２０２４年度 ＪＰＥＣフォーラム

大規模水素サプライチェーンの構築に係る水素品質に関する研究開発
２０２４年５月１４日
一般財団法人カーボンニュートラル燃料技術センター
水素エネルギー部－禁無断転載・複製 ©JPEC ２０２４－

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本日の発表内容
1.

背景

2.

本研究開発の概要

3.
4.

検討内容
まとめ

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1. 背景2050年カーボンニュートラルの実現
Keywords
 産業活動における水素利活用の広がり• これまでは、燃料電池車（FCV）用途が中心• 今後は、多様な水素の用途への展開が見込まれる（発電・製鉄・合成燃料・熱需要、他）

 大規模水素サプライチェーン構築の必要性• 製造 - 輸送 - 受入 - 貯蔵 - 消費◆ 多様な産業用途に応じた水素品質規格が求められている• 水素利用設備の安定稼働• 水素供給コストの低減• 水素供給者と水素需要家間のスムーズな水素受け渡し

出典：2024.3 KHK水素セミナー
METI 水素・アンモニア課 資料3

2. 本研究開発の概要
出典：NEDOホームページ 採択案件実施概要より抜粋

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（１）目的
多様な産業用途に応じた水素性状に関する要求事項（規格項目や閾値）を明らかにし、水素品質規格（案）として取りまとめる。

水素品質規格（案）のイメージ
XXXX用水素品質規格
成分
濃度
水素○○%以上

AAAA○○ppm以下

BBBB○○ppm以下

CCCC○○ppm以下

水素濃度の下限を規定管理すべき微量成分を特定し、それらの濃度の上限を規定（次コマへ続く）
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（前コマより続く）「多様な産業用途」について
 大規模水素サプライチェーンでは、【多様な水素源】の【多様な用途】への活用が見込まれている。
【多様な水素源】（製造方法）• 電気分解• 水蒸気改質• 接触改質プロセス（製油所）（輸送・貯蔵の形態）• MCH• アンモニア• 液化水素（利用用途）
水素＋微量成分•••••発電（タービン、エンジン）
製鉄（還元剤）
熱需要（ボイラー）
合成燃料
メタン合成•

燃料電池【多様な用途】

 今次検討の第一ターゲットは、副生水素およびMCH由来水素の、発電用（タービン、エンジン）用途とする。
⚫ 微量成分（有機物）を含有する副生水素・MCH由来水素を、高度な精製処理なしに活用できれば、大きなコストメリットが生まれる。
⚫ 発電用途は、水素の大規模消費先となるポテンシャルを持つ。

 併せて、熱需要（ボイラー）、製鉄、合成燃料、メタン合成等の用途に対しても検討を行う。
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（参考）製油所を中心とした水素サプライチェーン
海 外

国 内

水素、MCH製造

海上輸送

MCH受入、水素製造・利用

陸上輸送 需要家への水素供給コンビナートの製油所

発電

トルエン再利用
グリーン水素製造（再エネ由来）トルエン回収トルエン輸送（ケミカルタンカー活用）
MCH製造

パイプライン
供給

合成メタン
合成燃料

MCH受入 MCH脱水素
MCH輸送（製油所の既存設備を活用）(ケミカルタンカー活用）

ブルー水素製造

石油製品の脱硫等に利用（副生水素または化石燃料改質+CCUS)

製鉄

熱 (ボイラーなど)
化学産業

原油
接触改質装置 H2
LPGなど

その他 ・・・

水素製造装置※ 2022/3/29 METI 第1回水素政策小委員会
資料6を活用

水素化反応

脱水素反応

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（２）検討期間• 2023～2025年度（3年間）（３）検討体制• 4社（ENEOS / 千代田化工建設 / JERA / JPEC）によるNEDO委託事業
水素供給関連事業者

