グリーンモビリティ・ラボ

水素モビリティの多角的な展開：国際政策動向、技術革新、そして日本における導入戦略

Tags: 水素モビリティ, ゼロカーボン交通, 燃料電池車, 政策提言, 脱炭素

導入：ゼロカーボン交通における水素モビリティの戦略的意義

気候変動対策が喫緊の課題となる中、交通部門の脱炭素化は世界共通の目標として位置づけられています。特に、バッテリー電気自動車（BEV）では対応が困難な長距離輸送、大型車両、鉄道、船舶、航空といった分野において、水素を燃料とするモビリティ、すなわち水素モビリティへの期待が高まっています。水素は、再生可能エネルギー由来の電力から製造される「グリーン水素」の場合、製造から利用に至るまで温室効果ガスを排出しないゼロカーボン燃料として機能し、持続可能な交通システム構築の中核を担う可能性があります。

本稿では、環境政策コンサルタントの皆様が、ゼロカーボン交通への移行戦略を立案する上での確かな知見を得られるよう、水素モビリティに関する国際的な政策動向、技術革新の現状、そして日本における具体的な導入戦略と、それに伴う課題について詳細な分析を提供いたします。

グローバルな政策フレームワークと主要国の導入事例

世界の主要国・地域は、水素経済の実現に向けた国家戦略を策定し、大規模な投資と政策支援を強化しています。これは、ゼロカーボン交通への移行を加速させるだけでなく、新たな産業競争力を確立するための動きでもあります。

欧州連合（EU）の「Fit for 55」と水素戦略

EUは、2030年までに温室効果ガス排出量を1990年比で55%削減するという野心的な目標「Fit for 55」パッケージを推進しており、その中で水素は重要な役割を担っています。EUの水素戦略では、2030年までに域内で1,000万トンの再生可能水素生産能力を構築する目標が設定され、製造、輸送、利用の各段階におけるインフラ整備と市場創出が加速されています。具体的には、欧州共通利益重要プロジェクト（IPCEI: Important Projects of Common European Interest）の枠組みを通じて、水素関連プロジェクトに数十億ユーロ規模の公的資金が投入され、燃料電池バスやトラックの導入、水素鉄道、港湾での水素利用推進などが進められています。例えば、ドイツではFahrgastschiff MS innogyなどの水素燃料フェリーの実証実験が進行しており、オランダのロッテルダム港ではグリーン水素生産と利用の大規模プロジェクトが進行しています。

米国の「Bipartisan Infrastructure Law」と水素ハブ構想

米国では、2021年に成立した「Bipartisan Infrastructure Law（超党派インフラ法）」に基づき、80億ドル規模の「地域水素ハブ（Regional Clean Hydrogen Hubs）」プログラムが立ち上げられました。このプログラムは、クリーン水素の製造、加工、輸送、貯蔵、利用までを一貫して行う地域エコシステムを構築することを目的とし、複数地域での水素サプライチェーンの確立を目指しています。特に、交通部門への適用として、大型トラック輸送、港湾設備、鉄道などへの水素燃料電池技術の導入が期待されており、具体的な実証プロジェクトが全米で展開されています。例えば、カリフォルニア州では、港湾における燃料電池トラックや荷役機械への水素供給を目的としたインフラ整備が進められています。

アジア各国の戦略的アプローチ

中国は、燃料電池車（FCV: Fuel Cell Vehicle）の導入を強力に推進しており、特に商用車市場での普及を目指しています。2020年にはFCVを「戦略的新興産業」と位置づけ、都市群を対象とした導入支援政策を開始し、水素ステーションの整備とFCVの購入補助金を提供しています。韓国もまた、水素経済への移行を国家戦略として掲げ、世界トップレベルのFCV普及と水素ステーション網の構築を進めています。両国とも、特に都市間輸送や公共交通機関における水素モビリティの導入に注力しています。

技術革新の最前線とコスト競争力

水素モビリティの普及には、技術革新とそれによるコスト競争力の向上が不可欠です。近年、燃料電池システム、水素製造、貯蔵、輸送技術の各分野で目覚ましい進展が見られます。

燃料電池技術の進化

燃料電池システムは、発電効率の向上、耐久性の延長、小型・軽量化が進んでいます。特に自動車向け燃料電池スタックは、貴金属使用量の削減や量産効果により、製造コストが着実に低下しています。乗用車分野では、トヨタのMIRAIやヒョンデのNEXOといった量産FCVが既に市場投入されており、性能と信頼性が実証されています。商用車分野では、いすゞ、日野、ダイムラー・トラックなどが燃料電池トラックの開発を加速させ、高積載量・長距離輸送におけるBEVの課題を解決する手段として注目されています。船舶や鉄道向けの大型燃料電池システムも開発が進み、航続距離と出力の要件を満たすための最適化が進んでいます。

水素製造技術の多様化とコスト低減

水素製造技術においては、「グリーン水素」の製造コスト低減が最大の焦点です。再エネ由来の電力を用いた水電解技術、特に固体高分子形（PEM）水電解やアルカリ水電解の効率向上とスケールアップが進んでいます。国際エネルギー機関（IEA）の分析によれば、再エネ電力価格の低下と電解槽の技術進歩により、グリーン水素の製造コストは今後さらに低下すると予測されています。また、二酸化炭素回収・貯留（CCS: Carbon Capture and Storage）技術と組み合わせた「ブルー水素」も、移行期における重要なオプションとして認識されており、天然ガス由来水素の低炭素化に貢献します。

