日揮ホールディングス株式会社 研究開発活動 (2020年3月期)

中期経営計画「Beyond the Horizon」の4年目に当たる当連結会計年度は、差別化技術に基づいたビジネス開発を推進してきました。重点戦略を①開発技術の早期商業化とライセンスビジネスの拡大、②成長分野における新規ビジネスの創出と推進、③オープンイノベーションの活用による社外との連携強化とし、資源、環境、ライフサイエンス、新エネルギー、ものづくりの各分野に注力してきました。その結果、プロジェクト受注や技術ライセンス供与などの実績をあげるとともに、成長分野における将来のビジネスの核となる技術の早期獲得を目的とした産官学の連携による開発を促進することができました。なお、当連結会計年度の研究開発費の総額は、6,861百万円(消費税等は含まない)です。

① 総合エンジニアリング事業
設計・調達・建設(EPC)ビジネス分野
自然環境が厳しい地域や労働者の確保が困難な地域等、建設工事の遂行が困難な地域におけるプロジェクトが増加傾向にあるなかで、当社グループは大型Module工法の採用や、プロジェクト遂行の効率性向上のためにAWP(Advanced Work Packaging)による工事管理の採用などを実践していますが、さらなる新しい工法(自動化、3Dプリンター導入、小型Module工法など)、要素技術の導入(新素材、設計にAI導入など)、EPC全領域でAWP採用拡大などに挑戦しそれらを実装する事が、熟練労働者不足、不安定な現場生産性、スケジュール遅延などのプロジェクトリスクを低減可能と考え全社的な活動を展開しています。

保全ビジネス分野
プラントの保全データや検査診断データによる設備管理システム(A-MISTM)の運用を行ってきました。また、このシステムに加えて、業務の省力化や可視化を目的とした統合的なビッグデータ一元管理プラットフォーム(INTEGNANCE®)を構築し、客先ニーズなど取り入れ、プラントの予知保全と定期修理計画の立案をする管理システムを実現化しています。また、モバイル端末タブレットやスマートフォンを活用しタイムリーに作業データを現場で入力しデータ管理システムを実証し業務の効率化、電子データ化で情報共有した保全工事管理を進めています。2020年4月から、日揮㈱内に新たにデジタルイノベーション室(DI室)を設立し、保全部門とも連携したINTEGNANCE®構築ならびにデジタル技術を活用した提案、導入で客先課題解決を目指します。

石油資源・精製分野
天然ガスの需要増加に伴い、その副生物として生産量が増えているコンデンセートは、石油化学原料としても需要が拡大しています。当社はコンデンセートに含まれる硫黄分を一つの反応器で一括して脱硫処理する技術を保有しています。この技術はコンデンセートを各留分に分けた後に脱硫処理する従来法に比べて、設備費と運転費を大幅に削減できることから、産ガス国や消費国に対して継続してプロモーションを行っています。なお、本プロセスには連結子会社の日揮触媒化成㈱が開発した高性能水素化脱硫触媒を採用しています。

天然ガス分野
昨今、温室効果ガスの一つである二酸化炭素(CO2)の排出量削減が求められていますが、当社ではCO2の排出抑制→分離回収→有効利用・貯留→資源再生というカーボンマネジメント・サイクルの各要素で技術・知見を継続して積上げています。分離回収においては、化学吸収法による高圧再生型CO2回収(HiPACT®)プロセスがセルビア共和国の天然ガス処理・CO2地中貯留(CCS: Carbon dioxide Capture and Storage)複合プロジェクトに採用され、現在まで順調に稼働しています。本プロセスは、CCSのみならず原油増進回収(EOR: Enhanced Oil Recovery)などのCO2有効利用プロジェクトにおいて不可欠なCO2の圧縮設備の費用とエネルギー消費を大幅に削減できる画期的な技術として注目されています。
さらにCO2-EORにおいては、原油とともに随伴されるCO2を有効に活用するために、特殊なセラミック膜で効率的にCO2を分離回収することを可能とする技術を開発し、米国テキサス州で実証試験を開始しました。本技術とともにカーボンマネジメント・サイクルの知見と合わせて、産油ガス国/企業向けにCO2に関する課題解決に向けたトータルソリューションを提供していきます。
また、既設LNGプラント関連のAI・IoTビジネスとして、運転ビッグデータ解析及び気象解析を通じて得られた知見を基に制御方法改善によるLNG増産サービスを海外顧客向けに展開中です。マレーシア国営石油会社(ペトロナス社)向けにLNG生産量減退の要因となるHot Air Recirculationの予測モデルを開発、本モデルを操業と連携させ増産するシステムを構築、運用中です。またその他複数社のLNGプラントオーナー向けに運転ビッグデータ解析から、運転改善手法を創出、実操業適用までの総合コンサルテーションサポートを行っています。これらサービスをLNG3(LNG Cube)としてブランド化し、サービス提供を行っています。

