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政府が本腰で取り組む「水素・アンモニア」の燃料としてのポテンシャルと、社会実装までの展望とは

政府が本腰で取り組む「水素・アンモニア」の燃料としてのポテンシャルと、社会実装までの展望とは

2023年11月13日
コラム

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パリ協定で定められた「世界の気温上昇を産業革命前に比べ1.5度までに抑える」を達成するための指標として、先進国では「2050年までにCO2排出量をゼロにする」ことが目標になっています。これがいわゆるカーボンニュートラルですが、日本でも段階的な目標として2030年までにCO2排出量を46％削減することを目指しています。TOMORUBAの連載「カーボンニュートラル達成への道」では、各業界がどのように脱炭素に向けた取り組みをしているのか追いかけていきます。

今回のテーマは「水素・アンモニア」です。近年、水素とアンモニアは燃焼時にCO2を排出しないクリーンな次世代エネルギーとして注目されています。また、政府は水素・アンモニアを次世代エネルギーとして台頭させるべく、注力する技術としてピックアップしていることからも注目度の高さがわかります。

本記事では、政府の水素・アンモニアにおけるロードマップや、注力されている理由、さらに、水素・アンモニアが燃料としてどのように優れているか、などを解説していきます。

「カーボンニュートラルに必要不可欠」な水素・アンモニアの燃料としてのメリット

水素とアンモニアを燃料として利用するメリットはどのようなものがあるのでしょうか。

まず、水素に関しては経産省の資料内で「カーボンニュートラルに必要不可欠」と記載されています。その理由として同資料では以下のようなポイントが挙げられます。

・水素は直接的に電力分野の脱炭素化に貢献するだけでなく、余剰電力を水素に変換し、貯蔵・利用することで、再エネ等のゼロエミ電源のポテンシャルを最大限活用することも可能とする。

・加えて、電化による脱炭素化が困難な産業部門(原料利用、熱需要)等の脱炭素化にも貢献。

・また、化石燃料をクリーンな形で有効活用することも可能とする。

・なお、水素から製造されるアンモニアや合成燃料等も、その特性に合わせた活用が見込まれる。

引用：水素・アンモニアを取り巻く現状と今後の検討の方向性資料３

出典：水素・アンモニアを取り巻く現状と今後の検討の方向性資料３

水素は燃料として燃焼してもCO2を排出しないのはもちろん、水素を作るために再エネを利用することができたり、既存の化石燃料をクリーンな燃料として有効活用することができたりするのです。

アンモニアについても、同資料で以下のような重要性が挙げられています。

・アンモニアは、天然ガスや再生可能エネルギー等から製造することが可能であり、燃焼してもCO₂を排出しない。

・アンモニアは、水素キャリアとしても活用できる。

・アンモニアは水素と比べ、既存インフラを活用することで、安価に製造・利用できる。

出典：水素・アンモニアを取り巻く現状と今後の検討の方向性資料３

このように、アンモニアは水素の製造にも活用できるだけでなく、燃料として利用する際も既存インフラを活用できることが大きなメリットとなっています。

2030年度までに水素・アンモニア由来の発電量を1％にする目標

2050年にカーボンニュートラルを達成するため、2021年6月に策定された「2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」において、水素・アンモニアは同戦略の14の重要分野のひとつに位置付けられました。

こうした動きを踏まえて、2021年10月に閣議決定された第6次「エネルギー基本計画」において、カーボンニュートラル達成までのマイルストーンとして水素・アンモニアは2030年度の電源構成比率のうち1％程度を賄うこととされました。

参照ページ：2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略を策定しました（METI/経済産業省）

そのほかにも、水素・アンモニアが担う2030年時点での目標は数多くあります。

・コスト：現在の100円/Nm3→2030年に30円/Nm3 、2050年に20円/Nm3以下に低減

・供給量：現在の約200万t/年→2030年に最大300万t/年、2050年に2,000万t/年に拡大

・ガス火力への30%水素混焼や水素専焼、石炭火力への20％アンモニア混焼の導入・普及と、そのための環境整備

出典：水素政策小委員会/アンモニア等脱炭素燃料政策小委員会合同会議中間整理（案）

出典：水素政策小委員会/アンモニア等脱炭素燃料政策小委員会合同会議中間整理（案）

GX基本方針で水素・アンモニアが注力する新技術に選定

今年の2月に政府が取りまとめた「GX実現に向けた基本方針（GX基本方針）」では、GX（グリーントランスフォーメーション)を通じて脱炭素、エネルギー安定供給、経済成長の3つを同時に実現するための基本方針が記されています。

GX基本方針の概要としては、「徹底した省エネの推進」「再エネの主力電源化」「原子力の活用」が軸となっていますが、それらに加えて、有望な新技術へは積極的に投資していくことを名言しています。

その有望な新技術として水素・アンモニアの導入促進が盛り込まれています。その理由として「自給率の向上や再生可能エネルギーの出力変動対応にも貢献することから安定供給にも資する、カーボンニュートラルの実現に向けた突破口となるエネルギーの一つである」と述べており、直近のマイルストーンとして2025 年の大阪・関西万博での実証等を進める計画となっています。

安全確保を大前提に規制の合理化・適正化を含めた水素保安戦略の策定、国際標準化を進めるとも記載されており、今後大胆に水素・アンモニアの社会実装が進んでいくものと予想されます。

参照記事：「GX基本方針」で示されたふたつの目標とは。「GX推進法」「GX推進戦略」との違いなど解説

編集後記

日本では早くからトヨタなどを中心に水素を次世代の燃料として活用する試みを続けてきました。本文でも述べたように、2021年のグリーン成長戦略やエネルギー基本計画、そして2今年のGX基本方針など、国内のカーボンニュートラル戦略の資料には常に水素・アンモニアが記載されていますし、世界に先駆けて成功事例を示すことができるポテンシャルを十分に秘めている分野と言えるでしょう。

（TOMORUBA編集部久野太一）