大阪ガスと産業技術総合研究所（産総研）は2025年6月3日、固体酸化物形電解セル（SOEC）を用いた革新的なe-メタン製造技術「SOECメタネーション」のベンチスケール試験施設を完成させたと発表しました。
大阪ガスプレスリリース：グリーンイノベーション基金事業におけるSOECメタネーションのベンチスケール試験施設の完成について
このプロジェクトは、NEDOのグリーンイノベーション基金事業の一環として進められており、e-メタンの製造コスト削減と、都市ガスの脱炭素化に向けた試験が行われています。
この技術によって、従来のメタネーション手法（変換効率55〜60%）を大幅に上回る、85〜90%というエネルギー変換効率の実現を目標としています。
SOECメタネーションとは 高効率のe-メタン製造技術
SOECメタネーションは、再生可能エネルギー由来の電力を用いて、水（H₂O）と二酸化炭素（CO₂）を電気分解・合成し、都市ガスの主成分であるメタン（CH₄）を製造する技術です。
高効率を実現するSOECの仕組み
SOEC（固体酸化物形電解セル）は、700〜800℃の高温で、水蒸気とCO₂を同時に電気分解する装置です。
高温動作により、電解に必要な電力量を大幅に削減できるうえ、メタン合成反応（サバティエ反応）で生じる排熱を電解プロセスに再利用できるため、システム全体の熱効率が飛躍的に向上します。
また、外部からの水素調達が不要なため、水素サプライチェーンのコストや不確実性も排除できる点も、コスト競争力向上につながる重要な優位性です。
大阪ガスはこれまで培ってきた代替天然ガス（SNG）合成技術を基盤として、SOECとメタン合成装置を一体化した独自のプロセス設計を採用しています。
大阪ガス：世界最高レベルのエネルギー変換効率を目指すSOECメタネーション
従来のサバティエ反応との違い
現在主流のメタネーション技術は「サバティエ反応」を利用するもので、まず水電解装置（AELやPEM）で水素（H₂）を製造し、次に別工程でCO₂と水素を反応させてメタンを合成します。
このプロセスでは熱のロスが大きく、総合的なエネルギー変換効率は55〜60%程度に留まるのが課題でした。
SOECメタネーションとサバティエ反応の違い
| 項目 | 従来技術（サバティエ法） | SOECメタネーション |
|---|---|---|
| 電解方式 | 低温電解（AEL / PEM） | 高温電解（SOEC、700〜800℃） |
| 水素製造工程 | 別工程で水素を製造・調達 | メタン合成排熱を活用し一体化 |
| エネルギー変換効率 | 55〜60% | 目標85〜90%（世界最高水準） |
| 外部水素調達 | 必要 | 不要（水から直接製造） |
| 実用化段階 | 商用化済み（一部） | 実証段階（2030年代後半を目標） |
大阪ガスのベンチスケール試験施設の概要
大阪ガスのSOECメタネーション開発は、2021年頃に研究室での初期実証から始まりました。当初は微量のメタンを合成できる程度でしたが、技術の着実な積み上げにより、規模を拡大してきました。
今回竣工したSOECメタネーションのベンチスケール施設（10Nm³/h級、一般家庭約200戸相当）は、大阪市内の大阪ガス先端技術研究所に設置されています。
ラボスケールから一気に約100倍の規模へのスケールアップは、技術的なブレイクスルーを示すものであり、量産化への道筋が現実味を帯びてきたことを意味しています。
施設ではSOEC電解装置と、メタン合成反応装置を組み合わせた一体型システムの性能確認を行うとともに、プロセス全体の運転データを取得します。
高いエネルギー変換効率を達成するための熱統合技術の検証が主要な試験目標であり、産業技術総合研究所（産総研）と共同で研究開発を進めています。
大阪ガスプレスリリース：グリーンイノベーション基金事業におけるSOECメタネーションのラボスケール試験装置の完成と試験実施について～世界最高効率のe-メタン製造技術の開発に挑戦～
SOECメタネーション技術の開発ロードマップ
| フェーズ | 期間 | 規模 | 主な目標 |
|---|---|---|---|
| ラボスケール | 〜2024年度 | 0.1Nm³/h（家庭2戸相当） | 効率75%以上のデータ取得 |
