2023年6月、日本は「水素基本戦略」を6年ぶりに改定した。国内の水素製造と海外からの水素購入を合わせて、2040年までに1200万トン/年に拡大する目標を新たに設定し、官民合わせて今後15年間で15兆円の投資を行うとした。
今回の「水素基本戦略」の改訂では、新たな目標・基準を設定したかに見えるが、水素の供給目標は2040年の中間目標値を示すに留まり、水素の供給コストは据え置き、低炭素水素への移行では暗にブルー水素を許容しており、水素で世界をリードしてきた面影は見えない。
水素基本戦略とは
2017 年12月、日本は世界で初めてとなる水素の国家戦略「水素基本戦略」を策定した。これを皮切りに、2023 年までに日本を含め26の国・地域が水素戦略を策定した。水素は脱炭素およびエネルギー安全保障の観点のみならず、次なる経済成長のドライバーとして位置付けられている。
主要国の水素戦略：
■米国は、2021年6月開始の「Hydrogen Shot6」で、10年以内にクリーン水素を1ドル/kgにすると発表。2023年6月に「国家クリーン水素戦略」を発表し、2030年までに1000万トン/年、2040 年までに2000万トン/年、2050 年までに5000 万トン/年のクリーン水素製造を目指す。
■欧州委員会は、2020年7月に「水素戦略」を発表し、2030年までに最低40GWの再生可能エネルギー水電解装置の導入、最大1000万トン/年のグリーン水素の域内生産目標を掲げた。2022年5月発表の「リパワーEU」計画では、域外からも1000万トン/年の輸入目標を掲げた。
■英国は、2022年4月に「エネルギー安全保障戦略」で、2030年までに10GWの国内低炭素水素製造能力を目指し、そのうち５GW以上を水電解装置由来のグリーン水素とする目標を掲げた。
■ドイツは、2020年6月に「国家水素戦略」で、2030年までに5GWの水素製造能力、2035～2040 年までに５GW規模の水素製造能力の追加を目指す。その後、2021年11月の連立協定で、2030年までに10GWの水素製造能力の確保を目指すと前倒しを表明した。
■フランスは、2020年9月に「国家水素戦略」で、水電解装置を2030年までに6.5GW導入する目標を掲げ、再生可能エネルギー由来水素、原子力由来水素を対象とした。
■中国は、2022年３月に「水素エネルギー産業発展中長期規画」を策定し、2025年にFCEV５万台、再生可能エネルギー由来水素の製造10～20万トン/年、CO2排出削減量100～200 万トン/年の実現を掲げた。
■韓国は、2019年１月に「水素経済活性化ロードマップ」で水素供給を2040年に526万トン/年、3000ウォン/kgを目指し、2021年10月に「水素先導国家ビジョン」でクリーン水素を2030年に100万トン/年（グリーン25万トン）、2050 年に500万トン/年グリーン300万トン）の目標を掲げた。
以上のように、欧州・中国の水素戦略では製造する水素を再生可能エネルギー由来の「グリーン水素」と明記し、米国・韓国は「クリーン水素」としてブルー水素を容認している。ただし、韓国はグリーン水素の占める割合を明記している。
2023年6月、日本は水素基本戦略を6年ぶりに改定した。国内の水素製造と海外からの水素購入を合わせて、2040年までに1200万トン/年とする目標を新たに設定し、官民合わせて今後15年間で15兆円の投資を行うとした。
また、2030年までに国内外における日本関連企業の水電解装置の導入目標を、15GW程度と設定した。水素のコスト目標は、2030年に30円/Nm3程度、将来的に20円/Nm3程度と、従来のまま据え置いた。詳細を次に示す。
水素社会実現のための目標・基準
今回の「水素基本戦略」の改訂では、新たな目標・基準を設定したかに見えるが、水素の供給目標は2040年の中間目標値を示すに留まり、水素の供給コストは据え置き、低炭素水素への移行では暗にブルー水素を許容しており、水素でリードしてきた面影は見えない。
