1 WG 設置の背景と目的 2 欧州のCO2フリー水素活用に向けた動向 2-1 CO2フリー水素の定義 2-2 CO2フリー水素の利活用ポテンシャル 2-3 CO2フリー水素ユースケース 2-4 CO2フリー水素の認証制度設計の取り組み 3 我が国の水素需要動向とCO2フリー水素への代替可能性 (

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せとかうづき
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1 資料 2 第 9 回 CO2 フリー水素 WG 事務局提出資料平成 29 年 8 月 8 日資源エネルギー庁省エネルギー新エネルギー部新エネルギーシステム課水素燃料電池戦略室

2 1 WG 設置の背景と目的 2 欧州のCO2フリー水素活用に向けた動向 2-1 CO2フリー水素の定義 2-2 CO2フリー水素の利活用ポテンシャル 2-3 CO2フリー水素ユースケース 2-4 CO2フリー水素の認証制度設計の取り組み 3 我が国の水素需要動向とCO2フリー水素への代替可能性 ( 概要 ) 1

再生可能エネルギーから水素を製造する Power-to-gas 技術を再生可能エネルギーの導入拡大といった目下の社会課題への対処に応用しつつ将来の

3 2016 年度 CO2 フリー水素 WG における検討状況水素燃料電池戦略ロードマップ (2016 年 3 月改訂 ) においては最終的に目指すべき姿 ( フェーズ 3) として CO2 排出の少ない水素供給構造を実現していくこととしているその実現に向けては再生可能エネルギーから水素を製造する Power-to-gas 技術を再生可能エネルギーの導入拡大といった目下の社会課題への対処に応用しつつ将来の CO2 フリー水素の利活用に向けた足がかりとしていくことが重要 2016 年度の CO2 フリー水素 WG では技術的課題と制度面での取組の双方を検討出所 CO2 フリー水素 WG 報告書 2

4 今年度に引き続き検討を要する事項昨年度の WG では以下の論点について今後更なる検討が必要とされた今年度は特に (1)CO2 フリー水素の利活用を促進するためのユースケースの深堀り等利用ポテンシャルの評価を行うとともに (2) 水素の環境価値を評価し経済的取引に活用していくための CO2 フリー水素の定義インセンティブを付与する仕組み等について検討する技術面調整力として活用可能な Power-to-gas システムの実現水電解装置について 1 エネルギー変換効率の向上 2 コストの低減 3 耐久性の向上を目指した技術開発水電解システムのコストとして 26 万円 /(Nm 3 /h)( 約 5 万円 /kw) を見通すことのできる技術の確立制度面 CO2フリー水素の定義と制度化に向けた詳細設計水素の製造から利用までのCO2 排出量の評価方法 (LCA) と認証スキームの構築水素の持つ環境価値を取引可能なスキームの構築 ( 省エネ法エネルギー供給高度化法等 ) 系統空き容量を超える再エネ発電設備を導入する仕組みの構築その他燃料熱産業利用など低炭素化のポテンシャルを踏まえた CO2 フリー水素の更なる応用分野の拡大 CO2 フリー水素の普及拡大に向けた技術制度の両面での国際的イニシアティブの発揮出所 CO2 フリー水素 WG 報告書 3

5 参考水素基本戦略の策定に向けて本年 4 月に開催された再生可能エネルギー水素等関係閣僚会議 ( 第 1 回 ) において総理から世界に先駆けて水素社会を実現するため政府一体となってこれに取り組むための基本戦略を策定するよう指示がなされた現行の水素燃料電池戦略ロードマップは CO2 フリー水素の利用ポテンシャルや利活用拡大に向けた方策について十分な検討が盛り込まれていないためこれらの論点について深掘りが必要基本戦略策定に向けた重点項目と取り組み水素ステーション整備の仕組みづくり規制合理化アクションプラン水素ステーション整備の官民一体推進体制構築省庁横断の規制総点検基水素サプライチェーン構築水素発電本格導入アクションプラン関係者連携の基礎となる共通シナリオ作成再生可能エネルギー導入の一層強力な推進アクションプラン再エネと水素の連携システムの構築に向けた水素活用形態ポテンシャルの明確化年末本戦略策定年度末戦略ロードマップ改訂出所資源エネルギー庁再生可能エネルギー水素等関係閣僚会議の開催についてをもとに作成 4

6 我が国におけるエネルギー利用状況我が国の一次エネルギー供給のうち電力用途は 44% 運輸向けは 16% であり残りは熱等の用途となる電力のエネルギー転換伝送ロスは一次エネルギー供給の 25% 以上を占める電力では非化石燃料由来のエネルギーが 16% を占めるがその他の部門では大半が化石エネルギー由来我が国の一次エネルギー供給量最終エネルギー消費量内訳 (2015 年 ) 新エネ地熱等水力原子力 19,810PJ 13,548PJ 天然ガス電力 (44%) 電力 (24%) 運輸 (16%) 運輸 (23%) 熱その他 (41%) 熱その他 (53%) ( 原料 ) 一次エネルギー供給量 ( 用途別 ) 最終エネルギー消費量出所経済産業省総合エネルギー統計を元にみずほ情報総研作成 5

