2024年3月7日（木）
交通脱炭素セミナー

鉄道における水素利用促進のための環境整備に向けた調査研究報告～水素燃料電池鉄道車両の社会実装に向けて～
一般財団法人 運輸総合研究所

堀尾 怜椰

アウトライン
1. 研究目的
2. 鉄道での水素利用に向けた法規制の見直し
3. 水素利用の社会受容性
4. まとめ

1

研究目的

2

研究目的
鉄道における水素利用促進のための環境整備に向けた研究【研究の目的】鉄道からのCO2排出削減のために、鉄道での水素利用を行うにあたって必要となる合理的な法規制と社会的受容について、他の交通モードや海外での事例の調査・整理を行い、燃料電池鉄道車両の社会実装に向けた有用な情報を提供する
鉄道での水素利用に向けたイメージ
時間軸

今回の調査範囲
技術開発

どのような取組みが必要？

合理的な法規制の整備

2030

海外との競争どのような取組みが必要？

社会的受容

燃料電池鉄道車両の社会実装・普及

鉄道からのCO2排出削減
2050

3

法規制の課題••

鉄道での水素利用は、鉄道営業法と高圧ガス保安法の両方により規制
高圧ガス保安法はモビリティでの水素利用を想定しておらず、実態にそぐわない規制
原則として…

燃料電池
蓄電池

出所：JR東日本プレスリリースをもとに運輸総合研究所作成

高圧水素容器・附属品・配管等⇒高圧ガス保安法（経産省所管）

航空

鉄道なし

なし

なし

あり

個別法
での規制

水素タンク

船舶

高圧ガス
保安法
での規制

電力変換装置自動車

道路運送車両法

船舶
安全法

航空法

あり

鉄道の構造や運転取扱い等⇒鉄道営業法（国交省所管）

規制が一元化

両方で規制

出所：「運輸分野における水素・燃料電池等の利活用の拡大を目指した技術検討会」資料より事務局作成

自動車※では、自動車用に適した基準により安全性を確保することで規制の一元化を実現※自動車：普通自動車に加え、大型・小型トラック、バス、軽自動車などを含む（経済産業省「燃料電池自動車等の規制の在り方検討会」最終報告書による）鉄道でも、鉄道用に適した基準により安全性を確保する必要がある

合理的な法規制への見直しに向けて、どのような取組みが必要か？
4

社会受容性の課題•••

実用化がまだの段階のため、今後社会受容性について考える必要性が乗用車・バスより高い
乗用車よりも公共交通では、不特定多数が利用するため、社会受容性を強く意識してプロジェクトや事業を進める必要がある
個人が選択可能であるリスクに比べて、選択できないリスクは受容されにくい※
乗用車

バス

鉄道

国内
運輸部門
での水素利用例
出所：報告者による撮影

出所：報告者による撮影

出所：JR東日本

水素の使用実績

国内で7,310台が普及

国内で133台が普及

実証段階
営業運転の実績はなし

水素車両の利用者

個人が自ら選んで利用

不特定多数が利用

不特定多数が利用

水素の選択性

個人が自ら選んで保有必ずしも利用者が選択するわけではない

必ずしも利用者が選択するわけではない

出所：自動車検査登録情報協会「わが国の自動車保有動向」より運輸総合研究所作成

鉄道分野での水素利用が社会から受容されるためにはどのような取組みが必要か？
※首藤 由紀: リスクが受容されるとはどういうことか, 安全工学, V0l.38 No.3, pp161-167 (1999)5燃料電池鉄道車両の開発・導入事例•

世界各国で鉄道分野のカーボンニュートラル達成のため、燃料電池鉄道車両の開発・導入が進められている。その中から近年の事例を一部示す（出所の記載がない写真は研究員の撮影による）
写真例

