カーボンニュートラルの成功を鍵をにぎる水素活用

事業戦略

現在、グリーンリカバリーとカーボンニュートラルが
注目を集めています。

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カーボンニュートラルについては、
日本としては2050年までに実現するとしていますが、
現在の延長線ではその達成は難しいと考えられています。

2050年でのカーボンニュートラル達成のためには
再生可能エネルギーの活用とともに、
「カーボンフリー水素」を活用した社会の仕組みを
構築できるかどうかが大きな鍵をにぎるとされています。

再生可能エネルギーは、天候、場所や時間といった要素によって
発電量が大きく変動することから、
その変動を安定したエネルギーとする
(エネルギーを貯蔵して、発電量の凸凹を平準化する仕組み)ことがポイントです。

再生可能エネルギーによる水の電気分解によって、
水素を作り、貯蔵、活用することで、
再生可能エネルギーが、電力分野以外でも社会の隅々まで
広がっていくことになります。

かねてより日本は、水素の利用について、多くの企業が取り組みを行っており、
他国よりも先進性があり、グローバルでの水素活用を牽引できる可能性が高いと考えられます。

今後は水素の活用が、より広く社会実装されていく段階となりますが、
現状、展望について解説していきます。

近年、水素の使い勝手が急速に向上

水素は原料として、
水、バイオマス資源、化石燃料などと幅広く、
原料が特定の地域に隔たっているということもありません。

たとえば石油は特定の地域でしか産出されず、
他国で利用する場合は輸送コストがかかってきます。
水素は、どの地域でも原材料がとれるため、
輸送の面絡みても大きなメリットがあります。

水素はこれまでも、エネルギー源として
注目が集まっていましたが、
社会実装につながらなかった理由は、
天然ガスなどと比べて、貯蔵、輸送が難しく、
原料からの生成にコストがかかっていたためです。

これが近年になって解消されるようになりました。
特に、貯蔵と長距離輸送が可能となったことで、
余剰電力の有効活用として、社会実装化が見えてきました。

カーボンフリー水素とP2G

また、社会実装が本格的に進まなかった背景に、
かつて水素はカーボンフリーの手段としては
適さないと認識されていたというのがあります。

これまで水素の多くが、
化学プラント工場での生産プロセスで産出されており、
この場合、化石燃料を原材料として、
用いるため温室効果ガスの発生につながってしまっていました。

化石燃料から水素を取り出すと、
不要となった炭素が空気中に放出されます。
炭素が、酸素と結びつくことで、二酸化炭素となるため、
カーボンフリーにはつながりにくいと考えられていたのです。

しかし、近年技術の発展によって、
発生した二酸化炭素を集めて、地下などに貯蔵する技術が
確立されました。

こうした技術を活用することで、
二酸化炭素を排出させずに水素を生産する目処が立っています。

二酸化炭素を排出させずに生産された水素は
「カーボンフリー水素」と呼ばれ、カーボンニュートラルを
大きく進めるものと考えられています。

また、太陽光発電や風力発電などのグリーンエネルギーで、
「水」を電気分解することで水素の産出ができます。

グリーンエネルギーによって水を電気分解することの利点は
自然エネルギーは、大きく上下に変動することから、
余剰分を水素に変換するで、平準化が可能となるところです。

これまで活用されなかったグリーンエネルギーが
水素に形を変えて貯蔵されることで、新たな活路が見いだせました。

この仕組みはP2G(Power to Gas)と呼ばれており、
余剰電力を活かせる取り組みとして大きな注目を集めています。

また、燃料電池のエネルギー源としての水素を活用する際にも
利用できるため、発電分野だけではなく広く、
再生可能エネルギーを行き渡らせることが可能となります。

このように水素は、カーボンニュートラルの取り組みで
大きな存在感を示すものとなってきています。

日本の優位性と諸外国の取り組み

日本では、水素の活用について、
政府としても2014年4月には
「エネルギー基本計画」において、
水素社会の実現に向けた取り組みを加速することを明記しており、他国に先駆けて取り組んできたと言えます。

背景にあったのは、
日本が燃料電池車の開発について他国より先んじており、
燃料電池車のエネルギー源としての水素という位置づけが
あったために、水素活用の重要性を認識していたためです。

その後、2019年3月には
「水素・燃料電池戦略ロードマップ」が公開されています。

指定されたページまたはファイルは存在しません (METI/経済産業省)

このなかでもモビリティにおける水素の活用が
クローズアップされていることが分かります。

その一方で、他国でも
グリーンエネルギーやカーボンニュートラルへの取り組み方策として、水素活用についての様々な取り組みが一気に加速化しています。

中心となっているのは、燃料電池の利用拡大と、
「カーボンフリー水素」の生産、利用。
また余剰グリーンエネルギーを水素に変換する取り組みです。

たとえば、
アメリカでは、カリフォルニア州において
新車販売台数の一定比率を燃料電池車とするように義務付け、
水素ステーションの整備も併せて進めています。

2020年11月には
「水素プログラム計画」として、
水素の生産や輸送、貯蔵や利用を、強く後押しする開発、実証計画が進められており、
ベンチャー企業などでも、燃料電池のトラック、フォークリフトといった製品開発が加速化しています。

ヨーロッパでは、自然エネルギーの発電が社会に広まっていることもあり、
余剰グリーンエネルギーが水素に形を変えて活用する
P2Gへの取り組みが進められています。

中国では、熱源として石炭が活用されていますが、
石炭の燃焼は環境汚染物質を放出するため、
環境汚染が深刻化しています。

そのため、熱源の切り替えの方向性として水素の
活用に注目しています。
また、燃料電池そのものの開発も急速に進んでいます。

日本はこれまで水素社会の実現に優位性がありましたが、
他国でも研究、投資、社会実験が急速に進んでいるため、
今後も、さらに取り組みを進めていく必要があります。

まとめ

現在、水素を取り巻く技術発展が進み、
かつての課題であった貯蔵、輸送といった面が克服でき、
さらなる活用が見込まれます。

カーボンフリー水素やP2Gによって、
カーボンニュートラルを実現する手段としての
水素活用が現実的となり、今後の活用が期待さているとこです。

水素をさらに活用するためには、
社会の仕組みとして、水素活用がインフラとしても
整備していく必要があり、
アメリカ、ヨーロッパ、中国など
各国ともに急速に取り組んでいます。

日本は、これまで水素活用について、
先駆的な立場でしたが、他国の追進がありますので、
今後も、積極的に取り組み、他国に先んじた対応ができるように、進めていくことが重要となります。

本日も最後までお読みいただきましてありがとうございました。

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