最高水準のセラミック技術で File 03 水・大気 次々と環境 ...6 年3月 435,797 ① 事業概要 1904...

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日本ガイシ株式会社（愛知県）

日本ガイシ株式会社（以下、同社）は、がいし製造・販売で創業し、培ったセラミック技術を用

いて自動車排ガス浄化用セラミックスや NAS 電池、水処理用セラミック膜など様々な環境ビジネ

スに参入している企業である。

同社は、特別高圧がいしの国産化を目指して設立された。がいし事業に成功した後、培ったセ

ラミック技術をベースに環境ビジネス市場に参入した。同社は、自動車排ガス浄化用触媒担体事

業を 1976年にスタートしている。がいし製造で用いてきた伝統的なセラミック成形法である押出

成形技術を自動車排ガスの浄化用触媒担体に活用したものが同製品「ハニセラム」である。NAS

電池事業については、1984 年に東京電力と NAS 電池の共同研究を開始したことが開発の契機と

なった。同社はキーマテリアルであるセラミック材料の供給だけでなく蓄電池技術を習得し、2003

年には世界で初めて NAS電池の量産に成功した。

File 03 水・大気

最高水準のセラミック技術で

次々と環境ビジネスを創出

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ポイント

祖業のがいしの製造で培ったセラミック材料技術、生産技術をいかして、自動車排ガス浄化用触媒担体や NAS電池など次々と環境ビジネスの立ち上げに成功

他社にはない新技術の開発で独占市場を形成

仕様変更要求をチャンスと捉え、集中して対応することで顧客からの信頼を獲得

日本ガイシ株式会社

所在地 名古屋市瑞穂区須田町 2 番 56 号

従業員数 16,657 人（2016 年 3 月現在）

設立年 1919 年 5 月 5 日

資本金（百万円） 69,800（2016 年 3 月現在）

売上高（百万円）

※連結ベース

2014 年 3 月 308,671

2015 年 3 月 378,665

2016 年 3 月 435,797

① 事業概要

1904年に創立された日本陶器（現ノリタケカンパニーリミテド）は、陶磁器メーカとして事業

を行っていた。当時、電力関係の技術力が高いアメリカから持ち帰られた、高品質ながいしの破

片をきっかけにして、日本でも磁器（セラミック）で特別高圧がいしを作れないかと考え開発が

始まる。1907年に商品化に成功し、がいしの製造・販売を開始した。ルーツである森村組（現森

村商事）に由来する森村グループの 1 業 1 社の考えから、日本陶器から分社し、1919 年に同社

が設立された。がいし製造を主力事業として日本国内の送電網の拡大、電力インフラの整備とと

もに大きく成長した。

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ハニカム構造で効率良く汚染物質を取り除く自動車排ガス浄化用セラミックス

同社では、ディーゼルとガソリンそれぞれのエンジン用に自動車排ガス浄化用セラミックスを

展開しているが、その両方で製品化されているのが触媒用セラミックス担体「ハニセラム」であ

る。「ハニセラム」は、自動車の排ガス中に含まれる HC（炭化水素）、CO（一酸化炭素）、NOx（窒

素酸化物）などの有害成分を浄化する。

図 19 「ハニセラム」 出所）日本ガイシ株式会社

大型商用車のディーゼルエンジン用大型ハニセラム（左）

乗用車のガソリンエンジン用ハニセラム（右）

「ハニセラム」は、セラミックスの内壁に触媒金属を保持し、排ガスとの接触面積が大きくな

るようハニカム構造をしており、セラミックスの原料には、高温と急激な温度変化に耐えるよう

コージェライトを使用している。同社では、さらなる高性能化に向けハニセラムの格子状の壁の

薄型化に取り組み、現在ではティッシュペーパー1枚分ほどの 0.05mmの超薄壁ハニセラムを実現

している。これにより、同じ容積でも表面積をより広くとれるため、排ガスの浄化性能を高める

ことが可能となった。

ハニカム構造を持った触媒担体は、他のメーカも検討していたが、安定的な供給を可能にした

のは同社であった。この製造技術は「押出成形技術」と呼ばれる。円柱のセラミックスを押し出

して成形することに加えて、細かく十字に成形した内壁を形成させることによって実現している。

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図 20 「ハニセラム」のハニカム構造の薄型化 出所）日本ガイシ株式会社

