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水素社会の未来とは?国が推進する水素エネルギー利活用のかたち

 

水素エネルギーに関する取り組みは、国と民間が協業していく事業です。日本はもともとエネルギーのほとんどを海外に頼っていますが、石炭や石油、天然ガスなどの化石燃料には限りがあるといわれています。加えて、近年の地球温暖化をめぐる問題を考えれば、従来の発電方式だけでは安全に暮らせません。

 

そこでこれからの暮らしを支えるエネルギーとして、水素エネルギーが注目されています。本記事では、水素社会の実現に向けた現在の取り組みや、今後の利活用方法、水素の未来への期待について解説します。

 

 

水素エネルギーの特徴

1つ目の特徴は、燃焼させても二酸化炭素(CO2)を発生しないという点です。石炭や石油、天然ガスなどの化石燃料は燃焼させるとCO2が発生します。水素がCO2を発生しないという点は環境保全に適したエネルギーであることの最大の理由です。

 

2つ目の特徴は、地球上のさまざまな資源からつくことができるという点です。

 

電気を使って水から取り出したり、化石燃料、メタノールやエタノール、下水汚泥、廃プラスチックなどを利用したりと、さまざまな資源からつくることができます。

 

水素社会の実現に向けた現在の取り組み

水素はさまざまな資源から生み出せる便利なエネルギーです。そこで国は、資源の調達先を多様化した上で、2025年からの本格普及に向けた取り組みを進めています。

 

水素エネルギーを普及させるためには、「製造」「輸送・貯蔵」「利用」それぞれにおいてコストを低減させながら整備を進めることが必須です。国もこの点を念頭に置いてコスト目標を掲げた戦略を公開しています。

 

低コスト化の条件は、供給側は安価な製造および輸送のためのサプライチェーンの構築、利用側は大量消費です。現在から2040年ごろまでを3つの段階に分けて、国と民間がさまざまな実証実験をしており、水素に関わる諸外国の協力も得ながら計画を進めています。

 

今後期待される水素エネルギーの利活用方法

日本は世界に先行して水素・燃料電池分野の世界市場を獲得するための計画に日々取り組んでいます。

 

オーストラリアの褐炭など、未利用の資源から水素を製造したり、将来的には水に再生可能エネルギー(太陽光・風力など)からの電気を流すことによって水素を製造したり(水の電気分解)するなど、長期的に製造できる環境整備をしつつ、利活用方法を普及させる計画です。

 

ここでは、今後期待される水素エネルギーの利活用方法について3つご紹介します。

 

 家庭用燃料電池(エネファーム)の普及


エネファームは、都市ガスやLPガスから取り出した水素と空気中の酸素を化学反応させて、電気と熱をつくり出すシステムです。発電の際に発生する熱でお湯が沸かせるので、エネルギーの有効活用になります。

 

エネファームは、2019年10月には約30万台まで普及しています。国は当初の計画で、2020年に140万台、2030年には530万台の普及目標を掲げていましたが、達成は難しい状況です。

 

私たちが普段使っている電気は大規模発電所から送電されてきますが、発電の際に発生する熱の多くは有効に利用できていません。また、電力の一部は送電ロスで失われています。水素エネルギーを活用するエネファームの普及により、エネルギーをつくる場所と使う場所が一緒になり、エネルギーのロスがなくなります。

 

 モビリティ分野での利用


モビリティ分野でも国は、水素エネルギーを活用する燃料電池自動車(FCV)に注力しています。自動車、航空機、船舶、鉄道、二輪車を電動化し、環境に配慮した開発が進められており、2025年ごろには20万台、2030年ごろには80万台の普及を目指しています。

 

FCVの走行時に発生するのは水蒸気のみで、大気汚染物質が全く排出されません。太陽光やバイオマスなどのクリーンで再生可能なエネルギーから水素を製造すれば、環境への負担はさらに軽減できます。

 

また国は、2050年に向けて低・脱炭素化(カーボンニュートラル)を進めており、航空機と船舶など自動車以外の分野でも、水素エネルギーを活用したエンジンの開発の必要性を唱えています。

 

 水素供給設備(水素ステーション)の普及


FCVの燃料を補給するための水素供給設備(水素ステーション)は、首都圏、中京圏、関西圏、北部九州圏の4大都市圏と、4大都市圏を結ぶ沿線沿いを中心に徐々に整備されています。

 

日本の水素ステーションは、ガソリンスタンドと同様の「定置式」とトレーラーで移動できる「移動式」に分けられます。現在の設置状況は約160箇所で、2025年までに約320箇所が設置される予定です。民間企業向けの補助金制度がもっと活用されれば、水素ステーションは今後も増えていくでしょう。

 

水素の未来への期待

 

地球温暖化対策として「脱炭素化」への取り組みが加速する中、さまざまな国・企業・団体が、水素の持つ可能性に期待しています。今後は低コストでエネルギーの安定供給ができるように取り組むことが必要不可欠です。

 

普及すれば多くのメリットがある水素社会。省エネやCO2排出量の削減により、地球環境を守ることができるのが「水素エネルギー」なのです。

 

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  この記事について(著者情報)

 金属リサイクルの専門家として金属スクラップを取り扱う神田氏と山崎氏が解説しています。

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