ソリューション - カーボンニュートラルに貢献するシミュレーション技術｜MBD・CAEソリューションカンパニー

Solutionソリューション

カーボンニュートラルに貢献するシミュレーション技術

「脱炭素社会の実現」に向けて、シミュレーションができること。

脱炭素社会の実現（カーボンニュートラル）に向けて、世界は大きく舵を切りました。

世界規模の異常気象や年々更新される最高気温。地球温暖化現象は、多くの人々や環境、食糧問題などに深刻な影響を与えることで顕在化してきました。その地球温暖化にブレーキをかけるために、脱炭素社会の実現（カーボンニュートラル）は必要不可欠であると考えられ、世界の多くの国と地域が協力し始めています。

脱炭素社会の実現（カーボンニュートラル）とは？

2020年10月、菅総理が所信表明演説において「我が国は、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。
この宣言の中で第一に着目すべきは、「温室効果ガス」というワードです。日本が目指す「カーボンニュートラル」は、CO₂に限らず、メタン、N₂O（一酸化二窒素）、フロンガスを含む「温室効果ガス」を対象にすると述べていることです。

次に着目すべきワードは、温室効果ガスの「排出を全体としてゼロにする」としている点です。「全体としてゼロに」とは、「排出量から吸収量と除去量を差し引いた合計をゼロにする」ことを意味します。つまり、排出を完全にゼロに抑えることは現実的には難しいため、排出せざるを得なかった分については同じ量を「吸収」または「除去」することで差し引きゼロ（正味ゼロ、ネットゼロ）を目指すという意味です。これが、「カーボンニュートラル」の「ニュートラル（中立）」が意味するところです。

そのために、まずは排出する温室効果ガスの総量を大幅に削減することが大前提となります。

出典：経済産業省資源エネルギー庁Webサイト
「カーボンニュートラル」って何ですか？（後編）～なぜ日本は実現を目指しているの？」

いつまでにカーボンニュートラルが必要なのか？

では、いつまでにカーボンニュートラルが必要なのでしょうか？
2020年から運用を開始した気候変動問題に関する国際的な枠組み「パリ協定」では、「今世紀後半のカーボンニュートラルを実現」するために、排出削減に取り組むことを目的とするとあります。
具体的な目標は、平均気温上昇を産業革命以前に比べ2℃より十分低く保つこと、そのため早期に温室効果ガス排出量をピークアウトすることなどが「カーボンニュートラル」で目指すこととして示されています。これに加えて、国連気候変動に関する政府間パネル（Intergovernmental Panel on Climate Change：IPCC）の「IPCC1.5℃特別報告書」によると、産業革命以降の温度上昇を1.5℃以内におさえるという努力目標（1.5℃努力目標）を達成するには、2050年頃までにカーボンニュートラルの達成が必要だと報告されています。

こうした背景と、各国の野心的な目標の引き上げなどの気運がますます高まり、「2050年のカーボンニュートラル実現」を目指す動きが国際的に活発化しています。
現在、世界では120以上の国と地域が「2050年カーボンニュートラル」という目標に向けて、大胆な投資を実行する動きが相次いでおり、気候変動問題への対応を、経済成長の足かせであったり、コスト増を伴う競争力の低下につながるという思考から脱却し、産業的にも持続可能な社会への“成長の機会”ととらえる潮流が加速しています。世界中のビジネスや金融市場も、その潮流の中でドラスティックに変化しています。

出典：経済産業省資源エネルギー庁Webサイト
「カーボンニュートラル」って何ですか？（後編）～なぜ日本は実現を目指しているの？」

2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略の方向性

日本では、経済産業省が関係省庁と連携し、「2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」を策定しました。この戦略は、「2050年カーボンニュートラル」への挑戦を、「経済と環境の好循環」につなげるための産業政策です。この高い目標を実現するには、さまざまな既存の技術に加え、新しい技術を駆使して目標に近づけていかなければなりません。

