ISSN 2434-2815

No.11

国際生態学センター

調査研究レポート2024 年６月
公益財団法人 地球環境戦略研究機関 国際生態学センター

JISE REPORT No.11

2024年６月

国際生態学センター 調査研究レポート
落葉樹環境保全林の樹種別生長過程
林 寿則・尾﨑 光彦 

その２

オオバボダイジュ果実散布体の形状計測
矢ケ崎 朋樹・小木曽 晴信・松本

淳

1



5

都市域に堆積する落ち葉の燃焼性状その１－含水率と脱水時間について－
林 寿則 

7

IGES 国際生態学センター
原田 洋 

11

シニアフェロー６年半の研究業績

特 集
IGES 国際生態学センター 市民環境フォーラムの記録「地球温暖化に対する研究と実践的取り組みについて」 

13

生態学的視点から見た温暖化の現状と課題
目黒 伸一 14

グリーン水素エネルギーシステムと燃料電池の役割
石原 顕光・目黒 伸一 17脱炭素化推進に向けた小型・分散型アンモニア製造装置開発についての紹介
依田 宏 

23

水素基本戦略とリスクアセスメント
三宅 淳巳 

27

総合討論



34

公益財団法人地球環境戦略研究機関

国際生態学センター

JISE REPORT No.11（2024）

落葉樹環境保全林の樹種別生長過程
林

1

その２

寿則（IGES 国際生態学センター）・尾﨑光彦（IGES 国際生態学センター）

値を示す。

はじめに

表１．調査林分数、データ個体数、生育地
樹 種

林分数 個体数

境保全林の樹種別樹高生長過程について報告した

イロハモミジ13

57 青森県柏村、塩那道路、岩手県大槌町など

クヌギ

15

69 塩那道路、富士市、上田市（林・尾﨑，2023）。本報では、日本各地に植樹さ

ケヤキ

19

91 青森県柏村、御所野市、塩那道路、箱根町など

れた落葉樹環境保全林の高木層を形成する主要樹

ブナ

17

192 青森県柏村、御所野市、塩那道路、箱根町

コナラ

29

251 青森県柏村、御所野市、塩那道路、富士市など

ミズナラ

27

121 釧路市、御所野市、塩那道路、箱根町など

ヤマザクラ

19

116 御所野市、富士市、上田市、熱海市など

前号（JISE REPORT No,10）では、落葉樹環

種の樹種別の幹径（根元径または胸高直径）の肥
大生長について、既存資料及び現地調査に基づい

主

な 生

育 地

て比較解析する。

2

調査方法
日本各地に造成された環境保全林の中で、既に公表されている生長調査データおよび 2019 年度に静岡県熱海市、長野県上田市において実施された生長調査から、植栽後の経過年数と根元径 / 胸
高直径の測定値を用いた（藤原，1997；林・鈴
木・矢ケ崎，2013；林，2019；林・村上・武藤，2018；林ほか，2017；本多・島田，1997；林・尾﨑，2020）。
本報では、落葉樹環境保全林の樹種別生長過程
その１（林・尾﨑，2023）において取り上げた落写真１. 調査時の林齢 31 年生のクヌギとコナラが優占する落葉樹環境保全林の林内（長野県上田市）

葉広葉樹高木 7 種（イロハモミジ、ケヤキ、クヌ600

ギ、コナラ、ブナ、ミズナラ、ヤマザクラ（一部、整理・比較した。
解析に用いたデータの調査地数（林分数）、個
体数および主な生育地は表 1 の通りである。図示
されたデータ（図 1 ～ 7，表 2）について、特に長い年数を経過した植樹地においては、植樹され500●根元径（mm）/ ●胸高直径（mm）

オオヤマザクラを含む））を対象としてデータを

400

300

200

100

たポット苗を起源とする個体と植樹地内外からの種子散布等により新たに侵入した個体が混在していると考えられるが、その識別は困難であることから、本報ではこれらを区分せずに計上した。なお、図 1 ～ 7 の●は根元径、●は胸高直径の計測−1−0

植樹後の経過年数

図１．イロハモミジの肥大生長過程

600

600

500

500

●根元径（mm）/ ●胸高直径（mm）●根元径（mm）/ 胸高直径（mm）

JISE REPORT No.11（2024）

400

300

200

400

300

200

100

100

0

0

植樹後の経過年数

植樹後の経過年数

図３．クヌギの肥大生長過程

600

600

500

500

●根元径（mm）/ ●胸高直径（mm）●根元径（mm）/ ●胸高直径

図２．ケヤキの肥大生長過程

400

300

200

400

300

200

100

100

0

0

植樹後の経過年数

植樹後の経過年数

図５．ブナの肥大生長過程

600

600

500

500

●根元径（mm）/ ●胸高直径●根元径（mm）/ ●胸高直径（mm）

図４．コナラの肥大生長過程

400

300

200

400

300

200

100

100

0

0

植樹後の経過年数

植樹後の経過年数

図６．ミズナラの肥大生長過程

3

図７．ヤマザクラの肥大生長過程

過した個体までを対象とした（図 2）。肥大生長結果の 過 程 は、 植 樹 後 5 年 で 根 元 径 約 18 ～ 97mm、10 年 生 で 21 ～ 100mm 前 後、15 年 生 で 約 24 ～イロハモミジは 13 林分、57 個体、植樹から 23

140mm、31 年生の胸高直径で約 26 ～ 100mm 程

年生までの個体を対象として図示された（図 1）。

度に肥大している。植樹から 5 年後までに最も肥大生長の過程は、植樹後 5 年で根元径は概ね肥大した個体は根元径 97.0mm、10 年生までで10 ～ 70mm の範囲にある。植樹から 6 年後に根150.0mm、15 年生で 143.2mm となったほか、31

元径 77.1mm、また、植樹から 23 年後の胸高直径

年生では胸高直径 104.0mm の個体がある。
クヌギは 15 林分、69 個体、植樹後 31 年までの74.0mm に肥大生長した個体もあるが、5 年生以個体を対象とした（図 3）。植樹後 5 年で根元径降の幹径の肥大量は他種に比べて小さい。
ケヤキは 19 林分、91 個体、植樹後 31 年を経

約 10 ～ 60mm、10 年生で約 28 ～ 200mm、15 年−2−JISE REPORT No.11（2024）

生では約 20 ～ 170mm 程度となっている。また、

23 年生の胸高直径では概ね 150 ～ 400mm 程度と25 年生の胸高直径は 195 ～ 260mm 程度、31 年生なっている。植樹から 5 年後までの最も肥大したの胸高直径では約 200 ～ 300mm 程度となってい個体は根元径 150.1mm、15 年生までで 264.0mm、る。植樹から 5 年後までの最も肥大した個体は根23 年生の胸高直径では 410.0mm となっている。

元 径 64.3mm、10 年 生 ま で で 203.1mm、25 年 生の胸高直径では 261.0mm、31 年生の胸高直径では 310.0mm となっている。

4

考察

コナラは 29 林分 251 個体、植樹から 31 年を経環境保全林（常緑樹、落葉樹含む）の幹径の肥大過した個体が対象となった（図 4）。根元径の肥大生長については、調査区内に生育する全ての生存

生長は、植樹後 5 年目までで約 14 ～ 90mm、10個体（低木種を含む）の平均値を算出して時系列～ 15 年生で約 20 ～ 140mm となり、31 年生の胸で解析した報告があり（林，2019）、植樹後 5 年

高直径では概ね 55 ～ 280mm 程度となっている。

で平均根元径は 30 ～ 40mm、10 年で 60 ～ 70mm

植樹から 5 年後までの最も肥大した個体は根元径程度に肥大していれば、比較的良好な生長である

96.0mm、15 年生までで 144.3mm、31 年生の胸高と評価している。本報では落葉性高木樹種のみを

直径で 282.0mm となっている。

対象に平均値ではなく各個体の値をプロットしてブナは 17 林分、192 個体、植樹から 14 年までいるため分布範囲は大きくばらつくが、各樹種のの個体を対象とした（図 5）。植樹後 5 年で根元上限付近の値は、平均値では示されない潜在的な

径は約 13 ～ 35mm の範囲にあり、その後は 10 ～肥大生長能力を示している。

14 年生になっても 100㎜前後に肥大した一部を除樹種別に見ると、クヌギ、コナラ、ヤマザクラ

き、多くの個体は 20 ～ 50mm 程度の範囲にしかの肥大生長が、その他の樹種に比べて充実してお肥大生長していない。植樹から 5 年後までに最もり、中でも、ヤマザクラは植樹から 5 年で根元径肥大した個体は根元径 36.0mm、14 年生まででは100mm を超える個体が複数認められるなど、幹120.0mm となっている。

径の肥大生長が特に速い樹種に位置付けられるミズナラは 27 林分、121 個体、植樹から 14 年

（表 2）。ヤマザクラのポット苗は樹高の伸長生長までの個体が対象となった（図 6）。その肥大生長も早いことが報告されており（林・尾﨑，2023）、は、植樹後 5 年で根元径約 14 ～ 80mm、10 ～ 15

樹高・幹径ともに初期生長の優れた樹種に位置付

年で 30 ～ 140mm 程度に肥大生長している。植けられる。ケヤキとミズナラは植栽から 5 ～ 15

樹から 5 年後までに最も肥大した個体は根元径年目まではクヌギなどと同程度の肥大生長が認め

81.2mm、15 年生まででは 177.8mm となった。

られるが、ケヤキでは、それ以降は右肩上がりでヤマザクラ 19 林分、116 個体、植樹後 23 年ま

肥大生長を続ける個体は多くない。ミズナラに関での個体を対象とした（図 7）。植樹後 5 年で根元してはデータが不足しており、15 年以降の肥大生

径約 20 ～ 130mm、15 年生までで生長の良い個体

長に関しては未評価である。

では、根元径 200mm 程度に肥大している。そのイロハモミジとブナは幹径の肥大生長が遅い樹後、15 年生の胸高直径では約 35 ～ 130mm 程度、種と評価された。特にブナは植樹から 15 年経過

表 2．幹径（根元径、胸高直径 ）の肥大生長の推移
植樹後の年数

５年まで

15年まで

25年まで

イロハモミジ

10.3〜70.1

13.8〜77.1

15.0〜74.0

ケヤキ

18.0〜97.0

24.2〜143.2

クヌギ

10.5〜64.3

20.0〜203.1

195.0〜261.0

197.0〜310.0

コナラ

14.0〜96.0

21.0〜144.3

135.0

55.0〜282.0

ブナ

13.2〜36.0

18.0〜120.0

ミズナラ

14.2〜81.2

30.7〜177.8

ヤマザクラ

19.4〜137.1

35.0〜134.0

樹 種

−3−

31年まで

26.0〜104.0

156.0〜410

JISE REPORT No.11（2024）

しても多くの個体の根元径は 50mm 以下に留まっが大きく、ヤマザクラ、クヌギ、コナラは植樹かており、樹高の伸長生長が遅い点と合わせて（林・ら 25 ～ 30 年程で自然性の個体に近似した個体の尾﨑，2023）の、最も生長速度の緩やかな樹種に出現が期待できると評価された。
なお、いずれの樹種についても、植樹から 15

位置付けられる。
次に、自然度の高い森林に生育する個体との比較を目的として、『日本の重要な植物群落 東北版

年以上経過した個体のデータは十分でなく、現段階では初期生長段階の評価に留まる。

（青森県・岩手県・宮城県・秋田県・山形県・福島県）』（環境庁編，1980a）及び『日本の重要な植物群落

謝辞

甲信越版（新潟県・山梨県・長野県）』（環境庁編，

2019 年度に実施された環境保全林の生長調査

1980b）に記録されている落葉広葉樹林の高木第は、市村清新技術財団植物研究助成により実施さ

1 ～ 2 層を構成する樹種の胸高直径と本件データれました。生長調査では、市村清新技術財団熱海との幹径を比較した。

植物研究園、旭化成ホームズ㈱、日置電機㈱、横先ず、イロハモミジでは、植樹から 25 年を経過した環境保全林の胸高直径の最大値は 74.0mm

浜ゴム㈱の関係者各位にご理解ご協力を賜りました。御礼申し上げます。

となっており（表 2）、環境省編（1980a；1980b）の高木第 1 層を構成する個体（ヤマモミジを含む）

引用文献の値（100 ～ 200mm）には大きく及ばない。イロ藤原一繪．1997．日本列島の環境保全林形成によ

ハモミジは照葉樹林域の環境保全林再生事業でもる緑化・回復に関する植生生態学的研究．平成

導入されているが、混植されたシイやカシ類の林

6 年度～平成 8 年度

冠の覆われているケースも観察され、林縁など日研究（B）（2））研究成果報告書：1-266．横浜

照条件に恵まれた環境でなければ、その生長は停

国立大学環境科学研究センター植生学研究室．
林

滞することもあると考えられる。

科学研究費補助金（基礎寿則・鈴木伸一・矢ケ崎朋樹．2013．箱根ポーラ美術館に植栽された広葉樹 15 種の 11 年間の次にケヤキについては自然度の高い森林の個生長動態．生態環境研究，20（1）：25-35．

体 は 胸 高 直 径 250 ～ 1,000mm、 さ ら に ク ヌ ギ
で は 100mm、 コ ナ ラ 10 ～ 40mm、 ブ ナ 300 ～林 寿則・桜井光雄・金澤 厚・旭 誠司．2017．

800mm、ミズナラ 200 ～ 500mm、ヤマザクラ 100

太平洋側北限付近に植栽されたタブノキポット～ 250mm といった範囲が多く記載されている（環苗の初期生長動態．生態環境研究，24（1）：9-15．

境 庁 編，1980a；1980b）。 こ れ ら の 中 で ケ ヤ キ、林

寿 則・ 村 上 雄 秀・ 武 藤 一 已．2018． あ さ

ブナは他の樹種に比べて顕著に幹径が肥大する能ひ・いのちの森の生長動態．生態環境研究，25力を持っていることがわかるが、植樹から 30 年程（1）：25-35．

度のケヤキは 104mm、15 年生のブナでは 120mm

林程度となっており（表 2）、ポット苗の肥大生長は自然性の個体に大きく及ばない。一方、環境保全

寿則．2019．環境保全林の生長過程について．

JISE REPORT,（2）：18-20．
林寿則・尾﨑光彦．2020．環境保全林の成長と林（31 年生）のクヌギ（310mm）やコナラ（282mm）、

防火機能に関する実験研究．自然環境復元研究，

23 年生のヤマザクラ（410mm）の中には、『日本

11（1）：51-66．

の重要な植物群落（1980a；1980b）』の幹径の値

林 寿則・尾﨑光彦．2023．落葉樹環境保全林の樹を上回っている個体も複数存在している（二次林

種別生長過程 その１．JISE REPORT,（10）：6-9．

に生育する個体も含まれると推察されるが）。な

本多嘉明・島田直明．1997．環境保全林生長デー

お、クヌギやコナラ、ヤマザクラは、樹高伸長生

タベース．平成 6 年度～平成 8 年度

長に関しても植樹から 20 ～ 25 年生以降になると、費補助金（基盤研究（B）（2））研究成果報告書：

自然度の高い落葉樹林と同等程度の樹高に伸長す

299-361．横浜国立大学環境科学研究センター植る個体が複数認められており、他の樹種に比べて

生学研究室．

自然度の高い森林群落の値との差異は小さいと報科学研究

環境庁編．1980a．日本の重要な植物群落

告されている（林・尾﨑，2023）。

東北

版（青森県・岩手県・宮城県・秋田県・山形県・福島県）．大蔵省印刷局．

以上のことから、落葉樹環境保全林の幹径の肥大生長に関しては、ブナ、ケヤキ、イロハモミジ、環境庁編．1980b．日本の重要な植物群落

ミズナラは緩やかに肥大し自然性の個体との差異

−4−

甲信

越版（新潟県・山梨県・長野県）．大蔵省印刷局．

JISE REPORT No.11（2024）

オオバボダイジュ果実散布体の形状計測
矢ケ崎

1

朋樹（IGES 国際生態学センター / IGES 本部 生物多様性と森林領域）
小木曽 晴信（福井工業高等専門学校）
松本 淳（越前町立福井総合植物園）

はじめに

2

材料と方法

オオバボダイジュ Tilia maximowicziana Shiras.

