日本は2017年に、世界で初めて水素の国家戦略となる「水素基本戦略1」を策定しました。これをきっかけに、2022年までに日本を含む26の国と地域が独自の水素戦略を打ち出し、国際的に「水素社会」の実現に向けた動きが加速しました。2023年6月6日、日本政府は「再生可能エネルギー・水素等関係閣僚会議」において、水素基本戦略を改定しました2。今回の記事では、2回にわたり2023年の改定の背景や水素社会実現に向けた取り組みなどについて紹介します。前編では、2023年に水素基本戦略の改定がなぜ行われたのかという背景や、安全な利活用について解説しました。後編では、水素社会実現に向けた方針や取り組みについて、水素基本戦略（2023年改定）にもとづき解説します。
3Eの水素の供給について
前編では水素基本戦略の背景や安全確保に向けた取り組みについて見てきました。水素は、アンモニアや合成メタン（e-methane）、合成燃料（e-fuel）といったカーボンリサイクル製品の原料や燃料として使われます。そのため、水素基本戦略中で出てくる“水素”という言葉は、水素だけを指しているのではなく、アンモニアや合成メタン、合成燃料なども含めた広い意味で使われています。本記事でも水素基本戦略にならい、燃料や原料も対象に含めて“水素”と表記します。
次に、水素社会の実現に不可欠な「安定供給」「経済性」「環境適合」という3つの視点、すなわち3E（Energy Security、Economic Efficiency、Environment）について、その具体的な方向性を解説します。
Energy Security（エネルギー安全保障）
エネルギー安全保障の観点では、安定的な供給が大切です。安価な水素を長期的かつ安定的に、大量に供給するためには、水素を利活用する需要を生み出すことが欠かせません。そのうえで、国内資源を活用した水素の製造基盤の確立と、海外で製造された水素の活用を同時に進めることが重要となります。
各国の再生可能エネルギーのポテンシャルや市場規模は異なりますが、水素社会の実現を加速するため、日本は2030年に最大300万トン/年、2050年に2,000万トン/年の導入目標を掲げています。さらに新たに、2040年には1,200万トン/年程度の導入目標を設定しました3。ただし、これらの目標は需要の広がりに応じて適切な時期に見直すとしています。また、水素の導入量を正確に把握するため、製造量や消費量について統計を整備し、定量的な把握に努める方針です。
Economic Efficiency（経済効率性）
経済効率性の観点では、供給コストの低減が大切です。安価な水素・アンモニアの供給が求められており、日本は水素供給コストについて、2030年に30円/Nm³（約334円/kg）、2050年に20円/Nm³（約222円/kg）の水素発電コストをガス火力以下とする目標を掲げています。アンモニアについては、2030年に水素換算で10円台後半/Nm³を目標としています。
近年の化石燃料価格は大きく変動しており、2023年3月の液化天然ガス価格を水素供給コストに換算すると24円/Nm³でした。このことから、水素供給コストの目標は近年の化石燃料価格と同等であるといえます。今後もグリーンイノベーション基金（GI基金）4などを活用して技術開発を進め、供給コスト目標の達成を目指します。さらに、需要喚起や民間投資の拡大、技術革新を組み合わせることで、国際競争力を高めながら供給コストの一層の低減につなげていきます。
ただし、ウクライナ情勢を受けた燃料価格の高騰など、化石燃料価格は不安定です。したがって、化石燃料の価格変動の影響を受けにくいサプライチェーンの構築も必要です。当面は技術水準や市場リスクを踏まえる必要がありますが、2050年に向けては技術や国際市場の動向を見極め、目標価格の見直しや必要な制度設計を検討していきます。
Environment（環境適合）
環境適合の観点では、低炭素水素への移行が求められます。水素は、天然ガスや褐炭の改質、再生可能エネルギー由来の電気を用いた水電解、化石燃料由来電気を使った方法、さらにこれらとCCUS（CO2回収・有効利用・貯留）やカーボンリサイクルを組み合わせる方法など、多様な手法で製造できます。
水素・アンモニアの導入を通じてカーボンニュートラルを進めるため、日本は炭素集約度（Carbon Intensity）の目標を設定する必要があります。2023年4月の「G7札幌 気候・エネルギー・環境大臣会合5」では、水素・アンモニアが産業や電力部門の脱炭素化に資することが明記されました。また、国際エネルギー機関（IEA）のレポートでは、CO2 排出量を基準とする「炭素集約度」に基づくサプライチェーン構築の重要性が示され、国際標準や認証スキームの重要性を各国が認識しました。
日本はこうした国際的な議論を踏まえ、国際基準に整合する低炭素水素の目標を掲げ、この目標に適合した水素の導入を推進していきます。具体的には、1kgの水素製造におけるCO2排出量を3.4kg-CO2e以下、アンモニアについては1kg製造時に0.84kg-CO2e/kg-NH₃以下を低炭素水素と定めています。また、算定範囲には、国外で製造した水素の輸送や、水素の分離回収工程から排出されるCO2についても含め、ライフサイクルアセスメント（LCA）で排出量を最小限にすることを目指します。なお、この定義は技術進展などを踏まえて適宜見直す方針です。
