特 集
2022年の水素

東京電力ＨＤ、需要家側で水素製造・利用する実証
輸送は送電線で解決、東レ・山梨県などと東京電力ホールディングスは、2016年度に東レおよび山梨県企業局と共同で、山梨県甲府市の米倉山にて太陽光発電から水素を製造する実証を新エネルギー・産業技術開発機構(NEDO)の助成のもと開始(前回実証)。2022年８月には、これを発展させ新たに工場など需要地に水電解装置を設置し、その場で水素を製造する取り組みがNEDOグ
リーンイノベーション基金に採択され、実証に向けて動いている。東電HDが考える水素利用について、同社技術戦略ユニットの技術統括室でプロデューサーを務める矢田部隆志氏に話を聞いた。

―東電HDが考える水素利用とはい」という声をいただいていると聞い矢田部ています。

まず、最終エネルギー消費のうち電力部分は27％程度であり、残りの７割強は化石燃料の直接利用で―電力会社と熱利用？

す。カーボンニュートラル達成に向矢田部

け、電力の再生可能エネルギー比率をる中で再エネ導入は重要ですが、一方高めることも重要ですが、こちらにもで、需給バランスを一致させるため日目を向ける必要があります。運輸部門

中の太陽光発電を出力制御せざるを得

では電気自動車(ＥＶ)＋再エネといっない状況が、エリアおよび時間の両面た手段もありますが、工場での熱利用で今後も増加すると考えられます。出など単純な電気での代替が難しい領域

力制御の時間帯は卸電力市場におけるもあります。

価格が0.01円/kWhであり、経済的にエネルギーの脱炭素化を進め矢田部氏

国内での水素関連技術の開発は、ガ水素を製造できるだけでなく、電力需ギー企業とも良い競争をしつつ、時にスタービンメーカーや石油元売り企業要を生み出すことで再エネの有効利用は共同でエネルギー転換を進めていけなど、供給側における取り組みが先導にも寄与する取り組みです。

たらと思います。

してきました。一方、カーボンニュー

現在において熱利用はガス主体の領トラルに向けた議論が進む中で、需要域ではありますが、熱需要に対して電―需要側に着目すると何が変わるか家の課題も明らかになっており、非電解水素を供給することで、間接的な矢田部化部門の脱炭素化も考える時代が来ま電化とも考えられます。また、日本の電から水素を製造し、水素吸蔵合金でした。実際に小売電気事業会社の東京

カーボンニュートラル達成という観点

一時貯蔵、需要に応じ圧縮した水素を電力エナジーパートナーでも、需要家では業界の垣根を超えた取り組みが必トレーラーで輸送して、周辺工場の純から直接「エネルギー全体を脱炭素化要です。我々は当然リーディングカン

水素ボイラで消費する一連のサプライ

したいが何をすればよいのかわからなパニーを目指しますが、他のエネルチェーンを実証しました。この知見を水電解装置の種類
アルカリ水電解(Alkaline)
食塩や苛性ソーダの製造技術の応特徴
用工業地帯向き
成熟度○ 実用段階コスト○ 既存技術の応用
危険物である強アルカリ溶液
安全性×
KOH要管理電解装置由来であるため設備大容量化○が大きい
システム効率 × 62～70％(HHV)
変動対応
プレーヤー
導入場所

2

固体高分子型水電解高温水蒸気水電解(PEM)(SOEC)
純水と高分子膜を利用した水素 理論上効率が高い
製造方法
実用化までは10年程度
地方や無人運転向き
必要○ 実証から実用段階
× 研究開発△ 白金など高価な触媒
純水と電気のみで純水と電気のみで管理者不○○
管理者不要
要単機の容量は小さいがモ△
ジュール化が容易△ 70％(HHV)
オーバーロードや発電追従
高温での動作のた× 低出力運転(30％以下)が困難 ○×
運転が可能
め、安定稼働に向く
シーメンス、カミンズ、ITM、NEL、
旭化成、NEL、ティッセンクルップ
東芝、サンファイア日立造船
福島水素エネルギー研究フィールド 米倉山電力貯蔵技術研究サイト(福島県浪江町、FH2R)(山梨県甲府市)

新エネルギー新報 2022.7.5

米倉山の実証では、太陽光発基に、次のステップでは工場など需要地に水電解装置を設置して水素を地産地消する、需給一体型のモデルを検証します。
水素は体積エネルギー密度が低く、輸送には液化や圧縮などを行わないと効率よく運搬できません。であれば、需要地で水素をつくってしまおうという逆転の発想が我々の取り組みです。電力であれば既存の送電網を使うだけ。輸送における技術的課題がクリ特 集アでき、コストメリットもあります。