事業者例

2015

2020

JR東日本

2025

2030

２０２０年から実証試験中、２０３０年の導入を目指す①Alstom① Alstom② Siemens, DB（写真）AlstomSNCF

2016年：公開、2018年：営業運行開始②Siemens, DB

2023年：試験走行
2024年：試験的な旅客サービス開始予定

2024年：試験走行
2025年～2026年：営業運行開始

FCH2Rail（CAF, DLR, Toyotaほか）
出所：CAF HP(CC BY-NC-ND 4.0)

Poterbrook
University of Birmingham
出所：electric & hybrid vehicle
technology international

Stadler
SBCTA（参考）

KIAT（韓国産業技術振興院）
Hyundai Rotem
ほか(燃料電池トラム)

２０２１年～2024年：試験走行

２０18年～2023年：開発・試験

２024年末の営業運行開始に向け試験中

２０２３年まで試験走行
２０２９年の導入を目指す

出所：JR東日本、Alstom、H2goesRail、FCH2Rail、Poterbrook、SBCTA、Hyundai RotemそれぞれのHP情報をもとに運輸総合研究所作成

6国際規格の策定状況••

ISOやICEといった国際規格が今後策定される予定である（現在の計画のため変更の可能性あり）
欧州では、運行実績や技術開発の進捗を踏まえて国際規格策定の主導権を握ろうとしている
車両

水素ステーション

鉄道用途（車両用の燃料電池システム）

TC9, TC105

策定中
今後策定

IEC 63341-1 ED1

策定中

燃料電池システムIEC XXXXX

IEC 63341-2 ED1

鉄道用水素ステーション

水素貯蔵システム策定中IEC 63341-3 ED1
燃料電池システムの性能試験方法

TC197
今後策定
今後策定

今後策定

ISO 17268-X

ISO 19887-X

鉄道車両用
水素充填コネクタ

鉄道車両用
燃料系部品

ISO 19880-X
鉄道用
水素ステーション

今後策定

今後策定

ISO 19885-X

ISO 19881-X

鉄道車両への水素充填プロトコル

鉄道車両用
燃料容器

出所：２０２３年１２月５日 TÜV SÜD Railへのインタビュー結果から運輸総合研究所にて作成

7

鉄道での水素利用に向けた法規制の見直し

8

鉄道での水素利用に関する法規制の課題•

燃料電池鉄道車両に関する法規制上の主な課題は、高圧ガス保安法関係では以下のようなものがある

現行の高圧ガス保安法の適用

主な課題

高圧ガス容器を鉄道車両に搭載して、長時間留置した場合には、「貯蔵所に係る技術上の基準」が適用される〇「一日に平均二万人以上の者が乗降する駅の母屋及びプラットホーム」が第一種保安物件に該当するため、乗降が多い駅に長時間留置した場合、保安距離の確保が必要となる

大容量の水素（貯蔵量300㎥以上）の高圧ガスを鉄道車両に搭載して貯蔵して消費した場合には、「特定高圧ガスの消費者に係る技術上の基準」が適用される例）

折り返しなどにより長時間留置⇒「貯蔵所に係る技術上の基準」が適用〇容器の温度を40℃以下に保たなければならないが、 夏には40℃を超える可能性がある〇（架線が火気に該当するか明確でなく）火気に該当する場合には、離隔距離の確保が必要となる
架線が火気に該当する場合⇒「特定高圧ガスの消費者に係る技術上の基準」が適用

離隔が必要
離隔が必要

1日平均2万人以上が乗降する
駅の母屋およびプラットホーム

9EUにおける安全性評価•••

EUおよび各加盟国における鉄道での水素利用に関する規制・基準は整備されていない
現行の規制・基準に関してギャップ分析が実施され、見直しや策定に向けた動きがある
現状では鉄道安全指令※による共通の安全性評価手続きによってプロジェクトを認可している
相互運用性指令（Directive(EU)2016/797）によるルールの統一化
認定機関NoBoによる評価

