クリーン水素が、世界の持続可能なエネルギーの未来への移行において重要な役割を果たすという見方が、国際的に広がっています。産業や大型輸送からの炭素排出削減を支援し、大規模かつ長期的なエネルギー貯蔵を実現するうえでも不可欠です。
水素は、多様な供給源から製造でき、エネルギー部門全体で幅広く利用できる汎用性の高いエネルギー媒体です。低炭素型のクリーン水素は大きな変革をもたらす可能性がありますが、普及には課題があります。
国際エネルギー機関（IEA）は、水素の現状、経済性、可能性を評価する大規模な新たな調査を準備しています。6月中旬に公表予定のこの報告書は、日本が議長国を務める2019年のG20に重要な貢献をするものとなります。
クリーン水素のコスト
研究者らは、クリーン水素を広く導入するには、依然としてコストが高すぎることを明らかにしています。一部の試算によると、価格が十分に下がるのは2030年代になってからかもしれません。しかし、クリーン水素の将来をめぐる不確実性にもかかわらず、予想より早く手頃な価格になる可能性を示す有望な兆しがあります。
水素の供給源は重要です。現在、水素の大部分は天然ガスから工業的に製造されており、その過程で相当量の炭素が排出されます。このタイプは「グレー」水素と呼ばれます。
よりクリーンなものは「ブルー」水素です。炭素排出を回収して貯留するか、再利用します。最もクリーンなのは「グリーン」水素で、再生可能エネルギー源を使って製造され、そもそも炭素を排出しません。
CO2排出によりグレー水素のコストが上昇する可能性
現在、グレー水素は他の2種類より安価です。価格は1キロ当たり約1.50ユーロと推定されています。主な要因は天然ガス価格で、地域によって異なります。
このタイプのクリーン水素の価格は、当面、比較的低い水準にとどまると考えられがちです。しかしそれは、市場の力による天然ガス価格の構造的な上昇というIEAの予測を見落としています。さらに重要なのは、欧州で見られるように、ガス価格がスポット市場とより連動することで生じる価格変動の可能性が考慮されていないことです。
さらに、世界各地で、グレー水素のCO2排出にコストを課す法域が増えています。欧州連合（EU）の排出量取引制度では、CO2価格は1トン当たり20～25ユーロです。
EU加盟国のうち、最低CO2価格を設定し、今後10年間で段階的に1トン当たり約30～40ユーロまで引き上げることを望む国が増えています。つまり、CO2のコストによって、欧州のグレー水素は1キロ当たり最終的に約0.50ユーロ値上がりし、総額は約2ユーロになる可能性があります。
炭素排出がますます制約される世界では、産業でクリーン水素を製造・利用する際にCO2を排出し続けることへの社会的許容度が低下している点も見失うべきではありません。
ブルー水素が価格差を縮める可能性
ブルー水素の価格も、主に天然ガス価格の影響を受けます。次に重要な要因は、炭素排出を回収し、再利用または貯留するコストです。
現在の推定では、炭素回収・利用・貯留（CCUS）の価格はCO2 1トン当たり50～70ユーロです。アンモニア製造など、特定のケースでは価格がより低くなります。
このため、現在の欧州におけるブルー水素の価格はグレー水素をやや上回りますが、今後数年間でCO2排出価格がさらに上昇すれば、その差は縮まるでしょう。
ブルー水素プラントでのCCUSプロセスが大規模化・標準化されれば、コストは下がると考えられます。
イノベーションによって、いずれ産業でCO2を利用する機会がさらに広がり、CCUSのコストが一段と下がる可能性があります。こうした進展により、ブルー水素の価格は、一般に想定されているより早くグレー水素に近づくかもしれません。
グリーン水素の価格は再生可能エネルギーに左右される
グリーン水素の価格にはさまざまな要因が影響します。現在の価格は1キロ当たり3.50～5ユーロと推定されています。
第一の要因は電解コストです。電解とは、再生可能エネルギーを使って水からこのタイプのクリーン水素を製造するプロセスです。現在、世界全体の電解能力は限られており、コストも高くなっています。業界専門家の大半は、電解能力が大幅に増加すれば、今後10年間でコストが約70％低下すると見込んでいます。
ただし、グリーン水素のコストを左右する最も重要な要因は、電解プロセスで使うグリーン電力の価格です。
太陽光・風力発電のコストは、過去10年間で大幅に下がりました。このことを踏まえると、今後グリーン水素のコストがどうなるかについても慎重に考える必要があります。風力や太陽光と同様、専門家が現在予想するよりもはるかに速く低下する可能性があります。
中東、北アフリカ、ラテンアメリカなど、日照や風力に恵まれた国や地域では、グリーン電力の価格が1キロワット時当たり約2ユーロセントまで下がっています。
専門家は、近い将来さらに下落すると予想しています。米国のスティーブン・チュー元エネルギー長官は最近、価格がまもなく1キロワット時当たり1.5米セント（1.3ユーロセント）まで下がる可能性があると述べました。
