
日本の水素社会実現に向けた取り組みと課題:橋本道雄 教授の見解
目次
橋本道雄 教授の自己紹介
専門はエネルギー政策とエネルギーの技術開発です。私は長い間経済産業省で働いていて、エネルギー政策の仕事をしてきました。大学では原子力工学を専攻していたので、最初は原子力の仕事をしましたが、それだけでは物足りないと感じ、石油・ガス、再エネの仕事も経験しました。
特に再エネでは、サンシャイン計画などに携わって以来、ずっと関わり続けています。また、海外のエネルギー問題にも関わる機会がありました。ベルギーのブリュッセルの国際機関で働いたり、アラブ首長国連邦のアブダビで新しい再生可能エネルギーの国際機関を立ち上げる際にも参加し、組織の立ち上げを担当しています。
特にこの10年ほど、ちょうど東日本大震災の頃からですね、再生可能エネルギーや水素に関する仕事を主に行っています。国の研究開発や国家プロジェクトをマネージする組織であるNEDOに経産省から出向し、再生可能エネルギーや水素の技術開発を担当する新エネルギー部長として従事しました。
ちょうど固定価格買取制度が導入された時期であり、再エネの拡大が盛んな時期でしたので、非常にやりがいのある時期でした。太陽電池の研究や洋上風力に取り組むなど、様々なプロジェクトに携わりました。
特筆すべきは、水素の輸入プロジェクトで、オーストラリアで水素を製造し日本に輸入するという世界初のプロジェクトに関与しました。その後、2018年からは大学に移り、まず大阪大学で2年間、その後京都大学で3年間研究に従事していました。そして、今年の5月からは、東京大学先端科学技術研究センターに所属しています。
水素社会実現のための要素について
–水素社会を実現するための戦略には、どのような要素が含まれているのかについて、お尋ねしてもよろしいでしょうか?
水素は燃やしてもCO2が発生しないクリーンなエネルギーであり、さまざまな原料から製造でき、多様な用途に利用できます。そのため、石油や原子力といったエネルギーの垣根を越えて使うことができ、仮に一つのエネルギーが危機に陥っても、容易に他のエネルギーに乗り換えることができるなど、柔軟で利便性の高いエネルギーとしての可能性を秘めていると考えられます。
しかし、現状では以下の3つの課題があり、それが水素社会の実現の妨げとなっています。
高いコスト:水素は、電気や化石燃料などのエネルギーを転換して製造するため、元のエネルギー価格に転換コストが上乗せされて、既存のエネルギーと比べてどうしても高くなってしまいます。
ユーザー不在:水素のコストが高いと、なかなか使ってもらえません。ユーザーがいないと需要も伸びず、規模の経済が発揮されないため、いつまでもコストが下がりません。そうなると、ますますユーザーは離れていきます。
インフラの欠如:水素を使うユーザーが増えてこないと、水素を供給するインフラも整備されません。水素は全く新しいエネルギーですから、これを利用していくためには供給・輸送・貯蔵のインフラが必要ですが、現状ではそれらが不十分な状態です。その結果、コストが高止まりしています。
–最初の一歩として、何から着手したら良いのでしょうか?
水素社会の実現のためには、まずは先に述べた3つの課題の悪循環を断ち切っていく必要があります。
そのためのトリガーは、安価な水素の実現です。水素を低コストで製造するには、転換のコストを下げる必要があります。そのためには水素製造装置の効率向上・低コスト化を実現する技術開発が重要になります。また、水素を作るためのエネルギーを安くすることも有効です。
海外に行くと、日本よりもはるかに安い再生可能エネルギーが存在します。そこで、この安い再エネを使って、海外で水素を安価に製造し、日本へ輸入することで水素コストを下げることが可能となります。
コストが下がると、水素を使ってみようというユーザーさんも増えるでしょう。ユーザーさんが増えて、水素の需要が拡大すると、そのためのインフラ整備・投資をしようという人たちが出来てきます。
インフラが整備されると供給が更に増え、規模の経済が働いてコストが劇的に下がります。そうなると、これまで水素の普及を阻んでいた悪循環が断ち切られて、水素コスト低下→ユーザー拡大→インフラ整備→更なるコスト低下、という好循環に逆回しすることができるようになります。
実は、これが日本の水素戦略の基本で、世界の多くの国々でも同様の政策が取られています。
–途方もない大きなプロジェクトですね。好循環が生まれるにはどのくらいかかるとお考えでしょうか?
確かに、これは大きな挑戦ですね。しかし、この10年が勝負だと感じています。
ヨーロッパやアメリカが既に進んでいる分野でもあるため、日本でも急いで取り組む必要があります。もう既に動き始めている企業の方々もいらっしゃいます。
ここでもう一つ申し上げたいと思います。確かに水素のコストが下がることが重要ですが、それには時間がかかります。では今すぐできることは無いのでしょうか?
