世界の共通目標となったカーボンニュートラル(脱炭素化)に向けて、今後は再生可能エネルギーの導入が急速に進んでいく。このキーテクノロジーが、化石燃料用途のすべてを代替できる水素である。その利用は、分散型の発電用途をはじめ、輸送部門にも大きく広がる。

 2020年10月、当時の菅義偉首相が「2050年までにCO2排出を実質ゼロ」と宣言。米国もバイデン大統領の就任によって方針が明確になり、先進主要国は「2050年カーボンニュートラル」の目標を共有することになった。これを受けて各国が打ち出す戦略や施策はもちろん重要だが、企業も企業ごとに、一斉に「わが社のカーボンニュートラル戦略」を立案する必要性に迫られている。

トヨタ自動車が建設する「Woven City」でも水素の利活用に取り組む
出所:トヨタ自動車のホームページ

 カーボンニュートラルは、これから爆発的に増える再生可能エネルギーを使った発電の不安定性を吸収し、化石燃料用途のすべてを代替できる、水素抜きには考えられない。

 発電部門から見ると、天然ガスを置き換えて水素を使って発電することになる。燃料電池は水素の利用を拡大する上での最重要技術の1つであり、分散型の発電用途をはじめ、特に電動化では対応が困難な用途に向けて輸送部門にも大きく広がる。また水素は、電化による脱炭素化が困難な原料利用や熱需要等の脱炭素化をも可能にする。カーボンニュートラルへ向けた切り札だといえる。

 水素はもはや未来技術ではない。日経BP 総合研究所では、需要を作りながら利用を拡大、社会実装を進める水素の「いま」を「世界水素ビジネス 社会実装編」に取りまとめた。

水素を社会実装するために、どこから手を付けるのか

 ただし、水素の製造、供給、利用という3要素を一気に立ち上げることは難しい。水素を導入するためには、インフラやサプライチェーンを新規に構築する必要がある。水素ステーションなどのインフラ側では大きな初期投資が必要であり、その経済性を向上させるためには、稼働率を高めることが重要である。つまり、地域に設置する水素供給拠点を中心に、水素の需要を集めることでフル活用することが目指す姿となる。

 具体的には、第6次エネルギー基本計画(案)で再エネ拡大が示されるなか、安定的な電力系統を維持するための広域エネルギーシステムの観点と、地産地消型で消費する地域エネルギーシステムの観点の両方から、「水素を利用する」ことが必須となる。

 それでは、水素を社会実装するために、どこから手を付ければいいのか。例えば、モビリティー用途においては、カーボンニュートラルを目指す際に、まず電気自動車(battery electric car:BEV)が適した用途と、燃料電池車(fuel cell electric car:FCEV)が適した用途を理解する必要がある。

 水素の特徴・メリットを最大限に活かすことができる領域は、「距離」と「重量」の軸によって整理される。1回に300km~1000km程度走行し、1t~100t程度の重量がある車両が水素の有望領域と考えられる。このほか、「距離」を走らない主に敷地内で稼働する産業車両として、「高稼働」の車両が水素の有望領域と考えられる。

 燃料電池で駆動するFCモビリティーの効率的な導入拡大にあたっては、全国一斉に広くまんべんなく導入するのではなく、地域の水素供給拠点を中心とした、選択と集中による導入が望ましいと考える。FCモビリティーの水素需要を集めるためには、具体的なターゲットとして大型・小型のトラック、バス、高稼働の産業用車両・荷役機械などが考えられる。

製造業の工場も再エネ100%へ

 モビリティー用途以外でも、例えば製造業の工場においてエネルギー活用の在り方を抜本的に見直す必要が出てくるだろう。例えば、RE100を宣言した企業は、独自の対応を迫られている。RE100とは「Renewable Energy 100%」の略称で、事業活動で消費するエネルギーを100%再エネで調達することを⽬標とする、国際的イニシアチブである。RE100に加盟した製造業は、工場で使う電力を100%再生可能エネルギーで賄うことになる。

 さらには、利用者側の顧客の変化も急だ。例えば、米Appleに代表されるグローバル企業の中には、自社はもちろんサプライヤーに対しても再エネ100%へのコミットを要請する企業が出てきている。つまり、再生可能エネルギーで作った商品しか買わないということを、サプライヤーに対して突きつけているということだ。取り引きをしたければ否が応でも再エネ100%に取り組む必要がある、というのが今の製造業が置かれている状況といえる。自前で賄うにしても、電力事業者と連携するにしても、相当量の発電設備が必要になる。不安定な再生可能エネルギーで安定した電力(と熱量)を確保するためには、水素を活用することが有力手段になると考えられる。

<関連レポート>
世界水素ビジネス 社会実装編

カーボンニュートラルは、これから爆発的に増える再生可能エネルギーを使った発電の不安定性を吸収し、化石燃料用途のすべてを代替出来る、水素抜きには考えられない。水素はもはや未来技術ではない。本書は全体を6章で構成し、需要を作りながら利用を拡大、社会実装を進める水素の「いま」を取りまとめた。
調査・編集:日経BP 総合研究所 クリーンテックラボ
A4判、332ページ、2021年11月30日発行

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