電解と比較すると、また、再エネ発電設備は従来のよう白金など高価な触媒な大規模発電所から高電圧で送電するが必要である一方、「上流から下流」の供給構造とは異な強アルカリ性の水酸り、各地に点在し送電網に接続されて化カリウムを使わいます。ですので、エリア外に送るのず、純水と電気のみ

ではなく、近郊の需要で利用することを使うので安全性がが効率的であり、系統の安定化にもつ高く、モジュール化ながります。

しやすいのが利点です。アルカリ型ほど―進行中の実証について、概要は厳重な管理をする必

東電HD、東電ＥＰ、東レ、山梨県

要はないので、需要のほか、日立造船、シーメンス・エナ

家への設置に適しまジー、加地テック、三浦工業、ニチコ

す。また、水電解装置としては負荷変課題としては、東電全体として水素ンといった機器メーカーとコンソーシ動も容易で、余剰電力のある時間に稼に対してどのようにリソースを注ぎ込アム「やまなし・ハイドロジェン・エ働率を高める運転も可能です。

んでいくのが良いのか手探りの状況で東電HD提供資料ネルギー・ソサエティ」(H2-YES)を構ある点です。また日本全体としては、成し、需要地でオンサイト水素製造す―前回実証の概要は電解膜では東レが世界的に存在感を出るモデル構築に向け、水電解装置の大矢田部

東電ＨＤと東レ、山梨県のほしていますが、水電解装置で見ると国型化・モジュール化を検討します。実か東光高岳と共同で、10MWの太陽際エネルギー機関(IEA)が2030年まで証期間は2025年度まで。

光発電を模擬した変動する電力で水素の世界需要を8.5億kWと試算している

さらに具体的取り組みとして、巴商を製造し、近隣の日立パワーデバイス

中、国内メーカーは海外企業に比べ実会とＵＣＣ上島珈琲を加えた共同事業工場やスーパーマーケットに供給しま績不足と感じます。

です。ＵＣＣが山梨県笛吹市に新設すした。
―今後の展望や課題はる「UCC山梨焙煎所」(2024年上期竣

NEDO事業としては終了しました

工予定)に水電解装置を設置し、コーが、東レおよび山梨県とは、国内初の矢田部

ヒーの水素焙煎機で利用します。

P2G(パワー・トゥ・ガス、電力からパニーは「事業会社」という位置づけでやまなしハイドロジェンカン

このほか、大口の需要家にも設置の水素製造)事業会社「やまなしハイ

すが、まだ補助金をいただいており、し、小口需要家へ５㎞程度の短距離配ドロジェンカンパニー」(資本金２億自立した事業とは言えません。2025

送も計画しています。また、10気圧円、出資比率：山梨県50％、東電Ｈ

年から2030年に需要家側の取り組みを以下なら規制も厳しくないので、100Ｄ25％、東レ25％)を設立し、キッツスタートするイメージを描いていますｍ〜200ｍ程度の水素パイプラインも長坂工場水素ステーション(北杜市)へが、まずは様々なトライアルを「やっ有効だと思います。の供給など、引き続き水素利用の普てみる」段階。実際に行動することで及、拡大にも取り組みます。

様々な課題が見えてきます。技術開発の前回実証も含め、我々の実証の特徴の一つに固体高分子型(PEM型)の水電みならず、ファンドによる資金調達など解装置を採用していることがありま―前回実証開始と今で、外部環境の違ビジネスとしての課題の洗い出しや、仲す。同じく実用段階にあるアルカリ水いをどう考えているか間づくりも進めたいです。

矢田部

再エネ

経済性確保に向けた課題として、需が「ここまで拡要家に設置する水電解装置の最適なス大したか」といペック検討があります。安全性が高くうのが感想。前

負荷追従しやすいPEM型の特徴を生か回実証では特にした設計にします。

余剰電力についまた、卸電力市場の価格がどの程度て考えていませ

安い場合に水素を製造するのかも課題んでした。水素です。水素の原料となる電力価格と装関連の政策も、置の稼働率とのバランスを、需給調整供給側から需要市場など新たな経済性確保の手段も含側の脱炭素実現め検討しなければなりません。熱におにシフトしていけるＦＩＴ制度のような支援の議論にる印象です。

ついても、進展を期待しています。

2022.7.5 新エネルギー新報

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