ケミカル分野
当社グループが開発したWINTRAY®は、液液抽出塔に適応されるトレイの技術であり、高体積流束、高効率、汚れに強い、という3つの特徴があります。石化プラントおよび化学プラントに適用することで大きな経済的なメリットがあり、顧客企業から高い評価を頂いております。現在も国内外の複数社から引き合いを頂いており、商業装置の受注に向けた具体的な検討が進んでいます。
さらに、当社グループは、硫化水素(H2S)およびこのH2Sから硫化水素ナトリウム(NaSH)を製造するプロセス技術を保有し、数々の国内外化学メーカーにライセンス供与してきました。H2Sは、鳥などの動物の飼料に添加する必須アミノ酸であるメチオニンの製造原料となり、NaSHは、電気自動車部品などに用いられるスーパーエンジニアリングプラスチックのPPS(ポリフェニレンスルフィド)の原料となります。いずれも今後の需要の伸びとともにプラント大型化のニーズも高まってきていることから、さらなるスケールアップ等によるコストダウンを図っています。

オフショア分野
世界には未開発の中小規模海洋ガス田が多数存在し、効率的な開発手段が期待されています。その最有力候補が、当社グループが世界有数の建造実績を持つ洋上LNGプラント(FLNG)です。海洋石油開発においても、操業中の洋上石油生産設備で大量に生産される随伴ガスの処理方法が課題です。ガス中に含まれる高濃度酸性ガスの分離および海底への再注入、また操業員の安全確保と操業効率化によるライフサイクルコスト低減のための遠隔・無人操業といったニーズに応える技術も、海洋石油・ガス開発事業者に強く望まれています。
当社グループは、このような海洋石油・ガス開発事業者の課題に応えるべく、以下3点の技術を重点的に開発しています。
1) 現在遂行中の2件のFLNGの設計、調達、建設、据付、試運転(EPCIC)プロジェクトの経験を活かし、低価格・短納期型FLNGコンセプトを開発中です(2019年度国土交通省・海洋資源開発関連技術高度化研究開発事業テーマとして採択)。
2) 浮体式海洋石油生産・貯蔵・出荷設備上で効率的に高濃度CO2を分離し、海底への再注入を目指す、CO2を分離回収するセラミック膜のシミュレーションスタディを実施しています(2019年日本財団オーシャンイノベーションプロジェクト Phase1として採択)。
3) 洋上生産設備の遠隔・無人操業の実現に向けて、当社「IT Grand Plan 2030」で取組むEPCICプロジェクト遂行のデジタル化に加えて、操業デジタル化に必要な設備思想ならびに仕様をプロジェクト早期に決定するための遂行技術の開発を進めています。