水素貯蔵・輸送技術の進歩

水素の貯蔵・輸送は、その物理的特性から課題を伴いますが、高圧水素タンクの軽量化・高強度化、液化水素技術の効率向上、有機ハイドライドやアンモニアといった水素キャリア技術の開発が進展しています。特に高圧水素タンクは、70MPa（メガパスカル）クラスのものがFCVに実用化されており、さらに高圧化や複合材料による軽量化が研究されています。液化水素輸送は、大規模・長距離輸送に適しており、豪州からのサプライチェーン構築に向けた実証プロジェクトが進行中です。

日本における水素モビリティの現状と導入戦略

日本は、世界に先駆けて水素基本戦略を策定し、水素社会の実現を目指す国の一つです。しかし、その導入には依然として複数の課題が存在します。

日本の水素基本戦略と「グリーン成長戦略」

日本政府は、2017年に「水素基本戦略」を策定し、世界初の国家戦略として水素の製造から利用までを一貫して推進する方針を示しました。さらに、「2050年カーボンニュートラル」目標の達成に向けた「グリーン成長戦略」においても、水素は重要分野の一つとして位置づけられ、サプライチェーンの構築、コスト低減、国際連携が重点的に推進されています。経済産業省は、2030年までにFCVを80万台普及させ、水素ステーションを1,000箇所設置する目標を掲げています。

インフラ整備の現状と課題

日本の水素ステーションは、2023年時点で約170箇所が稼働しており、世界トップクラスの数を誇りますが、その配置は都市部に集中しており、広域ネットワークとしては未だ不十分です。また、商用水素ステーションの建設・運営コストが高く、水素供給価格もガソリンや軽油と比較して競争力に課題があります。このため、初期投資補助金や運営補助金が提供されていますが、持続可能なビジネスモデルの確立が急務です。

市場導入の障壁と政策的含意

FCVの市場導入における主な障壁は、車両価格の高さ、水素ステーションのアクセシビリティ不足、そして消費者および事業者の認知度と理解度の低さにあります。これらの課題を克服するためには、車両購入補助金の継続、水素ステーションの戦略的配置と利便性向上、水素供給価格の段階的な低減が不可欠です。さらに、公共交通機関や物流事業者に対する導入インセンティブを強化し、初期需要を創出することが重要となります。例えば、路線バスや宅配車両へのFCV導入を支援し、フリート導入による規模の経済を追求することが考えられます。

ゼロカーボン交通実現に向けた戦略的提言

水素モビリティをゼロカーボン交通の主力として確立するためには、以下の戦略的なアプローチが不可欠です。

  1. 国際連携と標準化の推進: 水素技術やインフラに関する国際的な標準化を推進することで、グローバルなサプライチェーン構築と市場拡大を促進します。特に、水素貯蔵・供給技術、燃料電池システムに関する安全性基準や互換性の確保は重要です。

  2. 初期市場形成と需要創出のための政策支援: 高コストが課題となる初期段階においては、政府による強力な政策支援が必要です。車両購入補助金、インフラ整備補助金に加え、二酸化炭素排出量に応じた課税・優遇措置（カーボンプライシング）の導入により、水素燃料の競争力を高めることが考えられます。また、公共部門によるFCVの率先導入は、市場の信頼性を高め、需要を喚起する効果が期待できます。

  3. サプライチェーン全体の最適化とコストダウン: 水素製造から輸送、貯蔵、利用に至るサプライチェーン全体でのコストダウンを図る必要があります。大規模なグリーン水素製造拠点の整備、効率的な水素パイプラインや液化水素運搬船の導入、水素ステーションの建設・運営コスト低減技術の開発が不可欠です。具体的には、国際的な再エネ資源を活用した安価なグリーン水素の輸入体制構築も重要な要素となります。

  4. 社会受容性の向上と情報発信: 水素モビリティに関する正確な情報提供と安全性への理解促進を通じて、社会的な受容性を高めることが重要です。実証プロジェクトの成功事例を広く発信し、一般市民や事業者に対する意識啓発活動を強化すべきです。

結論：水素モビリティが拓くゼロカーボン交通の未来

水素モビリティは、BEVだけではカバーしきれない交通部門の脱炭素化を実現するための、極めて重要なソリューションです。国際的に見ても、主要各国は水素を国家戦略の中核に据え、政策的・財政的支援を強化しています。技術革新は着実に進展し、燃料電池システムや水素製造・貯蔵技術のコスト低減と効率向上は、実用化と普及に向けた道を拓いています。

日本は、水素技術において先駆的な立場にありますが、普及を加速させるためには、インフラ整備の加速、供給コストの低減、そして多岐にわたる政策支援を戦略的に組み合わせることが求められます。特に、商用車や公共交通機関といったフリート需要からの導入を促進し、規模の経済を追求することが、一般市場への波及効果を生む鍵となります。

「グリーンモビリティ・ラボ」は、水素モビリティがゼロカーボン交通の未来を切り拓く中核技術として、その可能性を最大限に引き出すための政策提言と分析を継続してまいります。本稿が、環境政策コンサルタントの皆様の業務において、具体的な戦略立案や提言の根拠となる一助となれば幸いです。