②●
③●

⑬●

う ちゅう

最近、水素は新しいエネルギーとして注目さネレーションシステムという。

50①さまざまな資源から作ることができる（電気を使って水から取り出したり、石油や天然ガ
お でい発生する熱も利用することができる。

はいに さん か たん そスなどの化石燃料、下水汚泥、廃プラスチッ
クなど、さまざまな資源から作ることができ

太陽光発電

ぎ じゅつ

かいしゅう

今までのようにエネルギーを使い続けるとエネ
し げん発電大型ちく電池の活用

お んだ ん か

ルギー資源の問題や地球温暖化問題など課題もある。今、日本では、これらの課題を解決する
ねんりょうにために社会全体が化石燃料をむだにしない、二じょうほうていく取り組みが進められている。

学習のねらい指導上のポイント関連する単元

関連ページ

ち のう

ICT（情報通信技術）やAI（人工知能）、IoT（モノの工場

インターネット）を活用した生産性の向上
化石燃料を使わない原料の開発

さん か たん そ

酸化炭素をできるかぎり出さない社会に変わっ

次世代原子力発電所自動車

ガソリンを使わない自動車が主流
自動運転でエコドライブ①太陽光発電（25 ページ）
②風力発電（25 ページ）
③地熱発電（26 ページ）
④中小水力発電（31 ページ）
⑤バイオマス発電（26 ページ）
⑥水素ステーション（50 ページ）
⑦コージェネレーションシステム（51 ページ）ポイ⑧ネット・ゼロ・エネルギー・ハウス（52 ページ）
⑨ちく電池（52 ページ）⑩電気自動車（53 ページ）
じゅうでん

⑪急速充電ステーション
ねんりょう⑫燃料電池自動車（53 ページ）
⑬コントロールセンターント

未来のために、今、わたしたちができることをしよう。

しょうらいは二酸化炭素を出さない発電方法がもっとふえるのかな？
り そうてき未来が理想的な社会になるよう、今、わたしたちにできることや、国や町、会社がやったらいいと思う取り組みを考えてみよう。

➡児童本人が大人になったときの社会をイメージする。
➡現在、技術開発されているエネルギーを運用、利用するのは自分たちの世代であることを考える。
➡将来のエネルギー利用の姿に関心を持つ。
➡くらしや社会はどのように変わっているとよいか。どのように変えたいか。
➡エネルギー源や利用の仕方はどうなっているか。どうしたいか。

4 年 社会科 人々の健康や生活環境を支える事業
5 年 社会科 我が国の国土の自然環境と国民生活との関連
6 年 理 科 電気の利用
5・6 年 家庭科 環境に配慮した生活発電のしくみを見てみよう（22 〜 26 ページ）
未来のくらしを想像してみよう（52 〜 53 ページ）

冷凍機

かいしゅう

発電所などから出る二酸化炭素を回収し、燃

ねんりょう

燃料電池を使った
コージェネ
レーション
システム
（エネファーム）を合成して天然ガスの主成分であるメタンをつぎ じゅつ料や素材として再利用することで大気への二酸くる技術を「メタネーション」という。メタン化炭素排出をおさえる一連の流れを「カーボンは天然ガスの主成分なので、将来的には都市ガリサイクル」という。また、二酸化炭素と水素スや発電に利用していくことも考えられる。

はいしゅつ水素発電所（兵庫県神戸市ポートアイランド）
家庭用

風力発電

51

二酸化炭素がエネルギーになる？に さん か たん そしょうらい◆メタネーションのしくみ

ぐん

ビル群

石炭火力発電

太陽光発電

風力発電

ぐん

ビル群

写真提供：岩谷産業株式会社

水素メタン
二酸化炭素
化学プラントだい き ぼメタン

きょうきゅうゆ そう

福島水素エネルギー研究フィールド

大規模水素海上輸送（福島県浪江町）

海外の安価な未利用エネルギーから水素を製造

太陽光発電で作った電気から水素を作る研究がし、日本に輸送する国際的な開発プロジェクト

2018 年、水素燃料 100 ％のガスタービン発電進められている。2020 年の東京オリンピックが進められている。2020 年に日本−オーストによる電気と熱の供給を世界で初めて市街地ででの水素の活用をめざしている。

