加速するグリーン水素の新技术开発、コストの壁を打ち破れるのか【エネルギー自由化コラム】
この记事の目次
政府が目指す2050年のカーボンニュートラル（温室効果ガス排出実质ゼロ）で、新エネルギーの柱の1つと考えられている水素の新技术开発が加速してきました。最大の课题といえるコストの壁を打ち破るのは简単でありませんが、日本は水素関连の技术力で世界をリードしています。世界に先駆けた水素社会の実现に向け、官民一体の努力が続いています。
福岛県浪江町に水素製造の実証施设
东日本大震灾の福岛第一原子力発电所事故で今も帰还困难区域を抱える福岛県浪江町。海岸近くの高台にある棚塩产业団地に世界の注目が集まっています。东北电力がかつて、浪江?小高原発を计画していた场所で、今は世界最大级の水素製造装置を备える実証施设の福岛水素エネルギー研究フィールド（贵贬2搁）が2020年から稼働しているからです。
施设は新エネルギー?产业技术総合开発机构（狈贰顿翱）、东芝エネルギーシステムズ、东北电力、岩谷产业が管理运営しています。低コストでクリーンな水素製造技术を开発するとともに、水素のサプライチェーン构筑を実証するのが目的です。
敷地は約20万平方メートル。東京ドーム5つ分に相当する広さです。敷地の約8割には、太陽光パネルが設置されています。太陽光発電で生まれた電力を使って水道水を电気分解し、二酸化炭素を発生させないグリーン水素を作っているのです。製造量は1日あたり約3万立方メートル。一般家庭約150世帯が1カ月に使用する電力を作ることができます。
水素の供给先は福岛市のあづま総合运动公园、楢叶町と広野町にまたがる闯ヴィレッジ、浪江町の道の駅なみえの福岛県内3カ所に置かれた燃料电池です。浪江产の水素が3施设のエネルギー源になっています。
浪江町は贵贬2搁の水素で復兴を计画
地元の浪江町は东日本大震灾前、约2万1,000人いた居住人口が约1,400人に减少しました。现在も约1万9,000人が町外で避难生活を続けています。復兴は进んでいませんが、贵贬2搁の运転开始を机に水素による新しい街を一から筑こうと计画しています。
浪江町产业振兴课は「帰还困难区域が一部解除されても、避难住民の多くが戻っていない。しかし、浪江に水素社会が生まれれば町のイメージが一新され、避难住民に故郷が魅力的に映るのではないか」と期待しています。
グリーン水素が将来の水素社会で主役に
水素は3种类に分けられます。1つがグレー水素。石炭や天然ガスなど化石燃料から取り出すもので、大気中に二酸化炭素を放出するため、温暖化の原因になります。もう1つがブルー水素。これも化石燃料から取り出しますが、二酸化炭素を回収、贮蔵することで排出を実质ゼロにします。
最後がグリーン水素です。水を再生可能エネルギーで电気分解して水素を取り出します。製造工程で二酸化炭素が発生しないため、水素社会ではこのグリーン水素が主役を務めると考えられています。
水素関连の技术力は日本が世界のトップ
日本はこれまで、水素関连の技术力で世界のトップを走ってきました。知的情报プラットフォーム事业を展开するアスタミューゼが特许など知的资本の総合的竞争力で2010～2019年の国别ランキングをまとめたところ、日本は2位の中国、3位の米国を大きく引き离してトップでした。
同じ時期の企業別ランキングでは、トヨタ自動車が断トツの1位。2位に日産自動車、4位に本田技研工業、7位にパナソニック、12位に住友电気工業、14位に京セラなど、上位20社のうち9社を日本企業が占めています。
日本経済は长引く停滞により、世界経済の中で地位低下が问题になっていますが、水素は再び、日本が辉きを取り戻せる可能性を秘めた产业なのです。アスタミューゼは「日本の特许は少数の公司や组织に集中しており、优れた技术を事业化しやすい环境にある」と分析しています。
| 顺位 | 国?地域名 | 知的资本の総合的竞争力 |
|---|---|---|
| 1 | 日本 | 9,896,748 |
| 2 | 中国 | 4,979,043 |
| 3 | 米国 | 3,619,123 |
| 4 | 韩国 | 3,609,686 |
| 5 | ドイツ | 1,539,817 |
| 6 | フランス | 1,027,030 |
| 7 | 英国 | 664,769 |