2023 年 8 月に、越前町立福井総合植物園（福井は、北海道および本州北部（東北・関東北部・北陸）

県丹生郡越前町朝日 17-3-1）に自生するオオバボに分布するアオイ科シナノキ属の落葉広葉樹で、ダイジュより果実散布体を計 30 個採取した。こ花序に葉状の苞が発達する（北村・村田、1971）。

れらを室内に持ち帰り、風のない空間で 2 ｍの高果実が成熟するころになると、果序と苞葉は合着さから苞の基部を持って落下試験を行った。このしたまま果実散布体（写真 1）を形成し、ときに落下試験では、果実散布体を 5 回自由落下させ、プロペラのような回転を伴って落下することか

5 回すべて回転したものを「回転体」、それ以外

ら、風散布型種子（植物の繁殖生態）の教材としを「非回転体」とした。形状の計測にあたっては、てしばしば注目される（矢ケ崎・鈴木、2018）。

福井県工業技術センター保有の３D スキャナ型 3風散布型種子は生物模倣教育の格好の教材の一次元測定器（キーエンス社製 VL-300）を用いてつでもあり、回転落下したり滑空したりする種子

果実散布体の立体画像データを取得した後、CADの姿を観察することで、飛行体の滑空・回転メカ

ソフトウェア（Autodesk 社製 AutoCAD）を用いニズムに関するヒントやアイデアを得ることがでて、果実散布体の苞葉と果序軸とでつくられる角きる（矢ケ崎、2023a）。とくに、それらの形をま度（∠Ａ～∠Ｆ）（図 1）を計測した。

ねた模型制作（生物模倣学習プログラム）は、工作体験を通して学習効果を高めるねらいがある（矢ケ崎、2023a、2023b）。すべての果実散布体が回転体であるとは限らないため、学習時には回転
体と非回転体の形状の違いをよく観察する必要がある。
本報は、シナノキ属果実散布体を用いた生物模倣学習プログラム（模型制作）の指導に資する知見を得ることを目的として、オオバボダイジュの果実散布体に着目し、回転体か非回転体かを決定づける特徴が「苞葉と花（果）序軸とでつくられる角度」に表れるのかを検証する。

図 1．果実散布体の断面形状と計測位置 .

3

結果
落下試験を行った結果、採取した果実散布体（n=30）は、回転体が 12 個、非回転体が 18 個であった。回転体・非回転体ごとの∠Ａ～∠Ｆの角
写真 1．オオバボダイジュの果実散布体 .

度を表 1 に示す。この結果、すべての角度に関して、回転体と非回転体との間で有意差はなかった。

−5−なかった。

今回対象としたオオバボダイジュ果実散布

JISE REPORT No.11（2024）

体の計測位置（∠Ａ～Ｆ）は「苞葉と花（果）表 1. 形状計測位置∠Ａ～Ｆに係る計測結果.

序軸とでつくられる角度」に相当するが、回転

表 1．形状計測位置∠Ａ～Ｆに係る計測結果 . 上段の値
上段の値は平均、括弧内は標準偏差を示す.

体と非回転体との間では有意差がないことがは平均、括弧内は標準偏差を示す .
∠A

∠B

∠C

∠D

∠E

∠F

4 考察
わかった。これは、オオバボダイジュ果実散布
体の回転特性が、単なる苞葉と果序軸との角度

今回対象としたオオバボダイジュ果実散布体の回転体

146.3 55.6 158.3 146.5 111.2 102.4(n=12) (14.0) (12.0) (11.0) (34.1) (31.0) (32.2)

のみで決定づけられるものではなく、苞葉（面）計測位置（∠Ａ～Ｆ）は「苞葉と花（果）序軸とのねじれやゆがみ、果序軸の長さや果実散布体でつくられる角度」に相当するが、回転体と非回非回転体 140.1 64.0 155.9 143.6 104.3 112.1(n=18) (15.7) (17.4) (7.3) (22.4) (24.1) (21.5)
n. s.
n. s.
n. s.
n. s.
n. s.
n. s.

の重心の違いなどを含む、様々な形状要素に基転体との間では有意差がないことがわかった。これは、オオバボダイジュ果実散布体の回転特性が、づくものであることを示唆している。三角図に形状計測位置∠Ａ～Ｃおよび∠Ｄ～Ｆの計

単なる苞葉と果序軸との角度のみで決定づけられおいて∠Ｄ～Ｆの角度分布が∠Ａ～Ｃのそれ

測結果を三角図にそれぞれ展開したものが図 2よりも分散する傾向が見られているのは、苞のである。

先端部を手前側にしてみた時の断面形状に左

形状計測位置∠Ａ～Ｃおよび∠Ｄ～Ｆの計測結果を三角図にそれぞれ展開したものが図 2 である。

るものではなく、苞葉（面）のねじれやゆがみ、
果序軸の長さや果実散布体の重心の違いなどを含む、様々な形状要素に基づくものであることを示右不相称となる多様な形状タイプが存在する
唆している。三角図において∠Ｄ～Ｆの角度分布ためと考えられる。∠Ａ～Ｃは比較的値にばらが∠Ａ～Ｃのそれよりも分散する傾向が見られてつきが少ないことから、苞の基部を左側にしているのは、苞の先端部を手前側にしてみた時の断面形状に左右不相称となる多様な形状タイプが存見たときの果実散布体の形状は比較的安定し在するためと考えられる。∠Ａ～Ｃは比較的値にていることが示唆される。
ばらつきが少ないことから、苞の基部を左側にし今回の計測では、オオバボダイジュ果実散布て見たときの果実散布体の形状は比較的安定して体が回転落下するための決定的な形状要素をいることが示唆される。

特定することができなかった。その模型制作
今回の計測では、オオバボダイジュ果実散布体（生物模倣学習プログラム）において、回転体が回転落下するための決定的な形状要素を特定することができなかった。その模型制作（生物模倣の完成まで上手く導くためには、別の形状要素学習プログラム）において、回転体の完成まで上にも着目する必要があるようだ。その探究につ手く導くためには、別の形状要素にも着目する必いては今後の課題としたい。

要があるようだ。その探究については今後の課題
としたい。

引用文献

北村四郎・村田源（1971）原色日本植物図鑑・
引用文献
木本編Ⅰ. 保育社.
北村四郎・村田源（1971）原色日本植物図鑑・木本編Ⅰ . 保育社 .
矢ケ崎朋樹・鈴木邦雄（2018）科学教室におけ矢ケ崎朋樹・鈴木邦雄（2018）科学教室におけるシナノキ科樹木果実散布体の模型制作―

るシナノキ科樹木果実散布体の模型制作―教材

教 材 化 の 有 効 性 に 関 す る 一 考 察 . JISE

化の有効性に関する一考察 . JISE REPORT 1:

REPORT 1: 7-10.
7-10.

矢ケ崎朋樹（2023a）野外における「生物模倣矢 ケ 崎 朋 樹（2023a） 野 外 に お け る「 生 物 模
工そ(の1).1). JISE
倣作
工教
作室
教」
室実
」施
実レ
施ポ
レー
ポト
ー(ト
その
JISE
Newsletter 93:4.
Newsletter93:4.

図 2. 形状計測位置∠Ａ～Ｃ（上）および∠Ｄ

矢 ケ 崎 朋 樹（2023b） 野 外 に お け る「 生 物 模
矢ケ崎朋樹（2023b）野外における「生物模倣図 2．形状計測位置∠Ａ～Ｃ（上）および∠Ｄ～Ｆ（下）～Ｆ（下）の計測結果.（赤：回転体
黒：非工作教室」実施レポート（その 2）. JISE回転体）

Newsletter 94:7.

の計測結果 .（赤：回転体

黒：非回転体）−6−

倣 工 作 教 室 」 実 施 レ ポ ー ト（ そ の 2）. JISE
Newsletter 94:7.

JISE REPORT No.11（2024）

都市域に堆積する落ち葉の燃焼性状その１－含水率と脱水時間について－林

1

寿則（IGES 国際生態学センター）

はじめに降水量が減少し空気が乾燥した日が続く 1 月から 5 月にかけては、林野火災の発生件数が大幅に増加する。近年、その発生件数と焼失面積は減少傾向にあるものの 2017 年から 2021 年の 5 年間の林野火災出火件数は約 1,300 件 / 年に上っている（林野庁，2023）。林野火災の原因としては、たき火や火入れ、レジャー目的で増加する入山者の火の不始末等、人為的な行為に起因するものが多くを占めている（総務省消防庁，2022）。また、秋

写真 1．公園・学校・街路空間等に堆積する落ち葉期から春期にかけての林野では下草の多くが枯れ、さらに落ち葉や枯枝の堆積によって地表可燃けている。一方、都市域の落葉落枝も人為的な行物が多量に蓄積されていることも火災の発生・延為や地震火災などの自然災害に起因する火災の延焼拡大の原因となっている。都市部の公園や街路

焼や発生源となる可能性は否定できないが、林野

空間でも冬期から春期にかけては緑化用樹木とし火災の研究に比べて都市域の公園や街路空間、学て植栽されている落葉性高木樹種から大量の落ち

校等に堆積している落ち葉の含水率に関する研究

葉が発生し、植え込み内や居住地・駐車場周辺、は少ない。そこで、本報では、樹木の防火機能に風のたまりやすいスペース等に堆積している状況関する研究の一部として、一般的に都市域の街路を観察することがある（写真 1）。

樹や公園・広場・学校に植栽されている樹木を対

これまでの林野火災に関する研究では、火災危

象に公園や街路空間に堆積している落ち葉の含水

険度は林床可燃物の種類、堆積量、含水率等に依率と脱水時間（落葉を加熱した際に、単位重量当存していること（山下，1992）や堆積するリター

たりの全ての水分が失われるまでの時間）を計測・の下層になるほど含水率が高いこと（消防庁消防比較した。

研究所，1988）、直射日光にさらされるコナラ林のリター含水率は 10％以下に減少する日もある
が、常時日陰にあるスギ植林地のリターでは 10％

2

調査方法

以下になることは殆どないこと（津田，1987）、

2023 年 11 月 14 日から 16 日にかけて、横浜市

林内可燃物の中でも木本類の落葉に比べてススキ

西区及び保土ヶ谷区内の公園・学校・街路空間等

やエノコログサなどの枯れた草本類が燃え易いこの地表に既に落下堆積している 12 種の落ち葉をと（山下，1987）、里山林の林床の落ち葉の含水各樹種 10 枚ずつ採集した。採集後の落葉は 0.2g

率は 23 ～ 54％程度であること（なお、1 週間ほ± 0.02g に切り取り（加熱乾燥式水分計に付属しど乾燥させると 20％以下に低下する）（斉藤・岩河・ている電子天秤で計測）、加熱乾燥式水分計（A&D

中村，2003）などが報告されており、いずれも可社製 MX-50）により 105℃加熱で落ち葉の含水率

燃物の含水率を重要なパラメーターとして位置付を計測した。合わせて、0.2g あたりの落ち葉に含−7−

JISE REPORT No.11（2024）

図 1．落葉の含水率（エラーバーは標準偏差）

図 2．落葉の脱水時間（エラーバーは標準偏差）

まれる水分が全て失われるまでの計測時間（以下、

150 秒などとなっている。一方、平均脱水時間が脱水時間という）を記録した。各樹種 10 枚の落

最も短い樹種はケヤキ 88 秒、次いでスズカケノ

ち葉の含水率と脱水時間の平均値を算出して比較

キが 103 秒、シラカシ 119 秒、クスノキ 132 秒なした。対象としたのは、アカマツ、スギ、イチョウ、

どとなり、アカマツやイチョウに比べて 1/3 程度

ソメイヨシノ、ハナミズキ、ケヤキ、スズカケノキ、の時間で単位重量当たりの水分が失われる結果とユリノキ、クスノキ、スダジイ、タブノキ、シラなった（図 2）。

カシ、以上 12 種の落ち葉である。

3

4

結果

考察
落ち葉に含まれる含水率は、クスノキとシラカ

各樹種の落ち葉 10 枚の含水率の平均値は、イ

シが下位の 2 種となり、ソメイヨシノを挟んでス

チョウ 16.3％（最小値 11.3％～最大値 24.0％）、ケ

ギやスダジイ、タブノキ、アカマツといった常緑

ヤキ 15.0％（13.9 ～ 16.3％）、ハナミズキ 14.9％（14.2

樹種が下位を占めた（図 1）。落葉樹（イチョウ、～ 16.3％）、ユリノキ 14.9％（14.2 ～ 16.4％）、ス

ケヤキ、ハナミズキ、ユリノキ、スズカケノキ）

ズ カ ケ ノ キ 14.5 ％（13.1 ～ 16.0 ％）、 ア カ マ ツの落ち葉の含水率が高い傾向にあったのは、脱落

13.1％（11.3 ～ 15.7％）、タブノキ 12.3％（11.4 ～して間もない落葉の中に、含水率の高い検体が含13.5％）、スダジイ 11.7％（11.0 ～ 12.7％）、スギ

