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グリーン水素とは
グリーン水素とは、風力発電や太陽光発電などの再生可能エネルギーで発生した電気を利用して、水を水素と酸素に電気分解する水素の製造方法です。グリーン水素は製造時にCO2を排出しないため環境負荷が少ないというメリットがあり、脱炭素社会（カーボンニュートラル）を実現する水素として注目されています。
水素はさまざまな資源から作ることが可能であり、資源としては枯渇しにくいこと、何よりも水素自体が多岐にわたる用途に利用できることも注目されている理由といえるでしょう。
現段階においてはまだ普及しているとはいえませんが、低コスト化や水素ステーションの拡大によって、次世代のエネルギーとして普及に向けた取り組みが進んでいる状況です。
同時に化石燃料に依存しないエネルギー源であること、エネルギーセキュリティの向上が期待できることから、政府や民間企業が一体となって製造コストの低減に向けた研究開発を進めています。
グリーン水素以外の種類を比較
グリーン水素以外にも、水素を製造する方法があります。製造方法の違いによって色分けされた名前がつけられているのが特徴です。
【水素製造方法の比較表】
| 名称 | 製造・発電方法 | CO2 | 課題 |
| グリーン水素 | 再生可能エネルギー | 排出ゼロ | 製造コスト・安定供給 |
| ブルー水素 | 化石燃料・天然ガス | 回収・貯留・利用 | 発電時のCO2 |
| グレー水素 | 化石燃料・天然ガス | 排出 | 環境負荷が高い |
| イエロー水素 | 原子力発電 | 実質ゼロ（原子力発電含む） | 核廃棄物の処理 |
| ターコイズ水素 | メタンの熱分解 | 回収・貯留・利用 | メタンの安定供給 |
上記の水素製造方法や特徴、グリーン水素との違いについて、さらに詳しく解説します。
ブルー水素
ブルー水素は従来の発電施設で発電したエネルギーで、化石燃料や天然ガス水を水蒸気と反応させて、水素を製造する「水蒸気改質法」を用いた水素製造方法です。
水素製造時のCO2はCCUS（Carbon Capture and Storage：二酸化炭素回収・貯留）と呼ばれる技術によって、回収・貯留・利用されるようになっており、実質的にはCO2を排出しません。
ただし、化石燃料や天然ガスで発電する際のCO2は考慮されていないため、グリーン水素と比較すると完全にクリーンなエネルギーとは言えない点に注意が必要です。
また、CCUSに必要なコストについては解決されていないため、グリーンエネルギーと同様にコスト削減や技術面での課題は残っています。
加えて、ブルー水素は既存の設備を活用できるため、グリーン水素よりも普及しやすいという利点があるのも事実です。現段階においては製造コストもグリーン水素よりも安いため、今後も少しずつ普及が見込まれます。
グレー水素
グレー水素は、ブルー水素と同じく、従来の発電施設で発電したエネルギーで、化石燃料や天然ガス水を水蒸気と反応させて、水素を製造する「水蒸気改質法」を用いた水素製造方法です。
グレー水素の製造過程では、化石燃料や天然ガスの燃焼時にCO2が発生するため、CO2排出量が多いという課題があります。また、化石燃料や天然ガスを直接電力に変換したほうがコストを抑えられるため、グレー水素はコスト面でも不利です。
既存の設備を利用しやすく、グリーン水素やブルー水素よりも製造コストが安く済むという利点もあります。短期的な対策として利用される可能性はあるものの、脱炭素化の観点から考えても、既存のCO2排出量を削減させる効果が見込めないため、将来的には少しずつなくなっていく水素製造方法と考えられています。
イエロー水素
イエロー水素は、原子力で発電した電力を用いて、水を水素と酸素に分解する水素製造方法です。
グリーン水素と同じように水素の製造工程においてCO2は発生せず、原子力の発電においてもCO2は発生しないため脱炭素の面から見れば理想的ともいえます。しかし、原子力で発電する際に生じる核燃料廃棄物・放射性廃棄物を処理するという課題が生まれるのも事実です。
グリーン水素と比較した場合において安全性の面では、イエロー水素は大きく劣るということも知っておく必要があります。また、グレー水素と同様に直接電力に変換したほうがコストを安くできるという見方もあること、原子力発電を用いて水素を製造するための設備投資にもコストが必要であることも無視できません。