我が国における部門別 CO2 排出量と内訳我が国の部門別 CO2 排出量では電力 (

電力部門の燃料別 CO2 排出量単位 : 千トン産業部門業種別 CO2 排出量単位 :

7 我が国における部門別 CO2 排出量と内訳我が国の部門別 CO2 排出量では電力 ( エネルギー転換 ) 産業運輸で85% を占める産業部門では鉄鋼化学工業窯業などエネルギー多消費産業でのCO2 排出が大半運輸部門では旅客用が60% 弱を占める運輸部門の用途別 CO2 排出量単位 : 千トン我が国の部門別 CO2 排出量と内訳電力部門の燃料別 CO2 排出量単位 : 千トン産業部門業種別 CO2 排出量単位 : 千トン出所温室効果ガスインベントリオフィス全国地球温暖化防止活動推進センターウェブサイト日本エネルギー経済研究所エネルギー経済統計要覧 6

8 低炭素化に向けた水素燃料電池技術の利用の方向性 CO2排出量の多い各部門の低炭素化に向けて CO2フリー水素利活用は有効な手段の一つと考えられる発電部門では水素発電による低炭素化運輸部門ではFCVによる低炭素化が有力な手段 CO2高排出産業においても低炭素化に向けた水素利活用の検討が必要ではないか運輸部門 FCV等水素利用による低炭素化 CO2排出量上位部門の水素活用イメージ発電部門水素発電による火力発電低炭素化液化水素サプライチェーン水素発電有機ハイドライドサプライチェーン産業部門 CO2高排出産業の低炭素化に向けた水素利活用の検討が必要製鉄化学工業石油精製等出所温室効果ガスインベントリオフィス全国地球温暖化防止活動推進センターウェブサイト 7

9 本 WG での主な検討スコープ本年度は CO2 フリー水素利活用ポテンシャルの検討と CO2 フリー水素利活用拡大に向けた制度設計の検討を主なテーマとする特に対象とする内容は以下の通り CO2 フリー水素の定義の検討 CO2 フリー水素の定義の明確化環境性に優れた CO2 フリー水素の定義について検討 CO2 フリー水素の利活用ポテンシャルの検討 CO2 フリー水素の利活用ポテンシャルの検討国内の水素利用産業やエネルギー集約産業を対象に CO2 フリー水素の利活用ポテンシャルを検討 CO2 フリー水素利活用拡大に向けた制度設計の検討 CO2 フリー水素利活用インセンティブの設計検討 CO2 フリー水素の環境性踏まえた利活用インセンティブのあるべき姿について検討 CO2 フリー水素の評価認証システムの設計検討 CO2 フリー水素の認証システムの設計認証機関の役割分担等を検討 8

10 1 WG 設置の背景と目的 2 欧州のCO2フリー水素活用に向けた動向 2-1 CO2フリー水素の定義 2-2 CO2フリー水素の利活用ポテンシャル 2-3 CO2フリー水素ユースケース 2-4 CO2フリー水素の認証制度設計の取り組み 3 我が国の水素需要動向とCO2フリー水素への代替可能性 ( 概要 ) 9

11 CertifHy プロジェクト欧州ではグリーン水素および低炭素水素の定義を行うとともにこれらの Gurantee of Origine(GO) スキームの構築に向けたプロジェクト CertifHy が 2015 年から実施中 CertifHy プロジェクト出所 CertifHy CertifHy Developing the 1 st EU-wide Guarantee of Origin scheme for Premium Hydrogen 10

参考 CertifHy プロジェクトの枠組み CertifHy プロジェクトではコンサル認証機関等からなるサブワーキング ( 下図 WP) の下グリーン水素の定義や GO スキームの構築に関する検討を実施 CertifHy プロジェクトの枠組みグリーン水素の市場調査グリーン水素

12 参考 CertifHy プロジェクトの枠組み CertifHy プロジェクトではコンサル認証機関等からなるサブワーキング ( 下図 WP) の下グリーン水素の定義や GO スキームの構築に関する検討を実施 CertifHy プロジェクトの枠組みグリーン水素の市場調査グリーン水素 GO スキームの検討グリーン水素の定義既存の GO スキームの整理ロードマップの策定出所 CertifHy CertifHy Developing the 1 st EU-wide Guarantee of Origin scheme for Premium Hydrogen 11

13 CertifHy におけるグリーン水素及び低炭素水素の定義 CertifHy プロジェクトでは天然ガス改質による水素製造時の CO2 排出量 (91.6g- CO2/MJ ) をベンチマークとして 60% 以上低いもの ( <36.4g-CO2/MJ ) を Premium Hydrogen( プレミアム水素 ) として認証それらは製造源に応じて Green H2( グリーン水素 ) Low Carbon H2( 低炭素水素 ) に分類 CO2 排出量 CertifHy における CO2 フリー水素の定義水素製造源再生可能エネルギー由来 Non-CertifHy H2 非再生可能エネルギー由来製造源によらず製造時の CO2 排出量がしきい値 (=36.4gCO2/MJH2) 以上の水素排出量ベンチマーク ( 天然ガス改質 ) (=91.6g -CO2 /MJ -H2 ) 水素製造時の排出量がベンチマークを上回る施設は CertifHy H2 の製造を認められない CertifHy Green H2 製造時の CO2 排出量がしきい値未満かつ再生可能エネルギー由来の水素 CertifHy Low-Caborn H2 製造時の CO2 排出量がしきい値未満かつ再生可能エネルギー由来ではない水素低炭素水素の排出量しきい値 (=36.4g -CO2 /MJ -H2 = 天然ガス改質の約 4 割 ) 出所 CertifHy CertifHy Developing a European Framework for the generation of guarantees of origin for green hydrogen をもとに作成 12