ラリア、日本−ブルネイ間で輸送試験がおこなおこなった。電力や熱は近隣の病院などの施設

あん かせいぞう

こくさいてき水素 100% による電気・熱供給（兵庫県神戸ポートアイランド）

きんりん

し せつ

われる予定で、その後の実用化をめざしている。 へ供給されている。

■スマートコミュニティとはICT（情報・通信技術）や蓄電池等の技術を活用したエネルギーマネジメントシステムを通じて、分〈メタネーション〉

家

ガス火力発電ポイント

二酸化炭素をへらすさまざまな技術が研究・開発されている。

きょうみ

興味を持った新しい技術について調べてみよう。

庭内の照明や電気製品を予め設定された省エネモードに切り替えるなどして、電力使用量を抑制する。
・地域内融通双方向のネットワークで結ばれた地域では、エネ散型エネルギーシステムにおけるエネルギー需給をルギーを巧みに融通し合うことによって電力利用の総合的に管理・制御する社会システムのことをいう。

集中を避けることができる。例えば、日中、各家庭次世代のエネルギー・社会システムとして注目されの太陽光発電でつくった電気を多くの人が電力を消ている。再生可能エネルギーやコージェネレーショ費するビジネスエリアに供給したり、また雨の地域ンなどの分散型エネルギーの利用を最適化し、電力と晴れの地域でエネルギーの受け渡しをすることがやガスの利用データを活用したさまざまなエネル可能になる。地域という単位でエネルギーを上手にギー・生活サービスも取り込み、電力、熱、水、交やりくりすることで、その利用率を大きく向上させ通、オフィス、工場、家庭など社会全体のスマートられるのがスマートコミュニティである。こうし化をめざしている。

た「エネルギーの地産地消」を促進していくことが、・コントロールセンター

結果的に低炭素社会の実現につながっていく。

地域全体のエネルギーの利用状況を把握し、適切に管理するのが「コントロールセンター」の役割で

48

れいとうき

街全体でエネルギーを上手に使うしくみが考えられているのね！

か ん きょう

日本でも作ることができて環境にもやさしいんだね！

水素

電気

コージェネレーションシステムに負荷をあたえない。

水

太陽光、風力の再生可能エネルギーによる発電

ボイラー③発電するときに二酸化炭素を排出せず、環境◆水素利用のイメージ
か のう

5
エネルギー
センター

②水素から電気を作ることができる。発電時にて んね ん

ね ん りょう

どうにゅう

施設で導入が進んでいる。

水素ステーション

二酸化炭素を回収し利用する発電所（CCUS）

冷水

しょう ひる）。

し げん◆水素を利用するための研究開発の例◆しょうらい期待されている技術の例

電気

温水・蒸気

し せつ

そうぞう

は って んべん り

まち

街全体にシステムを取り入れたり、商業施設や病院など
電気と熱を多く消費する◎水素エネルギーの特ちょう電気

か いて きむだなく使うことができる。にないる。

家

未来の社会はかしこくエネルギーを作ったり、利用したりする技術が開発されて、エネルギーに関わる問題を解決できるかな ?

