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いま再び、水素エネルギーの重要性について


国際環境経済研究所主席研究員、元内閣府戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)「エネルギーキャリア」サブ・プログラムディレクター


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【水素エネルギーをめぐる懐疑論について】

 ところで水素エネルギーに関して、最近、疑問を耳にすることがあります。その主なものは以下のようなものでしょう。

1.
水素エネルギーと言っても、水素STに供給される水素は化石燃料から作られた水素であり、こういった水素の利用拡大をいくら図っても化石燃料消費量もCO2排出量もほとんど減らない。
2.
水素エネルギーは、一次エネルギーから電気や熱を経て作られる二次エネルギーであり、利用の際にはそれを再び電気や熱エネルギーに変換して使われるというように多段階のエネルギー変換を要することから、エネルギー利用効率が悪く、エネルギーシステムとしての合理性に欠ける。

 確かに化石燃料から製造した水素を利用する限り、その効果が限定的であることは事実ですが、この指摘は水素エネルギーの導入の目的を正しく理解していないものです。先にも述べたとおり、水素エネルギー導入の意義は、大量の再エネを導入するための手段ということにあります。しかし、そういった水素エネルギーによる新たなエネルギーシステムは、一朝一夕にはできません。当面、化石燃料から製造する水素を利用するエネファーム、燃料電池自動車(FCV)等の導入効果は限られたものだとしても、まずこれらの水素エネルギー利用機器を普及させ、水素の供給チェーンの整備と水素エネルギーに対する社会からの受容の獲得を図ることは、きわめて重要なステップです。そのための取り組みが、現在行われていると理解すべきなのです。将来的にエネファームやFCVの燃料を再エネから製造された水素とすべきことは、エネファームやFCVの普及拡大に取り組んでいる人たちの視野には当然に入っています。

 二つ目の指摘も、それ自体はもっともな指摘です。確かに水素エネルギーの利用にあたっては、他のエネルギーシステムに比べて多くのエネルギー転換が必要となります。さらに、そのままの形では運搬、貯蔵が容易でない水素を、エネルギーキャリア注9)という手段を用いて運んでくるには、さらに液化、合成、脱水素等の追加的なプロセスが必要となります。こうしたプロセスが多ければ多いほど、個々のプロセスにおいてエネルギーロスが発生し、エネルギー供給チェーンのエネルギー効率が下がることも事実です。

 しかし、再エネから製造される水素は、ほぼ無尽蔵に存在します。ロスが多少あっても、エネルギー量の確保という観点からは、それは大きな問題にはなりません。

 一方、コストには供給チェーンのエネルギー効率は関係します。ロスが少なければ少ないほど、余計なコストは節減できるはずです。ただここで重要なことは、エネルギーを利用する段階で、水素エネルギーが他のエネルギーと比べてコスト競争力があるかどうかということです。実際、エネルギーコストは、供給チェーンのエネルギー効率だけでは決まらず、当該エネルギーの市場構造や設備・装置コストが大きく影響します。ですから、利用段階でのエネルギーコストの競争力を評価することにより、水素エネルギーシステムの有用性は判断されるべきです。なお、エネルギーのコストは安いに越したことはありませんし、コストには、その製造から利用段階に至る各段階のエネルギー効率が関係することは間違いありませんから、これを高める取り組みを行っていくことの重要性を否定するものではもちろんありません。

【必要な取組み】

 実際、この利用段階でのエネルギーコストについて見ると、再エネ由来の水素エネルギーコストは、まだまだ高いのが実情です。このため再エネから水素エネルギーへの変換効率の向上、関連する設備機器コストの低減、そして水素エネルギーの運搬、貯蔵を容易にするためのエネルギーキャリアの開発等に引き続き取り組んでいかなければなりません。

 ただ幸いなことに、そうした努力が実を結ぶまでの時間を利用して、水素エネルギーの効果を先取りしつつ、(時間と資金を要する)供給チェーンの構築に取り組んでいける方策があります。それは、事実上再エネ由来の水素エネルギーと同様の効果を発揮するCO2フリー水素の利用です。しかも、化石燃料などと競合可能なコストでCO2フリー水素の利用可能性があることが複数の文献注10)により示されています。それが未利用の化石燃料資源(例えば、安価で豊富に存在する褐炭や中小ガス田からの天然ガス)から水素を製造し、発生するCO2はCCS(炭酸ガス地下貯留)等により取り除いた「CO2フリー水素」の活用です。

 そうしたCO2フリー水素の活用から始めて、水素エネルギー利用機器の普及と供給チェーンの整備を行いつつ、本来のCO2フリー水素、すなわち再エネ由来の水素エネルギーをより安価に入手できるようにしていくことが必要です。このように水素エネルギーの利用には、戦略的な取組みが必要となります。

 私は、水素エネルギーの導入は、日本が直面しているエネルギー・環境制約を克服するための、数少ない実際的な方途であると考えています。しかし、それを実現するには、以上に述べたように長期的な視点に立った戦略的な取組みが必要です。一時的な気分でぶれることなく、日本全体が一体となった取組みをしっかりと続けていくことが強く望まれます。

注9)
エネルギーキャリアについても、前記注の連載解説「水素社会を拓くエネルギーキャリア(1)~(12)」を参照されたい。
注10)
例えば、「水素・燃料電池戦略ロードマップ」 (2014年6月) 資源エネルギー庁 水素・燃料電池戦略協議会、「低品位炭起源の炭素フリー燃料による将来エネルギーシステム(水素チェーンモデル)の実現可能性に関する調査研究」、NEDO委託調査(2011年)などを参照。

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