| ベンチスケール | 2025〜2027年度 | 10Nm³/h（家庭約200戸相当） | 高効率プロセスの検証・運転データ取得 |
| パイロットスケール | 2028〜2030年度 | 400Nm³/h（家庭約1万戸相当） | 効率85〜90%の技術確立 |
| 実証フェーズ | 2031年度〜 | 数千m³/h級 | 社会実装に向けた実証 |
| 実用化 | 2030年代後半〜2040年頃 | 商用スケール | e-メタン商業供給開始 |
2030年度にエネルギー変換効率85〜90%を実現するe-メタン製造技術の確立を目指し、2031年度以降の実証フェーズを経て、2030年代後半から2040年頃の実用化を目指しています。
NEDOグリーンイノベーション基金事業に採用
このプロジェクトは、NEDOの「グリーンイノベーション基金事業／CO₂等を用いた燃料製造技術開発プロジェクト」の「SOECメタネーション技術革新事業」として実施されています。
NEDO グリーンイノベーション基金：CO2と水から都市ガスを得るSOECメタネーション最前線 ベンチスケール試験施設が稼働
グリーンイノベーション基金は、2050年カーボンニュートラル実現に向け、政府が総額2兆7000億円超を拠出して設立したもので、野心的な技術開発を長期的に支援する枠組みです。
大阪ガス・産総研以外にも、INPEXや三菱重工業などがグリーンイノベーション基金を活用して、各自の革新的メタネーション技術開発を進めています。
INPEXと大阪ガスが共同で進める長岡メタネーション実証では、世界最大級のメタネーション設備の実証運転が開始されており、日本のe-メタン技術開発は国際的にも存在感を高めています。
参考記事：INPEXと大阪ガスが世界最大級メタネーション実証運転を開始
e-メタン普及への技術的・コスト的課題
SOECメタネーションは技術的には極めて有望ですが、実用化に向けて複数の課題を抱えています。
- SOECスタックの耐久性・コスト：高温動作に耐えるセル材料の長期安定性と、製造コスト低減が商業化の前提条件となります。
- 再生可能電力のコストと供給安定性：e-メタンの製造コストの大部分を占める電力コストは、安価かつ安定した再エネ電力の確保にかかっています。大阪ガスはすでに、製造地となり得るエリアの再エネ電力特性をふまえたメタン製造コストの試算を実施しています。
- CO₂供給源の確保：大量のCO₂を低コストで調達・輸送するサプライチェーンの構築が必要です。
- 規模拡大（スケールアップ）技術：ラボからベンチへの100倍スケールアップに続き、さらにパイロット・商用規模への拡大において、性能を維持しつつコストを抑制する技術的課題があります。
コスト面の課題については、メタネーションのデメリットとコスト面の課題でも詳しく解説しています。
大阪ガスのe-メタン戦略と今後の展開
大阪ガスは、2050年カーボンニュートラル達成に向けた柱の一つとしてe-メタンを位置づけており、SOECメタネーション以外にも複数のe-メタン事業を並行して推進しています。
海外では米国のe-メタン事業（東邦ガス・伊藤忠との共同参画）や、海外産バイオメタンの国内供給を実施しており、国内供給網の脱炭素化に向けた取り組みを多角的に展開しています。
参考記事：大阪ガス・東邦ガス・伊藤忠が米国eメタン事業に参入
また、INPEXと共同で進める長岡メタネーション実証では、CO₂管理・追跡システム「CO₂NNEX」の運用も開始されており、e-メタンの証書管理・価値流通の仕組み作りも進めています。
参考記事：長岡メタネーション実証でCO₂NNEX運用開始 クリーンガス証書の移転・管理
SOECメタネーション技術が予定どおり2030年代後半に実用化されれば、都市ガスの既存インフラをそのまま活用しながら、大幅なGHG削減を実現できる可能性があります。
e-メタンとバイオメタンを組み合わせた「グリーンガス」戦略は、都市ガス事業者の現実的な脱炭素戦略として、今後ますます注目を集めることになるでしょう。
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