Ⅰ．概要

1.

研究開発の目的
水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（ＷＥ−ＮＥＴ）は、地球上に豊富に存在する水力、太陽光、風力等のクリーンな再生可能エネルギーの大規模・有効な利用により、地球環境問題の解決に寄与するとともに、エネルギー需給を緩和するために、これらエネルギーから水素を製造し、必要に応じ転換し、輸送･貯蔵し、発電、輸送用燃料、都市ガス等の広範な分野で利用する国際エネルギーネットワークの導入を可能とする技術の確立を目指し、水素エネルギーシステムの全体概念設計及び中核的要素技術の開発を実施することを目的としている。
平成５年度から６年間の第Ⅰ期計画においては、調査研究、基礎研究及び要素技術研究を行うことにより、実用化に長期を要す大規模な水素製造技術、水素輸送･貯蔵時術、水素利用技術に関する基礎的技術の確立を図り、実証試験のために必要な基盤を充実させた。
平成 11 年度から５年間の第Ⅱ期計画においては、当初計画を堅持しつつ、水素エネルギーの段階的導入を図るため、短期・中期で実用化を目指す水素自動車システム、水素供給ステーション、自動車用水素貯蔵材料、純水素供給固体高分子型燃料電池及び水素ディーゼルエンジンの開発を盛り込み研究を推進している。以下に第Ⅱ期の各研究開発の目標を示す。
2.

開発目標
第Ⅱ期における研究開発は以下の１２のタスクに分けて実施している。なお、（）内は、水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（ＷＥ−ＮＥＴ）第Ⅱ期研究開発基本計画に記述された研究開発項目の名称である。
ＷＥ−ＮＥＴの目標としている概念図を図１に、上記研究開発項目に係る研究開発のスケジュールを表１に示す。
2.1

タスク１

システム評価に関する調査・開発（システム研究）（システム研究）

ＷＥ−ＮＥＴ研究計画を合理的に効率良く、しかも体系的に推進する上で、再生可能エネルギーとともに、化石燃料等から製造される水素も前提とした種々の水素利用システムのエネルギー効率、環境性及び経済性を評価し、水素導入のための戦略を検討する。更に、１２タスクの各研究開発項目間の調整等を行い、研究開発の統一的推進を図る。
2.2

タスク２

安全対策に関する調査･研究（システム研究）

水素の拡散及び爆燃等の実験による検証を基に、安全評価手法を確立する。また、予備的な安全評価を実施し、結果に基づき、安全設計指針の検討を行う。
2.3タスク３

国際協力に関する調査･研究（システム研究）

ＷＥ−ＮＥＴと深く関連した水素エネルギー技術の標準化研究等に係る国際的な研究協力及び当該研究計画を効率良く行うため、国際的な情報交流を推進する。

2.4

タスク４

動力発生技術の開発（水素利用技術）

環境影響物質無排出、送電端効率 40％程度(高位発熱量基準)及び総合効率 85％以上(高位発熱量基準)を達成しうるコージェネレーション用の、単筒機で 100kW 級水素ディーゼルエンジンを開発する。また、100kW 級ディーゼル単筒機の開発・連続運転試験を実施し、実用化のための研究開発課題を抽出する。
2.5

タスク５

水素燃料タンクシステムの開発
水素燃料タンクシステムの開発（水素利用技術）

水素供給ステーションからの供給を考慮した水素燃料電池自動車の燃料系システムの要素技術開発を行う。また、水素供給ステーションと組み合わせた水素自動車走行システムの技術検証が平成13 年度後半に行えるよう計画を実施する。
2.6

タスク６

純水素供給固体高分子型燃料電池の開発（水素利用技術）

送電端効率 45％程度(高位発熱量基準、低位発熱量基準で 50％程度)を達成しうる純水素燃料に適合した燃料電池発電システムの要素技術を確立し、定置用 30〜50kW 級発電システムの実証を行う。
2.7

タスク７

水素供給ステーションの開発
水素供給ステーションの開発（水素利用技術）

水素燃料電池自動車への燃料供給を目的としたスタンドアローンタイプの水素供給ステーションの要素技術及びシステム化技術を確立するため、実用規模の水素供給能力の 10 分の１程度に相当す
る 30Nm３/時の小規模試験システムの開発、実証を行う。
2.7AB
2.7AB

タスク７AB
タスク７AB

水素供給ステーションの開発
水素供給ステーションの開発（水素利用技術）

水素供給ステーションの外部から水素を運び入れ、これを水素供給ステーションに貯蔵し、水素燃料電池自動車へ供給するシステム（オフサイト方式）の開発、実証を行う。
2.8

