水素社会実現のためには？
「水素社会の実現を目指す」といわれてから5年ほどが経過しました。水素社会とは、水素をエネルギー・燃料として活用する社会のことです。水素は、水や石油、天然ガス、石炭など、さまざまなエネルギー資源から作ることができます。その用途は発電のために利用したり、燃焼させてエネルギーとして利用したりできます。利用時にCO2を排出しないため、クリーンなエネルギーといわれています。
水素エネルギー利活用の意義としては、日本のエネルギー政策の基本方針である「3E+S」を同時に達成することが出来る点です。「3E+S」とは、Safety（安全性）を大前提とし、３E、即ちEnergy Security（自給率）、Economic Efficiency（経済効率性）、Environment（環境適合）を同時達成するということです。
経産省などでは、環境と自給率をともに解決する水素は、日本にとって究極のエネルギーとなり得ると捉えています。日本の水素・燃料電池分野の先進技術を生かすことによって、産業競争力強化にも資するとしています。
水素エネルギーのエネルギー政策上の位置づけですが、以下のように説明されています。「日本は、一次エネルギーの90％以上を海外の化石燃料（石炭、石油、天然ガスなど）に依存しています。水素エネルギー利用は、現在の我が国のエネルギー供給構造を変革・多様化させ、大幅な低炭素化を実現するポテンシャルを有する手段です。」と。
つまり、化石燃料を水素に代替することによって、エネルギー源の多様化が可能になり、同時にエネルギーの自給率をも向上させるというのです。水素を、発電や産業、運輸分野で利用することによって、エネルギー利用の低炭素にもつながるというのです。
それでは、水素社会実現に向けた取り組みです。水素は、再エネ・水電気分解、石炭、天然ガスなどあらゆる資源から製造できるため、資源の調達先を多様化します。燃焼時にCO2を排出することがなく、水だけが排出されるので、環境にやさしいといわれます。例えば、燃料電池自動車、発電、製鉄などの産業部門などの幅広い分野で利用可能です。日本は技術力で世界をリードしていますが、課題はコストです。
ここで、「3E+S」について、少し考えてみましょう。先ずは、Safety（安全性）です。
水素ステーションの建設時に水素の安全性確保のために、機器、設置面積、クリアランスなどについて特別の要件が課せられています。日本の安全基準は欧州などと比べて厳しいため設置費用も1.5～2倍する（5億円程度）といわれています。しかし、水素は、石油の水添脱硫などに古くから利用されているので、水素の危険性、安全性については、十分な知見が蓄積されていると考えられます。
次に、Energy Security（自給率）です。現在、大規模水素については、2つのプロジェクトが動いています。一つは、川崎重工が中心となって進めているもので、豪州褐炭をガス化後、水性ガスシフト反応させて、水素とCO2を生産します。水素は液化して、特殊専用タンカーで日本まで輸送するというものです。現在、神戸市と一緒に実証試験が行われています。
褐炭ガス化 ➡ CO, H2, CO2など ➡ CO + H2O -> CO2 + H2 （水性ガスシフト反応）
もう一つのプロジェクトは、千代田化工建設が中心となり進めているもので、天然ガスをスチームで改質後、水性ガスシフト反応させて、水素とCO2を生産するというものです。この水素は液化するのではなく、トルエンと反応させメチルシクロヘキサン（MCH）をいう物質に変換します。MCHは、溶剤と近い物質なので、通常のタンカーで輸送することができます。
ブルネイの天然ガスから水素を生成し、MCHに変換して川崎市に運んでくるという実証試験を行っています。水素をMCHから取り出すためには、川崎市で脱水素という処理が必要になります。
天然ガス改質 ➡ CO, H2, CO2など ➡ CO + H2O -> CO2 + H2 （水性ガスシフト反応）、H2 + トルエン（C6H5CH3）-> MCH (C6H11CH3)
両プロジェクトとも、海外で水素を生産し、日本まで海上輸送するというものです。自給率が高いとか、エネルギーとして確保されていると捉えて良いものか、疑問です。
最後の、Economic Efficiency（経済効率性）についてですが、経産省などもコストが課題だといっています。ヨーロッパなどでは、発電コストが非常に安く2 円/kWhなどらしいのですが、電気代の廉価な国で水素生産して、日本に運搬してくる場合でも、最終的な水素は 32 円/kWhくらいだといわれています。
勿論、技術開発が進展して行けば、水素のライフサイクル、つまり製造、処理（液化やトルエンと反応）、貯蔵・運搬、処理（気化や脱水素反応）、国内輸送、ユーザーでの利用・消費という各工程でのコストが低減できます。
それで全体コストは下げられますが、どこまで下げられるのかという問題が残ります。原理的に困難というのであれば、そこが限界となるのでしょう。
因みに、中国で試算した水素の製造コストは、以下のようになっています。
1元＝16円だとすれば、化石燃料由来の水素（グレー水素）が10～24円/m3、再エネ由来水素（グリーン水素）は24円/m3となります。新産業技術総合開発機構（NEDO）の目標は2030年までに30円/m3、普及するためには20円/m3としています。
製鉄では水素＝８円/m3程度でないと、事業として成り立たないとも聞いています。政府の試算やロードマップも、現場の声を聴いていない仮想上の数字とすれば大変困ります。水素社会は「絵にかいた餅」になってしまいかねませんね。