| 8 | サウジアラビア | 174,252 |
| 9 | 台湾 | 123,991 |
| 10 | デンマーク | 101,166 |
出典：アスタミューゼニュースリリースから笔者作成
コスト高が响き、市场を失う心配も
ところが、水素が抱える大きな問題を明るみにさらす出来事が起きました。バス大手の京阪バスが2021年末、京都市内を走る路線バスに4台の电気バスを導入したのです。将来はすべてのバスを电気に切り替えることも検討しています。
バスやトラックなど大型の电気自動車はバッテリーが大型化して長い充電時間が必要になるほか、最大積載量の減少で輸送効率を落とす弱点を持ちます。これに対し、燃料電池車はディーゼル車並みの短時間で水素を補給でき、輸送効率低下の恐れもありません。このため、バスやトラック業界は燃料電池車が主力になると考えられてきました。
しかし、コスト面で格段の差があります。京阪バスが導入した中国製电気バスは1台約1950万円。これを国産の燃料電池バスに置き換えると、1台約1億円かかります。水素の普及を妨げかねない問題がコストなのです。
普及にはコストの7割削减が必要
経済产业省によると、水素による発电は1キロワット时あたり97円と、液化天然ガスの7倍もかかる高コストです。现在の水素贩売価格は1ノルマル立方メートルあたり100円程度ですが、経済产业省はこれを30円程度まで引き下げる必要があるとしています。
グリーン水素を製造する再エネのコストも日本は割高です。米ブルームバーグによると、太阳光発电の1メガワット时あたりのコストはインド、中国、豪州で40ドルを下回っているのに対し、日本は100ドルを超えています。风力発电も同様で、日本は再エネコストがもっとも高い国に挙げられています。
雨が多くて日照时间が限られ、欧州のように一定の风が吹かないなど気象条件には恵まれていません。その上、平地が少なくて発电所の建设コストが高くなります。更に、不十分な送电网、高额なマージンなど日本特有の取引惯行がコストを押し上げています。
冈山県総社市に设置された太阳光発电。再生可能エネルギーのコスト削减が水素社会建设の课题に浮上している（笔者撮影）
东京ガスは低コスト製造装置の开発に着手
现状打开には、新技术の开発が欠かせません。政府が2050年のカーボンニュートラルを掲げ、水素を柱の1つに位置づけたのをきっかけに、官民を挙げた研究が加速してきました。
东京ガスは产业用机器メーカーの厂颁搁贰贰狈ホールディングスと共同で低コストのグリーン水素を製造するための装置开発を始めました。水の电解装置は従来、厚い部材を积み重ねて製造していましたが、部材を薄膜にして高速生产することでコストを引き下げようとしているのです。
研究期间は2年。东京ガスは「装置开発で1ノルマル立方メートルあたり30円という政府のコスト目标を达成し、将来は更に低减を目指す」としています。
狈贰顿翱は2014年度から水素エネルギーシステムの技术开発やサプライチェーンの构筑、水素を燃料とする発电システムの开発に向け、さまざまな助成事业を展开しています。2021年度も事业の公募を终え、近く採択に向けた审査に入ります。
正念场を迎える政府と経済界
水素社会の到来は生产から贮蔵、物流まで幅広い分野で彻底したコスト削减を进めなければ、実现しそうもありません。再エネ电力で水素を作り、その水素で発电するのなら、再エネ电力をそのまま使ったほうが安上がりなのは、谁の目にも明らかです。
2003年に当时のブッシュ米大统领は一般教书演説で世界を水素开発でリードすると宣言しました。これを受け、全米各地で水素ハイウェー构想が生まれましたが、技术开発の难しさやコストが壁になり、いつの间にか米政府の轴足はシェールオイルやシェールガスに移りました。
日本が同じ辙を踏んでしまうと、経済の停滞に更に拍车がかかることになりかねません。世界のトップを走る技术力を生かし、どこまでコストを引き下げられるのか、政府と経済界は正念场を迎えています。
この记事を书いた人
政治ジャーナリスト
高田泰
関西学院大卒。地方新闻社で文化部、社会部、政経部记者を歴任したあと、编集委员として年间企画记事、子供新闻などを担当。2015年に独立し、フリージャーナリストとしてウェブニュースサイトなどで执笔している。