まれていた影響と考えられた。一方、一般に 4 月

11.7％（10.5 ～ 13.1％）、ソメイヨシノ 11.5％（10.0～ 9 月に大量の葉を落とすと報告されている（長～ 14.3％）、シラカシ 11.0％（8.6 ～ 14.1％）、クス

尾・原田，1995）クスノキやシラカシ、タブノキ

ノキ 10.0％（8.2 ～ 11.1％）となり、含水率が最などの常緑樹種では、地上に落下してからの時間も高いイチョウと最下位のクスノキとの差は平均が長く、著しく乾燥の進んだ落ち葉が複数含まれ値で 6.3％となった。落ち葉 1 検体の含水率が高ていたことによると推察された。

かったのは、イチョウ 24.0％、同 19.6％、ユリノ

なお、環境保全林の林床に堆積する常緑広葉

キ 16.4％、ハナミズキ 16.3％、ケヤキ 16.3％など

樹 4 種（スダジイ、タブノキ、シラカシ、クスノの落葉広葉樹で、含水率の低かった下位は、クスキ）の落ち葉含水率の季節変動について調査した

ノキ 8.2％、シラカシ 8.6％、同 9.2％、クスノキ 9.6％

林・原田（2019）によれば、本件調査と同時期（11などの常緑広葉樹と、ソメイヨシノ 9.9％であっ月）の上記 4 種の落ち葉の平均含水率は、クスノ

た。なお、標準偏差の値が大きかった種はイチョ

キ 13.5％、シラカシ 23.4％、タブノキ 12.8％、ス

ウ 4.8、シラカシ 2.5 などとなっている（図 1）。

ダジイ 15.3％でシラカシ以外は今回の平均値とほ加熱環境下における単位重量当たりの脱水時間

ぼ同様の値となっていた。シラカシの値が他種には、平均 333 秒かかるアカマツが最も長く、検体比べて高かったのは落下直後の含水率の低下してごとの値のバラつき（標準偏差）も小さかった。

いない落ち葉の混在によるものと考えられた。い次いでイチョウの平均脱水時間が 276 秒、ソメイ

ずれにしても、落下間もない落ち葉を除くと、都ヨシノが 202 秒、タブノキ 197 秒、ハナミズキ

市域に堆積している多くの落ち葉の含水率は、①−8−JISE REPORT No.11（2024）

樹種に関わらず 20％以下に低下しているものが多めと指摘している。津田（1987）も落ち葉の含水くを占めていること、② さらに時間が経過する

率は林冠の疎である落葉性コナラ林の方が常緑性と含水率は 10％を下回り、より着火発炎しやすいのマツ林やスギ林に比べて乾燥が早く含水率も低

落ち葉が増加するようになること、以上 2 点が明下すると報告している。

らかになった。なお、今回の計測値の範囲は 8.2

都市域の公園や街路などの立地環境は、林野に～ 24.0％であるが、林野火災に関連した森林内の比べて保水性に優れた土壌も少なく、ほぼ舗装さ

地表堆積物の含水率を調査した研究によれば、谷れ風通しも良い。また、一般に植栽配置は単層構筋の森林では尾根部に比べて風が弱く十分な日造で見通しの確保された明るい空間となってい照が得られないことから、特に下層の堆積物は乾る。さらに、年間を通して林床には十分な日射が燥し難く、含水率は常時高い傾向が認められるこ

到達する場所が多いことから、都市空間に堆積すと（消防庁消防研究所，1988）、アカマツ林内のる落ち葉は、含水率の低下が進みやすく乾燥速度

地表堆積物の含水率は約 18.9 ～ 49.5％、コナラ林も促進されやすい。一方で都市景観・美観維持等

では約 20.5 ～ 37.2％程度であること（松本・新の観点から定期的な管理が行われ、林野に比べて島，1993）、日あたりの良いコナラ林の表層の落火種となる落葉落枝の積極的な除去が行われやす

ち葉は 10％以下低下する場合があること（津田，い環境である点は、林野に堆積する落ち葉との大1987）、里山に堆積している落ち葉の含水率は約きな違いである。

23 ～ 54％にある（斉藤・岩河・中村，2003）等

なお、葉の含水率と火災の危険性については、の報告があり、都市域の落ち葉の含水率はこれら含水率が 20％以下に低下すると発火の危険性が高の値よりは低く、谷部スギ植林地内に堆積する表まるという報告がある（山下，2006；石田・斉藤，

層リターの値（10 ～ 20％程度）や直射日光に晒

2001 ほか）。本件落ち葉の含水率測定に引き続いされるコナラ林内リターの値（10％以下～ 20％程て、都市域に堆積する落ち葉の火熱に対する反応度）（津田，1987）と同程度に位置付けられた。なお、（火炎近傍ならびに輻射熱に対する発炎性、燃え堆積物の乾燥速度は森林の構成種、階層構造、地易さ・燃え難さ）について実験を行ったので次号

被物の堆積密度、地形、日射、風速、気温、湿度にて報告する。

等に依存するとの指摘がある（消防庁消防研究所，
引用文献1988）。）
脱水時間については、含水率よりも樹種ごとの

林

寿則・原田

洋．2019．環境保全林の林床に傾向が明瞭となった（図 2）。特にアカマツの落ち堆積した落葉は火災の延焼を助長する危険性は

葉は、加熱時に水分が消失するまでの時間が他種ないか．JISE REPORT,(3)：15-18．

に比べて顕著に長かった。しかし、同じ硬質な葉林寿則．2021．樹葉の防火機能に関する基礎実を持つスギの脱水時間は平均的な順位であった。

験－葉の厚さ・樹葉含水率・脱水時間の関係－．

全体的には、比較的厚い葉を持つイチョウやソメ

JISE REPORT,(6)：14-16．

イヨシノ、タブノキの脱水時間が長く、葉の薄い石田真奈美・斉藤庸平．2001．樹葉の接炎耐火性

ケヤキやシラカシ、スズカケノキでは脱水時間が能に関する研究．日本造園学会関西支部大会研短い傾向が認められた。生葉の厚さと脱水時間と究発表要旨集，53-54．

の関係について計測した林（2021）によれば、葉松本久二・新島溪子．1993．アカマツ林及びコナが厚い樹葉ほど脱水時間も長くなっていると報告

ラ林における落葉落枝の分解と大型土壌動物のしており、落ち葉においても同様の傾向があるよ

季節変動．森林総研研報，364：51-68．

うに見えた。なお、生葉では加熱時の脱水時間が長尾忠泰・原田洋．1995．都市における環境保長いスギが（林，2021）、落ち葉になるとその特全林のリターフォールについて．生態環境研究，

徴が認められなくなる原因については明らかでは

2(1)：19-24．
林野庁．2023．「日本では山火事はどの位発生しない。
森林の階層構造や林床に届く日射量と林内堆積て い る の？」（https://www.rinya.maff.go.jp/j/

物の含水率に関して玉井（2009）は、開空度が高hogo/yamakaji/con_1.htm）［2024 年 4 月 30 日

い落葉樹林の堆積物の方が常緑・落葉混交林に比参照］

べて含水比が 20％以下になった日数が多く、これ

斉藤庸平・岩河信文・中村克己．2003．里山と防火．

は林床面に到達する日射量が多く蒸発量が多いた−9−

ランドスケープ研究 66(3)：195-198．

JISE REPORT No.11（2024）

総務省消防庁．2022 令和 3 年版消防白書．115pp．

程に関する研究」研究報告集，林野火災の生態：

消防庁消防研究所．1988．林野火災の飛火延焼

83-90．

に関する研究．消防研究所研究資料第 21 号．

山下邦博．1987．林内可燃物の火災危険について．

148pp．

日本火災学会論文集，37(1)：21-32．

玉井幸治．2009．林床可燃物含水比の予測．水利

山下邦博．1992．林野火災の発生・拡大メカニズム．
消防科学と情報，29：8-12．

科学（308）：29-51．
津田

智．1987．燃料としてのリターの乾燥と湿山下邦博．2006．大規模火災の危険性．Re,(150)：

度の関係，日産科学振興財団助成「林野火災の拡大機構とその跡地における生態機能の回復過− 10 −

43-50．

JISE REPORT No.11（2024）

IGES 国際生態学センター
シニアフェロー６年半の研究業績
原田洋（元 IGES 国際生態学センター）

18．

2016 年 12 月に非常勤のシニアフェローとして
IGES-JISE の一員となってから 2023 年 6 月に退④原田洋・尾﨑光彦・鈴木邦雄．2019．冷温帯任するまでの 6 年半の間に発表できた研究業績の

落葉広葉樹環境保全林の自然性評価手法の開一覧を以下にまとめている。その多くは、JISE の発．（2）：6-9．

メンバーとの共同研究あるいは協力をいただいた⑤原田察．（2）：10-13．

原著論文

①先﨑

⑥原田

洋・矢ケ崎朋樹．2019．仮想的飽和環境保全林を到達目標とした場合の環境保全林の優・原田

成熟度評価．（2）：14-17．

洋．2016．横浜市中区三溪園におけるダンゴムシ４種の生態分布．生態環⑦原田②矢ケ崎朋樹・原田洋・尾﨑光彦．2019．「日本植生誌」から読めること境研究，23：1-8．

2

寿則．2019．神奈川県における潜在自然植生３群集の種組成についての考ものであり、ここに記して感謝を申し上げる。

1洋・林洋．2017．武蔵野台地にお

⑧原田

洋・林

その２．（2）：21-23．
寿則．2019．「環境保全林の種

ける防風樹林の発達史―歴史資料を用いた津組成の回復を阻害しているのは林床に厚く堆

田塾大学・小平校地の分析事例．自然環境復積した未分解の落葉ではないか」という仮説．

元研究，9：17-26．

（2）：24-26．
⑨原田

著書

①原田

洋・矢ケ崎朋樹．2019．特定の評価種による落葉広葉樹環境保全林の自然性の評価．
（3）：1-4．

洋・栗城源一・大久保慎二・先﨑

優．

⑩矢ケ崎朋樹・小木曽晴信・原田

緑広葉樹人工林を対象とした自然性評価の試2017．土の中の生きものからみた横浜の自然．

み．（3）：5-7．

158pp．海青社．
寿 則・ 目 黒 伸 一・

⑪尾﨑光彦・原田吉野知明．2018．環境を守る森をしらべる．

ら読めること②原田洋・ 鈴 木 伸 一・ 林

洋・井上ら読めること智．2022．環境を守る森を評⑬林

価する．171pp．海青社．

寿則・原田洋．2019．「日本植生誌」か
その３．（3）：8-11．

⑫尾﨑光彦・原田

158pp．海青社．
③原田

洋．2019．常洋．2019．「日本植生誌」か
その４．（3）：12-14．
洋．2019．環境保全林の林床に堆積した落葉は火災の延焼を助長する危険3

総説・研究報告 JISE REPORT に掲載

①原田

洋・林

性はないか．（3）：15-18．
⑭原田

森林における群落構成種内の常緑植物の占め

寿則．2018．「日本植生誌」かる種数割合についての一考察．(4)：1-3．

ら読めること．(1)：11-14．
②原田

洋・林

寿則．2018．現存植生図の凡例

⑮原田

洋・林

ら読めることから読めること．(1)：15-16．
③原田洋・矢ケ崎朋樹．2020．関東地方の主要

洋・矢ケ崎朋樹．2018．常緑植物の評価⑯原田

種による環境保全林の自然性評価．(1)：17-− 11 −

洋・林寿則．2020．「日本植生誌」か
その５．（4）：4-5．
寿則．2020．環境保全林の敷

きワラの分解と雑草の繁茂についての考察．

JISE REPORT No.11（2024）（4）：12-15．
⑰林

の開発

寿則・原田

洋．2020．環境保全林の林床③原田に堆積する落葉を除去した場合の植物種の侵入について．（4）：16-18．
⑱尾﨑光彦・原田ら読めること⑲原田④原田

その６．（5）：1-3．

洋・矢ケ崎朋樹．2020．南関東地方に残洋・林寿則．2020．環境保全林の種多⑦原田洋・鈴木邦雄．2021．照葉樹環境保全林⑧原田洋・尾﨑光彦．2021．関東地方暖温帯域⑨原田

