水素だけで地球を救うことはできないが、カーボンニュートラルの実現には不可欠だ。現在はコスト高とみなされる解決策も、明日には必要不可欠なものとなるだろう。
ほんの数年前まで、水素はエネルギー転換の puzzle における missing piece（欠けているピース）と称賛されていた。各国政府は数千億ドル規模の投資を示唆する国家水素戦略を発表し、投資家たちは再生可能電力と水から未来のクリーン燃料を生み出す電解プラントへの資金提供に殺到した。
現在、その雰囲気は変化している。プロジェクトのタイムラインは遅れ、コストは依然として高止まりし、初期参入者の中には野心を縮小する企業も出てきている。
しかし、こうした挫折の中でも、地球上で最も豊富な元素である水素は静かに進展を続けている。水素需要は増加し、実用的なパイロットプロジェクトが形になりつつあり、長期的な可能性は無視できないほど重要なままだ。
過剰な期待から厳しい現実へ
水素および水素キャリアには膨大な可能性がある。重工業の脱炭素化、再生可能エネルギーの貯蔵、そしてバッテリーでは不十分な船舶や航空機の燃料として、あるいはハイブリッドモードでの運用が可能だ。しかし、進展は当初の熱狂に追いついていない。
現在、年間約1億トン生産される水素の約99%は、炭素回収なしの天然ガスや石炭から生産されており、年間約10億トンの二酸化炭素という大きなカーボンフットプリントを残している。これは世界の排出量の約3%に相当する。
これを低炭素水素に置き換えるには、約800ギガワットの新たな電解容量が必要となる。これは世界の電力発電量の5分の1、そして現在の再生可能エネルギー出力の約半分に相当する。この規模だけを見ても、水素の展開が物理学、経済学、政策の限界にぶつかっている理由が分かる。
再生可能電力は依然として希少な資源だ。私たちの最優先事項は、水素とその派生物が不可欠な電化が困難なセクターにクリーンエネルギーを振り向ける前に、まず電力グリッド自体を脱炭素化することであるべきだ。これらのステップは完全に順序立てて行われるわけではないが、その原則が私たちの進展を導くべきだ。
それでも、進展は目に見えている。世界の電解槽容量は2021年以降60%増加し、より多くのプロジェクトがパイロット段階から最終投資決定へと移行している。特にアジアと北欧でその傾向が顕著だ。
水素の「色」を理解する
水素はいくつかの方法で生産でき、それぞれコストと気候への影響においてトレードオフがある。これらの生産経路を区別するため、色に基づく命名システムが広く使用されている。
グレー水素は主に天然ガスなどの化石燃料から生産され、世界市場を支配している。安価（通常1〜2ドル/kg）だが、水素1kgあたり約10kgのCO₂という大きな炭素コストを伴う。
ブルー水素は炭素回収・貯留（CCS）を伴う天然ガスから製造される。最新のリフォーマープロセスでは生成されるCO₂の95〜99%を回収できるが、メタン漏れが真の課題となっている。生産や輸送中のわずかな損失でさえ、気候へのメリットの大部分が失われる可能性がある。
このリスクは液化天然ガス（LNG）で最も高く、長距離輸送中により大きな漏れや「ボイルオフ」が発生する可能性がある。欧州の米国LNGへのシフトは、上流の排出量を含めると隠れた気候コストをもたらす。わずか1%のメタン損失でも、水素1kgあたり2〜4kgのCO₂相当量が追加され、高い回収率が低炭素ソリューションの提供という文脈では意味をなさなくなる。
したがって、漏出メタン排出量の制御が不可欠だ。ブルー水素は通常、ガス価格に応じて2〜4ドル/kgのコストがかかる。
グリーン水素は再生可能電力と水から生産される。専用の再生可能電力が提供されれば排出ゼロが可能だが、依然としてコストが高い—通常、電力価格と電解槽コストに応じて4〜8ドル/kgだ。これが、エネルギー転換の長期目標であるにもかかわらず、現在の世界生産のわずか0.5%を占めるにすぎない理由だ。
その他の「色」は興味深い可能性を秘めているが、依然として実験段階にある。
水素の実世界での進展
遅延に関する見出しにもかかわらず、具体的なプロジェクトは前進している。国際エネルギー機関によると、世界の水素需要は2024年に2%成長した。
ノルウェーでは、ASKOとスカニアがトロンハイムで水素駆動トラックと給油ステーションを展開し、クリーン水素が物流を脱炭素化できることを実証している。Norwegian Hydrogenは北欧への輸出も含めたグリーン水素生産を運営している。
