温室効果ガス削減の切り札！ブルー水素とグリーン水素とは？

温室効果ガスを発生させないクリーンエネルギーとして注目されている水素。

水素は、水などのさまざまな資源から製造できることから、資源の乏しい日本でも調達が容易な新しい資源として注目されています。また、温室効果ガスの発生を抑制できることもあり、今後ますます注目を集める資源となっています。

そんな水素ですが、最近注目されている「ブルー水素」や「グリーン水素」のことを、みなさんどれくらいご存じでしょうか。今回は、温室効果ガス削減の切り札と言える、ブルー水素やグリーン水素について詳しく解説します。

目次

1. ブルー水素とグリーン水素の違い

2. ブルー水素ｖｓグリーン水素！どちらが有利？

3. 水素社会の実現に向けて

4. まとめ：「グリーン水素」のコストカット技術でビジネスチャンスを狙おう

1. ブルー水素とグリーン水素の違い

まず、クリーンエネルギーとして注目されている、ブルー水素とグリーン水素の違いについて、詳しく解説します。

ブルー水素

ブルー水素は、天然ガスや石炭等の化石燃料を、蒸気メタン改質や自動熱分解し水素と二酸化炭素に分解することで、作られる水素です。

つまり、この方法は化石燃料由来の水素製造です。CO2回収・貯留（CCS）技術と組み合わせて活用することで、CO2を抑制できるため、温暖化対策の目標達成の一助となりうる水素製造方法であるといえます。

グリーン水素

グリーン水素は、水を電気分解し、水素と酸素に還元して生産する水素のことです。この方法では、二酸化炭素などの温室効果ガスを一切発生させないことから、環境への悪影響を与えることなく水素を生産できます。

ちなみに電気分解するにあたって電気が必要となりますが、この電気を化石燃料の発電によって賄うと意味がありません。そこで、風力や太陽光など再生可能エネルギーを利用すれば、温室効果ガスを生成することなく水素を生産することが可能になります。

その他にも水素を作る方法がある？

・グレー水素

「グレー水素」は、水素が生産される流れはブルー水素と同様です。異なるのは、二酸化炭素を回収せず大気中に放出するという点です。

グレー水素は、既に現在の工業生産において多用されており、現在生産されている水素の95％がグレー水素になっています。

・イエロー水素

「イエロー水素」は、グリーン水素と同様に水の電気分解によって生産されます。原子力発電を利用しているため、温室効果ガスの発生は抑制されるものの、放射性廃棄物を生み出すため、必ずしもクリーンエネルギーとは言えない一面もあります。

出典：資源エネルギー庁『次世代エネルギー｢水素｣、そもそもどうやってつくる？』(2021/10/12)

2. ブルー水素ｖｓグリーン水素！どちらが有利？

では、ここからはブルー水素とグリーン水素の比較を通し、これからの社会においてどちらが有利になるのかを考えます。

実用性

多くの企業は、「ゼロ・エミッション」を掲げて、水素を主流とするエネルギーへの展開を図っています。実用性の面で言えば、グリーン水素とブルー水素のいずれからできる水素も、水素としての違いはありません。

ただし、ブルー水素の場合は温室効果ガスである二酸化炭素を貯留し、それを水素生産に使うため、大規模な生産施設が必要となります。

グリーン水素も、水から水素を製造するため、安定して水が供給できる場所でなければ生産できない現状があります。

そのため、ブルー水素においては「供給に十分な生産施設をいかに確保するか」、グリーン水素においては「供給の安定性をどのように確立するか」が実用化の鍵を握っているといえます。

生産コスト

グリーン水素とブルー水素のどちらを優先的に導入するか、大きなカギを握るのは「どちらがより生産コストを抑えられるか」にあります。

グリーン水素とブルー水素のコストを比較した場合、グリーン水素の方がブルー水素よりもコストが高くなります。

なぜなら、グリーン水素は電気分解により水素を生成するため、その電気を確保するためのコストがどうしても必要不可欠であるからです。しかし、最近の技術革新により、グリーン水素の製造コストは、2015年から2020年までに40%のコストダウンに成功し、2025年までにさらに40%程度のコストダウンを実現すると予想されています。

コストの削減は、グリーン水素の販売価格にも影響を与えます。2021年10月時点では、世界的なグリーン水素の販売価格（1キログラム）は3ドル（日本円で342円）～5ドル（日本円で571円）となっています。

一方コストダウンを図ることで、現在の価格の3分の1にすることが現実的に可能とされています。水素が1キロ当たり120円前後で売られるようになれば、ガソリンよりも安価な燃料として市中への普及へも進みます。

