デンマークのPtX戦略とさらなるセクターカップリングの展開
デンマーク大使館 エネルギー担当官
高橋叶

本日ご紹介する内容•

デンマークの脱炭素の現在地•100％再エネへの今後の展開•

デンマーク政府の「Power-to-X戦略」•

PtXと地域熱供給の連携

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デンマークの脱炭素の現在地脱炭素で世界を先行するデンマーク
これまでとこれから

現在

2030

Source: Energinet, IPCC

2050
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しかしながら、デンマーク一国では…

… 世界人口に占める割合は0,07 %… グローバルなCO2排出に占める割合は0,1 %Sources: UN; IEA

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だからこそ、連携を2022年10月現在、24か国と連携体制下に11/14/2022

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結果として、パートナー国を合わせると…

… 世界人口に占める割合は61 %… グローバルなCO2排出に占める割合は70 %Sources: UN; IEA

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Page 7再エネ100％への今後の展開

デンマークのこれから
過去20年間のトレンドが今後さらに加速

電化が気候ニュートラルなエネルギーシステムへの変革における推進力に電力生産とピーク容量, GW

電力消費, TWh

35

90

30

80

Power-to-X (PtX)

70

25

Datacenters
データセンター

60

20

50

1540

1030

520

Transport
交通
Electricboilers
電気ボイラーHeatpump, district
ヒートポンプ・
heating
地域熱供給

100
火力
thermal

2000

wind
and
風力・
太陽光
solar
2010

2020

export
地域間連系線
capacity2030

peakload
ピーク
負荷

2040

Heat
pump,
ヒートポンプ・households
家庭

0

2021

2025

2030

Source: Danish Energy Agency

2035

2040

デンマークのこれから

２つのエネルギー島

 合わせて5GWの洋上風力（＋将来的にさらに導入）
 洋上に点在するタービンから電力を集約する拠点
 電力は近隣諸国にも供給
 PtXでグリーン燃料を生産

10

地域熱供給の電化はますます進行：2019年時予測 VS. 2022年時予測
DEA. 2019. Denmark’s Energy and Climate
Outlook 2019

DEA. 2021. Denmark’s Climate Status andOutlook 2021

140PJ

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地域熱供給の電化はますます進行：2019年時予測 VS. 2021年時予測
DEA. 2021. Denmark’s Climate Status andOutlook 2021

DEA. 2019. Denmark’s Energy and Climate
Outlook 2019

20PJ弱

約50PJ

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デンマーク政府の「Power-to-X戦略」

デンマークのPower-to-X戦略－加速する新分野
公表済みのPtXプロジェクト• 2021年12月にデンマーク政府から公開されたPower-to-Xの方向性を示した戦略• 合計500ページ超の20件以上の分析に基づいて決定• 「グリーン水素」のみに注力と明記• デンマーク国内で20件を超えるPower-to-X プロジェクトがすでに公表され、合計で7GWを超える規模に• 政府は2030年に国内線をグリーンな航行に転換することを目指しており、2025年に初のグリーン国内線が航行する予定

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Side 3

デンマークにおけるPtXの使途－電化によるエネルギー効率化の例

直接電化とPower-to-Xのエネルギー需要
電気自動車 vs 水素自動車•

直接電化はより少量の再エネ、エネルギーロスで可能•

直接電化は安価な選択肢であり、分野によらず可能な限り優先されるべき•

早すぎる段階でのPower-to-Xの適用はグリーン転換や温室効果ガス削減を遅らせる可能性がある•

直接電化とPower-to-Xのエネルギー需要：– 水素自動車は電気自動車の2倍以上のエネルギーを消費– 暖房用途の水素ボイラーはヒートポンプと比較してエネルギー消費が約5倍2倍以上のエネルギーが必要
暖房: ヒートポンプ vs 水素ボイラー

約5倍のエネルギーが必要
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Side 15

デンマークにおけるPtXの使途－他に安価な選択肢がない分野に限定

移行ポテンシャル:
Robust potential
Shipping•

Power-to-Xは直接電化が可能な分野では競争力を持たない•

グリーン水素やe-fuelは中長期でバイオ燃料より安価になる
見込み

Aviation

Robust potential of indeterminate
PassengerVans•

船舶や航空分野では中心的役割を担う可能性大Trucks•

そのほか陸上交通、産業、農業や（軍事）防衛等の分野では不確実性が大きい•

熱分野や電力生産においては、デンマークでは下記が安いため何ら役割を持たない:– 地域熱供給や暖房におけるヒートポンプ利用– ピーク電源としてのバイオガス利用

BussesIndustry, direct firing
Industri,transport
Industry,interninternaltransport
0%

その他再エネ

25%

50%
直接電化

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75%

100%

バイオ燃料・PtX

Side 8グリーン水素と生物由来炭素の強調•

化石燃料由来のCO2を使った場合、カーボンニュートラルとみなせるのは回収元か利用先のどちらかだけ•

そのためデンマークでは生物由来CO2のみに注力•

バイオマスプラント等からのCO2回収がメインとなるが、その資源量は限られている•

将来的にはDAC（Direct Air Capture）等の技術革新が重要になる

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Power-to-Xはエネルギーシステム全体にも貢献－正しく設置された電解装置の柔軟な運用を前提として電解プラントは電力価格に沿って運用される見込み•••