び低木についての考察．（7）：14-16．

⑪原田洋・尾﨑光彦．2021．関東地方暖温帯域⑬原田

洋．2020．立春を過ぎても葉や果実が落

下しない落葉広葉樹のこと．（86）：8-9．

寿則．2022．自然林を「近自然林」⑭原田と「真自然林」とに区分する試み．（8）：1-2．
洋・尾﨑光彦．2022．関東地方暖温帯域

いての考察．（8）：14-16．

洋．2020．北アルプス穂高岳周遊．
（86）
：

10．
⑮原田

の二次林群集におけるシダ植物の種組成につ洋．2021．北アルプス三俣蓮華岳とその周辺を歩く．（87）：8．
⑯原田洋・尾﨑光彦．2022．関東地方暖温帯域

洋．2021．変わらない植生と変化する植生．（88）：5-6．

の落葉広葉樹二次林における高木層・亜高木⑰原田

洋．2021．尾瀬の思い出．（88）：7．

層を構成する高木樹種の特性について．（9）：⑱原田

洋．2022．北アルプス剣岳周遊．
（90）
：6．

1-3．

⑲原田

洋．2022．思い出の鎌倉．（91）：7．

⑳原田洋．2022．シラビソ・オオシラビソ林の

㉘原田

洋・林

寿則・尾﨑光彦．2023．関東地

方暖温帯落葉広葉樹二次林の自然性評価の試

林床には白い花が咲く多年草が多い．（92）：

み．（10）：1-2．

4-5．
㉑原田

4

洋．2020．赤色は花に少なく、果実に多い．

（85）：4-5．

ついての考察．（7）：17-18．

㉗原田洋．2020．柏とカシワは非なるもの．
（84）
：

5-6．
⑫原田

に残存する自然林３群集を構成する種組成に㉖原田

洋．2020．環境保全林からふるさとの森まで（2）．（84）：1-4．

洋・尾﨑光彦．2021．関東地方暖温帯域

洋・林

洋．2019．似た者同士．（83）：4-5．

⑩鈴木邦雄・原田に残存する自然林３群集を構成する高木およ㉕原田洋．2019．植物と魚の間にみられる同名異種．（82）：7-8．

ついての考察．（6）：7-9．

㉔原田

洋．2019．名は体を表したり表さなかったり．（81）：7-8．

に残存する自然林３群集におけるシダ植物に㉓原田

洋．2019．環境保全林からふるさとの森まで（1）．（81）：1-3．

の研究小史．（6）：1-6.
㉒原田

洋．2018．横浜北部地域の公園の白い花⑥鈴木邦雄・原田様性解析のための試案．（5）：15-17.
㉑原田

洋．2018．潜在自然植生図の凡例から読の咲く樹木．（80）：4-6．

性植物についての考察．（5）：13-14．
⑳原田

その３．（78）：4-5．

めること．（79）：4-5．
⑤原田

存する自然林３群集における構成種内のつる

洋．2018．環境保全林の自然性評価手法の開発

洋．2020．「日本植生誌」か

その２．（77）：4-5．

総説・解説

①原田（92）：6．
㉒原田洋．2017．環境保全林の自然性評価手法

の開発
②原田

JISE Newsletter に掲載

洋．2022．乗鞍岳山麓五色ケ原の思い出．
洋．2023．東北地方のオオシラビソ林の林床にも白い花の多年草植物の種類が多い．
（94）：6．

その１．（76）：4-5．

洋．2017．環境保全林の自然性評価手法− 12 −

特集

IGES 国際生態学センター 市民環境フォーラムの記録

FeatureThe IGES-JISE Environmental Forum at June 21, 2023

IGES 国際生態学センター市民環境フォーラム（2023 年 6 月 21 日 オンライン開催）「地球温暖化に対する研究と実践的取り組みについて」
13:30-13:35
〈講

開会挨拶

IGES 国際生態学センター センター長

鈴木邦雄

演〉

13:35-13:55

生態学的視点から見た温暖化の現状と課題
IGES 国際生態学センター主幹研究員

13:55-14:35

目黒伸一

グリーン水素エネルギーシステムと燃料電池の役割と開発状況（工学的視点から見た温暖化軽減技術と対策１）
横浜国立大学特任教員（教授）石原顕光 氏・IGES-JISE 目黒伸一

14:35-15:15

脱 炭素化推進に向けた小型・分散型アンモニア製造装置開発についての紹介（工学的視点から見た温暖化軽減技術と対策２）
つばめ BHB 株式会社

15:15-15:55

依田宏氏

水素保安戦略とリスクアセスメント（工学的視点から見た温暖化軽減技術と対策３）
横浜国立大学教授

三宅淳巳 氏15:55-16:10

休憩

16:10-16:25

総合討論および質疑応答: 目黒伸一､ 石原顕光、依田

16:25

閉会

宏、三宅淳巳JISE REPORT No.11（2024）

IGES 国際生態学センター市民環境フォーラム

生態学的視点から見た温暖化の現状と課題
目黒

1

伸一

地球環境戦略研究機関

はじめに

二酸化炭素をはじめとした地球温暖化に寄与すると考えられる温室効果ガスは産業革命以後急速にその排出量が増加している。現在もその増加傾
向は継続しており、陸上生態系や海洋で吸収しきれない温室効果ガスが空中に溜まることによって、温暖化がますます加速しているのが現状である（図 1）。
そこで科学技術によってその排出量を低減す
る、あるいはある空間に吸収させるといったことで解決しようと様々な分野で試みられている。
ところで生態学的視点からこの温暖化現象をどう考えるかといった議論はあまり多くないようにみえる。

国際生態学センターる。その化石燃料が永い地球の歴史の一瞬で分解されて、急激な温室効果ガスの排出により温度上昇しているわけだが、現在において空気中の二酸
化炭素ガスを吸収する生物はその量的配分を考慮
すれば、ほぼ植物だけと言って過言ではない。したがって、生態ピラミッドから明らかなように、現代の生態系の基盤である植生を構成する樹木や草本が温室効果ガスを吸収すべき役割の一端を担うべきなのは言うまでもない。
ただし、実際、樹木や植生の発達を待つには数
十年単位の時間が必要となってくる。そのため、木を植えることによって二酸化炭素を多く固定するようになるには年月を要する。喫緊の二酸化炭素を吸収しなければならない要請に応えられるよ
うにするには、大規模かつ相当に綿密な植栽計画
なしには成しえないことは紛れもない事実である。

3

生態学から見た温暖化対策の問題点

しかし一方で、現状の電力を賄うために再生エ
ネルギー事業を拡大して、例えば太陽光パネルの施設を現地の植生を壊してまで設置する、あるいは陸上や海上に風力発電装置を建設してそこを生育地にする動植物のハビタットに影響を与えるな
どの行為には違和感を禁じ得ないのも生態学を研
単位：億トン炭素究している者には明らかである。
図 1. 人為起源の炭素収支模式図（2010 年代）
日本を含めた世界のほとんどの地域で植生は劣図1.人為起源の炭素収支模式図（2010年代）
https://www.data.jma.go.jp/kaiyou/db/mar_env/knowledge/
https://www.data.jma.go.jp/kaiyou/db/mar̲env/knowledge/global̲co2̲ﬂux/carbon̲cycle.html
化しており、自然植生は極めて少ない現状にあり、global_co2_flux/carbon_cycle.html
さらにそこにあった植生を少なくとも原状回復す
るには多くの場合多大なる時間がかかり、それま2 生物由来の温室効果ガスでの間に劣化した植生はその生物学的質だけでな
く、環境保全機能も劣化させてしてしまう。たとえば太陽光パネルを設置するには土壌を削り、平温室効果ガスの由来の大半を占める発生源は石
たんな地形に整地する必要がある。この際の土壌油、石炭や天然ガスなど化石燃料を燃焼させた結は残土などと称して捨てられてしまうが、この土果として生じているが、その大元である化石燃料
壌を作り出すには動植物遺体と母岩の風化が必要
は動植物遺体が数億年単位の時間をかけて生成さであり、1 ｃｍで数十年から百年といった年月がれてきたものであり、生物由来ということができ− 14 −

JISE REPORT No.11（2024）

掛かっている。
また、自然は合目的に創り出された産物ではな
いことも忘れてはならない。自然はより成熟した生態系を形成する方向へと基本的には不可逆的に遷移している。その結果として、最も安定した生態系へ向かっているのである。その行き着いた先には多少の自然災害ではビクともしないシステム
が永く存在することになる。結果としてより複合
的でより高い環境保全機能を有する系が出来上がるわけである。

球の歴史の中で繰り返し起きてきたし、植物の移動も絶えず水平方向、垂直方向で行われてきた。
ただし、ここで強調しておきたいのは、このような変化は自然変化の中で起きてきたことであり、人間というただ一種の活動によって引き起こされたことはないという事実である。人間はその因果関係を認識しているからこそ、その自分自身が地球資源を利用したことによる地球温暖化と他の生物を含めた環境変化に対して責任を持たねばなら
ない。

4

5

保守的な生態系

温暖化に伴って生態系が蒙る影響・被害についての議論や研究は続いている。植生における温度変化の影響を最も受けそうな植生タイプの一つとして亜高山帯など森林限界付近の植生、特に草本植生が挙げられる。このような立地における元来生育していなかった外来種や高木種の侵入はもともとあった草本植生には甚大な影響を与えることは想像に難くない。また、高層湿原なども周辺植
生の片や高温化による水分蒸散が増大することによる水供給の変化やそれに起因する水位変化などにより同様に影響を受けることは必至と思われる。しかし、多くの植生を直ちに劣化するような恐れは少ないであろう。自然植生には環境に対しての幅があり、許容力と表現してもいい。その植生帯と他の植生タイプとの境界付近は環境総和としての閾値にあたり、そこでは温暖化による何らかの応答は十分に考えられる。例えば、常緑樹林
帯上部であるモミ林へより多くの下方からの常緑植物が生育地を拡げ、モミ自身もより上方のブナ帯下部へ少し侵入するような現象は見られるようになるかもしれない。しかし、そのような事態が起こったとしても、系としての植生を構成する群
落内の種組成自体が大きく変化することはない。
実際、自然環境下においても温度変化は長い地

環境保全機能としての植生

地球温暖化に伴って、我々の生活への影響が多くの場面で想定される。農作物の不作、水資源の枯渇など直接的な市民生活への影響が考えられる
し、すでにその兆候は見られている。いっぽう、台風の大型化・強大化などによる大雨やゲリラ豪雨のような短時間での集中豪雨とその頻発化による洪水、土砂崩れなどによる自然災害の甚大化も安全・安心な生活環境を維持には多大な影響を与え、人命を危機に晒すことさえある。
ところで植生学的に厳密な意味での自然植生
は、人間活動によりこの地球上には既にほとんど存在していない。植生は一般にその自然性が高い
ほど、保温、保湿、地盤保持、水質浄化、防火、防音、防音などの環境保全機能が高い。また、その機能は多面的であり、二酸化炭素の吸収もその一つとして挙げられる。
したがって、生物材料である植生を用いることで上記自然災害を未然に防ぎ、同時に二酸化炭素を吸収するために自然植生に近い植生を復元する
ことが、温暖化対策への生態学的アプローチとな
るといえよう。
人間活動がもしないとした時に判定される自然植生である、潜在自然植生を植生調査から判別す

写真 1．横浜国立大学環境保全林 .
写真2. 写真２．マレーシアで形成された環境保全林．
マレーシアで形成された環境保全林.(2022.11.07 目黒伸一撮影）（2023.5.18
目黒伸一撮影）（2022.11.07 目黒伸一撮影）
写真1. 横浜国立大学環境保全林.(2023.5.18 目黒伸一撮影）− 15 −

JISE REPORT No.11（2024）

ることで、その立地に適した樹種群を抽出し、その苗木を植えて植生復元した方法は宮脇方式と呼ばれる植栽である。すでに国内外でこの宮脇方式による植林は行われている。日本国内で 3400 万本、
海外で 500 万本の苗木による森づくりが行われている。日本の中では暖温帯、冷温帯、亜熱帯さらには亜高山帯や酸性土壌の立地でも成功裏に森林を形成している。また、海外では赤道直下の熱帯などでも森林形成を可能としている。基本的には植生調査による潜在自然植生を明らかにして、その土地・立地に合った樹種群を植栽する方法はどこでも共通している（写真 1，2）。
写真3.イオン多賀城店環境保全林.
(2011.3.18 高野義武氏
撮影）
写真 3. イオン多賀城店環境保全林.
植栽された樹木の成長挙動を追跡調査すること
で様々な生態学知見とともに環境保全に関するデータも蓄積される。そのうちの一つとして、森
林全体の生長量が算出され、その総体としての物
質生産量が明らかにされ、結果として樹上に貯えられた二酸化炭素量も提示される（図 2）。
形成された森林は時間とともに土壌を含む森林
植生の質が上がっていく。植栽後、少なくとも数十年～百年は地上での樹木成長の総和は上昇し続けるため、吸収された二酸化炭素量は増加し、他の環境保全機能も基本的には強化されていく。
陸前高田の松林をはじめ、津波で多くの森林が破壊されたのをご存じの方は多いと思われる。ところが津波で残った森林もあった。写真 3 は東日
本大震災時に宮城県内に形成された宮脇方式による環境保全林である。筆者の研究ではその立地に生育する樹木群の中で基本的に広葉樹の方が針葉

図 2．日本と熱帯における宮脇方式によって形成された環境保全林の成長 .（Meguro 2023）を改変（2011.3.18 高野義武氏撮影）

樹よりも力学的強度が高い傾向にある（Meguro
et al. 2016）。実際写真でわかるように植栽された樹木は倒れないばかりか、流されてきた多くの車などを止めてさえいた。このように自然の揺り動かしに対して自然性が高い生態系はより強い保全・復元力を有している。

6

終わりに

地球温暖化による自然災害の甚大化は人々の命を脅かすまでになってきている。そのため、一刻も早い対策を講じることが急務なのはもはや国・地域を問わず共通の認識と捉えられている。エネ
ルギー消費の効率化や二酸化炭素の排出減少は喫緊の課題であり、化学的、物理的手段による対応は非常に重要なのは間違いない。
いっぽう、排出されている二酸化炭素の起源が生物由来であることや近年みられる政情不安に
よって化石燃料による火力発電増大や輸送エネル
ギーロスなど人間社会における自然への負荷変動は制御予測が難しいのが実情である。広い視野か
ら生態系を含めた自然環境の緩衝機能を顧みて、時間の経過とともに着実に生育する環境を保全していく森林復元・創造を温暖化対策戦略のひとつ
として積極的に推進されることを望みたい。
引用文献
Meguro, S. 2023. Miyawaki method: Notes on the
Miyawaki Method for reforestation approach.
The Malaysian Forester 86:153-173.
Meguro, S., Suzuki, S. & Hayashi, H. 2016.
Dynamic characteristic of the tree under thesnowiness environment Ⅱ . Eco-habitat. 23.8392.