Moen Marinは、より環境に優しい水産養殖業への道を開く可能性のある水素船と給油システムを導入している。これは欧州初の完全な海洋水素バリューチェーンの一つだ。
大規模なe-メタノール生産、柔軟な水素グリッドなど、北欧全域のその他のパイロットプロジェクトは、イノベーションが研究室から港湾、道路、産業へと移行していることを示している。
EUイノベーション基金の最新の助成金では、総額29億ユーロの資金のうち、61件中13件の水素関連プロジェクトが選ばれた。
欧州では、水素および水素キャリアはエネルギー安全保障の強化にも役立つと考えられている。国内の再生可能電力から燃料を製造することで、欧州のエネルギー輸入の悩みを軽減できる可能性がある。
一方、中国は水素で急速に前進している
欧州が適度なペースで前進し、米国が低炭素ソリューションへの支援を「再構築」している間、中国は加速している。第15次5カ年計画（2026〜2030年）の下、北京は量子技術、バイオ製造、核融合エネルギー、6Gモバイル通信と並んで、水素エネルギーを中核的な戦略的成長産業・技術の一つに指定した。
国家政策には現在、直接補助金、国家支援のインフラ整備、需要を刺激するための長期購入契約が含まれている。目標は明確だ：グリーン水素を急速に拡大し、それを可能にする技術でグローバルリーダーシップを確保することだ。
中国はすでに世界の電解槽製造能力の大部分を占めており、2025年のグリーン水素ロードマップは航空、海運、精製分野でのさらなる拡大を示している。他国が躊躇している間に、中国はバリューチェーンを所有する態勢を整えている。
水素の経済性はまだ合わないが、将来は変わる
化石燃料と清浄水素のコスト差は依然として中核的な課題だ。再生可能水素のコストはグレー水素の少なくとも3倍だ。ブルー水素はそのギャップの一部を埋める可能性があるが、炭素回収・貯留（CCS）という概念に対する一般の反対とメタン排出に関する不確実性が依然としてその進展を妨げている。
EUの規則と水素の分類は、欧州のエネルギー転換における水素の自然な役割を果たすために必要な進展を妨げていると主張することもできる。実際の検証可能なフットプリントに基づくシステムこそ、私たちが遵守すべきものだ。
政策立案者はこれを認識している。米国のインフレ削減法と欧州の水素補助金は、税額控除や資金スキームでそのギャップを埋めようとしてきた。しかし、勢いは不均一であり、金利上昇は資本集約的なプロジェクトに対する投資家の熱意を冷ましている。
最近の国際エネルギー機関（IEA）のレポートが述べているように、世界の進展は「励みになるが、十分とは程遠い」。水素は、肥料生産、製鉄、海運、航空など、直接電化が不可能な産業にとって不可欠だ。しかし、すべてを脱炭素化するわけではない。
長期的な視点での投資
水素はバブルが崩壊するのを待っているのだろうか？それはありそうにないが、バブルはしばしばブレークスルーの前兆となる。ドットコムブームは多くの初期インターネット企業を消滅させたが、今日のデジタル経済と「magnificent seven（素晴らしき7社）」のような世界最大の企業の基盤を築いた。AIについても同じことが言われているが、短期的な変動は長期的な必要性を消し去るものではない。
真の課題は心理的なものだ。人類は現在のコストと比較して将来の利益を過小評価する傾向がある。これは経済学者が割引率と呼ぶバイアスだ。
ほとんどの人は、将来は今日よりもはるかに価値が低いかのように行動する。これが気候ソリューションへの慢性的な過少投資を説明している。実際には、その論理は逆であるべきだ。気候対策はマイナスの割引率を持つ：無策のコストが増大するにつれて、その価値は上昇する。
水素はその説明に完全に当てはまる。化石燃料の代替品よりもコストが高く複雑だが、その戦略的価値は年々増加している。問題は世界がそれを必要とするかどうかではなく、市場が成熟したときに誰がその市場を所有するかだ。
中国は他国が躊躇している間に大規模な水素展開を進めることを選択したようだ。結局のところ、5カ年計画はそれほど悪いアイデアではないのかもしれない。
今投資し、長期的なレジリエンスのために初期の非効率性を受け入れる政府と企業が、次のエネルギー時代を定義するだろう。世界で最も豊富な元素である水素は、最も重要な転換を支える燃料となるかもしれない。