私は、「高い水素でも使いたい人にはどんどん使ってもらうべき」と考えます。企業の人たちにとって、エネルギーの値段は重要なコスト要因ですから、安ければ安いほどいい。たとえ1円であったとても安いエネルギーを使っていく必要があります。しかし、水素や再エネ電力はクリーンなエネルギーなわけですから、その環境的な価値にはプレミアムを払ってもいいのではないか、ということです。
例を申し上げます。最近、自ら使うエネルギーを100%再生可能エネルギーで賄おうという企業が出てきており、こういう企業は「ウチは100%再エネ使っていますよ」とアピールする意味で「RE100」を宣言します。宣言した企業は、少しくらい高くても積極的に再エネ電力を使っていくことになります。こういった動きが増えていくと、高いクリーンエネルギーの導入拡大にも拍車がかかるのではないでしょうか。
さらには、RE100の企業が、再エネ電力の使用やCO2排出の削減を、自らの製品の部品や原材料まで徹底しようとすると、部品を納入する企業に対してもRE100を求めることになります。そうなると「高くてもクリーンエネを使う企業」がどんどん増えてきます。
一例を挙げると、アメリカのアップル社は、自らRE100を宣言していますが、iPhoneやiPadの部品を納めている日本のメーカーに対してもRE100を求めています。日本のメーカーとしては、それを達成しないことには取引してもらえないので、多少高くとも頑張って再エネを入れるわけです。
この例に限らず、カーボンニュートラル達成に熱心な企業は、多少費用はかかっても水素の導入に取り組んでいます。私の知っているところでは、サントリーは山梨県の白州工場で水素の導入に取り組んでいます。箱根強羅の温泉旅館である円かの杜では、水素を使った調理器を導入し、宿泊客に料理を提供しています。こういう事例がどんどん増えていってくれるといいですね。
–取り組むべき最初の課題としては、コストを抑え、それを企業に周知する広報活動でしょうか?
おっしゃる通りですね。まず、日本が水素社会を実現するために最初に取り組むべきなのは、コストを抑えることです。そのためには、技術開発や海外でのプロジェクト開発などが重要になってきます。そして、コストが下がった後は、その情報を周知し、企業に認識してもらう広報活動も欠かせないポイントでしょうね。
コストを下げるためには、規模の経済が強力な要因となります。大きな規模で取り組むことで完成度が上がり、コストが下がるメリットがあります。ですから、どうやってプロジェクトを大規模にしていくかが重要な課題となります。
世界的な動向を見ていると、多くの国がこの課題に取り組んでいます。先に例に出した太陽光でも、最初は高価だったけれども、固定価格買取制度を導入して高く買ってあげると太陽光の導入が急増しました。同じようなアプローチを水素にも適用することで、水素社会の実現が進む可能性があるのです。実際、日本でも経済産業省を中心に、国が一時的に穴埋めする仕組みを作ることが検討されています。これにより、太陽光の時と同様に、水素でも急速な普及が期待されるのです。
この取り組みは非常に有益であり、太陽光の成功例を参考にして水素社会の実現に向けて進めるべきだと私は考えています。
水素の安全対策について
–一部の人々は水素に対して危険視し、何かと否定的な意見を持つことがあります。そういった人々の中には、「水素だからこそ、危ないのではないか」と考える方々もいます。反対派の意見にもある程度耳を傾ける必要があると思いますが、先生の見解を教えていただくことはできますか?
水素は燃えても炎が見えない特性がありますね。一般的なガスは青い炎を発することが多いですが、水素は見えないのです。これは、火がついているかどうか分からないという点で扱いが難しい部分があります。知らずに触れてしまったら大火傷になる恐れがあるので、注意が必要です。
また、水素は濃度が薄いところでも燃えやすく、火がつきやすいという特徴を持っています(専門的に言うと、爆発限界が低く着火しやすいということ)。このため、ガスに比べて扱いにくいという意見があるわけです。
しかし、それは水素の特性を理解して適切な対策をとれば克服できる点でもあります。水素のみならず、都市ガスやガソリンなど多くの可燃物は危険性が伴うものなので、それを最小限に抑えるために適切な対策がとられています。例えば、ガソリンも扱いには注意が必要ですが、適切な対策を取ることでセルフのガソリンスタンドなど安全に使用できているのと同じです。
そのため、水素を扱う際には十分な対策とルールが必要です。安全性を確保し、理解して使うことが大切です。多くの人々が水素を使うようになる未来を見据え、適切な対策とルールを整えていくことが必要だと思います。
その際に重要なことは、技術力や経験、環境などその場に応じて最適なルールを設けることです。人が密集している街中と郊外では、最適な規制の在り方は異なるでしょう。また技術力のある人とそうでない人が同じルールというのも、どうかと考えます。
例えば、一般消費者向けのガスコンロとプロ用のガスコンロは異なる仕様になっています。一般消費者向けはさまざまな安全装置が備わっていますが、ガスに関して専門知識と技術を持っているプロ向けの機器はシンプルで丈夫な設計になっています。同様に、水素を扱う場合も一般消費者向けとプロ用でルールを分ける考え方がありますね。一般消費者向けは失敗しても問題のないような設計とし、技術者や専門家はより厳格なルールに従うというアプローチです。
安全の確保は重要な問題で、水素エネルギーの導入に際しては安全性を第一に考え、適切な対策を講じることが不可欠です。また、民間と行政、そして一般消費者と技術者など、さまざまな利害関係者の意見を尊重し、最適なルール作りを進めていくことが重要だと感じます。
日本の研究は水素社会の実現にどう役立っているか
–日本は比較的水素研究が進んでおり、水素社会の実現に向けた研究も進展していると認識しています。日本の研究が社会の推進にどのように役立っているのかについてお話しいただけますか?