− 16 −

IGES 国際生態学センター市民環境フォーラム

JISE REPORT No.11（2024）

グリーン水素エネルギーシステムと燃料電池の役割石原

1

顕光（横浜国立大学）・目黒伸一（IGES 国際生態学センター）

であるが故に、変換は自発的に進行し、小規模なはじめにがら熱エネルギーを容易に利用することができた。この時代は長く続いた。
18 世紀後半にようやく、熱機関を用いて、継続

21 世紀もはや四半世紀を過ぎようとしている
が、人類はますます困難な状況に置かれている。

的に熱エネルギーを力学的エネルギーに変換でき

最近は地域紛争や経済危機の克服に焦点が当てらるようになった。その後、ファラデーが電磁誘導れている感があるが、他の問題を忘れることは許の法則を発見し、力学的エネルギーがさらに電気されない。経済成長（Economy Growth）とエネ

エネルギーに変換可能となった。その成果にもと

ルギー安全保障（Energy Security）と環境保全

づき、初めは石炭、後には石油の持つ化学エネル（Environmental Protection）
は、3 つの E と呼ばれ、ギーを継続的に大量に熱エネルギーに、さらに電互いに密接な関係にある。特に経済成長には、そ気エネルギーまで変換し、莫大なエネルギーに支れに見合った資源・エネルギーの消費が必要であえられた文明を構築してきた。これは人類の輝かり、そのエネルギーの消費によって環境悪化が引しい成果といってよいであろう。また近年のエレき起こされる。この 3 つの E はトリレンマ問題とクトロニクスの発達は目を見張るものがあり、人も呼ばれ、現在のところ、根本的な解決策は見出類の生活はますます便利で豊かになっている。エ

されていない。この問題を根本的に解決する方策

ネルギー消費者である我々は、使いやすい電気エとして、水素エネルギー社会が究極のクリーンエ

ネルギーを利用することが多いので、現代文明はネルギーシステムとして提唱されているが、特に、電気エネルギーに支えられていると思っている人

再生可能エネルギーを基盤とする水素はグリーンも多い。しかし、人類文明を支える根幹は、かつ水素と呼ばれている。

ては石炭の、現在は石油や核燃料の持つ化学エネ

水素エネルギー社会の実現のためには、まだまだ解決しなければならない技術課題が数多くあ

ルギーや核エネルギーから熱エネルギーへの変換であり、その状況はなんら変化していない。

る。本稿では、人類文明とエネルギーシステムの20 世紀末から、人類を取り巻く状況が変わっ

関わりを考え、人類文明史のなかで水素エネルてきた。1972 年のローマ・クラブの報告 1） にみ

ギー社会位置付け、またエントロピーの立場からられるように、地球は有限であることが自覚さ原理的にとらえることを試みた。さらに、グリー

れ、資源量に限りがあることが明確に意識され

ン水素エネルギーシステムの中核をなすと考えらるようになってきた。特に近年、二酸化炭素排れる燃料電池の開発状況を概説した。

出に伴う地球温暖化議論の高まりや化石燃料の1

枯渇・自動車の排気ガスによる大気汚染の問題

人類文明とエネルギーシステム

が注目されている。このような時代背景のもとに、文明を支えるエネルギーシステムは、さら

人類はおよそ 50 万年前に火の使用を始めたとに高いエネルギー変換効率を持つことが求めらいわれている。これは物質の持つ化学エネルギーれている。燃料の持つ化学エネルギーをいったの熱エネルギーへの転化であった。化学エネル

ん熱エネルギーに変換してしまう現在のエネル

ギーから熱エネルギーへの変換が生活に役立つこ

ギーシステムは、カルノー効率の制限を受け、とを見出したのである。熱は低品質のエネルギー

必然的にトータルのエネルギー変換効率の低下− 17 −

JISE REPORT No.11（2024）を招く。つまり、現在のエネルギーシステムでは、燃料の持つ低エントロピー性はその全てを使いきることなく、消費されているのである。用い2

持続可能な活動と物質循環る量が同じであれば、燃料をどのように利用し資源や環境の問題を考える場合に、エントロ

ようと、最終的な生成物と熱量は変わらない。

ピーの視点が重要であることは、古くから指摘さしかし、そのエネルギー変換の経路には自由度れている 4）。エントロピーの観点からは、人類社がある。ここで自由度とは潜在的に実現可能な会を含めた理想の定常的な地球環境のあり方とし選択の幅という意味である。エネルギー変換効て、物質は循環し、活動によって生成したエント

率が低いことは、自由度の喪失を意味する。つロピーは全て熱の形で宇宙空間に放出することがまり、熱エネルギーに変換してしまうことによ示される 4,5）。この様子を模式的に図１に示した。

り、自由度は大幅に低減するのである。文明の進歩とは、文明のなかの可能性の展開ではない

人類社会

かといわれる 2）。これは、文明の進歩とは潜在可

人類の活動による生成エントロピー

物質循環能性の発現であると言い換えることができるであろう。潜在可能性の発現のためには、より大きな自由度の獲得が必要である。文明の進歩が

人類社会
の資源

歴史の必然であるとすれば、潜在可能性の発現は歴史の必然である。すなわち熱エネルギーを経由しない、自由度の大きなエネルギーシステ

人類社会の
廃物・廃熱

地球環境

ムの構築は文明の必然といえるのではないだろうか。

宇宙への放熱高エントロピー

熱エネルギーを経由せずに、化学エネルギーと電気エネルギーを直接、相互変換することは電気

太陽光
低エントロピー

図1

3）

化学システムの得意とするところである 。燃料

地球 環境 の 活動 による生成エントロピー

 質循環にもとづいた、人類社会を含めた地球物
環境のエントロピーの流れ .

電池や水電解は、化学反応に伴うギブズエネル
ギー変化と電気エネルギーを、原理的には 100%
相互変換しうる。しかし、例えば現状の燃料電池の効率は必ずしも高くない。原理的に可能である

図1 物質循環にもとづいた、人類社会を含めた地球
3
物質循環を満たしたエネルギーシステム
環境のエントロピーの流れ.

変換を、現実に起こしえないのは、人類の科学技

人類のエネルギーシステムもまた、物質循環に術が未熟であることに他ならない。この課題を、依拠していることが望ましい。ここではまず、人人類の叡智を持って解決できなければ、人類に現類の消費するエネルギーの量について検討してお在の繁栄を持続する能力がないということであろく。太陽から地球表面に到達するエネルギーはう。我々は今、叡智を結集させ、燃料電池のみな

1.24 × 1014 kW であり、これを 100 とすると 2000

らず様々なエネルギー変換システムの効率向上の年の人類のエネルギー消費量はわずか 0.02 にすぎために、基礎科学に立脚した研究を進めて、新しない。従って量で考える限り、人類の利用するエい“エネルギー科学”を確立すべきターニングポ

ネルギーは、現在や数年前からの太陽に基づく再

イントに立っているといえるのではないだろう

生可能エネルギーで十分賄えるはずである。しかか。特に、再生可能エネルギーを基盤とする水素し、再生可能エネルギーは低密度であり、季節・エネルギーは、“グリーン水素”と呼ばれているが、時間による変動が大きい。

その“エネルギー科学”の推進が今こそ必要である。

人類は、可能であれば現在の生活様式・文明シ
ステムをより豊かなものにしたいと考えている。

また人類文明の未来を考えるとき、１次エネル

すでに述べたように、現代文明は石油等の化石燃

ギー源の確保という問題がある。化石燃料はいず料に代表される莫大なエネルギーの使用を前提とれ枯渇する。再生可能エネルギーを１次エネル

して構築されている。化石燃料は過去数億年の太ギーとするエネルギーシステムの構築に向けた努

陽エネルギーの凝縮であり、質量・体積エネルギー

力は、化石燃料をまだ利用できる現在だからこそ

密度ともに非常に高い。人類は、化石エネルギー

行っておく必要がある。

を局所的に消費する場所、すなわち高エネルギー− 18 −

JISE REPORT No.11（2024）

消費地である都市群をつくっている。現代文明は自発的な変化を起こさせ、高エントロピー状態のエネルギーを局所的に高密度で利用するシステム

廃物と廃熱を放出させる。そして、その高エントである。そのため、低密度で変動の大きな再生可

ロピー状態の廃物と廃熱のうち、熱は宇宙空間に能エネルギーは、そのままでは現代文明を維持す

放出し、廃物は再生可能エネルギーを利用して再るには非常に使いにくい。現在のシステムを大きび燃料に変換する（図２（b））。その変換に伴っく変更することなく文明を維持するためには、低て生成するエントロピーも熱の形態で宇宙空間に密度の再生可能エネルギーを現代文明に利用しや放出する。このプロセスが完結すれば、物質は循

すい形態に変換し、高エネルギー消費地へ集積す

環し、人類のエネルギー消費に伴って生成するエる必要がある。そのためには再生可能エネルギー

ントロピーはすべて熱として宇宙空間に廃棄するを１次エネルギーとして、エネルギーキャリアでことができる。

ある２次エネルギーに変換することが必要となる。そのような２次エネルギーには次のような特性が求められる 。

低エントロピー低エントロピー① 様々な１次エネルギーから容易に産出でき

地
表

地
表

る。

熱

高エントロピー② 各種形態のエネルギーへの変換効率が高(a)人類が再生可能エネルギーを利用しない場合

い。
③

太陽光

太陽光

6）

人類が再生可能エネルギーを利用することは、太陽光から熱へのエントロ
ピー生成の流れの一部を人間社会に導入することである。

消費者に取り扱い易い。

④ 用途に応じて大量貯蔵から少量貯蔵まで可
図２

能である。
⑤ 短距離輸送から長距離輸送まで容易であ

廃物

人類社会

熱

高エントロピー燃料

熱(b)人類が再生可能エネルギーを利用して燃料を生産する場合

 陽光から熱への変換に伴う全エントロピーの太流れの模式図．

る。
⑥ 使用に際して、環境に有害物質を排出しない。

具体的な燃料として「水素」は有力な候補である。水素は２次エネルギーとして次のような特性「電気」は２次エネルギーの主力の一つである。

を持つ 7）。

電気は、様々な１次エネルギーから容易に産出で① 水素は気体・液体・金属水素化物（固体）

きる、各種形態のエネルギーへの変換効率が高い、として用途に応じた形態で貯蔵できる。また消費者に取り扱い易いなどの優れた特性を持つ。

電気は移動に送電線が必要であるが、水素はしかし、大量貯蔵や長距離輸送が困難であるとい

貯蔵して輸送することが可能である。したう欠点がある。それらの欠点を補完し、電気の相がって、電気は短距離の輸送に、水素は長距

補的な役割を担う２次エネルギーとして「物質（＝離あるいは送電線のない場所への輸送に適し燃料）」が必要である。

ている。

再生可能エネルギーから２次エネルギーである

水素吸蔵合金では、水素が結晶格子間に原子状燃料を製造する場合、エネルギーを取り出した後に侵入して金属水素化物を生成し、常温・常圧のに発生する廃物の物質量と製造する燃料の物質量

水素は 1/1000 以下の体積に圧縮される。大規模はトータルでバランスする。したがって理論上は、貯蔵には気体、輸送機関による輸送には液体、交燃料を構成する元素の循環は満たされることにな

通機関用および小規模貯蔵用には金属水素化物をる。太陽光エネルギーは人類がエネルギー源とし利用することができる。

て使用しなくても地表に降り注ぎ、高エントロ② 水素は他の燃料と比較して単位重量当たり

ピーの熱となり宇宙空間に輻射される（図２（a））。

のエネルギーが大きい。

人類が再生可能エネルギーを利用することは、太水素分子の陽子数・電子数はヘリウム原子と等陽光の低エントロピー性を利用して、人類にとっしいが、中性子を持たないため、分子量はヘリウて低エントロピーである燃料を生産するというこ

ムの原子量の 1/2 であり、あらゆる物質の中で最とである。言い換えると太陽光の低エントロピー

小となる。このことが、水素の物性値に大きく影を物質に転化することである。人類はその燃料（低響し、燃料として優位になる。特に、実用上重エントロピー物質）を輸送・移動させ、適切な条要である単位質量当りになると、水素は燃焼熱件を設定することにより、エネルギーを放出する（− 19 −）、電気として取り出しうるエネルギー

JISE REPORT No.11（2024））がそれぞれ 143 kJ g-1、118 kJ g-1 とな（-1

これらの特性を考慮すると、水素が燃料として：51 kJ

優れていることがわかる。図３に、水の電気分解：により得られた水素を燃料として、物質循環を満

22 kJ g-1）と比較しても、飛び抜けて大きな値とたすエネルギーシステムの模式図を示した。このなる。２次エネルギーとしての大量の輸送、貯蔵

エネルギーシステムでは、再生可能エネルギーをを考えたとき、水素の単位質量当り大きなエネル

1 次エネルギーとして、水素と電気が互いにそのギー密度は利点となる。

欠点を補完しあいながら２次エネルギーとして人り、メタン（：56 kJ g 、-1g ）やメタノール（：23 kJ g-1、③ 電気化学システムを用いて、H2O に対する

類文明を支えていくことになる。
水素の化学エネルギーと電気エネルギーを直接H2 と O2 の化学エネルギーと電気エネルギーを比較的容易に直接相互に変換できる。

相互変換できるデバイスが、電気化学システムですでに述べたように、化学エネルギーをいったある。そして、グリーン水素エネルギーシステム

ん熱エネルギーに変換することは、自由度の大幅のおいては、電気化学システムである水電解と燃な低減を招く。電気化学システムを用いれば、化料電池が、その中核をなすと考えられる。この様学エネルギーと電気エネルギーを直接相互変換す子を図４に模式的に示した。次節では、各種存在

ることができる。H2O に対する H2 と O2 の化学する燃料電池の一つである、固体高分子形燃料電エネルギーは、燃料電池や水電解システムを用い池の開発状況について述べたいと思う。

ることにより、熱を経由することなく電気エネル
ギーに直接変換できる。大気圧、25 ℃で水素と人類の活動による生成エントロピー

酸素の持つ化学エネルギーは、燃料電池を用いて

H2+1/2O2 → H2O：エネルギー供給

人類社会
水素輸送

理論起電力 1.23 V として電気エネルギーに変換でき、逆に、電気エネルギーを水素と酸素の化学エ

水 素

ネルギーに変えるための水の理論分解電圧は 1.23

地球環境

V となる。実は、どのような燃料を用いても、理論的には、燃料の化学エネルギーを直接、電気エ

太陽光
低エントロピーは反応を有限の速度で行わせるための余分なエネ
ルギーが必要であり、これが燃料によって大きく

水循環
地球環境の活動による生成エントロピー

H2O→H2+1/2O2

ネルギーに変えることはできる。しかし、実際に水・廃熱宇宙への放熱高エントロピー

図３

異なる。また、燃料が化合物の場合、酸化反応の生成物として完全な酸化状態ではない化合物が生

 の電気分解により得られた水素を燃料として、
水
物質循環を満たすエネルギーシステムの模式図
図３ 水の電気分解により得られた水素を燃料として、物質循環を満たすエネルギーシステムの模式図

１次エネルギー成する場合や、逆に完全な酸化物を電解しても実際には燃料が全く生成できない場合もある。例え再生可能エネルギー

2次エネルギー

ば、酸性電解質中で水素は電気化学的に活性であ

電気エネルギーり、その反応速度は非常に速く、その酸化反応および水電解による生成反応の余分に必要なエネル

燃料電池
水電解

グリーン水素ギーは比較的小さい。また酸化生成物は水だけである。それに対して、燃料となりうるメタノール
やジメチルエーテルは電極触媒を被毒するため酸化反応に必要な余分なエネルギーが大きく、また熱

図4

ホルムアルデヒドやギ酸など様々な生成物を生じる。逆にそれらの完全な酸化物である CO2 と H2O④ 水素の燃焼生成物である水は生物に無害であり、環境汚染物質を排出しない。

 生可能エネルギーをベースとし、電気エネル
再ギーとグリーン水素（水素の化学エネルギー）
を２次エネルギーとしたエネルギーシステムの
図4 再生可能エネルギーをベースとし、電気エネルギーとグリーン水素（水素の化学エネルギー）を２次エネル
模式図.
ギーとしたエネルギーシステムの模式図.