また、水素は、アンモニアや合成メタン（e-methane）・合成燃料（e-fuel）等の様々な燃料の原料として使われるため、「水素基本戦略」「水素社会」等の“水素”には、これらの燃料なども含めた意味で記載するとした。対象を増やすことで、実質の水素目減りとなっていないか？要注意である。
安定的な水素の供給目標（Energy Security）
水素・アンモニア社会の実現を加速化するため、従来から、2030 年に最大 300 万トン/年、2050 年に 2000 万トン/年程度の導入目標を掲げているが、新たに 2040 年における水素導入目標を 1,200 万トン/年程度を水素（アンモニアを含む）の導入目標として掲げ、適切な時期に見直しを行う。
水素供給コストの低減（Economic Efficiency）
従来、水素供給コスト（CIF コスト）は、2030 年に 30 円/Nm3（約 334 円/kg）、2050 年に 20円/Nm3（約 222 円/kg、水素発電コストをガス火力以下）、アンモニア供給コスト（CIF コスト）は、2030 年に水素換算で 10 円台後半/Nm3 の目標値を掲げてきた。
2023 年３月の LNG 価格を水素供給コストに換算すると 24 円/Nm3 となり、水素供給コスト目標は近年の化石燃料価格と同等の目標である。そのため当該供給コスト目標は変えない。
低炭素水素への移行（Environment）
水素・アンモニアの炭素集約度（Carbon Intensity）の目標について、International Partnership for Hydrogen and Fuel Cells in the Economy（IPHE）が国際標準となり得る算定方法論を提示しているとし、日本もこの算定方法に則り国際的に遜色ない低炭素目標を掲げる。
すなわち、１kg の水素製造（Well to Production Gate）での CO2排出量が 3.4kg-CO2e 以下を、低炭素水素（クリーン水素）と設定。水素を原料として１kg のアンモニア製造（ Gate to Gate（水素製造を含む））の CO2排出量が 0.84kg-CO2e/kg-NH3 以下を、低炭素アンモニアと設定する。
以上の目標・基準の実現に向け、供給面・需要面、制度整備、地方自治体との連携、革新的な技術開発、国際連携などの視点から、国内/国際水素サプライチェーンの構築、発電、燃料電池、熱・原料利用の各分野における水素の需要拡大の方向性を示した。
水素産業競争力強化の基本方針
新市場として立ち上がりが比較的早く、市場規模が大きく、日本企業が技術的優位性を持つと考えられる次の５類型（９分野）を重要戦略分野と位置付け、重点的に取り組むとした。
①水素供給（水素製造、水素サプライチェーンの構築）
②脱炭素型発電
③燃料電池
④水素の直接利用（脱炭素型鉄鋼、脱炭素型化学製品、水素燃料船）
⑤水素化合物の活用（燃料アンモニア、カーボンリサイクル製品）
水素供給（水素製造、水素サプライチェーンの構築）
水素製造コストの低減のために、水電解装置コストの低減や効率向上が必須であり、2030年にアルカリ型5.2万円/kW 及び固体高分子（PEM）型6.5万円/kWの目標を目指す。また、高効率の高温水蒸気電解（SOEC）や 触媒に貴金属が不要な AEM 型水電解技術の開発を継続する。
一方、運搬形態については液化水素、MCH、アンモニアが検討されているが、用途に応じた棲み分けが想定されているため、今後、国際輸送コスト、国内配送コスト、エネルギー転換コスト、ライフサイクル CO2、安全性等も加味しながら、総合的に評価していく。
また、水素の供給地と需要地の距離に応じて、圧縮水素、液化水素、MCH、アンモニア、パイプライン、水素吸蔵合金等の適切な輸送技術を選択する必要がある。それぞれの技術面やコスト面の課題解決に向けた支援を行いつつ、最適な国内サプライチェーンの構築を目指す。
