Toward “hydrogen society”   「水素社会」実現に向けて  

Attempts have been set afoot in Japan in real earnest to create a "hydrogen society" where hydrogen is used as a main energy source. Toyota Motor Corp., which is expected to play a major role in pulling such society, led the world in marketing its fuel cell vehicle (FCV) "Mirai" running on hydrogen at the end of 2014. The construction of commercial stations that supply hydrogen to FCVs is in progress across Japan. Hakumon Herald looks at some of the schemes under way and challenges they face.

水素をエネルギーとして活用する「水素社会」に向けた活動が本格的に動き始めた。この水素社会を牽引する役割が期待されているトヨタ自動車は昨年末、水素で走る燃料電池車（ＦＣＶ）「Ｍｉｒａｉ」を世界に先駆けて販売開始した。これに伴い国内では、ＦＣＶに水素を補給する商用ステーションの整備が進められている。ＦＣＶ開発をはじめとする水素社会に向け、どのような計画、課題があるのだろう。

The hydrogen-related market is steadily expanding now. According to a "Comprehensive List of World Hydrogen Infrastructure Projects” released by the private Nikkei BP CleanTech Institute on October 24, 2013, the global market will grow to reach 40 trillion yen in 2030 and 160 trillion yen in 2050. However, those projects have to clear some hurdles before they can be put into practice.

現在、水素に関連した市場は着実に拡大している。民間の日経BPクリーンテック研究所が２０１３年１０月２４日に発行したレポート『世界水素インフラプロジェクト総覧』によると、世界市場の規模は２０３０年に４０兆円、５０年には１６０兆円へと膨らむ。だが、この水素インフラ整備を現実のものとするには、乗り越えなくてはならない大きな課題がある。

One of them is the cost. At present, hydrogen is retailed at commercial stations in Japan for approximately 1,050 yen per kilogram. The production cost is put at about 610 yen per kg. Taking the transportation cost of imported hydrogen and the running cost of service stations into account, no one can make a profit at this retail price.

１つはコスト面の課題。現在、商用ステーションで販売されている水素の価格は１ｋｇ当たり約１０５０円。水素の製造コストは１ｋｇ当たり約６１０円とされる。海外からの水素の輸送費、水素ステーションの運営費などを考慮すると、この販売価格ではビジネスとして採算が取れない。 

Another challenge concerns the transportation of imported hydrogen fuel. Because it exists as gas, it is difficult to handle, transport and store it in a large quantity. The "SPERA Project" being promoted by Chiyoda Corp. is expected to solve those two problems. The project is aimed to react hydrogen with toluene, an organic compound, to change it into methylcyclohexane (which is liquid at normal temperature and pressure), thereby paving the way for mass transportation. In addition, this project will be able to cut the production cost by linking itself to the hydrogen plants in countries that produce oil or coal. Changing hydrogen into methylcyclohexane generates a large volume of carbon dioxide (CO2), known to be responsible for global warming along with other greenhouse gases. Under the project, CO2 emissions can be substantially reduced by recovering and pooling them at facilities near the hydrogen plants. To make that possible, however, some problems need to be sorted out, such as which oil or coal countries will be ready to take part in such scheme and which companies in Japan will be ready to undertake the process of bringing methylcyclohexane back to hydrogen.

もう１つの課題は、輸入水素燃料の輸送の問題。水素は気体として存在するため、その扱いが難しく、大量の輸送、貯蔵が困難になっている。この２つの課題の解決策として期待されているのが、千代田化工建設の「ＳＰＥＲＡプロジェクト」である。これが実現すれば、水素を有機化合物であるトルエンと反応させて、運搬しやすいメチルシクロヘキサン（常温・常圧では液体）に変えることで大量輸送が可能となる。加えて、このプロジェクトを産油国・産炭国の水素製造プラントと結びつけることで、製造コストを下げることができる。水素をメチルシクロヘキサン改質する際、地球温暖化のもととなる二酸化炭素が大量に発生するが、このプロジェクトでは製造プラントで回収し、貯留することにより、その排出量を大幅に削減することが可能になるという。だが、ここでも、どの産油国や産炭国を活用するのか、どの企業が国内でチルシクロヘキサンを水素に戻す工程を引き受けるのかなど、いくつか課題が残っている。

Initiatives for a hydrogen society have just been launched. They have a long way to go. However, if the problems involved can be resolved, the use of hydrogen may greatly contribute to realizing a sustainable society free from CO2 emissions.

水素社会実現に向けた動きはまだ始まったばかりで、多くの課題が残されている。しかし、これらの課題を１つ１つ克服することができれば、二酸化炭素を排出しない持続可能な社会を実現するため水素利用が大きく貢献することになるだろう。

(Written by Takaaki Araki)