の電解によりメタノールやジメチルエーテルを生成するのは非常に困難である。

動力

4固体高分子形燃料電池の開発状況

水は人体の約 65%、生物によっては 99% を占

固 体 高 分 子 形 燃 料 電 池（PEFC; Polymer

める物質である。無害であるというよりも、むしElectrolyte Fuel Cell）は、すでに家庭用コジェネ

ろ水の循環作用なしに生物は生存できない。

レーションシステムや燃料電池車として実用化さ− 20 −

JISE REPORT No.11（2024）

れている。また今後さらに様々な分野でクリーン子吸着阻害・セラミック担体との相互作用など、な電源としての利用が期待される。燃料電池シス

白金系触媒の高活性化のために多くの試みがなさ

テムの模式図を図 5（a）に、PEFC の基本構造をれている。現行の PEFC システムの高性能化は着図 5（b）に示す。電池は燃料である水素を供給

実に進んでいるが、余分に必要なエネルギーがゼする燃料極と大気から空気を取り込んで、その中ロになり、理論通りに高効率を達成できるようなの酸素を反応させる空気極からなっている。

高活性な触媒合成の道筋は見えていないように思PEFC は燃焼熱基準で計算すると、25 ℃、大気

われる。われわれは、我が国が得意とするセラミッ雰囲気で 83 % という高い理論エネルギー変換効

クス技術に基づいた、白金に変わる高機能電極触率を持つ。しかし現状では、燃料電池の空気極で媒の開発に取り組んでいる 8）。革新的な触媒開発

進行する酸素還元反応（ORR; Oxygen Reductionが必要だと考えている。

Reaction）の速度が遅く、この反応を進ませるために必要な余分なエネルギーとして、起電力が 0.3
V 程度低くなってしまう（約 25％の電圧ロス）。

5

おわりに

そのため、発電システムとしての性能を十分に発

人類が再生可能エネルギーのみから水素を製造揮しているとは言えない。燃料である水素の酸化できるようになると、本来の地球環境に備わって反応は速度が速く速やかに進行するが、それを酸いた水循環に、新たに人類活動による増加分が加化させるための酸素の還元反応が電池の性能を制わることになる。しかし、全エントロピーの量と限してしまう。

しては新たな環境負荷は生じさせていない。この筆者らは、2035 年以降の PEFC の本格普及には、ことは本来地球環境に備わっているエントロピー

エネルギー変換効率の飛躍的向上が必要であると生成の流れを利用して、人類が水循環という能動考えている。そのためには、ORR の反応速度を的活動を増加させることを意味する。すでに文明劇的に増加させることが必須である。酸性電解質の進歩とは、文明の中の可能性の展開ではないか

中での ORR 触媒として、安定性も含めると、現といわれることを述べたが、地球環境においても状では白金系触媒が最も高機能である。現在、合同様である。地球環境の展開とは、地球環境の持金化・コアシェル化・有機物修飾による表面水分

つ可能性の発現なのである。
水素エネルギーに対する期待は大きい。一方、現状では、関連するほぼ全ての分野において、技術課題を抱えているのも事実である。しかも、人(a) 燃料電池システム

燃料類は現在なお、地球環境における物質循環の破壊

直流
電気

水素

者ですらある。しかし、熱エネルギーを介さない
高効率エネルギー変換システムの確立、さらには－(地球環境の水循環をより豊かにするグリーン水素

)

燃料電池
セル

エネルギー社会の構築こそ、人類が積極的に働き＋空気（酸化剤）

かけることによってはじめて可能となる地球環境

水＋排ガスの持つ可能性の発現である。この可能性の発現は、人類文明による地球環境の展開の本質的な歩みと(b) PEFCの基本構造

とらえるべきではないだろうか。

電子
空気極

燃料極

酸素O2

H+

水素H2

参考文献
1）ドネラ H. メドウズら：成長の限界―ローマ・クラブ人類の危機レポート、ダイヤモンド社（1972）.

電解質膜

少量の白金

2）情報の文明学：梅棹忠夫、中公文庫（1999）.

水H2O

3）石原顕光：トコトンやさしい電気化学の本 新

大量の白金版、日刊工業新聞社（2023）.

燃料極(水素酸化)：2H2→4H++4e空気極(酸素還元)：O2+4H++4e-→2H2O

4）槌田敦：資源物理学入門、日本放送出版協会

図 5 (a) 燃料電池システムの模式図、(b) PEFC の基本構造 .

図5(a)燃料電池システムの模式図、(b) PEFCの基本構造.

− 21 −（1982）.

JISE REPORT No.11（2024）

5）石原顕光：トコトンやさしいエントロピーの

8）A. Ishihara, S. Tominaka, S. Mitsushima,

本 第２版、日刊工業新聞社（2020）.

H. Imai, O. Sugino and K. Ota,“Challenge of6）石原顕光：トコトンやさしい再生可能エネル

advanced low temperature fuel cells based on

ギーの本、日刊工業新聞社（2012）.

high degree of freedom of group 4 and 5 metal

7）水素エネルギー協会編：水素エネルギーの事典、
朝倉書店 （2019）.

oxides”, Curr. Opin. Electrochem. 21, 234-241（2020）.

− 22 −

IGES 国際生態学センター市民環境フォーラム

JISE REPORT No.11（2024）

脱炭素化推進に向けた小型・分散型アンモニ
ア製造装置開発についての紹介依田1

宏（つばめＢＨＢ株式会社）ンモニア）は、化石資源から生成していた従来型

はじめにアンモニアと比較して脱炭素化を大きく推進するものとして期待がかかっている。

アンモニアは、化学工業において尿素などの窒本稿では、従来製法（*1）に比べてより低温・素肥料を製造するための基幹化学品として極めて低圧条件下でのアンモニア合成を可能とする新触大量に生産されており、増加し続ける人類の食糧媒を用い新たに開発された小型現地生産型アンモ需要を支えるなど大きな役割を担ってきた。最近

ニア製造について解説し、分散型生産による効率

では、アンモニアの易液化性・可燃性・炭素原子的な生産・消費、および再生可能エネルギーとのを含まない一方水素３原子を含む物質である等の組み合わせによる脱炭素化推進について紹介す特性から、輸送 ･ 貯蔵可能な水素キャリアとしてる。

の利用、火力発電における化石資源との混焼 ･ 専
焼燃料などによる低・脱炭素化に向けた燃料とし（*1）従来の代表的なアンモニア製法はハーバーての利用など、環境 ･ エネルギー両面からも注目･ ボッシュ法（以下、HB 法）である。100をされている。

年以上の実績を持ち、空気中の窒素と主また、近年供給が増大している再生可能エネルに化石資源から得られる水素を高温 ･ 高ギー（太陽光、風力など）を基に生成された水素

圧条件下で反応させるアンモニアを合成を原料として生産されるアンモニア（グリーンア

する。運転条件が厳しいことより大規模・

図1

アンモニアの用途と世界の生産規模− 23 −

JISE REPORT No.11（2024）

一極集中型での生産が中心となっている。

22）。同時に、触媒性能向上・長寿命化などエレク
トライド触媒の最適設計にも大きく貢献し、これアンモニアについて

ら実運転からのノウハウを基に既に第一世代触媒の開発は終了し、実プラントに適用するための商アンモニアは、化学工業において窒素含有化成品として特に尿素をはじめ窒素肥料を製造するための窒素源として重要な化成品である。また、メ
ラミン樹脂やナイロンなどの合成繊維原料や、排業化が進められている。

4

アンモニア生産・消費サイクルにおける脱炭素化

ガス脱硝還元剤にも使用されるなど、現在の世界

エレクトライド触媒による温和な条件での効率のアンモニア生産・消費量は年間約 2 億トンと言的なアンモニア合成はアンモニア製造プラントのわれている。

省エネルギー化を可能にし、HB 法ではスケール

最近ではカーボンニュートラルの実現に向け、メリットの優位性を失うために実現が困難であっ二酸化炭素を発生しない燃料として火力発電におたアンモニア製造プラントの小型化が実現可能とける化石資源との混燃・専燃燃料や水素キャリアなる。プラントの小型化は、化石資源を要因とすといった環境・エネルギー関連の工業利用にも注るアンモニア製造プラントの建設地制約を解消し目が集まっている（図 1）。今後のアンモニア需要

建設地を分散させ、消費地でのオンサイトアンモ

は、人口増加と共に肥料産業や工業向けに増加す

ニア生産を可能にする。

ることに加え、燃料向けに大きく需要が伸びると言われており、2050 年には現在の約 2 倍の需要が見込まれている。

3

新アンモニア合成触媒の開発・実証
アンモニア合成反応は理論的には低温 ･ 高圧条件が有利であるが、従来より用いられている鉄系
アンモニア合成触媒は触媒活性・反応効率を向上させるために高い反応温度を必要とする。
これに対し、2012 年に東京工業大学の細野研究室で新たに開発されたエレクトライド触媒は、低
温 ･ 低圧条件下で効率的にアンモニア合成を促進することが特徴となっている 1）～ 3）。

図3

エレクトライド触媒の実用化については、アン B 法とオンサイトアンモニア生産システムのH
ビジネスモデル比較

モニア合成プラントへの適用実証のために、2019

図 3 に HB 法と弊社の目指すビジネスモデルの年 12 月にパイロットプラントを操業開始し、今比較を示す。HB 法は大規模一極集中型のアンモ日まで引き続き触媒活性確認、耐久性能確認、運ニア生産システムであるが、弊社は小規模分散型

転条件の最適化、運転方法の確立を進めている（図のオンサイトアンモニア生産システムにより、アンモニアの輸送と貯蔵に掛かるコスト・エネル
ギー消費を低減させ、現状で高い物流コストを支払っている地域の消費者に安価なアンモニアを提供すると同時に脱炭素化を推進できる（図 4）。
さらに、脱炭素社会を目指す近年の世界的潮流を受けて、二酸化炭素を排出せずに製造されるア
ンモニア、すなわち、グリーンアンモニアが望まれている。グリーンアンモニアを製造するには、製造時に大量の二酸化炭素を排出する化石資

図2

年産 20 トンの実証試験設備概要

源由来の原料水素から脱却する必要があり、再生− 24 −

JISE REPORT No.11（2024）

図4

 ンサイトアンモニア生産システムにおけるサオ
プライチェーン

図5

 生可能エネルギーを活用したオンサイトアン
再モニア生産システム可能エネルギー由来の電力を用いた水の電気分解

トアンモニア生産システムおよび窒素肥料生産シによって製造される水素の使用が有望視されていステムを構築できれば、グリーンアンモニアを原る。再生可能エネルギーを利用した発電は、規模料とし、輸送 ･ 貯蔵にかかるコスト・二酸化炭素が比較的小さいことやコストの地域差が大きいこ

排出を削減した窒素肥料を現地の消費者に提供でとが課題である。弊社では再生可能エネルギーをきる可能性がある（図 5）。

利用した小規模分散型のオンサイトアンモニア生

弊社は洗練された従来の優れた HB 法と競合す

産システムの初期検討として、再生可能エネル

るのではなく、それぞれの強みを生かした最適なギーの生産に適した地域を調査している。例えば、システムを提供することにより、エネルギー効率

ラオス国は水力発電が非常に盛んで国内需要を大向上・脱炭素化を推進すると共に、地域社会の発きく上回る余剰電力を輸出しているが、農業で使展にも貢献していきたいと考えている。
以上述べた内容をモデル案として纏めたものを用される化学肥料を輸入に頼っている。このケースでは、豊富な余剰水力発電を利用したオンサイ

図6

図 6 に示した。

アンモニアを利用した持続可能な社会のモデル案− 25 −

JISE REPORT No.11（2024）5

地球温暖化対策として国際的に脱炭素化が声高おわりにに叫ばれている昨今、弊社としてもその一助となるばかりではなく、日本発の技術として国内・海パイロットプラントでの運転実証試験では、成外共に広く展開することにより地球環境保護・脱形したエレクトライド触媒の優れた活性、安定性、炭素化に向けた貢献ができることを切に願っていハンドリングの容易さを確認することができた。

る。

その成果を基に商業プラントの提案を複数進めており、既に国内向けでは商業プラントの受注が引用文献

なされ実用化の段階に入ってきている。引き続き

1）Kitano, M., Inoue, Y., Yamazaki, Y., Hayashi, F.,

第二、第三の受注に向け具体的に案件の話を進め

Kanbara, S., Matsuishi, S., Yokoyama, T., Kim,ており、今後更なる装置最適設計・エネルギー効

S.-W., Hara, M., Hosono, H., Nat. Chem ., 4,（11）,率向上・脱炭素化と併せアンモニアを必要として

934（2012）.

いる国・地域への展開を推進している。

2）Kitano, M., Kanbara, S., Inoue, Y., Kuganathan,

既に述べたグリーンアンモニアのラオス国へのN., Sushko, P. V., Yokoyama, T., Hara, M.,

展開についても、現地側とのプロジェクト化につHosono, H., Nat. Commun., 6, 6731（2015）.