CertifHy における CO2 フリー水素の製造手段 LCA(Life Cycle Assessment) による各種水素製造法の CO2 排出量計算結果と低炭素水素のしきい値の関係は以下の通り CertifHy におけるしきい値設定は意欲的でありプレミアム水素と認証されるための水素製造手段は限定的となっている

14 CertifHy における CO2 フリー水素の製造手段 LCA(Life Cycle Assessment) による各種水素製造法の CO2 排出量計算結果と低炭素水素のしきい値の関係は以下の通り CertifHy におけるしきい値設定は意欲的でありプレミアム水素と認証されるための水素製造手段は限定的となっている各種水素製造手段における CO2 排出量と CertiHy における低炭素水素のしきい値天然ガス改質 ( ベンチマーク ) 低炭素水素のしきい値出所 CertifHy CertifHy Developing the 1 st EU-wide Guarantee of Origin scheme for Premium Hydrogen 13

グリーン水素の認定条件 CertifHy の枠組みではグリーン水素は再生可能エネルギーを製造源とすることが必要グリーン水素の製造量は全水素製造量に製造に用いられた全エネルギーのうち再生可能エネルギーの占める比率をかけたものとされ仕分けが認められている CertiHy におけるグリーン水素製造量の計算例

15 グリーン水素の認定条件 CertifHy の枠組みではグリーン水素は再生可能エネルギーを製造源とすることが必要グリーン水素の製造量は全水素製造量に製造に用いられた全エネルギーのうち再生可能エネルギーの占める比率をかけたものとされ仕分けが認められている CertiHy におけるグリーン水素製造量の計算例水素製造に用いられたエネルギーの内訳 ( うち再エネ 77%) 製造された水素の内訳 ( うちグリーン水素 77%) 出所 CertifHy CertifHy Developing the 1 st EU-wide Guarantee of Origin scheme for Premium Hydrogen 14

参考プレミアム水素製造までのハードル CertifHy プロジェクトでは LCA に基づきグリーン水素その他の水素それぞれに対して製造源に応じた排出量を割り当てるそれらに対し排出量のハードルを設けてハードルをクリアしたものをグリーン水素又は低炭素水素としている

ハードル 2 生産バッチに投入したエネルギーの平均排出量がベンチマークを超えないハードル 3 再エネ由来非再エネ由来それぞれの水素の排出量がベンチマークを超えないハードル 4 再エネ由来非再エネ由来それぞれの水素の排出量がグリーンな排出基準を超えない <91.6g -CO2 /MJ <91.

16 参考プレミアム水素製造までのハードル CertifHy プロジェクトでは LCA に基づきグリーン水素その他の水素それぞれに対して製造源に応じた排出量を割り当てるそれらに対し排出量のハードルを設けてハードルをクリアしたものをグリーン水素又は低炭素水素としている以下にグリーン水素及び低炭素水素を製造するためのハードルをまとめたグリーン水素低炭素水素製造までのハードル製造設備の適確性のクリア投入エネルギーの適確性のクリア水素製造水素の排出量の適確性のクリア水素のグリーンな排出基準のクリアハードル 1 過去 12 ヶ月に製造した水素の平均排出量がベンチマークを超えないハードル 2 生産バッチに投入したエネルギーの平均排出量がベンチマークを超えないハードル 3 再エネ由来非再エネ由来それぞれの水素の排出量がベンチマークを超えないハードル 4 再エネ由来非再エネ由来それぞれの水素の排出量がグリーンな排出基準を超えない <91.6g -CO2 /MJ <91.6g -CO2 /MJ X% 再エネ <91.6g -CO2 /MJ X% 再エネ <36.4g -CO2 /MJ X% 再エネグリーン水素 (100-X)% 非再エネ製造 <91.6g -CO2 /MJ (100-X)% 非再エネ <36.4g -CO2 /MJ (100-X)% 非再エネ低炭素水素適確性の基準 : クリアしなければそもそもグリーン水素低炭素水素の製造を認められない 15