同時に日本国内においてはほとんどの原子力発電所が停止していることから、技術的には可能であっても、大々的な普及は現実的ではないと考えられるでしょう。
ターコイズ水素
ターコイズ水素は、天然ガスなどに含まれるメタンを熱分解させ、水素を生成する方法です。
ターコイズ水素は水素の製造工程において、CO2が発生しにくいのが特徴です。しかし、完全にゼロというわけではなく、メタンの熱分解時にわずかなCO2が発生します。
ブルー水素と同様にCCUSによって、CO2は回収・貯留・利用されるため、実質的には排出量がゼロであること、ブルー水素よりもCO2の排出量が少ないことからCCUSのコストが安く済むのが利点です。また、グリーン水素と同様に再生可能エネルギーを利用するため、設備に必要な電力を発電する際のCO2も発生しません。
ターコイズ水素は、グリーン水素よりも製造コストが安く済むこと、既存の天然ガス施設を利用できることから、導入に関するコストも少なく済み、実用性が高い技術です。
グリーン水素普及への取り組み
グリーン水素は再生可能エネルギーを用いていること、製造工程でCO2を排出しないことから、脱炭素を実現する水素として国内外でさまざまな取り組みが積極的に行われています。
次に実際にどのような形でグリーン水素への取り組みが行われているのか、国内と世界のそれぞれについて詳しく説明します。
国内のグリーン水素への取り組み
日本政府は2050年カーボンニュートラル宣言に伴うグリーン成長戦略として、温室効果ガスであるCO2の排出量を実質ゼロとする目標を掲げています。
あくまでも試算ではあるものの、CO2の排出量を2018年時点で10.6億トン、2030年の予測で9.3億トン、2050年で実質0トンにするという形になっています。
グリーン成長戦略の基軸となるのは、再生エネルギー、水素発電、CO2回収前提の火力発電、そして原子力発電の安全性向上です。また、水素基本戦略という形で水素を基軸としたエネルギーの供給や普及も進められており、水素社会という目標を持って取り組みが進められています。
デンソーではトヨタ自動車と協業して、福島県のデンソー福島に水電解装置を導入し、「水素地産地消」を目指しています。水素を作るだけでなく、実際に使う技術としての取り組みを行っている形です。
山梨県では次世代エネルギーとしてグリーン水素の実用化に向けて、東レや東京電力、日立造成などさまざまな民間企業と協力してグリーン水素の利用を始めました。グリーン水素は夢のような技術ではなく、すでに現実で利用されている技術ということです。
また、福島県と「水素を活用した地域におけるグリーントランスフォーメーションの先進モデル構築に向けた基本合意書」を締結し、東京都とも「グリーン水素の活用促進に関する基本合意書」という形で相互にグリーン水素利用と技術促進を行っています。
グリーン水素に対する取り組みはすでに進んでおり、官民一体となって低炭素社会を目指していることがわかります。
| 参照： |
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世界のグリーン水素への取り組み
脱炭素化社会に効果的であることから、注目が集まるだけでなく研究開発が各国で進んでいます。世界のグリーン水素への取り組み事例として以下の5カ国をご紹介します。
| 国名 | 具体的な施策や目標 |
| 欧州 |
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| 米国 |
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| ドイツ |
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| 英国 |
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| インド |
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参考：経済産業省｜：水素を取り巻く国内外情勢と水素制作の現状について