同社は、これまでに累計約 12億個以上のハニセラムを、世界各地で生産している。日本、ベル

ギー、アメリカ、インドネシア、南アフリカ共和国、中国、ポーランド、メキシコ、そして 2018

年にはタイからも供給を予定しており、地球環境保全に貢献している。

世界で初めて実用化したメガワット級電力貯蔵システム NAS電池

NAS電池は、同社が世界で初めて実用化したメガワット級の電力貯蔵システムであり、大容量、

高エネルギー密度、長寿命を特長とする。鉛蓄電池の約 3 分の 1 のコンパクトサイズで、長期に

わたって安定した電力供給を可能とする。NAS 電池を活用することで、ピークカットによる電力

負荷平準、再生可能エネルギーの安定化や利用率向上を図り、節電対策やエネルギーコスト削減、

環境負荷低減等につながっている。

図 21 NAS電池（左）と NAS電池の単電池とベータアルミナ管（右）

出所）日本ガイシ株式会社

NAS電池の構造は、負極（マイナス極）にナトリウム（Na）、正極（プラス極）に硫黄（S）、両

電極を隔てる電解質にファインセラミックスを用いた蓄電池（二次電池）で、硫黄とナトリウム

イオンの化学反応で充放電を繰り返す仕組みとなっている。

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図 22 NAS電池の全体構造（上）単電池の内部構造（左）単電池内の充放電の仕組（右）

出所）日本ガイシ株式会社

② 環境ビジネス参入の経緯

規制強化の流れを掴み、急速に花開いた自動車排ガス浄化用触媒担体事業

1970 年代に米国で「マスキー法」、日本で「50 年規制」が成立し、自動車産業全体が排ガス規

制対応に動くなか、同社は米フォード社が新しい触媒担体の開発ニーズを持っていることを知っ

た。日米双方の多くのメーカがハニカム構造の触媒担体の開発に取り組むが、最終的に押出製法

の開発に成功した米コーニング社と同社のみがフォード社から調達先に選ばれることとなった。

がいし製造で用いてきた伝統的なセラミック成形法である押出成形技術を自動車排ガスの浄化用

触媒担体に活用したものが同製品「ハニセラム」である。

1977年頃には、同社が事業の本格立上げに向け生産設備を増強する中で、フォード社から壁厚

300μを 150μにしたいとの要請があった。この要請は、原材料の変更、素地組成の見直し、原料

処理方法の開発、効率的な成形・乾燥システムの探索、焼成条件の再設定など、製造法の全面的

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な見直しを必要とするものであった。それでも同社は、経験と技術を結集してこの課題に挑戦し、