確かに、日本の水素関連研究は長い歴史があります。実際に50年前、1973年にはオイルショックが起こりました。日本はその時点でほぼ90%のエネルギーを海外からの石油輸入に頼っていたため、中東からの石油供給が途絶えたことで大きなショックを受けました。多くの商品が品薄となり、トイレットペーパーなどの一時的な品切れも発生しました。
このオイルショックをきっかけに、日本は石油依存からの脱却を模索し始めました。その一環として、「サンシャイン計画」として知られる取り組みが始まりました。
サンシャイン計画には太陽光や風力、地熱などの再生可能エネルギー研究が含まれていたのですが、驚くべきことに、その時点で水素の研究も始まっていたのです。
この当時、世界では水素を利用したエネルギー研究を行っている国はほとんどありませんでした。日本が先駆けとなった取り組みでした。
そして1990年代になると、トヨタなどの自動車メーカーが燃料電池を使用した車の研究をはじめ、燃料電池の研究が盛んになりました。燃料電池技術はさらに進化し、家庭用燃料電池「エネファーム」が登場しました。
エネファームは都市ガスを燃料に使用し、電気とお湯を供給するシステムで、数十万台が普及しています。これらの成果は、今では水素を利用する車両技術にも応用されています。日本は水素を家庭や車両で利用する分野で世界の先駆者として注目されているのです。
ただし、近年は他国も急速に追いつきつつあります。特にヨーロッパや中国は水素技術に力を入れており、日本の先導地位が揺らぎつつあります。ヨーロッパでは燃料電池車や水素輸送などの取り組みが進んでおり、アフリカから水素を輸入するプロジェクトも進行中です。
日本はこれまでの先端技術と経験を活かし、ますます進化し続けるべきだと思います。水素社会をリードする立場を確保するためにも、積極的な研究と取り組みが必要でしょう。これからも日本が水素エネルギーの研究・導入においてリーダーシップを発揮することが重要です。
欧州で水素エネルギー導入加速が進む理由
–水素社会実現では、日本にアドバンテージがありましたが、近年では欧州の方がずっと進んでいるように思います。こういう状況になった要因とはなんでしょうか?
いくつかの理由があります。まず欧州はCO2削減に関して他国よりも高い目標を掲げて対策に取り組んでいること、そのために欠かせない対策として水素を位置付けて、取り組みを加速しているということです。
ご存知の方も多いかと思いますが、欧州では再生可能エネルギーをCO2削減のための重要な対策として進めてきました。その結果、太陽光と風力で欧州で消費される電力の2割以上を賄うところまで来ています。これは今後もますます増えていく予定です。
しかし、いくら再生可能エネルギーを増やしても、それでは賄えないエネルギー消費分野があります。例えば、鉄鋼や石油化学などの産業用の熱の需要、あるいは家庭の暖房用のガスの需要などです。これらの消費分野は、電気ではなく化石燃料を直接使う分野なので、太陽光発電や風力発電といった発電中心の再エネでは供給しにくい分野なのです。しかし、その再エネ電力でも、水素に変換すればそういう分野でも使うことができるようになります。しかもCO2は出さない。そこで、これまで手つかずだった産業用の熱や家庭用の暖房などのCO2削減策として、俄然、水素が着目され始めたのです。
加えて、水素を作るために再エネの導入が増えるとなると、風力発電を中心として欧州の再エネビジネスの人たちも潤うことになります。そこで、コロナ危機の際の経済対策の一環としてグリーン・イノベーションの構想が掲げられ、膨大な予算が投入されたことにより、対策が大きく前進しました。
3つ目はロシアのウクライナ侵攻によるエネルギー危機です。欧州はガス供給の4割、石油供給の2割をロシアに依存しています。これがウクライナ侵攻後の経済制裁の中で危機にさらされました。海外から新たにエネルギーを輸入する手段として、水素への関心が高まっています。
このように近年の様々な政治・経済・社会情勢の中で、欧州は水素の利用に活路を見出しています。また、そのための投資も集まっています。カーボンニュートラルの達成・エネルギー安全保障の強化は、日本にとっても重要な課題です。日本は、これまでの水素研究開発のアドバンテージを有効に活用して、海外に負けないよう水素社会への取り組みを加速していく必要があります。
再生可能エネルギーの現状と課題
–これまでの話は、水素エネルギーに関する内容でしたが、今回は再生可能エネルギー全般についてお伺いします。