環境分野
温室効果ガス排出量削減に向けた取り組みとして、当社ではCO2フリー燃料の導入促進やカーボンリサイクルの観点で研究開発を行っています。
CO2フリー燃料としてCO2フリーアンモニアが着目されており、2020年代半ばの日本でのCO2フリーアンモニアの商業実装に向けた検討が進められています。当社グループは、2014～2018年度に実施した内閣府による戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)のエネルギーキャリアプロジェクトの成果を活用し、再生可能エネルギーや化石資源からのCO2フリーアンモニアの製造・供給の社会実装を目指して、様々な案件のフィージビリティスタディに参画するとともに、CO2フリーアンモニアのより効率的な製造方法やコストダウンに向けた研究開発を行っています。こうした活動を通じて、CO2フリーアンモニアの商業実装に貢献していきます。
また、カーボンリサイクル技術の一つとして、化石燃料等の利用により排出される炭酸ガスの固定化技術の開発を目的として、2019年3月に出光興産㈱、宇部興産㈱およびシーズ技術保有大学とともにCCSU(Carbon dioxide Capture and Storage with Utilization)研究会を設立し活動を開始しました。本研究会では、廃コンクリート、焼却灰などカルシウム等を多く含む産業廃棄物等を活用し、これらから抽出したカルシウムイオン、マグネシウムイオン等と二酸化炭素を反応させ炭酸塩として固定化する技術の開発を行っています。さらに、この炭酸塩やカルシウム等抽出後の残渣を付加価値の高い工業材料や使用量が多い土木・建設材料として活用することを目指しています。
加えて、環境関連技術として、乾式脱硫脱硝システムの開発を行っています、中国やインドでは、環境汚染が社会問題になったのをきっかけに、火力発電所などからの排ガスに対する環境規制が強化されました。排ガスからSOxおよびNOxを効率的に除去する当社の乾式脱硫脱硝システムの技術は、これら新興国の環境規制に対応するための有効な手段です。中国のコークス炉ガスの燃焼排ガスの浄化向けの技術ライセンスの実績は60基以上となりました。今後は技術改良によるコストダウンによって競争力を高めるとともに、コークス炉以外の産業用焼成炉からの排ガスの浄化など、新たな業界の環境対応ニーズに対応することで実績を伸ばしていきます。
さらに、CO2削減やサステイナビリティなどの観点から、バイオマスを原料とする化学品や燃料の社会的需要が高まっています。当社では、CO2の削減効果が高く、かつ食料と競合しない非可食バイオマス原料を効率的にバイオプラスチック等の原料に転換するための技術開発を大学等と共同で進めています。また、現在は石油から製造されている1,3-ブタジエン(主にタイヤの原料となる製品)をバイオマス由来のエタノールやブタンジオールから製造する技術の開発を化学会社と共同で進めています。
ライフサイエンス分野
医薬品業界では、これまでの合成医薬品からバイオ医薬品を主とした高分子医薬品の開発が増加の傾向となり、製造が複雑な医薬品や活性の強い医薬品が増え、付加価値の高い医薬品が開発されています。これに対し、バイオ医薬品製造に関しては、シングルユース適用の製造技術、マイクロバブル発生技術に高性能撹拌技術を付加したバイオリアクター開発、高薬理活性物質の製造に適用するための封じ込め技術等に加え、これまでの多くの実績に基づく、封じ込め測定結果の設計への反映など、多角的な面から技術開発を進めています。また、医薬品業界の注目度が高まっている原薬および製剤の連続製造に関し、独自の連続技術開発を進めています。再生医療分野では、再生医療関連施設の多くの建設実績を踏まえ、細胞・組織培養環境基準の構築や再生医療関連要素技術の高度化を進めています。さらに、医薬品のあらたな技術として注目されている中分子医薬品製造に関する独自技術の設備開発や、包装ラインではロボット活用による無人(塵)化の実現についても開発を進めています。このような研究開発活動の成果として、プラント建設への採用事例が増えてきています。
さらに、病院分野では、カンボジアでの病院経営、日本国内でのPFI事業における病院運営で得た医療、経営、運営の知見をもとに施設設計との融合を図り、より高い機能性とホスピタリティを持つ病院づくりを進めています。また、BIM(Building Information Modeling)をさらに進め、プロジェクト遂行の効率化を図るとともに、より高いレベルでの設計技術の構築を進めています。