低炭素水素製造のハードルを越えるために適用されるオフセットの例を以下にまとめたオフセットとは

投入エネルギーの平均排出量の適確性には関連しない非再エネの排出量基準を満たすための

6g -CO2 /MJ を越えている場合再エネ水素を一部非再エネへ振り替えることで

17 参考ハードルを越えるためのオフセットの例 CertifHy プロジェクトではオフセットが認められており再エネによるオフセットが可能グリーン水素低炭素水素製造のハードルを越えるために適用されるオフセットの例を以下にまとめたオフセットとはバッチ内での排出量のやりとりであり製造設備の適確性や投入エネルギーの平均排出量の適確性には関連しない非再エネの排出量基準を満たすための再エネによるオフセット 70% & 96g -CO2 /MJ 30% & 30g -CO2 /MJ 75% & 91.6g -CO2 /MJ 25% & 30g -CO2 /MJ 非再エネの排出量が 91.6g -CO2 /MJ を越えている場合再エネ水素を一部非再エネへ振り替えることで非再エネの排出量を 91.6g - CO2/MJ 以下にできるグリーン水素の基準を満たすための再エネ水素内でのオフセット 100% & 50.2g -CO2 /MJ 91.6g -CO2 /MJ を越えることはできないハードル 3 に抵触 25% & 91.6g -CO2 /MJ 75% & 36.4g -CO2 /MJ 再エネの排出量が 36.4g -CO2 /MJ を越えている場合排出量を一部の水素に寄せることによりグリーン水素の排出基準をクリアすることができる 16

18 CertifHy におけるプレミアム水素の定義に係る論点 CertifHy でのプレミアム水素の定義検討時に論点とされたものを以下に挙げる我が国における CO2 フリー水素の定義検討にあたってもこれらの項目について議論が必要ではないか主な論点内容 CertifHy の定義における対応グリーン水素の製造源の定義グリーン水素製造における再生可能エネルギーの定義が必要欧州の再エネ指令 (RED) の定義に従う CertifHy のプレミアム水素製造プラントの認証ベンチマークとなる排出量の設定適切なベンチマークの設定を行う必要天然ガス改質時の排出量をベンチマークとして採用プレミアム水素と認証するための排出量しきい値の設定既存の規制との整合性を考慮した上で決定する必要 RED のバイオ燃料の目標として 2018 年までに化石燃料比で CO2 排出 6 割削減を受けベンチマークの 6 割減の排出量をしきい値と設定副生水素の排出量の扱いプレミアム水素の CO2 排出量の扱い主目的生成物と副生物の間での排出量割当のルールが必要グリーン水素その他の水素に対する排出量割当のルールが必要主目的生成物と副生物に関する投入エネルギー量で按分 LCA に基づきグリーン水素その他の水素それぞれに対して製造源に応じた排出量を割り当てるプレミアム水素製造所における GO と切り離されて使用される水素 (residual mix) の CO2 排出量 GO と切り離された水素を利用した際の CO2 排出量のカウントに関するルールが必要パイロット実証の中で最終的なルールについては検証出所 CertifHy Technical Report on the Definition of CertifHy Green hydrogen 17

19 1 WG 設置の背景と目的 2 欧州のCO2フリー水素活用に向けた動向 2-1 CO2フリー水素の定義 2-2 CO2フリー水素の利活用ポテンシャル 2-3 CO2フリー水素ユースケース 2-4 CO2フリー水素の認証制度設計の取り組み 3 我が国の水素需要動向とCO2フリー水素への代替可能性 ( 概要 ) 18

20 欧州の長期 CO2 排出削減計画欧州では 2050 年に向け 1990 年比 CO2 排出 80-95% 削減の目標を掲げているところ発電部門に加え輸送工業部門で大幅削減が必須欧州における産業部門ごとの CO2 排出量削減ロードマップ出所 Commission Communication A Roadmap for moving to a competitive low carbon economy in

欧州におけるプレミアム水素の需要ポテンシャル CertifHy では環境規制の下プレミアム水素の需要が成長するシナリオが検討され 2030 年にはプレミアム水素の需要が全水素需要の 17% を占めると見込んでいる主要な水素需要としてリファイナリー自動車ガスパイプライン注入化学等が挙げられており我が国における CO2 フリー水素の利活用に際しても

21 欧州におけるプレミアム水素の需要ポテンシャル CertifHy では環境規制の下プレミアム水素の需要が成長するシナリオが検討され 2030 年にはプレミアム水素の需要が全水素需要の 17% を占めると見込んでいる主要な水素需要としてリファイナリー自動車ガスパイプライン注入化学等が挙げられており我が国における CO2 フリー水素の利活用に際しても類似のセクターにおける需要ポテンシャルの検討を進めることが必要ではないか欧州のプレミアム水素の需要見通し : プレミアム水素 : それ以外の水素産業分野ごとのプレミアム水素需要内訳化学リファイナリー金属その他 P2G( ガス網注入 ) 自動車出所 CertifHy Generic estimation scenarios of market penetration and demand forecast for premium green hydrogen in short, mid and long term 20

欧州における環境規制とプレミアム水素の需要ポテンシャルを有する産業分野の対応出所 CertifHy Generic estimation

22 環境規制とプレミアム水素需要ポテンシャルの関係 CertifHy プロジェクトでは環境規制がプレミアム水素の需要を左右すると指摘同プロジェクトの分析では将来のプレミアム水素需要拡大のポテンシャルを有する分野として特にリファイナリー自動車を挙げている欧州における環境規制とプレミアム水素の需要ポテンシャルを有する産業分野の対応出所 CertifHy Generic estimation scenarios of market penetration and demand forecast for premium green hydrogen in short, mid, and long term 21