再生可能エネルギーは、電力の生成時にCO2を排出せず、環境に優しい特徴があります。また、ポテンシャルも大きく、例えば太陽光の場合、地球に降り注ぐ太陽のエネルギーは地球の1日の消費量の1800倍に相当します。したがって、一部だけでも再生可能エネルギーを活用すれば、膨大なエネルギー供給が可能となります。
一方で、再生可能エネルギーには課題も存在します。まず、コストが高いという問題がありましたが、技術の進化によりこれは改善されてきました。ただ、供給が天候に左右されるため、太陽光発電は夜間、風力発電は風が吹かない時には発電が行えません。電力の需要に合わせて発電を調整する必要があり、再生可能エネルギーの導入によって電力会社のバランス調整が難しくなることもあります。
現在、日本のエネルギー供給の約20%が再生可能エネルギーによるものです。しかし、カーボンニュートラルを達成するためには、再生可能エネルギーのシェアを大幅に増やす必要があります。このような大規模な再生可能エネルギー導入には、調整の困難さがさらに顕著に現れます。
調整の問題を解決するためには、エネルギーを貯蔵する技術が必要です。蓄電池などの技術の導入が検討されていますが、これも容易なことではありません。蓄電池は高価であり、調整も複雑です。安全性の問題もあります。このような課題を解決しなければ、再生可能エネルギーの拡大は難しいでしょう。
過去10年間で再エネの導入は進展してきましたが、新たな問題も浮かび上がってきました。適切な対策が求められていますが、技術の進化と努力によって、将来的な解決策が見つかることを期待しています。
コストの問題をどうクリアするか
–再生可能エネルギーの普及に向けて、どんな取り組みを行ってもお金がかかるのは避けられない問題ですね。
例えば、畜電池を導入するにしても、送電線を整備するにしても、膨大な費用がかかります。その費用は、最終的には電気を使う私たちが負担するしかないでしょう。もちろん、国の予算で補助することも考えられますが、それは国の赤字をさらに大きくすることにつながります。
再エネ電力はだいぶ安くなってきました。それでも、再エネ中心のエネルギーシステムに移行するためのインフラ整備には膨大なコストがかかります。それを、世の中を変えるために必要なコストだとして、私たちが受け入れる覚悟が大切です。それを認識してもらうために、私たちが積極的に働きかける必要がありますね。FITの賦課金は現在、一般家庭では月に約1700円です。もし、その金額が2倍〜3倍になったらどうなるでしょうか?SDGsを推進するために、カーボンニュートラルを実現するために、自分は何を負担できるのかを考えるべきです。
新しいものを受け入れることが苦手な日本人に対しては、変化を受け入れるメリットをアピールすることが大事だと思います。再生エネルギーの導入によって、環境に貢献しているという自己達成感が得られる、または他者から認められることで、変化を受け入れる意欲が高まるかもしれません。
最近では、比較的若い人たちは環境マインドが高い傾向がありますが、SDGsを単なる流行・ファッションとして終わらせないためには、良い行動や取り組みをしている人たちを積極的に取り上げることで、多くの人に影響を与えるような報道をすることが大切です。
こういう意識高い系の人たちに刺激を与えるような方法や見せ方をすることで、より多くの人に訴えかけることができるかもしれません。
最近それがうまくいったケースとしては、有機野菜の例が挙げられると思います。有機野菜は、値段は高く、味はほぼ一緒、形はいびつ、ではありますけれど、農薬を使わないということで、自然にも人間にも優しい野菜として、価格差にもかかわらず社会で広く受け入れられるようになりました。再生可能エネルギーも、「電気の有機野菜」として広く受け入れられるようになるといいですね。ただの電気とは違う価値を持つエネルギーとして、人々にアピールしていくことが大切です。
最終的には、私たちの意識や行動が変わってこそ、本当の意味での変化が起きるのだと思います。変化を受け入れることが苦手な日本において、この問題を解決するためには時間がかかるかもしれませんが、希望を持ちながら進んでいきたいですね。私たちが変われば、日本全体も変わっていくはずです。日本の社会全体を変えることは、もちろん簡単なことではありませんが、少しずつでも変化を起こせるよう私も努力をしていきたいと思います。
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