それらの技術革新を踏まえて、EUでは、ブルー水素ではなくグリーン水素を普及させることを政策として掲げており、日本をはじめとする先進国も追随する可能性があります。

出典：日本経済新聞『脱炭素の救世主か　水素の課題と可能性、イチから学ぶ』（2012年10月）

出典：資源エネルギー庁『次世代エネルギー｢水素｣、そもそもどうやってつくる？』(2021/10/12

世界の潮流

世界における水素エネルギーの供給にあたっては、先進国による「水素エネルギーの元となる資源探し」が積極的に進められています。例えば、ASEANなどの新興経済国が排出する温室効果ガスなどを「水素エネルギーのもととなる資源」とみなし、それらを日本に輸送して水素を生産する実証実験もスタートしています。

水素は、そのままでは輸送しづらいため、他の物質と化学反応を起こさせて液体化することで、貯蔵や輸送をおこないやすくします。この「有機ケミカルハイドライド法」は、天然ガスなどを液体化して輸入してきた日本の先進的な技術の１つです。

今後、世界規模で水素の確保競争や生産競争が進む中、その原料確保をめぐる国同士の駆け引きも、一層と激化することが予想されています。

出典：資源エネルギー庁『2020年、水素エネルギーのいま～少しずつ見えてきた「水素社会」の姿』(2020年1月)

3. 水素社会の実現に向けて

では、ここからは日本における水素社会の実現について、その状況や将来について詳しく解説します。

政府が描く「水素社会」とは

出典：環境省『脱炭素化にむけた水素サプライチェーン・プラットフォーム』

日本の産業界において、水素は製鉄所等の産業部門において主に利用されていました。

それが最近では、クリーンエネルギーとして自動車やバスなどの燃料や、家庭において電気と熱を同時に作るエネファーム等に活用されています。今後、自動車メーカーによる水素燃料を実用化した市販車の開発・販売をはじめ、化石燃料に代わって主たる燃料として水素が供給される社会づくりが進んでいくでしょう。

カーボンニュートラルと水素燃料

出典：環境省『脱炭素化にむけた水素サプライチェーン・プラットフォーム』

カーボンニュートラルとは、温室効果ガスを排出しない社会づくりを標榜する言葉です。温室効果ガスの排出を抑制しなければ、地球温暖化はますます進行し、気候変動や超巨大な台風の発生など、未曽有の災害を引き起こす要因になります。

世界各地で起きている気候変動による被害をこれ以上大きくしないために、温室効果ガスの排出削減量を数値目標化するなどして、カーボンニュートラルに取り組む必要性が高まっているのです。

水素は、家庭における燃料として、また自動車や航空機、船舶などの輸送手段の燃料として、今後ますますの普及が期待されています。

日常生活や生産活動の部分から、温室効果ガスの排出を削減することが、世界的な急務となっているのです。

今後の課題

環境保護のために必要と言える、水素エネルギーへの転換。しかし、そのための技術革新や新たな技術の普及は、まだまだ道半ばです。特に問題であるのは、技術革新や技術普及に必要な資金が不足していることです。

経済産業省では、水素の利用を進める民間事業に計3700億円を投じる計画を実行に移します。これは、脱炭素の技術革新を支援するために創設した2兆円の基金を活用する大規模な支援プランです。

既に、日本の水素関連技術は、世界の中で最高レベルにあるとされています。ですが、その普及や製品生産に至るまでの資金確保が難しいことから、政府として財政支援を行うことで、研究開発のペースを加速させる必要があります。

特に日本は、化石燃料系の資源のない国です。今までも、オイルショックなどで資源不足が懸念され、社会や経済に大きな影響を与えた歴史があります。今後国内で水を電気分解して水素を生産できれば、エネルギーを確保することが容易となり、結果的に国家の安全保障にもつながります。

今後、環境面のみならず、国家戦略としての水素エネルギーの導入をさらに加速することが、これからの日本に求められているといっても過言ではないでしょう。

出典：読売新聞社説『水素エネルギー　割高なコストの低減が課題だ』（2021年5月）

4. まとめ：「グリーン水素」のコストカット技術でビジネスチャンスを狙おう

グリーン水素のコストは、今後減少することが期待されています。中小企業にとって、グリーン水素の普及は大きなビジネスチャンスにつながります。例えば、家庭用の水素ボンベ、水素を用いた湯沸かし器など、今後の燃料供給が水素に生まれ変わることで、民需が活発になります。

それらの技術を持つ中小企業は、今後大きなビジネスチャンスを迎えることになるでしょう。また、水素燃料のコストダウンとともに、電力小売り会社の電気料金コストも図られることから、通常の事業にかかるコストダウンを見込めるようになります。燃料にかかる費用が下がれば、その分の資金を活用し、成長が見込める分野へ投入することも可能になります。

このように、水素エネルギーがもたらすメリットは、環境への負荷を軽減するだけではないことを、この機会にぜひ認識しましょう。