指定機関DeBoによる評価（Notified Body）（Designated Body）

欧州統一仕様：TSI（Technical Specifications forInteroperability）

適用法令に応じた機関による評価
その他の関係法令

加盟国での技術規則：NNTR（Notified National Technical Rules）

例）圧力機器指令（Directive 2014/68/EU）

TSI範囲外をカバー

鉄道での水素利用もこれにあたる
TSI・加盟国での技術規則の範囲外の仕様・技術
鉄道システム全体の安全性
独立評価機関AsBo（Assessment Body）による評価
鉄道安全指令によるEU内共通の安全性評価手続き
出所：２０２３年１２月５日 TÜV SÜD Railへのインタビュー結果をもとに運輸総合研究所作成※：Directive (EU) 2016/798 of the European Parliament and of the Council

例)
Certifer（フランスほか）
TÜV SÜD（ドイツほか）

10

EU内共通の安全性評価手続き•

システム定義繰り返し時は新たに定めた安全要件も含めて定義

ハザードから発生する許容できないリスクを推定

リスクの洗い出し・評価
受容基準を満たさないリスクに対する安全対策の検討

安全要件の決定によるプロセス・結果の評価
AsBo

ハザードの特定・分類

独立評価機関すべてのリスクが受容できるレベルになるまで繰り返し

鉄道システムに重大な変更がある場合、EU内共通の安全性評価手続きは共通安全手法（CSM）によるリスクアセスメントで実施している• この方法で進めたプロジェクトの試験結果などをベースに、規制・基準の見直しが進められようとしている
共通安全手法（CSM） （Regulation(EU)402/2013）によるリスクアセスメント

安全要件を満たすことの実証

出所：Regulation(EU)402/2013, 欧州鉄道庁「Guide for the application of the CSM Regulation」から運輸総合研究所にて作成

11韓国での法規制見直し動向••

韓国でも水素燃料電池を動力源とする鉄道車両の技術基準なし
規制のサンドボックス制度を利用して試験を実施、技術基準の確立と改定に向けて取り組む（2021:計画調査 → 2022-2025：本調査 → 2026:鉄道車両技術基準の改定 の計画）

鉄道での水素利用に主に関係する法令
水素を動力源とする車両の技術基準なし

実証試験時に適用規制のサンドボックス（규제샌드박스）鉄道安全法（철도안전법）鉄道車両技術基準• 現行の規制の全部または一部を適用しない• 一定の条件（期間・場所・規模の制約など）の下で新技術を市場に導入
専門機関との相談（철도차량기술기준）関係省庁との調整・協議

＋

特例審議

高圧ガス保安管理法（고압가스 안전관리법）特例適用の決定

合理的な技術基準の策定・現行規制の見直し

・プロジェクトの革新性・ユーザーのメリット
・プロジェクトのリスクをもとに評価

試験結果・データ

出所：韓国法制局（법제처）「鉄道安全法（철도안전법）」「鉄道車両技術基準（철도차량기술기준）」、規制情報ポータル（규제정보포털） 規制のサンドボックスの現状（규제샌드박스 현황）「水素モビリティ統合型水素ステーション（수소모빌리티 통합형 수소충전소）」「水素燃料電池トラムの実用化に向けた走行試験（수소전기트램 상용화를 위한 주행시험）」「水素燃料電池トラム用の水素充填ステーションの設置・運営（수소전기트램용 수소충전소 구축/운영）」をもとに運輸総合研究所にて作成