23 各部門におけるプレミアム水素需要ポテンシャル CertifHy プロジェクトでは環境規制を受けて 2020 年時点でのリファイナリーにおける水素需要のうち 3% 程度 (= 約 3.7 万トン ) をプレミアム水素が占めると試算例えば輸送部門では 2025 年以降に水素需要のうち 75% がプレミアム水素で賄われると見込んでいる将来のグリーン水素需要推計 (CertifHy) 将来の需要に関連する規制の内容備考リファイナリー 2020 年の EU の燃料エネルギー需要のうち通常の水素は 2% の 3.6Mtoe(= 約 126 万 t- H2) を担いプレミアム水素はそのうちの 3% (=3.7 万トン ) 担うと試算 2020 年迄に燃料に係る CO2 排出量 2010 年比 6% 削減 ( 燃料品質指令 ) 中長期的な見通しとして 2030 年以降はリファイナリーの水素需要のうちプレミアム水素が 25% 程度を占めると予想輸送部門 2030 年までに水電解由来水素は輸送部門での水素需要の 50-60% を占めると予想その他の低炭素水素も合わせて 2025 年以降は輸送部門の水素需要のうち 75% がプレミアム水素で賄われる具体的な需要量は不明輸送部門における再エネシェアを 2020 年までに 10% とする ( 再エネ指令再エネシェア上昇のため再エネ由来水素 ( グリーン水素 ) の需要喚起に繋がる ) 2020 年迄に燃料に係る CO2 排出量 2010 年比 6% 削減 ( 燃料品質指令水素は代替燃料として法令で認められているため FCV でのプレミアム水素の需要喚起に繋がる ) 自動車の CO2 排出量を 2021 年までに 95g- CO2/km 以下とする (CO2 排出規制 ) CertifHy は FCV の普及見通しとして独自に保守的なシナリオを描きそれに基づいて算出を行っている出所 CertifHy Generic estimation scenarios of market penetration and demand forecast for premium green hydrogen in short, mid and long term 22

24 ( 参考 )CO2 フリー水素普及に関連する環境規制 CertifHy ではプレミアム水素の普及に関連する規制として以下のものを取り上げ影響を検討している環境規制の中で特にプレミアム水素利活用のドライバーになりうるものとしては将来の目標数値が課された燃料品質指令 (FQD) や再エネ指令 (RED) があるとしている EU による CO2 フリー水素普及に関連する規制分野法規制規制内容 ( 関連部分 ) 備考発電部門再エネ指令 (Directive 2009/28/EC) 2020 年までに最終消費エネルギーに占める再エネシェアを 20% とする 2030 年までに最終消費エネルギーに占める再エネシェアを 27%( 発電部門の再エネシェアとして 45%) とする - 再エネ指令 (Directive 2009/30/EC) 輸送部門における再エネシェアを 2020 年までに 10% とする水素利用に係る目標は課されていない輸送部門燃料品質指令 (Fuel Quality Diretive) 2020 年までに GHG 排出量を 2010 年比で 6% 減少させる 2020 年以降の目標は不明 CO2 排出量規制 (Regulation 333/2014) 自動車の CO2 排出量を 2021 年までに 95g- CO2/km 以下とする 2025 年までに自動車の CO2 排出量を 68 ~78g-CO2/km とする目標が設定されているエネルギー多消費産業 Emission Trading Scheme 電力および熱生産企事業者エネルギー多消費型産業商用航空業などを対象とする規制のプレミアム水素利用への影響は CO2 の価格に依存することに留意が必要現状では影響は大きくないと予想出所 CertifHy Generic estimation scenarios of market penetration and demand forecast for premium green hydrogen in short, mid, and long term 23

参考プレミアム水素需要見通し ( 運輸 ) CertifHy では自動車燃料としてのプレミアム水素の需要喚起のキーファクターは国地域による規制で課された排出削減目標消費者の受容性が挙げられる 2030 年において自動車用水素の半分以上が水電解により製造されると予想またバイオガス由来水素 CCS+ 化石燃料改質水素なども合わせると約 75%

25 参考プレミアム水素需要見通し ( 運輸 ) CertifHy では自動車燃料としてのプレミアム水素の需要喚起のキーファクターは国地域による規制で課された排出削減目標消費者の受容性が挙げられる 2030 年において自動車用水素の半分以上が水電解により製造されると予想またバイオガス由来水素 CCS+ 化石燃料改質水素なども合わせると約 75% がプレミアム水素になると予想欧州における自動車用燃料としてのプレミアム水素需要見通し : プレミアム水素 : それ以外の水素出所 CertifHy Generic estimation scenarios of market penetration and demand forecast for premium green hydrogen in short, mid and long term 24

26 参考プレミアム水素需要見通し ( ガスグリッド注入 ) CertifHy では P2G で製造したプレミアム水素の需要喚起のキーファクターは安価な電力プレミアム水素の認証制度補助金制度 ( 賦課金等 ) と分析 2030 年に天然ガス網に注入される水素のうち 8 割程度がプレミアム水素になると予想欧州における Power-to-gas( ガス網注入 ) としてのプレミアム水素需要見通し : プレミアム水素 : それ以外の水素出所 CertifHy Generic estimation scenarios of market penetration and demand forecast for premium green hydrogen in short, mid and long term 25

