2- 2.

2 -2.

主 要な研 究 成 果（ 1）

主要な研究成果（1）

宮古島における水素地産地消モデルを構築
社会実装を見据え、離島でのオンサイト水素製造・利活用モデルの実現可能性を調査

2030年戦略研究

背景
カーボンニュートラルの実現に向けて、我が国では各地域の特性や課題に応じて地域の脱炭素化と地方創生を同時に実現する取組みが進んでいます。離島地域は、電力系統の規模が小さく、再生可能エネルギーの導入に伴う電力系統の不安定化や余剰の問題への対応が必要であることに加え、貴重な水資源を持続的に確保することが重要です。当所では、再生可能エネルギー導入と観光開発の進む宮古島エリアを対象として、水を電気で分解して水素を製造する方法（水電解）によるオンサイト水素製造と利用、水の循環利用を考慮した独自のモデル（宮古島モデル）の構築を進め

主 要な研 究 成 果

主 要な研 究 成 果ています
（図１）
。

＊NEDO
（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）の委託業務（JPNP14026）
により実施。

成果の概要◇水素製造・利活用ポテンシャルを調査解に使用可能な電力量を試算しました。その上で、再生可能エネルギーの出力変動に対する装置の固体高分子（PEM）形電解装置
水の電気分解方法の一つで、純水を使用し、電解質に固体高分子と呼ばれる膜にしみ込ませて、分解する。

耐久性という点で固体高分子（PEM）形電解装置が最も離島での利用に適していると判断し、その水電解により製造可能な水素量を試算しました。また、宮古島エリアの有力産業へのアンケート調査を行い、温水供給に多くのエネルギーを消費している宿泊業で最も大きな水素需要があることを明らかにしました。

◇宮古島モデルの実現可能性を検討し、社会実装に向けた課題と対応策を提言

市川 和芳(いちかわ かずよし)エネルギートランスフォーメーション研究本部

研究統括室

坂東 茂（ばんどう しげる）
グリッドイノベーション研究本部 ENIC研究部門

西 美奈(にし みな)エネルギートランスフォーメーション研究本部

エネルギー化学研究部門

水素の地産地消を通じて、地域のカーボンニュートラル化に貢献していきます。

水素需要の大きい宿泊業に対して、宮古島モデルのコンセプトを適用した場合の経済性をはじめボイラ年経費
水素燃料コストとする実現可能性を評価しました（図２）。その結果、将来の炭素取引価格と化石燃料価格の高騰を想定すると、コストメリットが得られることがわかりました。また、本モデルの社会実装に向けて、ノウハウ蓄積、水素への社会受容性向上、水素産業創出、人材育成等が必要であることを示しました。
モデルコンセプト

O2+−

H

2+

地下水−

水電解装置

水供給

O2−

水電解装置

水素燃料調理器
ボイラ、モビリティ

空港・宇宙港

再利用

H2+

海水

再利用

水電解装置
O2

ホテル群

水素混焼or合成ジェット
燃料、モビリティ

製塩/製糖工場

再利用

H2
飲食店
店舗等

排水 雨水

水素燃料調理器、給湯余剰分再エネ発電機群

電気（P2P）

H2

水素ボイラ

排水 雨水

水素ステーション
水素エンジン、燃料電池

農機具
農業利用

排水 雨水

水素エンジン、燃料電池

水素製造・貯蔵

水素オンサイト利用
水循環再利用図126

電力中央研究所

Annual Report 2023宮古島モデルのコンセプト

・化石燃料コスト：IEAのStated Policesシナリオで想定の2021年と2030年の燃料価格比（1.19）をもとに、宿泊業が現在支出している燃料価格に乗じて当所にて算出

2030年〜2050年にかけて下がる
可能性

100

50

炭素取引費用炭素取引価格振れ幅2030年〜2050年にかけて上がる
可能性

・水素燃料コスト：PV、電解装置等の将来価格を加味した当所試算
値（2030〜2050年想定）
2・炭素取引費用：3〜25千円/t- CO（欧州委員会等が公表している文献値）

0

化石燃料将来価格ケース

オンサイト水素製造利用ケース

成果の活用先・事例
宮古島の宿泊業を対象とした本モデルの実証を行うとともに、水素需要が見込まれる製塩業などの他産業への拡大も目指します。また、離島のみならず、水素と地域分散型の電力システムを統合する汎用的なモデルを検討し、地域の脱炭素化に貢献していきます。

製塩工場のみ発電（再エネ）

図２ 宮古島に実在するホテルで使用している燃料を水素に代替した時の経済性試算例（温水器用A重油の50％と厨房用LPG全量を水素に代替したケース）

年間コスト
［百万円］

英オークニー諸島での先行事例調査等を行い、再生可能エネルギーと電解装置等の連携運用の化石燃料コスト
水素燃料コスト振れ幅

水素運搬

水素利用参考NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）成果報告書「宮古島エリアにおけるグリーン水素・水循環利用社会（離島型水素製造・利活用モデル）構築に向けた実現可能性調査」（2023）

電力中央研究所

Annual Report 2023

27

2030年戦略研究

2030年戦略研究

宮古島エリアにおける2050年の太陽光発電（PV）および風力発電による発電可能量から、水電

2- 2.