12

日本と海外との比較•

現状では鉄道での水素利用のための規制や基準が策定されていないという状況は同じものの、現行の安全認可方法に差が見られる

鉄道での水素利用に必要な規制・基準策定されていない

策定されていない

策定されていない

鉄道での水素利用に関する現行の安全性認可方法

高圧ガス保安法の特認

共通安全手法によるリスクアセスメント

規制のサンドボックス
制度の活用

基準への適合性に基づく方法論

リスクアセスメントプロセスに基づく方法論

既存の規制・基準から逸脱した部分をどう安全確保するか検討

リスクを推定して、許容できるレベルと対策を検討

新しいシステムへの対応が遅れる

基準と同等の安全が確保できることなどを根拠にイノベーションが進められる•

日本でもリスクアセスメントプロセスに基づく方法論の活用により安全性認可の手続きの簡略化が期待される⇒合理的な規制・基準の整備に向けた取組みのスピードアップ

13水素利用の社会受容性

14水素普及に対する課題認識•

米国DOEが2021年9月に水素普及に対する障壁について調査を実施（水素ショットサミットへの参加者を対象（34か国から3000人以上が参加））•

コストやインフラ整備に次いで、水素の認知度向上や水素への理解も課題と認識
22%

エンドユーザーのコスト
19%

十分なインフラの必要性

17%

社会からの認知・理解
技術発展の必要性

11%

企業へのインセンティブの欠如

水素の認知・理解や水素の安全性の理解も課題

8%

競合技術

6%

安全への懸念6%

適切なエンドユーザーの不在

5%

R&Dへの政府支援の欠如

5%
05

10

15

20

25

水素の普及を妨げる障壁（2021年9月）
出所：Department of Energy（2023）「U.S. National Clean Hydrogen Strategy and Roadmap」をもとに運輸総合研究所作成

15水素の認知度に関する調査••

NEDOや九州大学らは、2008年、2015年、2016年に水素エネルギーや水素燃料電池自動車（FCV）、水素ステーションを対象とした社会受容性調査を実施している
水素の認知度は上昇しているものの、中立的な回答の割合はほとんど変わっておらず、より深い認知や理解が必要だと考えられる
水素エネルギーの認知度
20%

2008

44%

36%

2014:MIRAI販売開始

32%

2015

48%

20%
認知度は向上している傾向

28%

2016

0%

20%

特徴をある程度知っている

51%
40%

60%

名前を聞いたことがある

21%
80%

100%

聞いたこともない「名前を聞いたことがある」回答の割合はあまり変わらない⇒より深い理解をしてもらう必要あり
出所： 板岡ら（2017）「PUBLIC PERCEPTION ON HYDROGEN INFRASTRUCTURE IN JAPAN」、NEDO（委託先：みずほ情報総研株式会社）（2017）「平成27年度～平成28年度成果報告書 水素利用技術研究開発事業 水素ステーション安全基盤整備に関する研究開発 水素社会構築に向けた社会受容性調査」をもとに運輸総合研究所作成

16水素の認知度に関するEUとの比較•

EUでは、Clean Hydrogen Partnershipが水素に関する認知度などについてEU加盟国で調査を実施している
水素の認知度は同程度であるものの、EUでは交通用燃料としての水素の認知度が日本よりも高く、水素への理解が進んでいると考えられる•

水素エネルギーの認知度

交通用燃料としての水素の認知度
水素が交通用燃料として使われるのを知っているか「特徴をある程度知っている」+「名前を聞いたことがある」：79%

日本
2016年

EU
2022年

28%

51%

21%

29%

53%

13%

日本

5%

「特徴をある程度知っている」+「名前を聞いたことがある」：82%
0%

20%

40%

60%

80%

特徴をある程度知っている

名前を聞いたことがある聞いたこともない無回答

水素の認知度は同程度

53%

2016年

100%

EU

76%

2022年

0%

20%

40%

60%

80%

水素が交通用燃料として使われることを知っている割合に違い

日本でも交通用燃料として使えることなど水素利用に関する情報提供を行い、鉄道でも水素利用が有望であることを理解してもらうことが重要
どのような情報提供が効果的か、それが社会的受容につながるのかは引き続き調査が必要
出所： Clean Hydrogen Partnership（2023）「PUBLIC SURVEY REPORT: AWARENESS OF HYDROGEN TECHNOLOGIES」 、NEDO（委託先：みずほ情報総研株式会社）（2017）「平成27年度～平成28年度成果報告書 水素利用技術研究開発事業 水素ステーション安全基盤整備に関する研究開発 水素社会構築に向けた社会受容性調査」をもとに運輸総合研究所作成