参考プレミアム水素需要見通し ( 産業利用 ) CertifHy では欧州の主要水素利用産業 ( リファイナリー化学金属その他 ) におけるグリーン水素需要を喚起するキーファクターは規制 ( 再エネ法燃料品質法排出権取引 ) CSR 等と分析これらのうち現状では再エネ法燃料品質法 ( 石油改質の低炭素化 ) で課されている排出削減目標のみが主なドライバーとなりうるため

27 参考プレミアム水素需要見通し ( 産業利用 ) CertifHy では欧州の主要水素利用産業 ( リファイナリー化学金属その他 ) におけるグリーン水素需要を喚起するキーファクターは規制 ( 再エネ法燃料品質法排出権取引 ) CSR 等と分析これらのうち現状では再エネ法燃料品質法 ( 石油改質の低炭素化 ) で課されている排出削減目標のみが主なドライバーとなりうるため CertifHy プロジェクトでは石油産業においてプレミアム水素の導入が大きく進むと予想欧州における各水素利用産業ごとのプレミアム水素需要見通し : プレミアム水素 : それ以外の水素出所 CertifHy Generic estimation scenarios of market penetration and demand forecast for premium green hydrogen in short, mid and long term 26

28 1 WG 設置の背景と目的 2 欧州のCO2フリー水素活用に向けた動向 2-1 CO2フリー水素の定義 2-2 CO2フリー水素の利活用ポテンシャル 2-3 CO2フリー水素ユースケース 2-4 CO2フリー水素の認証制度設計の取り組み 3 我が国の水素需要動向とCO2フリー水素への代替可能性 ( 概要 ) 27

29 産業部門でのプレミアム水素利用の取組事例 ( 製鉄 ) 欧州では製鉄所において使用される水素の CO2 排出量を低減する実証プロジェクトとして FCHJU( 欧州燃料電池水素共同実施機構 ) のもとで H2FUTURE GrInHy プロジェクトが開始されている H2FUTURE 及び GrInHy プロジェクト概要 H2FUTURE GrInHy プロジェクト期間 2017 年 2 月から 4.5 年間 2016 年 3 月から 3 年間プロジェクト予算約 1,800 万約 450 万プロジェクト概要オーストリア Linz 内 Voestalpine の製鉄所に設置された水電解装置でアンシラリーサービスを兼ね余剰電力から再エネ由来水素を製造する実証を実施水素は所内のガスネットワークに注入製鉄プロセスの様々な過程で利用ドイツ Salzgitter において再エネ余剰電力から可逆形高温水電解燃料電池により効率 80%(LHV) 以上での再エネ由来水素製造を実現し製鉄プロセスで利用 ( 焼きなまし時の雰囲気ガス ) することで鉄鋼業における低炭素化を目指す実証事業水電解装置 PEM 形水電解装置 (6MW 級 ) SOEC 形水電解 (150KW 級 ) プロジェクト参加メンバー Verbund( 電力事業者 ) Voestalpine( 製鉄事業者 ) Siemens( 水電解装置メーカー ) ECN( 研究機関として実証での運用の解析を担当 ) APG( 送電事業者 ) K1 MET( 研究機関 ) Salzgitter Flachstah( 製鉄事業者 ) BOEING RESEARCH & TECHNOLOGY EUROPE ( 航空機メーカー傘下の研究企業 ) SUNFIRE( 水電解装置メーカー ) Salzgitter Mannesmann Forschung( 製鉄事業者傘下の研究企業 ) VTT( 研究機関 ) EIFER( 研究機関 ) IPM( 研究機関 ) Politecnico di Torino( 大学 ) 出所 FCHJUWeb サイト及び各プロジェクトプレスリリース Web サイトより作成 28

30 産業部門でのプレミアム水素利用の取組事例 ( 製鉄 ) スウェーデンの SSAB LKAB 及び Vattenfall は出資する JV によるカーボンフリーの製鉄プロセスの実現に向けた HYBRIT イニシアティブを推進 2017 年末までの調査研究の後 2024 年までにパイロット実証に取り組む予定 TiZir によれば水素による還元ではプロセスが高速エネルギー効率が良い環境性に優れるなどのメリットがあるとしており上記の企業は水素源について水力風力発電などの再エネから水素製造することもスコープに入れている水素還元製鉄と従来の還元法の所要時間比較水素還元製鉄と従来の還元法の比較エネルギー消費量 CO2 排出量従来従来電解水素電解水素出所 Tizir Prereduction and use of Hydrogen at TiZir 29

産業部門でのプレミアム水素利用の取組事例 ( リファイナリ -) ドイツは欧州の中でも特に製油所の数が多い原油精製プロセスではネットでの水素需要が発生現在天然ガス改質による水素を外部から購入することで賄っている状況欧州の主要な製油所の分布ドイツにおける原油精製プロセスでの水素需給主プロセス名水素需要水素供給需要 ( ネット ) ハイドロクラッキング減圧蒸留脱硫中間留分脱硫 327.