スポット価格が安いとき－多くの場合再エネ電力がシステム内で余っているとき－に稼働

エリアタイプ
需要メイン

スポット価格が高いとき－多くの場合再エネ電力の発電量が少ない
とき－、プラントは出力を下げるか生産を止める

生産メイン

大規模電解プラントは、設置場所によってさらに価値を発揮：–

送電網強化の必要性を低減または先送りに出来る–

再エネ電力生産の売上価格改善

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Side 18

PtXと地域熱供給の連携

PTXからの余剰熱の活用可能性
PtXバリューチェーンの各段階、とりわけ電気分解から多くの余剰熱が発生。
PtX戦略でもその活用可能性について言及
PtX戦略における余剰熱利活用の可能性への言及（p.44）

PtXのバリューチェーン

電気分解、炭素回収、メタノール生産のPtXチェーンからの熱生産の割合想定

The surplus heat generated from PtX plants could, depending on localconditions, either be used in the local district heating grid or as process
heat in the value chain and in industrial contexts. The value of surplus
heat depends greatly on the temperature of the heat and how often it
is available. (…) If the temperature is high enough, and the heat isavailable for a large part of the year, the plant may potentially be ofvalue to a district heating grid.
PtXプラントから発生する余剰熱は、地域の状況に応じて、地域の地域熱供給網で利用するか、バリューチェーンや産業界でプロセス熱として利用できる可能性があります。余剰熱の価値は、温度と利用可能頻度によって大きく異なります。（中略）温度が十分
出典：DANSKFJERNVARME, GRØNENERGI, COWI, TVIS “POWER-TO-X AND DISTRICT HEATING”に高く、年間を通じて多くの時間に熱を利用できるのであれば、地域熱供給網にとって価値あるものになる可能性があります。
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DEA「技術カタログ」より電解技術別の熱利用可能性

回収可能な熱損失 16.4%
回収不可能な熱損失 5.0%

想定余剰熱温度

回収可能な熱損失 26.4%
回収不可能な熱損失 5.0%50-80℃

地域熱供給の供給温度によって、・直接利用 ないし・ヒートポンプ併用の可能性があり、直接利用できる
低温地域熱供給がコスト面で有利
回収不可能な熱損失 8.4%

出典：DEA “Technology Data – Renewable fuels”

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補足：今後の技術動向
電解プラントの水素生産効率向上と引き換えに、回収可能な余剰熱が（相対的に）減少する

Output for 100 MW AEC

Output for 100 MW PEMEC

100%
90%

100%

水素90%

80%

80%

70%

70%

60%

60%

50%

50%

40%

40%

30%

30%

20%

20%

10%

回収可能な熱損失

0%
2020

2030
Unrecoverable
Heat loss

Recoverable
Heat loss

10%2040
H2 production
MWh_HHV/MWh_input

2050

水素

回収可能な熱損失

0%
2020

2030
Unrecoverable
Heat loss

Recoverable
Heat loss

2040

2050

H2 production
MWh_HHV/MWh_input

出典：DEA “Technology Data – Renewable fuels”より筆者作成
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今後の検討内容：地域熱供給とPTXの立地

PtXは、地域熱供給に立地が近いほど•余剰熱の活用による熱収入が見込め、•バイオマスプラント等からの生物由来炭素の回収に有利

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今後の検討内容：地域熱供給とPTXの立地

PtXは、地域熱供給に立地が近いほど•余剰熱の活用による熱収入が見込め、•バイオマスプラント等からの生物由来炭素の回収に有利

一方で、風力・太陽光に近いほど•安価な再エネ電力へのアクセスが良く、•送電網強化の必要性を低減できるが、地域熱供給の分布域と風力・太陽光の立地は必ずしも重ならない

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今後の検討内容：地域熱供給とPTXの立地

PtXは、地域熱供給に立地が近いほど•余剰熱の活用による熱収入が見込め、•バイオマスプラント等からの生物由来炭素の回収に有利

一方で、風力・太陽光に近いほど•安価な再エネ電力へのアクセスが良く、•送電網強化の必要性を低減できるが、地域熱供給の分布域と風力・太陽光の立地は必ずしも重ならない

1GWの電解装置でグリーンアンモニアと船舶燃料を生産する
エスビャウでは、その余剰熱を地域熱供給で15000世帯へ供給する予定であり、両方の旨味を持ち合わせた適地も一定数存在する
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まとめ
デンマークの脱炭素の現在地

デンマーク政府の「Power-to-X戦略」

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世界一のVRE統合比率を誇り、カーボンニュートラル達成へ一歩リード
小国ながらも各国と連携し、グローバルな排出削減への貢献を目指す

直接電化が最優先、PtXは特定のセクターに注力
グリーン水素、生物由来炭素の強調
電力市場と連動し新たな柔軟性の源に100％再エネへの今後の展開

PtXと地域熱供給の連携

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熱・交通セクターの電化やデータセンターの誘致で電力消費は倍増見込み
エネルギー島による大規模洋上風力の開発
地域熱供給の電化も過去の想定を超えて急速に展開

バリューチェーンを通して多くの余剰熱が発生
直接、またはヒートポンプを介してDHへの活用が可能
PtXと電力網、発電設備、DHそれぞれとの立地関係は今後慎重な検討の下、最適解を探る

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Thank youkantak@um.dk