施策目標（3）新エネルギー、省エネルギーに関する研究開発の推進

研究開発局

科学技術・学術政策局
研究振興局

 CO2排出削減を目的として、発電ガスタービンやジェットエンジンの高効率化に必要な超耐熱材料（耐用温度1150度のNi基単結晶超合金、耐用温度750度のNi-Co基鍛造超合金、耐用温度1800度の高融点超合金）を開発し、タービンシミュレーションや既存タービンによる実機試験を行い、有用性を実証する。

　Ni（ニッケル）基単結晶超合金については、耐用温度1120℃の合金について、実用化に必要な耐酸化性等の特性評価を実施し、優れた特性を実証した。Ni-Co基鍛造超合金については、鍛造成形できるものとしては耐用温度750℃を達成した。さらにこれらの実環境模擬部材について、疲労特性など広範な特性評価を行い優れた性能を実証した。高融点超合金（Ir(イリジウム）基超合金）については1800℃を目指して引き続き研究を継続している。
　また、耐用温度1700℃高効率ガスタービン用の部材開発では、高価な希少元素レニウムを含有せずに十分な高温特性を有する超合金を開発した。コジェネレーション(熱と電力を同時に効率的に供給するシステム)用の小型タービン研究開発では、実証試験を開始した。またボーイング787用ジェットエンジンへの実用化に向けては、開発合金の本格実用化への研究を開始した。

　福島第一原発の事故等を契機として、省エネルギーや再生可能エネルギーの必要性が高まっている中、大型発電所用の天然ガスコンバインドサイクル発電（ガスタービン発電と蒸気タービン発電を組み合わせた発電）や、コジェネレーション(熱と電力を同時に効率的に供給するシステム)用の小型発電に用いるガスタービンの高効率化が喫緊の課題となっており、上記で開発した材料の早期実用化のための研究を加速していく必要がある。

 実験室規模サンプルでの耐候性鋼の結晶粒微細化による橋梁材料等の強度を2倍化することで、橋梁等の長寿命化を図ること、また耐熱鋼のクリープ寿命の大幅拡大を図り、高効率火力発電プラントの設計・製作に提供可能な耐熱超鉄鋼技術を開発することにより、CO2排出削減と電気エネルギーの安定供給に資する。

　耐候性鋼については、課題であった溶接金属接合部靭性（破壊への抵抗）の向上について検討した。具体的には、ありふれた元素であるボロンに着目した検討を行い、微量ボロンを添加することによって溶接金属接合部の靭性が格段に向上することを見い出し、課題解決と実用化に向けて大きく前進をした。
　耐熱鋼については、開発した材料を次世代の高効率火力発電プラントに適用するための材料試験が実施され、実用化に向けて着実に前進した。

 　耐候性鋼では、溶接金属接合部の靭性を向上させるためのボロンの微量添加について、ボロン量の最適化と靭性向上のメカニズム解明を行う必要がある。また、開発した耐候性鋼を震災対応・社会インフラ再生に向けた橋梁等の補強用鋼材として適用するためには、大型鋼材の試作に早期に着手する必要がある。
   耐熱鋼については、次世代の高効率火力発電プラントへの適用のためには国際標準化が必要である。企業や大学と連携して、実用化のための強度試験を行うとともに、最新の研究手法を活用して、長時間安全性や耐用寿命を明確にする研究を行う必要がある。

　温室効果ガスの削減を中長期にわたって継続的かつ着実に進めていくため、今後の温室効果ガスの排出を大幅に削減しうる革新的な技術の研究開発を行う。（先端的低炭素化技術開発）

　平成22年度に採択した課題を着実に推進すると同時に、本年度から植物・バイオマスによる低炭素化技術を主な対象にするバイオテクノロジーを特定領域として、既存領域と併せて新規課題の追加採択を行った。
　温室効果ガスの排出削減技術の創出に向け、着実に前進した。

 　既存採択課題の着実な推進を行うとともに、新しい課題の追加採択を行い、より早期に温室効果ガスの排出削減効果を実現するような研究開発成果を得る。

　レアメタル・レアアース等の希少元素を豊富で無害な元素で代替する全く新しい材料の創製を行うことを目的とし、材料特性に対する構成元素の役割とメカニズムを解明する。（元素戦略プロジェクト＜産学官連携型＞）

　希少元素を用いない高性能磁石の開発に取り組み、Dy（ジスプロシウム）※の使用量を従来の半分程度に抑えつつ、同等の性能を有する磁石材料の開発に成功した。このほか、排ガス浄化触媒において、希少元素を銅の酸化物で代替し、同等の浄化性能が確認される等、着実な研究成果が得られた。
※高性能磁石に不可欠な希少元素。Dyを加えた高性能磁石は、高温になっても磁性の向きが変わりにくく、強い磁石となる。

 　融合研究領域における実用化・産業化を展望した研究開発であることから、昨今の社会情勢を踏まえて適切に対応することが必要である。