燃料电池を鉄道に利用、闯搁东日本、トヨタ、日立が试験车両を共同开発へ【エネルギー自由化コラム】
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闯搁东日本とトヨタ自动车、日立製作所は水素をエネルギー源とする鉄道用ハイブリッド试験车両の共同开発で合意しました。水素はエネルギーとして使用する际に二酸化炭素を排出しないことから、「究极のクリーンエネルギー」と呼ばれています。実现すれば脱炭素社会の建设にとって大きな前进となりそうです。
3社が持つ鉄道と自动车の技术を融合
试験车両は水素タンクや燃料电池、蓄电池を装备した2両1编成。水素タンクから水素が燃料电池へ供给され、空気中の酸素と化学反応して発电します。燃料电池で発生させた电力とブレーキを作动した际の回生电力は蓄电池に充电されます。燃料电池と蓄电池の両方からモーターに电力を供给し、车轮を动かせるのです。
ドイツで仏アルストム社製の燃料电池车両が2018年から営业运転していますが、试験车両は燃料に大気圧の约700倍に当たる70メガパスカルの高圧水素を世界で初めて使用します。装备される水素タンクは51リットル5本のユニットが４つ、燃料电池は出力60キロワットを4つ、蓄电池は120キロワット时のリチウムイオン电池を2つ备えます。
最高速度は時速100キロで、1回の高圧水素充填による航続距離が最大約140キロ。車両の設計と製造はJR東日本、燃料電池は燃料電池車の「MIRAI（ミライ）」や燃料電池バス「SORA（ソラ）」を開発したトヨタ自動車、蓄電池と電力変換装置は日立が受け持ちます。3社が持つ鉄道と自动车の技术を融合し、燃料電池を鉄道に応用するわけです。
実証実験は2022年3月ごろに神奈川県で
试験车両の名前は「贬驰叠础搁滨（ひばり）」です。燃料电池と蓄电池のハイブリッド车両をイメージして命名しましたが、冒头の「贬驰」には水素（贬测诲谤辞驳别苍）、「贬驰叠」にはハイブリッド（贬测产谤颈诲）の意味を込めています。
デザインは青を中心とした色合いで、燃料电池の化学反応で生まれる水を碧（あお）いしぶきと大地を润すイメージでとらえ、スピード感と未来感を持たせるデザインに仕上げました。ロゴは春を告げる鸟として知られるひばりをイメージし、车体の前面や侧面を饰ります。
実証実験は2022年3月ごろから神奈川県の南武线や鹤见线の一部で神奈川県と横浜市、川崎市の协力を得て実施する予定です。闯搁东日本は「実験を続けながら、どの段阶で次のステップとなる営业车両を実现できるか、考えたい」としています。
闯搁东日本、日立、トヨタ自动车発表资料より
闯搁东日本は二酸化炭素排出ゼロ目标达成へ大きな一歩
闯搁东日本は「ゼロカーボン?チャレンジ2050」という新たな目标を打ち出しています。2019年度でグループ会社を含めて245万トン排出している二酸化炭素を2050年度に実质ゼロとする计画です。
この目标を达成するために、风力発电など100万キロワット以上の再エネ开発、东京?品川の开発プロジェクトでの需给一体型エネルギーマネジメント导入、2020年度から秋田県の男鹿线で展开する蓄电池车両の导入などとともに柱と位置づけているのが、水素の利用です。
燃料电池を使った鉄道车両や自动车、トラック、バスの导入、水素ステーションの开业、神奈川県の川崎火力発电所での水素利用などを掲げています。闯搁东日本は「脱炭素社会を実现することが试験车両开発の最大の目的だ」と语りました。
トヨタは燃料电池のすそ野拡大に期待
トヨタ自動車は2014年に世界初の燃料電池車となるミライを発売しました。自動車産業が脱化石燃料という大きな課題に取り組まざるを得ない状況に追い込まれる中、競合他社の多くが电気自動車に挑んでいるのを横目に、燃料電池車で勝負する姿勢を示したのです。
しかし、販売台数は国内で3,000台余りにとどまっています。次世代自動車振興センターによると、全国の水素を充填するステーションの数は10月末で135カ所。电気自動車が急速充電で30分、普通充電5～8時間かかるのに対し、燃料電池車は3分で水素充填が可能です。それでも、水素ステーションの少なさが響き、販売が伸び悩んでいます。
水素ステーションの拡充には水素利用を増やさなければなりません。このため、トヨタ自动车はさまざまな业界と连携を进めてきました。セブン-イレブン?ジャパンと手を组み、燃料电池トラックで商品を店舗に届けているのをはじめ、燃料电池バスやフォークリフトもグループで売り込んでいます。ともに燃料电池利用のすそ野を広げるのが目的です。
今回の鉄道での利用もその一环といえます。ローカル线の非电化区间はディーゼルエンジン车が今も主役です。この区间に燃料电池车が走れば、二酸化炭素排出ゼロに大きく近づくだけでなく、燃料电池の新时代が开けることにもなるのです。
政府も脱炭素社会実现に向けて推进を加速
政府も脱炭素社会を筑く新エネルギーの1つとして水素に注目しています。2014年に水素社会の実现に向けた取り组みの加速を第4次エネルギー基本计画に盛り込んだのに続き、2017年には水素基本戦略を策定し、2030年までの行动计画を示しました。
水素が酸素と化学反応したあとには、水が残るだけです。二酸化炭素など地球温暖化の原因となる温室効果ガスや有害物質を排出しません。水素の確保も水の电気分解や天然ガスなどの化石燃料、森林資源や廃材などのバイオマス、工場で発生するガスなど多方面から可能です。
国内で水素の低価格化がまだ実现していないところが大きな课题となっていますが、石油のように特定地域の纷争で资源调达が困难になることもありません。
車以外では、水素と酸素で电気と熱を作る家庭用燃料電池が2019年時点で約30万台普及しています。豊田自動織機の燃料電池フォークリフトは2019年度末で累計約250台が販売されました。
欧州诸国は导入へ急ピッチで取り组み
政府内には技术开発面で危机感があります。日本はトヨタ自动车や川崎重工业を笔头に水素利用のトップランナーでしたが、ここに来て欧州诸国や中国が积极的な动きを见せているからです。
中でも欧州连合（贰鲍）は7月、2030年に再生可能エネルギーから製造する水素の量を1,000万トンとする目标を立てました。水素基本戦略で日本が示した目标値は2030年で30万トン。2桁も违う目标が打ち出されたわけで、用途も燃料电池のほか、製鉄所での利用、化学工场での工业原料、都市ガスへの混入など幅広く设定しています。
ドイツの大手鉄钢メーカー?ティッセン?クルップは8月、石炭の代わりに水素を使用する鉄钢生产プラントの建设を始めました。英国の都市ガス大手?カデントは3月、5亿ユーロの调达を目的とする社债を発行、都市ガスに水素ガスを混入するための导管整备などを进める方针を明らかにしています。
鉄道车両への利用でも先を越されているだけに、このままでは水素利用のトップランナーの地位を明け渡すことになりかねません。今回の鉄道への活用は日本の技术开発の反撃という点でも、注目を集めそうです。
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。