短期間のうちに製造法を一大転換することで薄壁ハニセラムの開発に成功した。一時は大幅な赤

字計上となるものの、その後の売上の急増によって早期に黒字へと転換し、1982年にはフォード

社から日本のメーカでは初めて品質管理優秀工場として「Q1賞」を受賞するに至る。この成功を

端緒に、米 GM 社や日系自動車メーカからの製造要請が相次ぎ、同事業は急速に規模を拡大する

こととなった。

度重なる事業環境変化に翻弄されてきた NAS電池事業

1984 年に東京電力と NAS 電池の共同研究を開始したことが開発の契機となった。当時、東京

電力は夏期の電力のピーク需要が年々増加することに対して、その対策としてのみに発電設備を

増設することが不経済なため、その対策として、揚水発電所の代替となりうる手段を模索してお

り、都市部変電所等に設置可能な大容量の蓄電池開発に着目していた。NAS 電池は 1967 年に米

フォード社によって原理が発表され、その後国内でもムーンライト計画において研究されたもの

の実用化されなかった技術であるが、同社は、この開発のキーマテリアルは電池の固体電解質「ベ

ータアルミナ管」であると認識していた。自社のセラミック技術があればこの課題が克服できる

と考え、同社は東京電力との共同研究に踏み切ったという。

当初、NAS電池の共同研究においては、同社はベータアルミナ管の製造のみを受け持っていた

が、電池製品化のためには、電池の設計、材料や生産技術が重要と認識し、技術習得を目指した。

同社は、当時ドイツで EV用 NAS 電池を事業化していた BBC 社（現 ABB社）等とジョイントベ

ンチャーを組み、電池の技術的基礎を獲得し、定置型大型電池の開発を開始した。

1997年、同社は NAS電池の原型機となる大型単電池を開発した。しかし、その時点では既に電

力需要の拡大スピードは鈍化し、当初想定された用途での NAS 電池の需要は見込まれない状況と

なっていたため、用途を模索することとなった。その後、電力の部分自由化が進む 2002年、共同

開発者である東京電力が大口需要家向けの提案機器の一つとして NAS 電池を採用することとな

り、同社は NAS 電池を事業化した。現在、NAS 電池は島しょ部等の系統電力の供給が難しいエリ

アにおけるスマートグリッドの構成アイテムなどさまざまな用途に活路を見出し、国内外での展

開が志向されている。

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図 23 NAS電池の開発から事業化まで 出所）日本ガイシ株式会社