31 産業部門でのプレミアム水素利用の取組事例 ( リファイナリ -) ドイツは欧州の中でも特に製油所の数が多い原油精製プロセスではネットでの水素需要が発生現在天然ガス改質による水素を外部から購入することで賄っている状況欧州の主要な製油所の分布ドイツにおける原油精製プロセスでの水素需給主プロセス名水素需要水素供給需要 ( ネット ) ハイドロクラッキング減圧蒸留脱硫中間留分脱硫ナフサ脱硫 37.0 FCC クラッカ触媒改質計出所 Ludwig Boelkow systemtehinik Hinico Power-to-gas short term and log term opportunities to leverage synergies between the electricity and transport sectors through power-to-hydrogen 30

32 産業部門でのプレミアム水素利用の取組事例 ( 石油 ) Uniper は天然ガス改質由来水素をプレミアム水素に代替することで 9 割の排出量削減が可能としている 2016 年 10 月 BP と Uniper は共同で Power-to-gas 技術のリファイナリーへの適用について技術経済面での FS をドイツの Lingen で開始リファイナリーにおけるグリーン水素の利用イメージ出所 Uniper Power-to-Hydrogen: Legal Barriers and Regulation 31

33 1 WG 設置の背景と目的 2 欧州のCO2フリー水素活用に向けた動向 2-1 CO2フリー水素の定義 2-2 CO2フリー水素の利活用ポテンシャル 2-3 CO2フリー水素ユースケース 2-4 CO2フリー水素の認証制度設計の取り組み 3 我が国の水素需要動向とCO2フリー水素への代替可能性 ( 概要 ) 32

プレミアム水素認証制度 CertifHy プロジェクトではプレミアム水素の普及に向けて環境価値を実際の物理的な水素から切り離した証書として EU 内で取引するための制度の検討を実施しているグリーン水素認証のフローと役割イメージ管轄当局 : 法律上行政上規制上または行政上の統括を実施認定機関 : 認証機関の認可を与える水素製造所原料など製造時の情報を提供

34 プレミアム水素認証制度 CertifHy プロジェクトではプレミアム水素の普及に向けて環境価値を実際の物理的な水素から切り離した証書として EU 内で取引するための制度の検討を実施しているグリーン水素認証のフローと役割イメージ管轄当局 : 法律上行政上規制上または行政上の統括を実施認定機関 : 認証機関の認可を与える水素製造所原料など製造時の情報を提供審査者製造所が CertifHy 基準を満たしているか検証認証機関レポートの内容を検証発行機関グリーン水素証書の発行を決定レジストリ ICT システムに証書発行を記録証書取引を実施出所 CertifHy CertifHy Developing the 1 st EU-wide Guarantee of Origin scheme for Premium Hydrogen 33

35 プレミアム水素認証制度 CertifHy ではプレミアム水素証書制度には以下の役割を持つ機関が必要としている我が国での CO2 フリー水素認証制度においてもこれらを踏まえた役割分担の検討が必要ではないか役割名称 CertifHy における定義役割管轄当局発行機関レジストリ管理者アカウント名義人法律上行政上規制上または行政上の機能の行使または放棄に関連してその機能を行使するために EU の法律および規則の下で正当に認可された団体登録に関する責任を有する機関登録は審査者による評価に基づく GO の発行に関する責任を有するレジストリを運営し維持するため管轄当局および / または発行機関によって任命された組織レジストリに GO 認証を受けられる水素の製造 GO の取引 GO の消費のためのアカウントを持つ者管轄を実施 GO の発行登録の取引 GO 認証を受けられる水素の製造 GO の取引移転及び GO の消費認定機関認証機関を評価認定するための管轄当局に認められた団体認定の実施認証機関環境性の検証機関として機能する認定機関によって承認された団体審査者からのレポートの評価による GO の認証審査者測定機関 GO スキームの要件において水素の生産または変換を評価するために認証機関によって任命された者製造所の出力の測定値を ( アカウント所有者の代わりに ) 収集および決定する責任を負う団体製造所が CertifHy 基準を満たしているか検証測定値の正確さの保証 IT プロバイダ IT システムを担当する発行機関または管轄機関によって任命された組織ソフトウェアとデータベースを開発確立維持サービスプロバイダアカウント管理を実施する権限を持つ団体アカウントの管理出所 CertifHy Roadmap for the establishment of a well functioning EU hydrogen GO system 34

36 CertifHy プロジェクトのロードマップ CertifHy では 2017 年度後半の GO スキームのプレミアム水素認証パイロット実証開始に向け役割分担の整備や各種法規準へのプレミアム水素と認証制度の盛り込み検討などの取り組みを進めている CertifHy ロードマップ出所 CertifHy CertifHy Developing the 1 st EU-wide Guarantee of Origin scheme for Premium Hydrogen 35

37 1 WG 設置の背景と目的 2 欧州のCO2フリー水素活用に向けた動向 2-1 CO2フリー水素の定義 2-2 CO2フリー水素の利活用ポテンシャル 2-3 CO2フリー水素ユースケース 2-4 CO2フリー水素の認証制度設計の取り組み 3 我が国の水素需要動向とCO2フリー水素への代替可能性 ( 概要 ) 36

半導体製造などを行う弱電産業が 53% を占める国内における水素需要内訳の試算全消費量 236 億 Nm3 外販水素需要の内訳消費量 2.