原子力分野
当社グループは、原子力発電所および再処理工場の廃止措置に係わるプロジェクトマネジメントのサービスと廃棄物処理関連技術の開発を進めています。このうち、原子力発電所の廃止措置について、発電所内に貯蔵されている放射線量の高い使用済イオン交換樹脂を安全、かつ、安定的に貯蔵するための分解技術の実用化に目処が得られつつあります。また、分解されたイオン交換樹脂を含む、多種・多様な放射性廃棄物への適用を目指し、閉じ込め性能の高い固型化技術の開発を進めています。さらに、再処理工場を含む様々な原子力施設の廃止措置を対象に、長期間にわたる廃止措置プロジェクトを安全、かつ、効率的に実施するためのマネジメント支援システムを開発中です。
国内外で注目されている小型モジュール炉(SMR)をはじめとする次世代原子炉技術については、海外で開発中の技術や原子力に係る国内の議論を踏まえつつ、将来的に国内に導入すること等を視野に検討を進めています。

洋上風力発電
国内の洋上風力発電は、一般海域における促進区域の有望エリアが指定されるなど動きが活発になってきています。当社グループは、日本を含むアジアの特殊性を考慮した風力基礎設計や施工のためのガイドライン策定に参画することにより、新しい要素技術開発にも積極的に取り組んでいます。また、国内では実証プラントから次のステップに移行しつつある浮体式洋上風力のフィージビリティスタディなどに関与しながら、プロジェクト全体コストの最適化を目指しています。

なお、当事業での研究開発費は3,402百万円(消費税等は含まない)です。

② 機能材製造事業
石油精製分野
国内石油精製会社では、エネルギー供給構造高度化法の施行や地球環境保護に向けた燃料油需要構造変化を踏まえ、ガソリン留分から軽油やジェット燃料といった中間留分、ナフサやアロマといった化学原料を中心とする石化シフトへの生産体制の転換や更なるボトムレス化が進められています。この動きに対応する高いボトム分解能を有する流動接触分解触媒の開発,実証化や石化シフト変化に対応する流動接触分解装置用のプロピレン増産アディティブの国内外への展開を図っています。また多様化する顧客ニーズに適合した触媒開発の迅速化や効率化を目的に、蓄積した試作データや性能データを構築した触媒設計シミュレータに取り込み、各種触媒の改良や新触媒の提案に活用しています。
一方、世界全体ではアジアを中心に石油需要は増加しており、精製能力の増加が見込まれています。そのため、残油流動接触分解装置の前処理や船舶燃料油硫黄規制に対応する高性能の残油水素化脱硫触媒やVGO脱硫触媒は、国内での実績を重ねながら海外展開を進める計画です。また、国内石油精製会社の研究所と共同開発した水素化分解触媒は、採用された製油所で高性能を発揮しており、継続採用や他製油所への展開を進めています。さらに、海外石油精製会社と共同開発した水素化分解触媒は、海外製油所の継続採用が決定しており、今後は良好な実績をもとに他製油所への展開に取り組んでまいります。

石油化学分野
石油化学品は中国を主体とする経済低迷の影響で、コストダウンに対する要求が増すと見込まれることから、当社グループは、高品質、低価格で競争力のある触媒を提供し、顧客価値を高める受託研究・工業化に取り組んでいます。一方、ケミカル触媒調製技術と評価技術を活用して、新規プロパー触媒や吸着剤開発にも取り組んでおり、三年前から開発に取り組んだ硫化カルボニル吸着剤は顧客評価も良好で、化学メーカーや石油精製会社に採用が拡大しています。また、塩素吸着剤や新規ニッケル系水素化触媒などプロパー触媒,吸着剤開発などに加え、ケミカルリサイクル用触媒についても積極的に取り組んでまいります。
環境保全分野
環境保全分野では、国内の石炭火力発電用の脱硝触媒に一定の取り換え需要があるものの、CO2削減のためバイオマス混焼や専焼発電への動きが進んでいます。バイオマスを用いた発電はバイオマス中のアルカリ成分が脱硝触媒を被毒するため、劣化を抑制する脱硝触媒の開発を行い、実証試験を行っています。また、ごみ焼却場の低温脱硝触媒の需要が高まっており、低温での活性向上を図るため、触媒活性成分素材から新規低温脱硝触媒開発に取り組んでいます。