用できるので ､ エネルギーを未来の社会を想像してみよう

そうぞう

そうぞう

⑧●

水素は今後、さまざまな用途に使われること

未来のわたしたち︑未来の地球⑩●

電気と熱を同時につくり利よう とや くわ り

未来の社会を想像してみよう⑨●

れているよ。

ネルギーの中心的役割を担うことが期待されて

49

きゅうとう

ときに出る熱を冷暖房や給湯が期待され、石油などの代わりとなる未来のエ未来の社会を想像してみよう

④
●

かそうぞう

未来の社会を想像してみよう①●◆コージェネレーションシステム利用のイメージ

もれ いだ んぼ う

ストーリー

⑪●

ねんりょう

天然ガスなどの燃料で電気を作りながら、燃料を燃やすに利用するしくみをコージェ

5

未来のわたしたち︑未来の地球⑦●

こ う り つ て き

酸素と結び付いて「水」として存在している。

ストーリー

⑫●

⑥
●

い き

素をエネルギーとして光っている。地球上では

5

未来のわたしたち︑未来の地球

未来のわたしたち︑未来の地球

5エネルギーは社会を発展させ、わたしたちのし水素は、宇宙全体の約 70% を占める物質だ。
太陽をはじめとする宇宙の星のほとんどは、水

ストーリー

ストーリー

⑤
●

くらしを快適で便利にしてくれている。一方で、

ち地域でエネルギーを効率的に使うしくみ

そ んざ い①●

みんなが大人になったころの町はどのように変わっているかな？

そ水素エネルギーてなんだろう？

は い しゅつ

⑨●

②●

48

す いに さん か たん そ日本は二酸化炭素の排出量をへらす「水素社会」をめざしている。
どんな社会かな？

・スマートグリッド

電力の利用効率を高めたり、需給バランスを取っある。そのための情報（電力使用量）は各家庭などたりして、電力を安定供給するための新しい電力送に取り付けられた「スマートメーター」から発信さ配電網のことを「スマートグリッド」という。スマーれる。例えば地域の電力供給が逼迫した場合、コントグリッドの構築は、再生可能エネルギーを大量導トロールセンターからその旨の情報を受け取り、家入するために不可欠なインフラのひとつである。

49

■低炭素化社会から脱炭素化社会へ

電気や水素などを動力源とする次世代自動車や、ガス等を効率的に利用するコージェネレーションの

日本はパリ協定をうけて 2030 年度の温室効果ガ導入などにより、エネルギー源としての利用の拡大

スの排出を 2013 年度の水準から 26 ％削減、加えも見込まれ、社会に大きな変化をもたらす可能性がて 2050 年までに温室効果ガスを 80 ％削減するとある。日本は水素エネルギーに関する高い技術を持っいう高い目標を掲げている。その実現のためには二ており、水素社会の実現を進めることは、日本の産酸化炭素の排出量をできるだけ減らす「低炭素化社業競争力の強化にも役立つと考えられる。

会」さらには「脱炭素化社会」の取り組みが必要となっている。
ギー（再生可能エネルギーや原子力発電）の利用がめの、製造、貯蔵、輸送技術、水素発電技術の更なる開発考えられる。また、次世代エネルギーである水素エ・燃料電池自動車（FCV）やエネファームなどにおネルギーも使用時に二酸化炭素を排出しないことかける燃料電池システムの性能向上とコストダウン

ら、注目すべき新エネルギーとして研究が進められ・ガソリンスタンドのように水素を充填できる「水ている。などが挙げられる。

研究・開発も活発化している。
こうした革新的技術の開発・普及や社会システム、エネルギー利用本格化

将来
多様な用途

環境

・高効率エネルギー
利用
・低炭素化

FCフォークリフト
FCバイク

H2

■水素社会の可能性

化石燃料から排出される二酸化炭素排出の歯止めポータブルFC
水素発電・業務用FC

水素ジェット航空機をかけるため、「二酸化炭素をリサイクリングする技術」が注目されている。

FC鉄道車両※発電やモビリティのみならず、CO2フリー水素による産業分野等の低炭素化を図る（水素基本戦略）（出所）各種資料より資源エネルギー庁作成

2523.5303

350

CO2に水素を添加しメタン化、ガスとして再利用

244

197

普及台数
（SOFC）

10普及台数（PEFC）

172

販売価格（PEFC）

7.2

175200128136103

販売価格（SOFC）

0.25

250

15.4

150
100

・高い技術力・知財、ノウハウ蓄積（出所）資源エネルギー庁作成

02009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017（年度）■地域でエネルギーを効率的に使うしくみエネルギーのネットワークなどを都市や地域など