2 -2.

主 要な研 究 成 果（ 1）

主要な研究成果（1）

宮古島における水素地産地消モデルを構築
社会実装を見据え、離島でのオンサイト水素製造・利活用モデルの実現可能性を調査

2030年戦略研究

背景
カーボンニュートラルの実現に向けて、我が国では各地域の特性や課題に応じて地域の脱炭素化と地方創生を同時に実現する取組みが進んでいます。離島地域は、電力系統の規模が小さく、再生可能エネルギーの導入に伴う電力系統の不安定化や余剰の問題への対応が必要であることに加え、貴重な水資源を持続的に確保することが重要です。当所では、再生可能エネルギー導入と観光開発の進む宮古島エリアを対象として、水を電気で分解して水素を製造する方法（水電解）によるオンサイト水素製造と利用、水の循環利用を考慮した独自のモデル（宮古島モデル）の構築を進め

主 要な研 究 成 果

主 要な研 究 成 果ています
（図１）
。

＊NEDO
（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）の委託業務（JPNP14026）により実施。

成果の概要◇水素製造・利活用ポテンシャルを調査解に使用可能な電力量を試算しました。その上で、再生可能エネルギーの出力変動に対する装置の固体高分子（PEM）形電解装置
水の電気分解方法の一つで、純水を使用し、電解質に固体高分子と呼ばれる膜にしみ込ませて、分解する。

耐久性という点で固体高分子（PEM）形電解装置が最も離島での利用に適していると判断し、その水電解により製造可能な水素量を試算しました。また、宮古島エリアの有力産業へのアンケート調査を行い、温水供給に多くのエネルギーを消費している宿泊業で最も大きな水素需要があることを明らかにしました。

◇宮古島モデルの実現可能性を検討し、社会実装に向けた課題と対応策を提言

市川 和芳(いちかわ かずよし)エネルギートランスフォーメーション研究本部

研究統括室

坂東 茂（ばんどう しげる）
グリッドイノベーション研究本部 ENIC研究部門

西 美奈(にし みな)エネルギートランスフォーメーション研究本部

エネルギー化学研究部門

水素の地産地消を通じて、地域のカーボンニュートラル化に貢献していきます。

水素需要の大きい宿泊業に対して、宮古島モデルのコンセプトを適用した場合の経済性をはじめボイラ年経費水素燃料コストとする実現可能性を評価しました（図２）。その結果、将来の炭素取引価格と化石燃料価格の高騰を想定すると、コストメリットが得られることがわかりました。また、本モデルの社会実装に向けて、ノウハウ蓄積、水素への社会受容性向上、水素産業創出、人材育成等が必要であることを示しました。
モデルコンセプト

O2+−H2+地下水−

水電解装置

水供給

O2−

水電解装置

水素燃料調理器
ボイラ、モビリティ

空港・宇宙港

再利用

H2+

海水

再利用

水電解装置
O2

ホテル群

水素混焼or合成ジェット
燃料、モビリティ

製塩/製糖工場

再利用

H2
飲食店
店舗等

排水 雨水

水素燃料調理器、給湯余剰分再エネ発電機群

電気（P2P）

H2

水素ボイラ

排水 雨水

水素ステーション
水素エンジン、燃料電池

農機具
農業利用

排水 雨水

水素エンジン、燃料電池

水素製造・貯蔵

水素オンサイト利用
水循環再利用図126

電力中央研究所

Annual Report 2023

宮古島モデルのコンセプト

・化石燃料コスト：IEAのStated Policesシナリオで想定の2021年と2030年の燃料価格比（1.19）をもとに、宿泊業が現在支出している燃料価格に乗じて当所にて算出

2030年〜2050年にかけて下がる
可能性

100

50

炭素取引費用炭素取引価格振れ幅2030年〜2050年にかけて上がる
可能性

・水素燃料コスト：PV、電解装置等の将来価格を加味した当所試算
値（2030〜2050年想定）
2・炭素取引費用：3〜25千円/t- CO（欧州委員会等が公表している文献値）

0

化石燃料将来価格ケース

オンサイト水素製造利用ケース

成果の活用先・事例
宮古島の宿泊業を対象とした本モデルの実証を行うとともに、水素需要が見込まれる製塩業などの他産業への拡大も目指します。また、離島のみならず、水素と地域分散型の電力システムを統合する汎用的なモデルを検討し、地域の脱炭素化に貢献していきます。

製塩工場のみ発電（再エネ）

図２ 宮古島に実在するホテルで使用している燃料を水素に代替した時の経済性試算例（温水器用A重油の50％と厨房用LPG全量を水素に代替したケース）

年間コスト
［百万円］

英オークニー諸島での先行事例調査等を行い、再生可能エネルギーと電解装置等の連携運用の化石燃料コスト
水素燃料コスト振れ幅

水素運搬

水素利用

参考

NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）成果報告書「宮古島エリアにおけるグリーン水素・水循環利用社会（離島型水素製造・利活用モデル）構築に向けた実現可能性調査」（2023）

電力中央研究所

Annual Report 2023

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2030年戦略研究

2030年戦略研究

宮古島エリアにおける2050年の太陽光発電（PV）および風力発電による発電可能量から、水電