③ 成功・差別化要因

新事業開発への強いこだわり

同社は早い段階から、がいし一本柱の事業構造からの脱却＝多角化を志向していた。がいしの

国内市場で高いシェアを占め、電力会社の事業設備形成計画に合わせた生産体制を構築、安定的

に売上げを伸ばしていたが、日本国内の電力網の整備が落ち着くと、がいしの売上が減少するこ

とが目に見えていたからである。まだ需要は右肩あがりであった 1960 年代、当時の野淵社長が

打ち出した、売上構成をがいし 6 割、ほか 4割とする「6：4構想」は、現在に至るまでの同社の

「がいしに代わる事業の柱を構築する」という多くの取組みの起源となっている。同社には研究

開発本部と呼ばれる組織があり、ここでは専属の技術スタッフが商品開発・技術開発に加えて、

各種外部環境調査を踏まえた同社が今後注力すべき技術テーマの選定等も担っている。

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自動車排ガス規制強化の動向に着目

同社にとって取引先ではなかった自動車業界で、環境規制強化を端緒とした新たな製品ニーズ

を掴んだことが大きなきっかけとなった。既存事業の顧客である電力業界の動向を注視している

だけでは、こうした機会を捉えることはできなかったと考える。同社が、既存事業領域に閉じず

に幅広い分野における情報収集と検討を実施してきた功績が結実したものである。

仕様変更要求をチャンスと捉え、集中して対応することで顧客からの信頼を獲得

同社は米フォード社とそれまで取引関係がなく、調達先として選定されるには信頼性を強く証

明する必要があったと類推される。その点、同社はフォード社からの要請を受けて短期間で仕様

変更要請に応えたことが、その後の「Q1」受賞にも見られるように、信頼獲得の大きな一因とな

ったと考えられる。

既存事業で培った信頼

同社は特別高圧がいしの開発・製造において国内でも高いマーケットシェアを維持し続けてお

り、東京電力からその開発・生産に係る能力を高く評価されている。このことが NAS 電池開発に

おけるパートナーとして選ばれるうえで決め手になったという。

製品の安全性・信頼性の担保に向け、技術開発と各種規制の調整に注力

NAS電池は危険物でもある Na（ナトリウム）と S（硫黄）を内蔵し、かつ高温で作動させる蓄

電池である。同社はその開発においては安全性の担保を第一に考え、また設置においては安全に

係る各種規制との調整を図った。

大手プレイヤー（電力会社等）の提案営業力を活用して大口顧客を獲得

一旦は用途を失いかけた NAS電池が、大口需要家のエネルギーコスト低減のアイテムとして生

き残るうえで、共同開発者である東京電力との連携は大きな追い風になったと考えられる。特に

東京電力は、電力サービスという観点で個別大口需要家の課題を熟知しており、同社単独ではア

プローチできなかった顧客ニーズの発掘に大きく貢献したと考えられる。

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④ 事業ビジョン・展望

自動車排ガス浄化用触媒担体の更なる品質向上

自動車排ガス浄化用触媒担体のマーケットは、同社と米コーニング社の二強が寡占を実現し、

その構造は現在に至るまで続いている。製品開発以降も、形状の多様化・薄壁化など自動車メー

カからの要求は高度化していったが、技術開発を続けることで他社からの挑戦を退け続けてきた。

同社は今後もこうした研究開発を継続し、同マーケットにおけるポジションの維持・拡大を図っ

ていく方針である。

特に、これまでは欧米等の先進国が規制を率先して強化してきたが、今後は BRICS でも規制が

整備される見込みであり、例えば中国、インドでは 2020年に規制水準が欧米諸国に並ぶ厳しさに

なると想定されている。その中で生じる需要を取り込むことが今後の競争上のポイントとなるた

め、同社は市場の特性に合わせたコストパフォーマンスの良い製品の開発や供給体制の整備、コ

ア技術の防衛に取り組もうとしている。

島しょ部等におけるスマートグリッドの構成アイテムとしての NAS電池の需要拡大

従来の揚水発電並の導入コストの実現を目指すことと並行し、国内外の島しょ部、辺境部にお

ける蓄電池導入ニーズへの対応を目指している。すでにイタリア、アブダビ等への納入を実現し

たほか、国内でも福岡県豊前市の九州電力豊前蓄電池変電所に世界最大級の NAS電池システムを

納入している。近年キーワードとして出ている DR、VPP においても NAS電池の有効性を見極め

ながら、事業拡大の機会を探し続けている。

⑤ 政策への要望

実現可能かつ段階的な排ガス規制の強化 、新興国への規制の輸出

自動車排ガス浄化用触媒担体については、規制の強化がマーケットを作ってきた歴史がある。

同社としては、今後も最終的には排ガスゼロを目指しつつ、現実の社会に合わせた段階的な規制

水準を設定・調整を進めてもらいたいと考えている。新興国では深刻な大気汚染となりつつある

地域もあり、今後規制強化が図られることを予測している。その際、日本の規制を輸出すること

で、環境改善につながるとともに、それを満たした技術のある製品を販路拡大につながると考え

る。

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再生可能エネルギー発電システムへの更なる導入支援

低炭素・脱炭素社会実現に向けて、再生可能エネルギーがますます増大すると考えられるが、

その際に発生する出力変動対応、余剰電力の吸収や有効利用が、NAS電池の主用途と考えられる。

これら以外にも長時間大容量蓄電のメリットを活かしたさまざまなアプリケーションを開拓中で

あり、より一層の再生エネルギー普及を推し進めることを期待している。

日本ガイシ株式会社

常務執行役員

セラミックス事業本部 技術統括部長 兼 センサ事業部長

倉知 寛 さん

1985 年同社入社。長年セラミックス事業本部の技術部門に

従事し、触媒担体も含め同本部の多くの自動車用製品の開発・

設計に携わる。築き上げた技術の市場優位性をさらに強化すべ

く、日々新規開発に邁進している。

日本ガイシ株式会社

執行役員

電力事業本部 本部長補佐（技術全般）

美馬 敏之 さん

1982 年同社入社。長年電力事業本部の仕事に従事し、NAS

電池開発・製造にも初期の頃より携わる。同社が世界で唯一

実用化に成功した NAS 電池の未来を切り開くべく、日々奮闘

している。