水素・アンモニア等の国際サプライチェーンの構築には、アジアやオーストラリア、中東など海外から国内拠点への国際輸送と国内拠点から全国各地への二次輸送を効率的かつ安定的に行うことが必要であり、輸送には、長距離・大規模輸送を行うことが可能な船舶が不可欠である。
脱炭素型発電
2021 年 12 月、欧州委員会が発表した CO2排出量 270g/kWh としたガス火力発電基準により、これまで支援してきた 30％混焼・専焼に加え、高混焼の燃焼器開発を進める必要がある。新たに高混焼の水素発電技術の研究開発項目を追加し、技術開発を加速化する。
既に小型のガスタービンにおいては、混焼から専焼への選択が可能であるが、日本企業がトップシェアを占める大型のガスタービン市場においても、海外の政策動向を注視しながら柔軟に対応する。
燃料電池
鍵となるのがコストダウンであるとし、これまでのような個別のアプリケーション（FC トラック・バスのほか、FC フォークリフト、船舶や鉄道など）だけでなく、そのバリューチェーンのコアとなり、共通に利用される「燃料電池」の国内外の市場に着目した産業戦略の構築を目指す。
すなわち、日本が燃料電池の世界のハブとなるべく、周辺機器など燃料電池スタック以外のサポーティングインダストリーの育成、国内立地を促進する。
モビリティ・動力分野
欧州や中国等も商用車の FC 化に積極的に取り組み、米国の港湾では荷役機械の FC 化等の大型実証が進んでいる。今後の需要の拡大が期待される鉄道や船舶、航空機、建設機械、農林業機械、荷役機械等を視野に入れ、港湾や空港等の脱炭素化の推進にも関係省庁が一体となって取り組む。
また、水素モビリティ需要に応じた幅広い利用シーンを想定し、水素ステーションの大規模化、マルチユース化を進めるため、新たな支援の在り方について早急に検討を進める。
自動車
今後は乗用車に加え、より多くの水素需要が見込まれ FCV の利点が発揮されやすい商用車に対する支援を重点化していく。関係者の集まる官民協議会での議論を通じて FC トラック等の生産・導入見通しのロードマップを作成し、導入の道筋を明らかにする。
バス、タクシー、ハイヤー等の商用車、パトカー等の公用車、水素エンジン車も、今後の水素需要が見込まれる分野で、モビリティ分野における水素需要拡大に向けて官民で取組を進める。
これらの取組を通じて、2030 年までに乗用車換算で 80 万台程度（水素消費量：８万トン/年程度）の普及を、水素ステーションは、2030 年度までに 1000 基程度の整備目標の確実な実現を目指す。
鉄道車両等
FC鉄道車両は、航続距離延伸、高出力化、小型化に向けた技術課題の解決及び社会実装に向けた量産化・コスト低減のための開発を推進する。また、駅の特性を生かした多様なモビリティに水素を供給する総合水素ステーションや、鉄道による水素輸送に関する技術開発や社会実装を推進する。
また、世界各地でFC鉄道車両の開発や実証が進められているが、日本のように諸条件（車両の規格、路線状況等）が厳しい路線に適用可能なFC鉄道車両は開発されていない。そこで研究開発や実証で得られた成果を早急に国内外に展開し、車両メーカーの海外展開等を促進する。
船舶
内航海運の大多数を占める中小型船舶の脱炭素化には、水素燃料電池やバッテリーを搭載した電気推進船も選択肢の一つであり、水素燃料等のエネルギー供給インフラの整備も含めて取組を進める。
港湾における脱炭素化
港湾では、水素・アンモニア等の受入拠点の戦略的な配置・整備を検討するとともに、港湾の荷役機械や港湾に出入りする大型車両等の水素燃料化の促進、次世代船舶への燃料供給体制の構築等の取組を推進する。
水素ステーションの整備方針
今後の整備方針は、乗用車のみならず、商用車、港湾、さらには地域の燃料供給拠点など、より多様なニーズに応えるマルチステーション化を図りながら、需給一体型の最適配置を効果的に進める。特に大規模な水素ステーションの整備に関しては、税制措置等を含め政策リソースを拡充する。