いての交渉も進めており、実現化を視野に入れ取

3）北野政明 , 細野秀雄 , 原亨和 , ペトロテック ,り組んでいく考えである。

39,（2）, 127（2016）.

− 26 −

IGES 国際生態学センター市民環境フォーラム

JISE REPORT No.11（2024）

水素基本戦略とリスクアセスメント
三宅1

淳巳（横浜国立大学）

略［3］，2024 年２月に同じく閣議決定され 3 月にはじめに国会審議入りした水素社会推進法［4］ など，官民一体となった水素等の普及拡大が急速に進められ「 世 界 の CO2 収 支（Global Carbon Budget）」ている。ここでは，低炭素水素を製造・利用するによれば，2023 年の全世界の CO2 排出量は前年

企業の事業計画を政府が認定し，企業の設備投資

比 1.1% 増加し，368 億トンと史上最高記録を更に必要な資金などを補助することとしており，政新している。また，日本の 2021 年度の温室効果

府は 2050 年までに CO2 の排出量を実質ゼロにす

ガス排出量は 11.7 億トン（CO2 換算）で，2013

る目標を掲げるが，化石燃料を使う鉄鋼や発電な年度と比べて 16.9％減ってはいるものの，前年度

どの分野は脱炭素が難しいとされる。低炭素水素

からは 2.0％の増加となっている。図１に 2019 年

を普及させることで，こうした分野での脱炭素の度における我が国の CO2 排出量と産業部門から推進を狙うとともに，CO2 を回収して地下に貯留のエネルギー起源 CO2 排出量を示すが，鉄鋼業，する事業のための環境を整備する CCS 事業法法

化学工業，機械製造業の 3 業種で全体の排出量の案も審議を開始した。政府が CO2 の貯留を担う

63% を占めており，各業種での取り組みが進めら

事業者を選ぶ制度を設け，2030 年までに国内で民れている。

間事業者が CO2 の貯留事業を始められる環境を地球規模課題である脱炭素，カーボンニュート

整えると定めている。

ラル社会の実現に向け，その有力な施策として水水素基本戦略は水素産業戦略と水素保安戦略に素等による技術システムの導入，普及が進んでおより構成されるが，革新的技術の導入，普及にはり，2023 年 6 月に閣議決定された改定水素基本戦

安全・安心を大前提として進める必要があり，水図１

2019 年度における日本の産業部門からのエネルギー起源 CO2 排出量の業種別内訳［1，2］− 27 −

JISE REPORT No.11（2024）

素関連システムの社会実装を進めるためには，各の後のニューサンシャイン計画（1993 年～ 2002

システムのリスク低減を図ったうえで各ステーク

年）などにより国策として進められてきた。さらホルダーが残存するリスクと共生するという考えに，科学技術基本計画やエネルギー基本計画の中方を導入し適用することが有効な解決策となり得で，水素を日常の生活や産業活動で利活用する社る。

会である“水素社会”の実現に向けた取組を加速

筆者らはリスク共生概念に基づき，社会におけすることが定められ，2014 年に水素社会実現にる多様なリスクに適切に対処して先端科学技術の向けた水素・燃料電池戦略ロードマップの策定が社会実装を支援することを目的として社会総合リなされた。この戦略ロードマップにおいて、水素スクの概念を創出し，工学的な視点からのシステ

社会の実現に向けて、これまで取り組んできた定ム内部のリスク評価にとどまらず，関係主体，開置用燃料電池の普及の拡大及び燃料電池自動車市

発段階，社会の価値観等を考慮したリスクアセス

場の整備に加え、水素発電の本格導入といった水［5］

メント手法を提案してきた。本稿では，これま

素需要の拡大や、その需要に対応するための水素での我が国の水素を主としたエネルギー戦略の経サプライチェーンの構築の一体的な取り組みの必緯を概観し，内閣府戦略的イノベーション創造プ

要性が示されている。 さらに、2017 年には世界ログラム「エネルギーキャリア」において筆者らで初めての府省横断での取組をまとめた世界で初が実施した水素ステーションの安全性評価を中心

めての水素戦略である「水素基本戦略」が閣議決に，リスク共生学の適用事例について紹介する。

定され、水素社会のシナリオが示された［6］。ま2

我が国におけるエネルギー技術開発の変遷

た、2020 年の菅首相（当時）による 2050 年カー
ボンニュートラル宣言 , その後、2021 年 10 月に閣議決定がされた「第 6 次エネルギー基本計画」

我が国のエネルギー研究開発は，新エネルギー

では、水素社会実現に向けた取組を抜本的に強化技術開発を目的としたサンシャイン計画（1974

する方向性が示されており［7］、水素利用の普及・

年～ 1992 年），省エネルギー技術開発を目的と推進は政策的に重要な位置付けにある。2023 年 6したムーンライト計画（1978 年～ 1992 年），そ

月には、今般の社会情勢の変化を踏まえ「水素基図２

改定水素基本戦略の概要［8］− 28 −

JISE REPORT No.11（2024）

本戦略」の改定が行われ、より具体的な目標値がことで効率的に貯蔵・運搬する方法」［11］であり，掲げられるとともに、官民一体となった水素社会

液化水素，有機ハイドライド及びアンモニアを活の実現に向けた取組がますます加速している状況

用した CO2 フリー水素バリューチェーン構築を

である

3

［3］

目指して開発された技術である。エネルギーキャ。

水素ステーションの社会実装プロセス

リアの安全性評価研究では，水素ステーションの社会実装を実現するために，水素ステーション及び水素輸送の社会総合リスクを特定し，その安燃料電池自動車の実用化に際しては，燃料電池

全性を検討するための考え方を整理することによ

自動車に安全かつ効率的に水素を充填し，燃料電り，必要かつ合理的な対策や規制の検討を支援す

池を適切かつ効率的に作動させる必要があり，さることを目的とした。特に，研究開始当初，水素らに，その社会実装に際しては，燃料電池自動車

ステーションは未だ導入段階であり，その将来展が従来の燃料による自動車と同等以上の性能を有望において，水素ステーションの整備・運用費及し，消費者の選択肢の一つとなる必要がある。こび機器コストを下げることにより，2025 年に 320

こでは燃料電池自動車およびそこに水素を充填す

箇所，2030 年に 900 箇所の設置を目指していた

る水素ステーションの性能向上という技術的課題［12］とともに，高圧ガス保安法や消防法など，システの水素サプライチェーンが大規模に普及する前にムを取り巻く法規制の合理化や見直し，さらには関連技術の計画・導入・普及段階の各リスクを洗消費者の心理や行動の変容を促すための社会受容

い出し，対策や規制を事前に整理することが本プ性獲得など，社会的な課題が存在している（図３）。

ロジェクトの目的であった。なお，個別の詳細な筆者らは内閣府の戦略的イノベーション創造
プログラム（SIP）「エネルギーキャリア」（2014～ 2018 年度）において，社会総合リスクアセス
メントを水素エネルギーキャリアに適用し，水素
ステーションの安全性評価を実施してその有効性。そのため，水素ステーションや水素輸送など

リスク評価結果については，文献を参照されたい［13,14］。

4水素ステーションのリスクアセスメント

について検証した［9,10］。水素エネルギーキャリア

水素ステーションの社会実装には，施設や設備とは，「気体のままでは貯蔵や長距離の輸送の効を安全かつ効率的に運用するための技術課題とと率に課題のある水素を，液体や水素化合物にする

もに，高圧ガス保安法，消防法，建築基準法等の

図3

水素ステーションの社会実装の考え方

図 3 水素ステーションの社会実装の考え方− 29 −

JISE REPORT No.11（2024）

図 4 リスクアセスメントに基づく液化水素貯蔵型圧縮水素スタンド併設給油取扱所のレイアウト例［16］保安規制をクリアする必要があるが，これら法規

かつ安価に取り扱うための方法として期待されて制制定時には高圧水素を市街地で使用することはいる技術システムに有機ハイドライドシステムが想定されていないため，まずステーションのモデある。有機ハイドライドは石油燃料と同様に常温

ルを構築し，モデルに基づいてシナリオ抽出を行での液体輸送，貯蔵が可能であり，水素ステーショい，抽出したシナリオについてひとつずつ，そのンにおける水素供給設備の原料としての利用が検発生頻度と影響度を算出しリスクの推定を行っ討されている。有機ハイドライドの一種であるメ

た。リスクアセスメントの結果，すでにその存在

チルシクロヘキサン（MCH）は適切な条件で反が社会的に認められているガソリンスタンドと同応させることによりトルエンと水素を生成し，逆等以上の安全性が担保できた場合には，必要な安にトルエンは水素と適切な条件で反応させること

全要件を具備することを条件に水素ステーション

により MCH を生成する。この性質を利用し，タの設置を認めることができるよう法規制や技術基

ンクローリーなどで MCH を受入れてオンサイト

準の策定を行い，社会実装を導くことができた［15］。

で MCH から水素を生成させ，水素を燃料電池自また，ユーザーの利便性を高めるため，ガソリ

動車に供給するとともに，トルエンをタンクローンスタンドと同一敷地内に水素ステーションを併リーなどで払い出す施設が MCH 水素ステーショ

設する水素スタンド併設給油取扱所についても検ンである。払い出されたトルエンは，水素化さ討を行い，図 4 に示す設備的要件と運用上の規定

れて MCH としてリサイクルされる［11］。図 5 にを整えることにより設置を許可することとなった

MCH/ トルエン系による水素生成反応を，図 6 に［16］

有機ハイドライド型水素ステーションの全体ス。

5有機ハイドライド型水素ステーションのリスクアセスメント
水素エネルギーキャリアとしては高圧水素，液化水素がすでに実用化されているが，より効率的キームを，図 7 に MCH を用いた有機ハイドライ
ド型水素ステーションのフィジカルリスクアセス
メント結果を示す。リスクの評価では，発生頻度を 4 レベル，影響度を 5 レベルで分類し，安全対策実施前後でリスクの比較を行った。

− 30 −

JISE REPORT No.11（2024）

図5

メチルシクロヘキサン / トルエン系による水素生成反応［17］図 5 メチルシクロヘキサン/トルエン系による水素生成反応[17]図6

有機ハイドライド型水素ステーション全体スキーム（給油取扱所併設型）［11］

図 6 有機ハイドライド型水素ステーション全体スキーム（給油取扱所併設型）[11]

安全対策前

影響度

図7

発生頻度

安全対策後

発生頻度

1

2

3

4

5

0

0

0

0

4

71

107

102

21

3

92

108

61

1

0

2

24

19

6

6

15

1

8

9

3

10

1

2

3

4

5

1

92

191

114

4

2

31

73

45

3

0

16

31

30

2

0

0

0

1

0

0

7

影響度

 機ハイドライド型水素ステーションのリスク評価例（発生頻度及び影響度の段階は，数字が大きいほどリス
有クは大きくなる。）［13］

図 7 有機ハイドライド型水素ステーションのリスク評価例（発生頻度及び影響度の段階は，数字が大きいほどリスクは大きくなる。）[13]
図 7 のマトリクス中の数字は該当するリスクレ

ことで，現行の安全対策の有効性を検証するこ

ベルのシナリオ数を示している。分析では，まとが可能である。抽出された 648 件のシナリオ

ずガイドワードに基づくリスクの洗い出し手法について，発生頻度と影響度のマトリクスで整で あ る HAZID (Hazard Identification) study を理した結果，現行法で十分にリスク低減がなさ

用いて重大影響シナリオの抽出を行った。本手

れていることが確認された［10,13］。また，安全対法は，ガイドワードに外部ハザードを組み込む策実施後のマトリクスにおいてリスクが最大と見ことで，ステーション内でのリスクだけでなく，積もられた発生頻度がレベル 4（十分に起こりえ自然災害等ステーション外のリスクの洗い出しる）かつ影響度がレベル 4（重大な災害）となっも可能な定性的評価法である。また，可能な安ている 21 件はいずれも自然災害由来のシナリオ

全対策の実施前後でのリスクレベルを比較するである。抽出された重大影響シナリオについては− 31 −

JISE REPORT No.11（2024）

より詳細な分析が行われる。特に，大規模災害時

クを検討するためのガイドラインを作成し公表しのリスクについては，災害防止対策にとどまらず，た［9］。

災害後の復旧までを含めたアセスメントが必要となるため，社会的損失も含めた詳細な分析を行う
ことが望ましい。

6

7

おわりに
本稿では，これまでの我が国の水素を主としたリスク共生概念と社会総合リスク
ガイドライン

エネルギー戦略の経緯を概観し，社会実装を目的

リスク共生学とは，この世界に潜在する多様なた水素ステーションのリスクアセスメントについとしてリスク共生概念に基づいて筆者らが実施しリスクから社会や組織目的に応じて受け入れるリて概説した。
今後，水素システムに限らず，多くの分野におスクを我々が選択するために必要な学問体系であ［18］。AI やゲノム編集などの新規技術は社会をいて科学技術システムの開発，導入，実装が予想

大きく変化させるポテンシャルを有している一方されることから，研究開発から普及までの各段階

で，そのような技術は現行の法制度や倫理観に必において，社会総合リスクの観点から定性的またずしもそぐわない問題を既に社会に投げかけておは定量的なリスクアセスメントを実施し，評価のり，定められた制度の中でその解決方法を模索す

前提条件や限界を明示した上で適切なリスク対応

るだけでなく，人（社会）・制度・技術の要素をおよびリスクコミュニケーションを含むマネジメ

共変的かつ総合的に分析・評価・マネジメントすントを実施することにより，透明性の高い意思決る枠組みが必要となる。しかし，社会ニーズの適定プロセスに基づいて社会実装を進めることが期

切な反映と共に，安全に係る規制の合理化，適正

待される。

る

化や，新たなシステム導入により発生する多様なリスクへの事前の対応が不可欠であるが，十分な引用文献

事前対応が実施されているとは言い難く，さらに［1］環境省 https://www.env.go.jp/content/900445401.pdf

社会におけるリスクの調整・最適化も複雑かつ困（2024 年 3 月 1 日閲覧）難である。社会に潜在するリスクは独立ではなく［2］経済産業省，温室効果ガス排出の現状等， https://

互いに連関しているため，各個別リスクへの最適

www.meti.go.jp/shingikai/sankoshin/sangyo_

な対応の集合が社会に潜在するリスク全体への対

gijutsu/chikyu_kankyo/ondanka_wg/

処としては必ずしも最適な対応とは言えなくなる

pdf/003_03_00.pdf （2024 年 3 月 1 日閲覧）ため，より俯瞰的かつ大局的な視座に基づいたリ［3］再生可能エネルギー・水素等関係閣僚会議，

スク選択に関する学問としてリスク共生学の成立「水素基本戦略」令和 5 年 6 月 6 日，に至っている。

https://www.cas.go.jp/jp/seisaku/saisei_

水素ステーションは市中に建設され，一般ドラ

energy/pdf/hydrogen_basic_strategy_kaitei.