３Ｅ実現に向けた取り組み
水素社会を実現するためには、3E（エネルギー安全保障・経済効率性・環境適合）の観点を踏まえ、供給・需要面、制度整備、地方自治体との連携など、さまざまな方向からの取り組みが必要です。以下では、その具体的な動きを紹介します。
供給面での取り組み
エネルギー安全保障の観点から、国内での水素製造や供給体制の整備は重要です。ただし現状では、再生可能エネルギー由来の電力価格やCCS（CO2回収・利用）のコストが高いため、国内製造コストは海外からの輸入に比べて割高とみられています。
一方で、再生可能エネルギーが出力制御される際の余剰電力は価格が安くなり、調整力として再生可能エネルギー導入拡大にも寄与することから、国内製造ポテンシャルを最大限活用することが求められます。そのため、既存燃料との価格差に着目した支援を行い、十分な価格低減と競争力を有する見込みのある国内事業を最大限に支援する方針です。
さらに、再生可能エネルギーから水素製造が可能な水電解装置の需要は今後大きく高まる見通しであり、世界の導入量は2030年に134GWに達する可能性があります。そこで日本は、2030年までに国内外で日本関連企業の水電解装置の導入量を15GW程度とする目標を掲げ、水素製造基盤の確立を目指します。
需要創出に向けた動き
水素は、電化が難しい熱利用の脱炭素化や電源のゼロエミッション化、運輸や産業部門の脱炭素化、さらに合成燃料（e-fuel）や合成メタン（e-methane）といったカーボンリサイクル製品の製造など、多様な分野での活用が期待されています。
発電分野においては、水素やアンモニアの利用によってエネルギーの安定供給を確保しながら、火力発電からのCO2排出削減を進めることが可能です。そのため第6次エネルギー基本計画6では、2030年度の電源構成において水素・アンモニアで約1％を賄う方針が示されており、2030年に向けて大規模なファーストサプライチェーンを構築するに当たっての、需要拡大と供給コスト低減の推進役として位置付けられています。
大規模なサプライチェーン構築に向けた支援制度
ウクライナ情勢によるエネルギー危機を背景に、世界各国では巨額の水素投資が進んでいます。日本も低炭素水素への移行を進めるため、規制と支援を一体化させた先導的な制度整備を急いでいます。
特に、2030年頃までに国内で低炭素な水素・アンモニアの供給を開始する事業者（ファーストムーバー）については、S＋3Eの観点から戦略的にサプライチェーンを選定し、事業者が供給する水素・アンモニアの価格を長期的に支援する仕組みを検討しています。現時点で官民による投資額は、15年間で15兆円を超える計画です。
水素製造には原料調達や大規模投資に伴うリスクがあるため、独立行政法人エネルギー・金属鉱物資源機構法による出資や債務保証、国際協力銀行や日本政策投資銀行など公的金融機関による支援の検討を通じて、公的資金と民間資金を組み合わせた、ブレンデッド・ファイナンスによって資金を動員していきます。また、低炭素水素の製造に不可欠なCCSについても、調査やリスクマネー支援を通じて推進します。
地域における水素利活用の促進と自治体との連携
地域レベルでは、再生可能エネルギーや副生水素、廃プラスチック、下水汚泥、生活ごみなどを活用した水素製造・貯蔵・運搬・利用の仕組みづくりが求められます。自立分散型や地産地消型の、地域特性に応じた活用方法を構築することが重要です。
山梨県では、Power to Gasモデル※の展開や企業集積が進み、山梨県が出資する官民出資会社を通じた全国へのノウハウ提供や海外展開にも取り組んでいます7。東京都では、山梨県産の水素を都有施設で利用し、都民への水素の普及啓発を図るほか、港湾での燃料電池換装型荷役機械の導入促進など、地域に根差した水素需要創出にリーダーシップを発揮しています8。
※再生可能エネルギーから得られた電力を用いて水を電気分解し、水素を製造・貯蔵する技術モデル
まとめ
今回は、3Eにフォーカスし水素社会の実現に向けた方向性や取り組みについて解説しました。
これらの取り組みは、日本が国際競争力を保ちながらカーボンニュートラルを実現し、持続可能な水素社会を築くための基盤となります。水素基本戦略は情勢にあわせて5年を目安に改定される予定のため、引き続き動向を確認する必要があります。
【出典・参考文献一覧】
- 【1】内閣官房「再生可能エネルギー・水素等関係閣僚会議（平成29年12月26日水素基本戦略）」 ↩︎
- 【2】内閣官房「再生可能エネルギー・水素等関係閣僚会議（令和5年6月6日水素基本戦略（改定）」 ↩︎
- 【3】内閣官房「再生可能エネルギー・水素等関係閣僚会議（令和5年6月6日水素基本戦略（改定）」 ↩︎
- 【4】経済産業省「グリーンイノベーション基金」 ↩︎
- 【5】経済産業省「G7札幌 気候・エネルギー・環境大臣会合」 ↩︎
- 【6】経済産業省資源エネルギー庁「これまでのエネルギー基本計画について」 ↩︎
- 【7】山梨県「山梨県の取り組み 水素・燃料電池関連産業の推進」 ↩︎
- 【8】東京都港湾局「東京港における水素燃料電池換装型荷役機械等の導入促進事業」 ↩︎