規制は、引き続き安全の確保を前提とし、検査・試験方法の見直しを含む合理化・適正化を進め、更なる規制見直しを通じて水素ステーションの整備費、運営費の低減に努める。
民生分野
家庭用燃料電池は、導入拡大やコスト低減、将来的には需給調整市場への参加などを通じて自立的な普及拡大に繋げる。また、業務・産業用燃料電池及び純水素燃料電池の普及に向けた道筋を示す。
家庭用燃料電池
家庭用燃料電池（エネファーム）は、第６次エネルギー基本計画では2030年に300万台を目指しているが、現時点で普及台数は 50 万台に満たない。今後、量産効果やマンションなど小スペース向け商品提供などで、更に３割の低コスト化、投資回収年数５年を目指し、自立的な普及拡大に繋げる。
家庭用燃料電池はガス改質による水素製造装置が組み込まれ、高コスト化の要因である。将来的に、水素インフラが整備されれば、安価な純水素燃料電池が利用できる。将来の発展も見越した優位性のある市場として導入支援による普及拡大を目指す。
業務・産業用燃料電池
業務・産業用燃料電池は、既存のコージェネレーションシステムと比較して発電効率が高いため、工場やホテル・病院などへの普及、レジリエンスが求められる避難施設、データセンターや空港・港湾といったインフラへの普及が期待され、系統からの電力のピークカットにも資する。
こうした需要を見据え、2030 年には現状の発電効率の 40～55％から 60％を目指し、触媒活性の向上や 50 万円台/kW のコストを目指して技術開発を進める。
水素の直接利用（脱炭素型鉄鋼、脱炭素型化学製品、水素燃料船）
脱炭素型鉄鋼
CO2排出量の多い石炭由来のコークスによる高炉の代替が電気炉のみでは難しいため、水素製鉄が有望視されている。スウェーデンの大手SSABが、2026年にも水素製鉄での量産を開始し、ドイツのメルセデス・ベンツなどに供給する計画が進められている。
一方、国内では日本製鉄やJFEスチールが、それぞれの拠点に水素製鉄試験炉を建設し2024〜25年度に試験を始め、2050年までの導入を目指す。海外に先駆けた水素還元製鉄技術の確立及び海外市場への展開に向けて支援を拡充する。
脱炭素型化学製品
化学産業のカーボンニュートラルには、ナフサ以外からの化学品製造の技術開発が鍵である。水素はCO2 からオレフィン等の炭化水素や機能性化学品を生産する際に必要で、世界に先駆け CO2を原料としたプラスチック等の市場を実現する技術開発と共に、水素供給インフラ整備に対する支援を行う。
水素燃料船
2021 年度より、NEDOのグリーンイノベーション 基金で水素・アンモニア等の燃料に対応したエンジン、燃料タンク、燃料供給システム等の開発を進めており、2027 年の実証運航開始、2030年以降の商業運航実現を目指している。
今後、ゼロエミッション船等の導入、国内生産基盤の構築、船員の教育訓練環境整備等を進め、海運、造船・舶用及び船員の各分野で、ゼロエミッション船等の普及に必要な取組を進める。併せて、国際海事機関（IMO）において経済的手法及び規制的手法の両面から国際ルールづくりを進める。
水素化合物の活用（燃料アンモニア、カーボンリサイクル製品）
燃料アンモニア
アンモニア（NH3）は-33℃以下で液体となり、-253℃の水素に比べて取扱いが容易である。一方、毒性を有するため漏洩対策が不可欠で、燃焼時に CO2の300倍の温室効果を示す亜酸化窒素（N2O）が発生する等の問題 があり、エンジン、燃料タンク、燃料供給システム等の開発が進められている。
アンモニア製造は、限られたライセンサーにより寡占状態にあるため、現在、複数の日本企業が海外のライセン サーと製造設備の設計・調達・建設等のプロジェクトに関わるアライアンス契約を結び、国際市場獲得を目指しており、サプライチェーン構築を実現するため、需給両面で支援を行う。
また、将来を目指して、高効率なアンモニア合成技術等の確立に向けて、グリーンイノベーション（GI）基金等を通じて国内企業 の技術開発・実証を支援する。さらに、新ビジネスモデルの拡大を支援するため、UAE など国際的な企業との協業支援を進める。
