーンなどに採用されています。

「ポリシールLC (Low Carbon)」 は、低炭素型のプレミックス材「ポリパックLC」を使用した環境配慮型の半たわみ性舗装です。

コストや施工方法は従来の半たわみ性舗装と変わらず、所定の品質を確保しながら二酸化炭素(CO²)排出量を削減できます。

また、「ポリパック LC」は普通セメントの使用量を減らし、工事現場で使用されずに工場に戻るレディーミクストコンクリート「戻りコン」をリサイクルすることで、製造時のCO²排出量が従来製品の8分の1程度になった低炭素セメントを使用しています。

プレミックス材の普通セメントの一部を低炭素型に置き換えることで排出量を削減し、環境に配慮しています。

ポリシールLCの種類は養生時間に応じて普通タイプ(養生時間3日)、早強タイプ10(同1日)超速硬タイプ(同2～4時間)があり、セメントミルク製造時のCO²排出量の削減率は、NIPPO従来品と比較し普通タイプで21%、早強タイプで18%、超速硬タイプで53%となっています。

普通タイプを厚さ5cmで舗装した場合のCO²削減量は、NIPPO従来比で1ｍ²あたり23kg-CO2(15%)程度となります。面積1000ｍ²あたりの削減量は、杉の木の165本分のCO²吸収量に相当しています。2021年度までの施工実績は計30件で、7万ｍ²超となっています。

「ポリシールLC」および「ポリバックLC」ともに、環境省の「環境ラベル等データペース」に掲載しており、環境に配慮した製品の使用やCO²削減に取り組んでいる公共機関や民間企業に積極的に提案していきます。

おわりに

地球温暖化の原因になっているといわれるCO²の排出量を減らすことは、今やグローバルな課題です。

エネルギー分野においても、CO²排出量の少ないエネルギー資源への転換をはかること、省エネルギーに努めることなどが重要な課題です。
さらに、CO²を分離・回収して地中に貯留する「CCS」、分離・回収したCO²を利用する「CCU」も、大気中のCO²を削減するための重要な手法として研究が進められています。
このようなCO²の利用をさらに促進するべく、研究開発をイノベーションにより進めようという取り組みが、「カーボンリサイクル」です。

まちづくりの建材がはたせる可能性はこれからも増えていくでしょう。

本日も読んでいただき、ありがとうございました。

参考・関連情報・お問い合わせなど

□日経クロステック
https://xtech.nikkei.com/
□神奈川新聞
https://www.kanaloco.jp/


□株式会社 NIPPO
https://www.nippo-c.co.jp/

リリース記事： https://www.nippo-c.co.jp/company/media_image/newspaper_20220610.pdf

清水建設と北海道大学が鉄筋の耐食性も向上し、CO²固定化とコンクリート長寿命化を両立できるDAC（Direct Air Capture）コートを開発したニュースを紹介。

清水建設株式会社（東京　以下、清水建設）と国立大学法人北海道大学（北海道　以下、北海道大学）は、環境配慮型コンクリートの研究開発の一環として、既設のコンクリート構造物を利用して大気からのCO²吸収を促進するCO2固定化技術「DAC（Direct Air Capture）コート」を開発しました。

DACコートは、表層に塗布した含浸剤を介してコンクリート構造物に大気中のCO²を吸収・固定化させるもので、CO²吸収量を含浸剤塗布前の1.5倍以上に増大させることができます。

含浸剤の主材となるアミン化合物^※は、CO²の吸収性能に加え、防食性能も有しているため、コンクリートの中性化に起因する鉄筋の腐食を抑制し、鉄筋コンクリートの長寿命化に寄与します。

DACコート開発の背景

温室効果ガスの排出を2050年までに実質ゼロにする目標を掲げた政府のカーボンニュートラル宣言を受け、建設業界では、主要建材であるコンクリート由来のCO²排出削減に向けた技術開発が加速しています。

そうした取り組みの多くは、製造時に多量のCO²排出を伴うセメントの使用量削減や、原材料へのCO²固定化など、生産段階における対策に主眼が置かれており、対象は新築構造物に限られます。