以上は経済産業省の「水素を取り巻く国内外情勢と水素政策の現状について」から抜粋した情報です。
脱炭素社会が注目されているのは明白であり、実際に資金投資も行われています。同時に税制優遇なども盛り込まれていることで、民間企業からの参入もしやすくなっており、技術の進歩がしやすい状況が世界的に整ってきたといえるでしょう。
グリーン水素も含めて安全でクリーンなエネルギー、再生可能なエネルギーに関する技術の研究開発は今後ますます盛んになっていく分野であることが予想されます。
グリーン水素の普及で社会はどう変わる？
次にグリーン水素の普及によって、社会はどう変わるのか、どのように変化していくのか3つのポイントをご紹介します。
【グリーン水素の普及による社会の変化】
- 化石燃料に依存しないエネルギーの供給
- 水素を基軸とした新しい技術の普及
- 新しい技術に合わせた新しい雇用
上記は一例ですが、グリーン水素の普及によって、既存のエネルギーに依存しなくなると同時に、新しい技術の普及によって新しい働き方も生まれていくでしょう。それぞれどのような形で変化していくのか詳しく解説します。
ガソリン車やディーゼル車の販売が終了
欧州では新車の走行時に排出されるCO2の量を2035年までに100%削減すると発表しています。
日本では2021年に2035年をめどに乗用車の新車販売において電動車100%にするという目標を宣言しました。すなわちガソリン車やディーゼル車の販売が終了するということです。
現在においても蓄電するという形での電動車は普及が進んでおり、日本政府としてもさまざまな優遇措置を行っています。燃料電池自動車の普及促進補助金などによって、水素ステーションなどの設置においても投資が進んでいるため、電動車100%を実現するのはそう難しくないでしょう。
その他にも日本においては2050年カーボンニュートラルの実現に向けてさまざまな投資が行われており、実際にグリーンイノベーション基金として2兆円が投じられています。現時点においても燃料電池自動車の購入支援があるため、車が必要な人にとっても乗り換えやすいよう環境が整えられているので安心です。
グリーン水素関連の新たな雇用機会の増加
グリーン水素は一部地方自治体や地域によって実現はしているものの、まだ普及段階ではありません。しかし、新しい技術であることから、普及段階に入る前から雇用機会の増加が期待されているのです。
- 水電解装置や貯蔵するための設備
- 水素で動く自動車や設備の部品や製造
- 水素を運ぶための車両や設備の維持及び保守
上記は一例ですが、単純に水素を利用した技術を普及させるためだけでも、開発や製造、輸送や設置、保守運用のための人材が必要になることは明白です。
同様にガソリンなどの既存燃料から水素に入れ替えるための工事など、幅広い分野で人手が必要になることから、脱炭素社会の実現に向けた社会の動きが、国内の経済を活発化させることを期待できるでしょう。
グリーン水素が抱える課題
グリーン水素が抱える課題として、第一に「コスト」が挙げられます。
- 風力発電や太陽光発電に関するコスト
- 水電解装置の開発や維持に関するコスト
- 水素の貯蔵や輸送に関するコスト
グリーン水素を作るための電力である再生可能エネルギーではコストの問題が解決されていません。現実問題として化石燃料や天然ガスと完全に置き換えることを考えると、再生可能エネルギーで発電する電力は相当量必要になります。
再生可能エネルギーによる電力の問題が解決できたとしても、今度は水素を製造する装置、貯蔵や運搬する装置や車両などまだまだ課題は山積みです。
その一方で、年々技術の進化によってコストの削減は進んでおり、国際エネルギー機関（IEA）の報告書によると「2030年頃には1キロあたり1.3〜3.5米ドル」と、天然ガス由来の水素とほぼ同水準のコストに抑えられると予想されています。
今後の技術開発によっては実現可能なコストになり、水素エネルギーがより身近になるかもしれません。
まとめ
今回はグリーン水素とは何か、グリーン水素以外の種類の比較、グリーン水素普及への取り組み、そしてグリーン水素の普及によって社会がどう変わっていくのかについて解説しました。
グリーン水素は理想的なエネルギーであるとともに、コストの面を除けばすでに実用段階にある技術です。国内外でのグリーン水素に関する技術が進化するにつれ、少しずつ普及が進んでいくでしょう。