アンモニア利用では、NOｘ排出を抑制した燃焼技術を開発し、2023 年度からは100万kW石炭火力発電所での20％混焼試験が予定され、2020年代後半の商用運転が見込まれている。今後、50％超の混焼率の実現やアンモニア専焼化に向けた技術の開発・実証を進め、早期に社会実装を目指す。
また、アンモニア燃料船は、 2023 年 5 月、エンジンの燃焼試験を開始し、2026 年の実証運航開始、2028 年までの商業運航実現を目指す。工業炉での燃料アンモニア利用の技術開発も進めている。
カーボンリサイクル製品（合成燃料）
カーボンリサイクルは CO2を資源として有効活用する技術で、カーボンニュー トラル社会を実現するための鍵の一つである。合成メタン（e-methane）や合成燃料（e-fuel）、化学品などのカー ボンリサイクル製品は、製造時に水素が必要不可欠である。
民生分野では、既存の石油供給インフラを活用した合成燃料（e-fuel）や、既存の都市ガスインフラを活用した合 成メタン（e-methane）及び化石燃料によらない LP ガスの利活用を促進する。
航空機分野では、2030 年の日本における航空機燃料の10％をSAFに置き換える目標を実現するため、SAFの利用・供給目標を法的に設定し、SAF の製造設備投資や技術開発、原料を含めたサプライチェーン構築等を支援する。
過去を振り返る
2017年12月、「第2回再生可能エネルギー・水素等閣僚会議」で、政府は世界に先駆けて水素社会を実現するために、2050年を視野に入れて将来目指すべきビジョンと、2030年までの行動計画を示した「水素基本戦略」を策定しロードマップを示した。
基本戦略では太陽光や風力発電などの余った再生可能エネルギーを用いて、従来エネルギー（ガソリンやLNG等）と同等程度の水素コストの実現を掲げた。政府は、その実現に向けて水素製造から利用まで、各省にまたがる政策群を共通目標の下に統合した。
すなわち、2030年頃に商用規模の国際水素サプライチェーンを構築し、流通量を30万トン/年（発電容量で100万kW相当）に拡大し、水素調達費用を30円／Nm3と現状の1/3以下に下げる。
さらに、2030年以降は、供給面で国際水素サプライチェーンを拡大し、将来的に500万～1000万トン/年（発電容量で1500～3000万kW相当）に拡大し、現状の1／5以下の20円／Nm3に下げる。
水素調達費用の低減策としては、海外の安価な未利用エネルギーにCO2回収・貯留（CCS）を組み合わせる（グレー水素）。または、安価な再生可能エネルギーから水素を大量調達する（グリーン水素）アプローチを基本とした。
また、国際的なサプライチェーン構築のためのエネルギーキャリア技術は、国内で輸送技術・インフラが確立している液化水素、メチルシクロヘキサン（MCH）による有機ハイドライド法、アンモニアやメタンといったエネルギーキャリアの活用を検討する。
アンモニア、メタンはキャリアのみならず直接利用が可能で、アンモニアは2020年頃までに石炭混焼発電などでの利用開始を目指す。
FCEVは2020年までに4万台程度、2030年までに80万台程度の普及を、水素ステーションは2020年度までに160カ所、2030年までに900カ所の整備を掲げた。これらの目標達成に向けてFCVの量産化や低コスト化などで、2020年代後半には、水素ステーションとFCVの自立化を目指した。
また、家庭用燃料電池「エネファーム」を、2020年頃までに固体高分子型燃料電池（PEFC）が80万円/台、固体酸化物型燃料電池（SOFC）が100万円/台を実現し、自立的普及により2030年には530万台を目指した。
さらに水素発電所は、中長期的には再生可能エネルギーの導入拡大に必要となる調整電源・バックアップ電源としての役割を果たす有力な脱炭素化手段であるため、2030年頃の商用化と発電単価17円／kWhを目指し、既存のLNG火力発電と同等のコスト競争力を実現する。