クリーンエネルギー分野
脱カーボンの流れを受け、定置型水素燃料電池や再生エネルギーの拡大が進んでいます。都市ガス水素燃料電池向けに吸着型脱硫剤を販売していますが、さらに効率的でコンパクトな水素化脱硫剤の開発にも取り組んでおり、実験室レベルの検討が完了し、実用化に向けた工業化試験段階に入っています。また、再生可能エネルギーの一つである独立電源に用いられる低照度光発電用材料は顧客での実証試験から判明した課題を解決し、拡販の準備を進めています。

生活関連・化粧品分野
プラスチック眼鏡レンズは、高屈折率化によるレンズ厚の薄肉化が進んでいます。また、新興国への普及も着実に進んでいますが、大市場である中国の経済低迷により一部停滞感も見られています。大手眼鏡メーカーの高屈折レンズ用ハードコート膜に採用された高屈折率酸化物粒子は、顧客の世界展開に一部遅れはあるものの着実に進んでいます。高屈折率酸化物粒子の多用途展開では、新しい光学電子デバイス向けの顧客評価も進んでおり、今後も新たな展開分野を探索してまいります。
化粧品やサニタリー分野では、海洋汚染問題となっているマイクロプラスチックビーズから環境負荷の小さな材料に代える検討が進行しています。プラスチックビーズの代替としてシリカ材は、スクラブ材に採用され、化粧品へ採用も進んでいます。プラスチックビーズの感触に近い新たなシリカ製品も開発し、採用も進んでいます。また、ナノ材料を使用しない紫外線防止材の開発など、環境と人に貢献する化粧品材料開発に取り組んでいます。

電子材料分野
データセンター投資の一段落などの動きもありましたが、5G、IoT、CASEなど通信、データを活用した世界的な技術開発の活発化などに伴い、高容量サーバー用途は拡大していくと見込まれています。この高記憶容量化に向けた研磨精度の高いハードディスク用研磨砥粒の改良検討に継続して取り組んでいます。また、半導体製造研磨用途では微細化・多層化に伴い、低欠陥かつ高研磨速度の研磨砥粒が求められています。独自の無機複合型研磨砥粒や異形状シリカ砥粒の開発が進捗し、採用も進んでいます。
光学フィルム用機能性光学材料では、高画質テレビの視認性向上のための反射防止フィルム用途で低屈折率粒子が採用されていますが、中国への液晶テレビ生産シフトと汎用化が進み、反射防止ニーズも低下しています。一方、韓国テレビメーカーは高画質有機ELテレビに軸足を移しつつあることから、より低屈折率な粒子の開発・工業化に取り組んでいます。また、車載用に搭載される液晶ディスプレイ用途に向けた光学ナノ粒子開発など、新しい用途開拓にも取り組んでいきます。

ファインセラミックス分野
ハイブリッド車、電気自動車、太陽光発電、LEDなどの高出力化や省エネルギーを達成するために、パワー半導体の高性能化が進んでいますが、同時に絶縁放熱基板への要求が厳しくなってきています。その要求に応えるため、当社グループは、産業技術総合研究所と共同開発した独自の製造方法により世界最高レベルの放熱性・信頼性をもつ「高熱伝導窒化珪素基板」の開発ならびに事業化を進め、新生産工場を建設し量産化に向けた品質および生産効率向上に取り組んでいます。
通信分野においては、自動運転やIoTの普及にかかせない5Gの本格導入が目前に迫っており、今後データ量の増大に伴い光通信回線の大容量化・高速化が求められています。当社グループは、最先端の光通信技術に対応できる薄膜回路基板の性能・信頼性向上等の開発・製造・販売を行っています。
今後成長が期待される再生医療分野においては、最先端の骨再生材料について東北大学等との共同研究を継続しています。その他、当社独自のセラミックス材料技術と高精度加工技術により、補助人工心臓用部品や「はやぶさ2」などの宇宙衛星用部品など先端分野で使用される製品の開発や新材料の開発に大学や各研究機関などと連携して取組んでいます。

なお、当事業での研究開発費は2,887百万円(消費税等は含まない)です。

また、総合エンジニアリング事業および機能材製造事業に加え、その他の事業において570百万円(消費税等は含まない)の研究開発費を計上しております。