タスク８

水素製造技術の開発
水素製造技術の開発（水素製造技術）

固体高分子電解質水電解法に関する技術開発を行い、電流密度１Ａ/cm２以上、エネルギー変換効率 90％以上の性能を有する電極面積 2500cm２の積層化電解槽を実現する。また、既存材料と同等以上の性能を有する耐高温固体高分子電解質膜を開発する。ここで、水素供給ステーションの研究開発と連携して、小規模水素製造システム(電極面積 1000cm２、積層型)の開発を行う。
2.9

タスク９

水素輸送・貯蔵技術の開発（水素輸送・貯蔵技術）

液体水素の輸送及び貯蔵に共通する断熱構造の開発を行うとともに、液体水素ポンプの要素技術開発、液化用水素圧縮機等の概念設計を実施する。
2.10

タスク１０

低温材料の開発（水素輸送・貯蔵技術）

液体水素雰囲気下での材料特性試験を行うとともに、最適溶接材料及び最適溶接法に係る要素技術開発を実施する。また、材料特性データベースの拡充を図る。
2.11

タスク１１

水素貯蔵材料の開発（水素輸送・貯蔵技術）

・移動体及び定置式設備への適用を目的として、有効水素吸蔵量３mass％以上、放出温度 100℃以下、5000 サイクル時の吸蔵能力が初期の 90％以上である水素吸蔵合金の開発を行う。
・ カーボン系などの水素貯蔵材料の探索を実施する。

2.12

タスク１２

革新的・先導的技術に関する調査・研究（革新的・先導的技術）

水素利用、水素製造、水素輸送・貯蔵に係る技術のうち、上記タスク１〜１１以外の革新的・先導的技術について並行的に調査及び基礎研究を行う。

表１ ＷＥ－ＮＥＴ第Ⅱ期研究開発スケジュール
研究開発項目

Ｈ１１

Ｈ１２

Ｈ１３

Ｈ１４

Ｈ１５

１９９９２０００

２００１

２００２２００３

各種システムの設計・評価
水素導入戦略の検討

タスク１

システム評価に関する調査・研究

タスク２

安全対策に関する調査･研究

安全設計基準の検討・安全評
安全設計基準の検討・安全評価手法確立
安全評価手法確立

タスク３

国際協力に関する調査･研究

国際研究協力・国際情報交流

タスク４

動力発生技術の開発

要素技術開発・単筒機運転試験

タスク５

水素燃料タンクシステム
水素燃料タンクシステムの開発
システムの開発

要素技術開発・技術実証

タスク６ 純水素供給固体高分子型燃料電池の要素技術開発・システム実証

開発
タスク７

水素供給ステーションの開発
水素供給ステーションの開発

タスク７AB
タスク７AB

水素供給ステーションの開発
水素供給ステーションの開発

要素技術開発・システム開発
システム実証電解法技術開発

タスク８

水素製造技術の水素製造技術の開発

タスク９

水素輸送・貯蔵技術の開発

要素技術開発・概念設計

タスク１０

低温材料の開発

材料特性試験・要素技術開発
材料特性試験・要素技術開発

タスク１１

水素貯蔵材料の開発

タスク１２

革新的・先導的技術に関する調査・水素吸蔵合金の開発

調査・基礎研究

研究

最終評価

中間評価

Ⅳ

Ⅴ
②水素ロケット②水素ロケット(Hydrogen Rocket)⑩水力発電所⑩水力発電所(Hydro Power Station)⑪風力発電所⑪風力発電所(Windmill Power Station) ⑫地熱発電所⑫地熱発電所(Geothermal Power Station)

図１ ＷＥ－
ＷＥ－ＮＥＴの概念図
ＮＥＴの概念図⑬太陽光発電所⑬太陽光発電所(Photovoltec Power Station) ⑭エネルギー供給地⑭エネルギー供給地(Country Rich in Renewable Energy )⑨水素製造プラント⑨水素製造プラント(Hydrogen Production Plant)⑧水素自動車⑧水素自動車(Hydrogen Vehicle)④エネルギー消費地④エネルギー消費地(Energy Consumption Site)⑦水素輸送タンカー⑦水素輸送タンカー(Hydrogen Tanker)③水素所蔵タンク③水素所蔵タンク(Hydrogen Storage Tank)⑤水素バス (Hydrogen Bus) ⑥水素燃焼発電所⑥水素燃焼発電所(Hydrogen-Combustion Power Generation)①水素飛行機①水素飛行機(Hydrogen Aircraft)