水素基本戦略の改訂理由
何故、今、水素基本戦略を改訂するのか？
➡答えは、2017年12月に策定した水素基本戦略が6年を経過することで、その目標値と内容が陳腐化したからである。事業環境の変化への対応で、随時に戦略を改訂することは必要なことである。普及が滞っているFCEVや水素ステーションの現状を見れば遅すぎた感がある。
では、何が6年間で陳腐化したのであろうか？
➡答えは、2017年12月に策定した①水素の供給目標が低すぎた点である。加えて、②モビリティー（FCEV、水素ステーション、FCバスなど）、家庭用燃料電池（エネファーム）の普及が大きく目標を下回った。一方で、③新たにアンモニア燃料や、④合成燃料の動きが活発化している。
何故、①水素の供給目標が低すぎたのであろうか？
➡2017年12月に策定した水素の供給目標値は決して低くはなかった。実際に、国内の水素需要は予想したほども伸びていない。欧米先進国の水素戦略を見て帳尻合わせを行った感が強い。
何故、②モビリティー、エネファームの普及が大きく目標を下回ったのか？
➡最大の原因は燃料電池のコストが高いためである。特に、モビリティーでは2000年代に入り世界的にBEVシフトが進み、充電ステーションが普及したのに比べて、FCEVと水素ステーションの凋落は顕著である。加えて、国内メーカーではFCバス、FCトラックの商品化が遅れた。
何故、③新たにアンモニア燃料の動きが活発化しているのか？
➡アンモニア燃料は日本が主体に動いており、今回の水素基本戦略で世界にPRする意図が見える。海外からは毒性の強いアンモニア燃料の使用には批判も集まっており、究極の水素燃料を目指す世界のトレンドとの乖離が見られるので注意が必要である。
何故、④新たに合成燃料の動きが活発化しているのか？
➡電動化が困難とされる大型航空機向けへの持続可能な燃料（SAF）の採用に始まり、2023年３月には欧州連合が合成燃料（e-fuel）を使う場合に限り、2035年以降もガソリン車などの販売継続を認めるなど、世界的なトレンドとなっている。
最後に、諸外国と比べて日本の水素基本戦略の問題はあるのか？
➡欧州・中国の水素戦略では生産する水素を「グリーン水素」と明記し、米国・韓国・日本は「クリーン水素」としてブルー水素を容認している。真に脱炭素を目指すには、日本は韓国のようにグリーン水素比率を明確にし、逃げ道をなくす必要がある。
日本の水素基本戦略の中核は燃料電池である。水素産業競争力強化で、多くのページを割いていることからも分かる。この燃料電池関連の戦略が失敗したことの真摯な反省に基づく戦略の見直しが必要である。FCEVをFCトラック等に書き換えただけでは、同じ失敗を繰り返す可能性が高い。
経済産業省によると、2020年度の目標は水素ステーションは160カ所、FCEVは40000台を目指していた。しかし、水素ステーションは全国で137カ所が開所（2021年２月）したものの、FCEVの国内累積台数は4600台（2021年1月）に留まった。
関連した動き
2023年10月、トヨタ自動車や三井住友フィナンシャルグループなど民間企業約280社で構成する2020年発足の「水素バリューチェーン推進協議会」が、投資会社アドバンテッジパートナーズ、三井住友ＤＳアセットマネジメントと組んで水素産業の育成を後押しするファンドを立ち上げる。
主に水素の製造・貯蔵施設といったインフラの底上げや関連技術を持つ新興企業への投資を、2024年から開始する。2050年カーボンニュートラルを目指す政府は、今後10年間で官民合わせて150兆円超の資金が必要になると試算する。政府支援は約20兆円で、その他は民間マネーになる。
先進技術を持つ海外企業なども投資対象に加えて、蓄積した知見を国内企業に還元する。１件あたりの投資額は数億〜数十億円、ファンド運営期間は10年超を見込み、最初の５〜６年程度で投資する。将来は後続ファンドを順次立ち上げ、総額で数千億円規模に育てる構想を描く。