しかし、今回の技術開発では、供用段階の既設構造物のCO²吸収体としてのポテンシャルに着目し、CO²吸収性能の高いアミン化合物をコンクリート内部に含浸させることで、大気中のCO²の固定化を促進させることを企図しました。

DACコートの開発は、従来の鉄筋コンクリートに代わる次世代材料「ロジックス構造材」^※の開発に向けた両者の産学共同研究の一環でもあります。

開発にあたっては、無数の材料からDACコートによるコンクリートへのCO²固定化に適した材料を分子レベルで探索し、コンクリート内での物質拡散を評価するシミュレーション技術を活用して長期的な反応過程を可視化しました。

DACコートを塗布するメリットとは

本技術の核となる含浸剤の主材は、発電所や工場の排ガスからのCO²分離・回収に利用されている塩基性化合物・アミンの一種で、鉄筋コンクリートに高い防食性を付与する性能も備えます。

一般的に、コンクリートにCO²を固定化すると、部材の中性化を招き、鉄筋が腐食するリスクが生じます。

今回の開発技術では、アミン化合物の防食作用により鉄筋の腐食速度を1/50に抑制することで、コンクリートの寿命を損なうことなくCO²の固定化を促進することが可能になります。

さらに、塩分に対する耐性も向上することが確認できており、鉄筋コンクリート構造物の長寿命化も実現できます。

日本国内におけるコンクリート構造物のストックは約300億トンと推計。
これらの露出部全体に本技術を適用した場合のCO2吸収ポテンシャルは3億トン以上に達します。

また、構造物の解体後に残るコンクリートガラへのCO²固定化技術としての活用も期待できます。

北海道大学と清水建設は、2026年頃の実用化をターゲットに、材料メーカーとも連携しながら、ラボでの性能評価、実大規模での性能実証、施工法の標準化やカーボンクレジット化の検討等を進めていく考えです。

おわりに

窒素元素をもつアミン化合物を主原料にするDACコート。

身近なイメージとして、マメ科の根に共生する根粒菌のはたらきを思い浮かべるのは、ライターの私だけでしょうか。

根粒菌は大気中の窒素をアンモニアに変換して窒素固定を行い、アンモニアはアミノ酸に変えられて、植物に送られる。植物は根粒菌に炭水化物を供給するといった共生窒素循環。

土壌の菌類の営みをコンクリートの中で再現したかのような二酸化炭素固定をする発想が北海道大学発というのも納得できる技術と感じました。

2026年頃の実用化にむけ、気になる点として、DACコートの塗布耐久年数がどのくらい期待できるか、広範囲への塗布手法はどのようにするかが普及のカギになるのではないでしょうか。

地政学的な要因がうずまく昨今の原材料調達の中で、カーボンニュートラルへの取り組みの中から新たな新素材の誕生を期待します。

本日も読んでいただき、ありがとうございました。

参照・説明

※アミン化合物
アミンは、窒素元素を持つ化合物の代表例です。アンモニアの水素原子を炭化水素基で置換した化合物の総称。置換した炭化水素基の数が１つであれば第一級アミン、２つであれば第二級アミン、３つであれば第三級アミンと呼ばれる。

このDACコートの主材は、「発電所や工場の排ガスからのCO2分離・回収に利用されている塩基性化合物・アミンの一種」とあるので、二酸化炭素吸収液の主剤と考えられる。
典型的に用いられるアミンとしては、モノエタノールアミン（MEA）、メチルジエタノールアミン（MDEA）、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール（AMP）、およびピペラジン（PZ/PIPA）などが挙げられる。

※ロジックス構造材
清水建設と北海道大学が次世代高性能材料の開発に向けた産学共同研究のなかで提唱するあらゆる現象を論理的に積み上げることによって得られる次世代向けの新素材のこと。
論理（Logic）と次世代（Next generation）を意味する英単語から、新素材の名称をロジックス（LogiX）として、商標を出願している。

参考・関連情報・お問い合わせなど

□清水建設株式会社　https://www.shimz.co.jp/
リリース記事：https://www.shimz.co.jp/company/about/news-release/2022/2022017.html

□国立大学法人北海道大学　https://www.hokudai.ac.jp/
リリース記事：https://www.hokudai.ac.jp/news/180711_pr.pdf