水素消費者（発電事業者）

水素ステーション関連
技術基準作成の実績

ＮＥＤＯ
委託

ENEOS(株)(株)JERA(一財)JPEC

再委託

千代田化工建設(株)83. 検討内容
検討のステップ

各社の役割分担ENEOS《ステップ１》
情報収集 & データ取得

JPEC 千代田化工建設• 水素品質上の要求事項の調査（各種産業用途が対象）• MCHからの水素(SPERA水素)製造における精製プロセスの検討

JERA• 燃料用水素（副生水素、MCH 水素）を対象とした事業用天然ガ
ス火力発電所（コンバインドサイクル）の適用への影響評価《ステップ２》
規格項目・閾値の検討•水素品質上の規格項目や閾値の検討（産業用途ごとの検討）《ステップ３》
水素品質規格（案）の構築•水素品質規格（案）（産業用途別）の構築
以下スライドで、上図の水素品質規格検討の委員会・WGの共同事務局メンバー

について説明する9

検討項目：水素品質上の要求事項の調査（各種産業用途が対象）
担当 ：ENEOS、JPEC（検討内容）⚫ 各種産業用途（発電（タービン、エンジン）、製鉄、ボイラー、合成メタン、合成燃料）に求められる水素性状に関する情報収集を行う。
•••

管理すべき微量成分の特定懸念する問題の発生メカニズムの明確化
許容可能な微量成分濃度閾値

発電ボイラー

製鉄（進捗状況）⚫ これまでに、国内外の発電機メーカー、発電エンジニアリング会社、発電事業者、認証機関など、十数社より情報収集実施。

⚫ 発電以外の用途の情報収集は2024年度に実施予定。
（発電用途も継続実施）

合成メタン
合成燃料

上図の出典：• 日本ガスタービン学会ホームページ• 三浦工業㈱ホームページ• 日本製鉄㈱ホームページ• JOGMECホームページ

10検討項目：燃料用水素（副生水素、MCH 水素）を対象とした事業用天然ガス火力発電所（コンバインドサイクル）の適用への影響評価
担当 ：JERA（検討内容）⚫ 先行するグリーンイノベーション（GI）基金事業において、水素にガスタービンの運用に影響を与える可能性のある物質（不飽和炭化水素やBTX等）が含まれることが判明。
《懸念される事象》• ガム状物質が生成されノズル部や燃料流路に蓄積･飛来した場合、運用に支障をきたすリスクが高まる。

出典：日本ガスタービン学会ホームページ⚫ 本事業にて、事業用天然ガス火力発電所（コンバインドサイクル）への適用を評価する。
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検討項目：水素品質上の規格項目や閾値の検討（産業用途ごとの検討）
担当 ：ENEOS、JERA、千代田化工建設、JPEC（検討内容）⚫ 得られた調査情報・実験データ・各社知見を基に、各種産業用途ごとに、水素品質上の規格項目や閾値の検討を実施する。
⚫ 上記検討は、2024年度下期以降に開始予定。

成分濃度

水素○○%以上AAAA○○ppm以下

BBBB○○ppm以下

CCCC○○ppm以下
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4. まとめ••

JPECは、ENEOS・JERA・千代田化工建設と共同で、水素品質に関する研究開発を推進中。
多様な産業用途に対応した水素品質規格（案）の構築を目指している。

••

現在は、必要な情報収集・データ取得に取り組んでいる。
2025年度末までに検討結果を取りまとめる予定。

事業項目

1Q

2023年度
2Q
3Q

4Q

1Q

2024年度
2Q
3Q

4Q

1Q

2025年度
2Q
3Q

4Q① 各種産業用途における水素の性状調査と水素品質の規格項目や閾値の検討② 燃料用水素（副生水素、MCH水素）を対象とした事業用天然ガス火力発電所の適用への影響評価③ 各種産業用途における水素性状の業界規格化と水素の品質規格体系の構築

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ご清聴ありがとうございました

謝辞
以上の発表に関する技術開発成果は、国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO＊）からの委託事業「競争的な水素サプライチェーン構築に向けた技術開発事業」（プロジェクトコード：P23004）の結果得られたものです。
＊New Energy and Industrial Technology Development Organization

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