そうした国や地域では、国内向けのグリーン電力を大量生産できる見込みがあります。また、国内用途と輸出市場の両方に向けたグリーン水素の大量生産も期待できます。
世界的なクリーン水素市場に向けて
原理上、グリーン水素は、安価な再生可能エネルギー源に恵まれていない地域へ世界各地から輸送できます。
日本では、オーストラリア、サウジアラビア、ブルネイなどの国々と、グリーン水素またはブルー水素を船で長距離輸送する最善の方法を探る重要な実証プロジェクトが複数進行中です。
輸送コストがどう推移するか、また世界的な水素市場がどれほどの速さで発展するかを判断するには、まだ時期尚早です。技術の進歩次第では、今後数十年で液化天然ガス市場に似た市場が誕生するかもしれません。
これらの動向は、欧州におけるグリーン水素のコストに何を意味するのでしょうか。
第一に、グリーン水素のコストがグレー水素やブルー水素に近い水準まで下がるには、実際にさらに時間がかかる可能性があります。電解の規模拡大によってコストを下げる必要があります。さらに重要なのは、大量生産には安価なグリーン電力が大量に必要になることです。
北西欧州では、今後10～15年間に洋上風力発電が大幅に拡大すると予想されています。2030年代初頭までに、この地域ではグリーン水素の大規模導入が始まる可能性があります。
Engieなどの大手企業は、2030年までにグリーン水素のコストをグレー水素と同等の水準にするという明確な目標を掲げています。日本政府も、2040年までのクリーン水素の厳格なコスト目標を策定しています。
こうした目標の達成には長期間を要しますが、今後数年間にグリーン水素が大きく利用される可能性を妨げるものではありません。欧州各地ではすでに、現地に設置した風力・太陽光発電設備でグリーン水素を製造し、産業、輸送、エネルギー貯蔵に利用する取り組みが進んでいます。
企業の創意工夫により、持続可能なビジネスモデルが成り立っている事例もあります。スウェーデンの電力会社バッテンフォールは、通常の鉄鋼ではなくCO2を排出しない鉄鋼（グリーン水素を使用）で2万ユーロの自動車を製造した場合、価格への上乗せはわずか200ユーロと試算しました。これは、グリーン水素を使って製造した製品に1～3％高い価格を払う意思のある消費者向けに、高価格帯の市場を開拓できる可能性を示しています。
デンマークの電力会社オーステッドは最近、オランダの洋上風力発電入札への提案に、産業利用向けのグリーン水素製造を含めると発表しました。これは新たなビジネスモデルが今まさに生まれていることを示しており、今後、予想を上回る好材料が出てくる可能性があります。
政策を通じてクリーン水素の未来を形づくる
最低CO2価格などの施策を通じて、エネルギー政策は明らかに大きな違いを生み出せます。もう一つの重要な要因は、当局がエネルギー転換をどのように後押しできるかです。
オランダ政府は、低炭素化プログラムの拡大を発表しました。現在は再生可能エネルギーの生産補助に限られていますが、近くCCUSを含む、CO2削減のためのあらゆる費用対効果の高い方法に対象が広がる予定です。これにより、市場主導でブルー水素プロジェクトが活性化し、コストの推移次第では、近い将来グリーン水素プロジェクトも活性化することが期待されます。
フランスの水素戦略には、産業で現在利用されているグレー水素をグリーン化するための目安となる目標が盛り込まれています。フランス政府は、産業でのグリーン水素利用率を2022年に10％、2027年に20～40％とする目標を設定しました。
ドイツの一部産業企業（Shell、Siemens、Tennet）による提案は、電解向けの洋上風力発電区域を対象とする共同入札の実施を目指しています。これは、単一の入札でバリューチェーンを結びつけることを意味します。
多くの都市や国で、車両のゼロエミッション基準がますます普及しています。ディーゼルやガソリンが急速に受け入れられなくなっている輸送分野で、クリーン水素の利用を強力に後押しします。これにより、電解コストがさらに速く下がる可能性があります。
欧州では、クリーンガス（水素を含む）をガス網に混合する義務化などの提案も、現在さまざまに議論されています。導入量を少量から始める場合でも、欧州のクリーン水素市場の立ち上げに役立つでしょう。
その他の重要な政策手段には、合意済みのクリーン水素の研究開発費倍増が含まれます。その合意は、ミッション・イノベーション・イニシアチブの下でなされました。ほかにも、化石燃料補助金の撤廃、ブルー水素とグリーン水素の原産地保証、欧州再生可能エネルギー指令（REDII）の効果的な実施、共通の品質・安全基準、そして新市場で各市場参加者が果たせる役割に関する規制アプローチの整合が挙げられます。
欧州で単一のクリーン水素市場を創設するための政策について、今後数か月のうちにさらに多くの発表があるでしょう。クリーン水素の未来はすでに始まっています。