38 我が国の産業部門水素需要の試算我が国における産業部門の水素需要について外販は 1% に過ぎず殆どが工業プロセスの自家消費でありリファイナリーが 46% 製鉄が 40% を占めアンモニア製造石油化学工業が続くなお外販の水素需要については半導体製造などを行う弱電産業が 53% を占める国内における水素需要内訳の試算全消費量 236 億 Nm3 外販水素需要の内訳消費量 2.83 億 Nm3 出所勝又他製造から消費までを考慮した水素マテリアルフローの作成 ( 日本機械学会論文集, Vol. 82, No. 836, 2016) をもとに作成 37

39 我が国の産業部門の水素供給力と需要の関係我が国の産業部門の多くでは水素製造能力が水素需要 ( 自家消費 ) を上回り供給余力が発生していると考えられるこの点例えばリファイナリー部門でネットの水素需要が生じている欧州と事情が異なることには留意が必要一方現状余剰の水素に関しては燃料等として所内消費されているケースも有り一律に単純な余剰とみなせるとは限らない点にも留意が必要産業部門での CO2 フリー水素活用に向けては後述の COURSE50 等の新技術による需要の検討や環境規制 CO2 フリー水素の環境性評価などを総合的に検討することが必要ではないか我が国における水素需要内訳の試算部門水素製造能力 [ 億 Nm3/year] 水素需要 [ 億 Nm3/year] 供給余力 [ 億 Nm3/year] リファイナリー石油化学アンモニア工業製鉄ソーダ工業出所勝又他製造から消費までを考慮した水素マテリアルフローの作成 ( 日本機械学会論文集, Vol. 82, No. 836, 2016) をもとに作成 38

40 参考我が国の鉄鋼業の CO2 排出削減に向けた水素活用我が国においても鉄鋼業における CO2 排出量の削減を図る COURSE50 が NEDO プロジェクトとして進められている本プロジェクトはコークス炉ガスを改質した水素リッチガスを還元剤として利用することで CO2 排出量の 10% 削減を目指すものであり将来的な CO2 フリー水素利活用拡大の足がかりとなることが期待される水素還元製鉄の概要出所 COURSE50Web サイト 39

41 今後の検討事項将来的な CO2 フリー水素利活用拡大に向け必要な論点 ( 案 ) を以下にまとめた議題想定される論点 ( 案 ) 我が国での CO2 フリー水素の利用分野の拡大に向けて我が国での CO2 フリー水素の定義のあるべき姿について CO2 フリー水素の利活用に係るインセンティブ設計について我が国における CO2 フリー水素活用事例とポテンシャルについて海外における CO2 フリー水素活用事例について CO2 フリー水素の温室効果ガス削減ポテンシャル CO2 フリー水素の利用形態応用分野の検討等水素の CO2 排出量算定に係る境界設定ベンチマークの基準の決定 CO2 フリー水素のしきい値となる排出量決定副生水素の取扱い等既存の制度 ( 省エネ法高度化法等 ) における水素の取扱い CO2 フリー水素の認証制度等 40

42 CO2 フリー水素 WG 検討スケジュール ( 案 ) 今後の議論の状況に応じて適宜変更があり得る時期議題内容第 1 回 8/8 1WG 趣旨説明検討の目的スコープ 2 海外における CO2 フリー水素検討状況 WG 開催趣旨目的アウトプットスケジュール海外動向説明第 2 回 9 月 1 我が国における低炭素化のポテンシャル 2CO2 フリー水素の利用形態の拡大欧州基準を適用した場合の水素の CO2 削減効果各分野における低炭素化のポテンシャル分析熱需要や産業分野等における CO2 フリー水素利活用の可能性について第 3 回 10 月 1 中間取りまとめ第 1 回及び第 2 回の議論を踏まえた中間取りまとめ第 4 回年明け以降 1CO2 フリー水素の定義 2CO2 フリー水素活用インセンティブ水素の CO2 排出量算定方法バウンダリー境界設定認証制度等の検討省エネ法高度化法等の制度における CO2 フリー水素の取扱いについて第 5 回以降以降 CO2 フリー水素の定義及び活用インセンティブ等について定期的に本 WG を開催しオープンエンドでの議論を行う 41

FCH2JU は欧州全体の水素燃料電池技術開発をリードしており主に交通エネルギーシステム分野横断型のプログラムを実施している定量目標戦略名称関連主体期間予算定性目標 FCV 水素 ST 需給量第 2 期燃料電池水素共同実施機構 (FCH2JU) 欧州委員会 Hudrogen E

FCH2JU は欧州全体の水素燃料電池技術開発をリードしており主に交通エネルギーシステム分野横断型のプログラムを実施している定量目標戦略名称関連主体期間予算定性目標 FCV 水素 ST 需給量第 2 期燃料電池水素共同実施機構 (FCH2JU) 欧州委員会 Hudrogen E FCH2JU は欧州全体の水素燃料電池技術開発をリードしており主に交通エネルギーシステム分野横断型のプログラムを実施している定量目標戦略名称関連主体期間予算定性目標 FCV 水素 ST 需給量第 2 期燃料電池水素共同実施機構 (FCH2JU) 欧州委員会 Hudrogen Europe N.ERGH 2014~2020 年 N/A 2050 年の低炭素経済のため 2014~2020