イバーが水素の充填に利用する一方，施設周辺に

pdf（2024 年 3 月 1 日閲覧）

は一般市民が存在することから，コンビナートや［4］資源エネルギー庁「脱炭素成長型経済構造へ

工業団地等とは異なる前提でリスクを検討する必の円滑な移行のための低炭素水素等の供給及び要があり，そこにリスク共生概念を導入する必然

利用の促進に関する法律案」2024 年 2 月 13 日，性がある。そこでは，技術的安全要件を満たすだ

https://www.meti.go.jp/press/2023/02/

けでなく，地域社会と共生するために地域住民や

20240213002/20240213002.html（2024 年 3 月 1

自治体とのコミュニケーションを含めた受容性の日閲覧）獲得が必要であり，フィジカルリスク分析の他，［5］横浜国立大学リスク共生社会創造センター，

環境，経済，社会制度等に関するリスク分析結果「先端科学技術の社会総合リスクアセスメントを統合した総合的な評価が必要となる。導入から

ガイドライン」，2017.

普及段階にある水素ステーションではリスクを絶［6］再⽣可能エネルギー・⽔素等関係閣僚会議，「水対評価することは困難であり，そのような場合に素基本戦略」平成 29 年 12 ⽉ 26 ⽇，は既に社会に受容されている既存のシステムとのhttps://www.cas.go.jp/jp/seisaku/saisei_

比較によって評価することが有効である。以上のenergy/pdf/hydrogen_basic_strategy.pdf

検討に基づき，水素ステーションの社会総合リス（2024 年 3 月 1 日閲覧）

− 32 −

JISE REPORT No.11（2024）［7］ 第 6 次 エ ネ ル ギ ー 基 本 計 画，https://www.

an on-site hydrogen production system using

meti.go.jp/press/2021/10/20211022005/

organic chemical hydride, International Journal

20211022005-1.pdf （2024 年 3 月 1 日閲覧）

Hydrogen Energy, Vol.41, pp.7518-7525, 2016.

［8］https://www.cas.go.jp/jp/seisaku/saisei_［14］産業技術総合研究所，「水素ステーションとenergy/kaigi_dai3/shiryou2.pdf （2024 年 3 月

その周辺のリスク評価書」（2019 年 1 月 28 日），

1 日閲覧）

2019．https://www.jst.go.jp/sip/dl/k04/end/
team10-3.pdf（2024 年 3 月 1 日閲覧）

［9］横浜国立大学，「水素ステーションの社会総［15］ 経 済 産 業 省， https://www.meti.go.jp/

合リスクアセスメント書」，2019.
https://www.jst.go.jp/sip/dl/k04/end/team10-

shingikai/energy_environment/suiso_nenryo_

2.pdf（2024 年 3 月 1 日閲覧）

denchi_fukyu/pdf/006_02_00.pdf［10］科学技術振興機構 , 戦略的イノベーション創造プログラム「エネルギーキャリア」終了報告
書，2019.

（2024 年 3 月 1 日閲覧）
［16］消防庁，「液化水素スタンドを給油取扱所に併設する場合の安全性に関する検討報告書」

https://www.jst.go.jp/sip/dl/k04/

end/team10-0.pdf（2024 年 3 月 1 日閲覧）https://www.fdma.go.jp/singi_kento/kento/［11］ 石 油 エ ネ ル ギ ー 技 術 セ ン タ ー， 有 機 ハ イ

items/kento143_14_houkokusyo.pdf （2024 年
3 月 1 日閲覧）

ドライドを用いた 水素スタンドの技術基準［17］石油エネルギー技術センター，有機ハイドラ

JPEC-S 0010(2020)，2020 年 3 月 30 日制定
https://www.pecj.or.jp/japanese/committee/

イド水素スタンドの概要（技術基準案等の作成に

pdf/jpec-s_0010.pdf（2024 年 3 月 1 日閲覧）

向けた取り組み状況について），2017 年７月 21 日

［12］水素・燃料電池戦略協議会 , 水素・燃料電池

https://www.fdma.go.jp/singi_kento/kento/

戦略ロードマップ～水素社会実現に向けた産学

items/kento223_07_shiryo1-4-1.pdf（2024 年 3官のアクションプラン～ , 平成 31 年 3 月 12 日

月 1 日閲覧）［13］ J. Nakayama, J. Sakamoto, N. Kasai, T.

［18］横浜国立大学先端科学高等研究院リスク共

Shibutani, A. Miyake, Preliminary hazard

生社会創造センター，「リスク共生学」，丸善出

identification for qualitative risk assessment on

版，2019．

a hybrid gasoline-hydrogen fueling station with− 33 −

JISE REPORT No.11（2024）

IGES 国際生態学センター市民環境フォーラム

総 合 討 論目黒：IGES-JISE 市民環境フォーラム「地球温暖ルギーとして使うのがいいのかなという気はします。

化に対する研究と実践的取り組みについて」での、ご講演ありがとうございました。視聴参加
者からの質問で、日本は地震国であり、地熱発

目黒：ありがとうございます。依田さんへの質問

電の利用の可能性について教えてください、とです。アンモニアの新しく開発された装置が従ありました。先程、石原さんのご講演のエネル

来よりもかなりコンパクトに製作・設置出来る

ギーやエントロピーの話と関連ありそうなのようになったっていうことですね。実際の使用で、できればお願いします。

場所の国や地域で製作するのか、あるいは日本から運ぶような形になるのでしょうか。

石原：ご指摘のとおり、日本は火山国であり、地熱発電は有効だと思います。例えば、別府温泉

依田：基本的には使用場所は従来の大型アンモを持っている大分県は再生可能エネルギーの自ニア製造装置の設置が難しい、あまり工業的に給率は全国一位、供給率は全国二位ですね。非

発展してないところが多いです。装置は極力モ

常に地熱発電は有効な方法だと思いますが、実ジュール化・コンパクトなサイズとして（幅際には、国立公園の中にあったり、熱を使うこ

3m 程度、40 フィートコンテナ長さ 12m 以内なとで温泉が枯渇するという話があったり、技術ど）、輸送条件も勘案しつつ基本的には現地工だけでなく、政治的・経済的な問題もあります。

事は極力減らすようにしています。モジュール

それでも、地熱発電は有効な手段だと思います

型装置製作は、正直なところ日本ではなかなかので、使ってゆくべきだと思います。

価格競争で難しく、例えば中国、ベトナムなどが中心になるかなと思っています。

目黒：ご講演中に少し話されていましたが、熱自身を取り出して使うっていうことではどういう

目黒：その装置小型化するにあたって、具体的にご苦労されたことはございますか。

やり方があるのでしょう？なかなか利用しにくい形なのかなとは思うのですが。

依田：そうですね。ハーバーボッシュ法とか従
石原：温度の高いところにある熱っていうのはあ来法に比べて低温低圧でアンモニア合成できる

まりないですからね。例えば、太陽光発電は直ので小型化に向いている設計となりますが、可接太陽の光を電気に変えていますが、それとは燃性ガス（水素など）・毒性ガス（アンモニア）

別に、太陽の表面温度はおよそ 6000 度なので、を扱うので、それらに対応した上で極力コンパ

上手に集光できれば、かなり高い温度の熱が得クトに収めることと製作のしやすさに苦慮いたられます。その熱を利用する太陽熱発電がありしました。加えて高圧ガス保安法などの法規対ます。スペイン南部のセビリアには、集光型太応も考慮しながらコンパクトな装置にして行く

陽熱発電所が建設されています。また身近なとと言うところが難しいところでした。

ころでは、昔ながらのお湯を温めて使うこともできます。太陽熱発電のように非常に高温の熱

参加者：実際にこれから大量に脱炭素燃料といわが得られれば、それを利用して、そのエネル

れる水素並びにアンモニアといったものをどう

ギーを物質に変換して運んで都市で使うような社会実装していくのか。社会の受容性なくして試みも行われています。ただ熱に変えてしまう

多分事業化できないと思いますし、どのようなと、基本的に温度の高いところから低いに移動ステップを踏んでいくのかをこれからよく考えしようとするので、太陽光はそのまま光のエネ

なきゃいけないと感じました。

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JISE REPORT No.11（2024）

すぐ来ますので、非常にその動向自体に高い関

高圧ガス保安法、それからガス事業法、電気心がございます。

事業法といった、いわゆる事業法で同じ設備を扱うのですけれども、事業が違うことによって法体系が異なる。これを水素に統一した形の法

目黒：三宅さん、実装する時の社会受容性の話は律体系に今後変えていこうとするのか、それと研究とか工学とはちょっと違う領域になると思も従来の枠組みを残しつつ、技術基準というもうのですが、実際どういう形で精査されるもののを統一して行くという方向に行くのか？そうなのでしょうか。

いった議論というのは、あったかどうか。といった水素に関する保安戦略について教えて頂けれ

三宅：はい。一般論として、実装に当っては社会受容性の獲得が必要なわけですが、まずは技術

ばと思います。

的課題と法的課題をクリアするというのが大前
三宅：はい、ご質問ありがとうございます。経済提です。それでも、一般市民の方々とか不安感

産業省の検討会の中では、そのような議論は非を持たれる方へ、きちんと技術の説明ですとか、

常に活発に行われました。社会の大きな要請とあるいは連絡体制や万一避難が必要な場合のシしてカーボンニュートラルとか脱炭素の一つのナリオを描いて示していく。つまり、密室で決大きな選択肢として、水素やアンモニアの活用定された話ではなくて、議論のプロセスを透明があると思います。その水素に関してはいろい

化して、その情報提供を必ず行うことだと思いろな法律の網がかかっている。しかしながら水ます。

素という切り口で見て、例えば水素事業法とい社会実装においては、技術開発や運用の検討

うような法律を新たに作ることに議論がありま過程において、モニタリングをしながら早い段

したが、それに関しては検討会の中で結論は出階から常にステークホルダーとの議論をして、ていません。ただし、そういったことも踏まえそれを技術開発に取り組んでいくということがて、その検討の俎上には載せていこうというこ求められています。情報提供、議論の透明性、とです。ですから、当面は現行の法律の中で考それからエビデンスに基づいて客観的な結論をえていくのですが、先を見通して新しい法律を導く。そういうスキームをまず示しておいて、作るかどうかということの検討も議論の一つの議論の進め方に対してみんなが合意できるようトピックスになります。例えば、韓国ではすでにする。そして、一つの技術或いは一つのトピッに水素法という法律が数年前にできています。

クスに関するリスクだけを考えるのではなく

これは、水素に関する事案をすべて取り扱うとて、いろいろな技術が複層しており、多様なスいうのではなく、すでにある法体系ではカバー

テークホルダーのことを考慮して、複眼的に見できない部分については、その水素法で取り扱て折り合う着地点を見出すことが、これから求うという枠組みになっています。ほかの諸外国められるリスクマネジメントの在り方になっても含めた国際整合というのも必要ですので、どくると思います。ゼロリスクではないというこ

ういった形で法を合理化、適正化していくかとと、メリットとデメリットがどんな技術にもあいうのはこれからの議論になると思います。

るのだということをきちんと議論の俎上に載せですから回答としては、議論はなされている

るということですね。そして、同じ土俵に上がっが、現時点では結論が出てないので、当面は現て議論をする時に、共通言語としてのリスクと行の法体系の中で考えていく。新たな法律についう概念を皆さんがご理解いただいた上で、議いては、スピード感を持ってやっていくという論を進めて最終的に合意形成に至るようにす

ちょっと玉虫色の表現で書かれているというこ

る、こういうプロセスが重要だと思います。
もう一つは大きな意味で、その社会的な利益とになります。
【水素社会推進法及び CCS 事業法は、2024 年 5ですね。脱炭素は非常に大きな社会的な命題と

月 17 日に開催された第 213 回通常国会の参議なっており、地球規模の課題です。これを実現

院本会議において可決・成立し、5 月 24 日に公するための必要な技術要件をはめ込んだ議論が布されました】

必要だと思います。ただし、そのためのリソー
スの投入が必要になることを忘れてはならな

参加者：ありがとうございます。実際 2030 年は− 35 −い。ここでいうリソースとは単にお金だけでは

JISE REPORT No.11（2024）

なくて、ヒューマンリソース、情報、あるいは

目黒：どうもありがとうございます。予定時刻を

時間も含まれる。そのようなリソースをどこに過ぎてしまっていますので、本日のフォーラム

投入するかというのが、大きな社会の意思決定はこれで終わりたいと思います。皆さんお忙しに影響してくる大事なファクターだと考えていいところお集まりいただきまして、貴重なお時ます。

間を頂き感謝いたします。また、質問や提案等ありましたら私のところに送ってくださればよ

目黒：ありがとうございます。かなり様々な事をろしいかと思います。本日はどうもありがとうございました。

想定するする必要性があり、透明性やステーク
ホルダー、考え得るシチュエーションを考慮したうえで関係者が納得していただくように精査

三宅・石原・依田：ありがとうございました。失礼します。

していくことが一番大事なのですね。

（文責：目黒・尾﨑）
三宅：そうですね。共感を得るということが重要ですね。

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JISE REPORT No.11
2024年６月21日印刷
2024年６月28日発行
発

行：公益財団法人地球環境戦略研究機関国際生態学センター ： IGES-JISE
https://jise.jp/jp/〒 240-0115

印; E-mail: jise@iges.or.jp
神奈川県三浦郡葉山町上山口 2108-11

刷：株式会社彩流工房〒 231-0862 神奈川県横浜市中区山手町 24-11 徳永山手ビル 201 号
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