17水素の社会受容性向上のための取組み案••

中立や関心が低い人に、どのように水素利用に関心を持ってもらうかが重要だと考える
鉄道での水素利用の有望性と水素の安全性への理解度が向上することで、鉄道での水素利用への社会的受容につながるのではないか

社会受容性向上に向けた取組み案

鉄道での水素利用の有望性•

環境性が高い交通手段である鉄道での、さらなる取組みである非電化区間の脱炭素化に大きな貢献が期待（参考）水素エネルギーの利用意向＋（水素エネルギーを）詳しく知っている

安全性への理解
水素エネルギーの安全性に関する認識

15% 15%

0%

20%

47%

40%

60%

14% 9%

80%

そうは思わない

あまりそうは思わない どちらでもない

まあそう思う

そう思う

認知度と同様、「どちらでもない」回答が多い⇒中立・関心が低い人へのアプローチが必要41%

名前だけ知っている

水素は日常生活において使用するには危険だと思うか
2016

鉄道での水素利用の社会的受容

100%

まったく知らない

18%
5%
0%

20%

40%

認知度が高いほど利用意向も高い傾向⇒認知度・理解度の向上が受容性につながると想定

出所： NEDO（委託先：みずほ情報総研株式会社）（2017）「平成27年度～平成28年度成果報告書 水素利用技術研究開発事業 水素ステーション安全基盤整備に関する研究開発 水素社会構築に向けた社会受容性調査」、NEDO（委託先・株式会社電通）（2020）「2019年度成果報告書 水素社会構築技術開発事業 総合調査研究
水素に対する社会受容性向上に向けた調査」をもとに運輸総合研究所作成

18

まとめ

19

まとめ
鉄道での水素利用に向けたイメージ：関係者が一体となって進めることが重要
時間軸

事業者

行政

住民・利用者

技術開発

海外事例などを参考に
スピードアップ

リスクベース
での安全認証
使用実績の積み重ね

現行規制とのギャップの明確化

中立・関心が低い
人々へのアプローチ
今後の課題

合理的な
法規制の整備
取組みの周知環境意識の向上
水素の認知度と理解度の向上（安全性や有望性など）

技術の確立
社会的受容
国際的な取組み
2030

2050

水素を利用した鉄道システムの海外輸出
カーボンニュートラルに向けた貢献

燃料電池鉄道車両の社会実装・普及

行動変容（水素の選択）鉄道からのCO2排出削減

今後の課題

20

まとめ
合理的な法規制への見直しに向けて、どのような取組みが必要か？
• リスクアセスメントプロセスに基づく方法論を活用して、安全性認可のプロセスを簡略化（リスクを高めるわけではないことに注意）• 燃料電池鉄道車両の運行実績を積み重ね⇒鉄道特有の利用場面を想定した規制・基準の整備の取組みのスピードアップ• 規制・基準を早期に整備して、鉄道での水素利用を社会に普及させることで、海外への車両輸出などでの競争力向上も期待
鉄道分野での水素利用が社会から受容されるためにはどのような取組みが必要か？
• 鉄道分野での水素利用をはじめ、交通用燃料として水素が有望であることの情
報提供• 水素に対する認知度や安全性への理解度の向上• 適切な周知の方法や、どのように水素を選択してもらうための行動変容につなげるのかは今後検討が必要

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2024年3月7日（木）
交通脱炭素セミナー

鉄道における水素利用促進のための環境整備に向けた調査研究報告～水素燃料電池鉄道車両の社会実装に向けて～
一般財団法人 運輸総合研究所

堀尾 怜椰