■ 新技術開発の例

電力部門
再生エネルギー導入の拡大、水素発電やアンモニア発電に関する技術開発など
非電力部門
工場などの産業分野では、機器のエネルギー源を電力に変更する電化の促進、バイオマスの活用、製造プロセスで原料に化石燃料を使用する鉄鋼業などの産業では、電化による非化石化が難しいため、原料である石炭の代替として水素を利用することで低炭素化を図る技術など
化学産業
光触媒を用いて太陽光によって水から水素を分離し、水素と工場から排出されるCO₂を組み合わせてプラスチック原料を製造する人工光合成技術など
（詳細は経済産業省資源エネルギー庁Webサイト「CO2を“化学品”に変える脱炭素化技術『人工光合成』」参照）
セメント産業
廃コンクリートなどに用いてCO₂を炭酸塩として固定して原料などに使用するCCUS（Carbon dioxide Capture, Utilization and Storage）、CO₂を利用した「CO₂吸収コンクリート」など
運輸分野
電動自動車（Electric Vehicle：EV）や燃料電池自動車（Fuel Cell Vehicle：FCV）の導入拡大など

出典：経済産業省「2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」（概要資料）
24ページを元に再レイアウト( PDF形式：3,044KB)

IDAJができることは？

前項の通り、多くの産業分野において次世代の技術革新が進行しています。こうした中、IDAJは、カーボンニュートラルに真っ向から取り組むお客様へ、デジタル技術の活用（デジタル・トランスフォーメーション、Digital Transformation：DX）を通じた支援をご提案します。

1. コンピュータによる3D設計（Computer Aided Design：CAD）、性能解析（Computer Aided Engineering：CAE）、自動製造（Computer Aided Manufacturing：CAM）を駆使したデジタル・エンジニアリング環境のご提案

設計・試作の繰り返しや多くの試行錯誤が避けられなかった従来の設計・開発プロセスを、バーチャル・プロダクトによってあらかじめ解析・予測することを可能にします。
設計・開発後に発生しやすい試行錯誤を劇的に減らし、開発期間の短縮とコスト削減を果たします。この効果によって、より付加価値の高いものづくりへのチャレンジが可能となります。

2. デジタル環境をものづくりプロセス全般に適用するモデルベース（Model Based Development：MBD）プロセス手法のご提案

開発の上流工程から下流工程まで、各々の詳細度で構築されたモデルを「動く仕様書」として流通させ、性能再検討の際の課題や原因早期発見と対策を可能にし、効率的な設計・開発プロセスを実現します。
MBDプロセスが先行する制御ソフトウェア開発設計においては、厳しい機能安全規格に準拠した開発環境およびトレーサビリティが確立された統合開発環境をご提案します。

IDAJは、時代をリードする最先端の複数のソフトウェアベンダーとパートナーシップを結び、熱流体解析から構造解析、電磁場解析、音響解析、システムシミュレーション、最適化技術、組込みソフトウェア開発環境、さらにこれら解析利用技術を支えるシミュレーション・プロセス・データ・マネジメント（Simulation Process and Data Management：SPDM）ソリューションなど、国内トップレベルのデジタル・エンジニアリング技術を確立し、多様化・複合化するお客様の課題を解決するために必要なエンジニアリング環境をトータルでご提案します。

また、多岐に渡る様々なプロダクトの利用技術経験を生かし、お客様の環境における様々なツール（IDAJで販売していない商品を含みます）を組み合わせる幅広い技術力とノウハウ、効率よく解析するためのシステム環境の構築といったトータル・ソリューション・サービスのご提供が可能です。
ここでは、いくつかのグリーン成長戦略分野を取り上げ、IDAJの持つ技術情報をあわせてご紹介します。IDAJが培った30年にも及ぶデジタル技術に関する豊富なエンジニアリング経験は、必ずカーボンニュートラルに関わる開発プロセスの加速に貢献できるものと考えます。