脱炭素化に向けた次世代技術とイノベーションの例

内燃機関、手動運転、金属車体

電動化、自動運転、マルチマテリアル

化石燃料

電気、水素、バイオ燃料

スマート化の進展

CO2 回収・貯留技術（CCUS）、水素還元、さらなるスマート化

化石エネルギー原料

熱源

石油、ガス、電気

機器

高効率機器

火力

石油、石炭、天然ガス

原子力

第 3 世代＋原子炉（現在の最新型）

次世代原子炉導入に制約がある（導入コスト、調整電源コスト、系統など）

蓄電×系統革新※（ ）内は 2015 年度の CO2 排出量※メタネーション…水素と CO2 からメタンを合成する技術

非化石エネルギー原料
電気、水素など
機器の IoT 化、M2M（機器間接続）制御

CO2 回収・貯留技術（CCUS）、水素発電など↓を増大する「増進回収法」

二酸化・増進回収法（EOR
水 ：enhanced oil recovery）
植物工場
炭素 ＋ （H O）
2
CO2を油井に圧入することで、原油回収量が増加（CO2）

く利用するしくみが広がっている。これにより、高光合成の促進◎大気中より二酸化炭素濃度の高い温室内で植物の効率の機器・システムが導入しやすくなったり、エ光合成を最大化し生産性を向上する「植物工場」

ネルギー需要の偏りを少なくしたり、エネルギー利用の集中管理ができるようになっている。

ガス利用

二酸化水素などが挙げられる。
炭素 ＋ （H ）2（CO2）

メタン（CH4）・植物の成長促進（CO2 ＋ H2O → C6H12O6）
植物工場で光合成促進のために活用■コージェネレーションシステム
コージェネレーションシステムは電力と熱を生産し供給するシステムの総称である。内燃機関を用いる方法、蒸気ボイラーおよび蒸気タービンを用いる方法、そしてガスタービンと蒸気タービンを組み合わせた方法に分けることができる。
民生分野では、病院や商業施設、地域冷暖房、ホ（既に一部商品化）

光↓
二酸化水
炭素 ＋ （H O）
2（CO2）▲

製品

再生可能エネルギー50

脱炭素化を軸とした将来◎二酸化炭素を油田へ圧入することで原油の生産量
光▲

電力（5.1億トン）

低炭素化を軸とした現状※
メ
タネーション・水素サプライ

民生（1.2億トン）

プロセスの幅広いエリアで形成することで、一体的に効率よ⬆イノベーション⬆

産業（3.1億トン）

主な要素

燃料

メタン（CH4）▲ある。

車体、システム

ガス利用
二酸化水素
炭素 ＋ （H ）2（CO2）

50

1.9（出所）資源エネルギー庁作成

産業競争力

業競争力」の観点で、日本にとって大きな可能性が運輸（2.1億トン）

スや発電に利用する「メタネーション」※PEFCは固体高分子形燃料電池、SOFCは固体酸化物形燃料電池

水素は、
「環境」
「エネルギーセキュリティ」「産分野◎二酸化炭素と水素からメタンを製造して、都市ガ

300

253

150

カーボンリサイクルの技術としては、・メタネーション（CO2 ＋ H2 → CH4）

エネファームの普及台数と販売価格の推移

5・エネルギー調達多様化■カーボンリサイクルの技術（メタネーション）

▲ている。

エネルギー
セキュリティ

燃料電池自動車（FCV）
2014年市販開始

FCバス

20

水素エネルギー利活用の3つの視点

ライフスタイルを含めたイノベーションが必要となっ家庭用燃料電池（エネファーム）
2009年市販開始

販売価格
︵万円︶

化やロボット、IoT や AI などで効率の向上を計る

パルプなどさまざまな産業で導入されている。

現在

普及台数
︵万台︶

規制の見直しガス、共同火力）、食品・飲料・畜産産業、繊維、紙・産業ガスや特殊用途素ステーション」のインフラネットワークの拡充、一方、エネルギーを効率的に使う技術として自動鉄鋼・金属、電気・電子、エネルギー（石油精製、ロケット燃料

産業ガス

従来

水素社会の実現に向け、解決すべき課題としては、・海外資源などから水素を大量に調達・利用するたエネルギーを低炭素化する方法は非化石エネル

水素エネルギー利活用の形態

植物工場

光合成の促進テル、清掃工場・下水処理場、スポーツ施設、大規模オフィスビルなどで導入されている。
（出所）資源エネルギー庁作成資料を基に作成※更に将来の可能性としては鉱物化などが挙げられる。

産業分野では、化学・石油化学、機械（自動車等）、51