あなたの業界はいつグリーン水素を採用すべきか？

グリーン水素は、削減が難しい産業の脱炭素化に欠かせない商品として台頭しつつあります。 天然ガスを使用して生産され、炭素集約型であるグレイ水素とは異なり、グリーン水素は再生可能エネルギー源を使用して生成されます。 そのため、電化の候補ではない産業用途に持続可能な代替手段を提供します。

持続可能性のメリットが明白であるにもかかわらず、グリーン水素の普及は、その経済的実現可能性にかかっています。水素均等化発電原価（LCOH）と呼ばれる生産コストの高さが、グリーン水素への投資と需要を妨げてきました。従来の水素生産と競合するには、LCOHは1キログラムあたりおよそ2米ドルに達する必要があります。真に普及するには、このコストはさらに下がり、1キログラムあたりおよそ1米ドルになる必要があります。

図1：2022年から2050年までのグリーン水素のLCOH

（出典：ABIリサーチ）

ありがたいことに、楽観視できる理由があります。

電気分解機（電気を使用して水を水素と酸素に分解する）の進歩、効率性と規模の経済性の向上、より手頃な価格で利用可能なクリーンエネルギー源、再生可能エネルギーのインフラの改善、政府の奨励策により、今後25年間でコストが急速に削減されるでしょう。

ABIリサーチは、進化する生産コストに基づいて、さまざまな業界がグリーン水素に移行する時期のタイムラインを策定しました。

産業分野別のグリーン水素投資のタイムライン

2030年までの早期採用者：石油化学製品、アンモニア、メタノール製造

グリーン水素の初期採用者は、すでに水素を業務に大量に利用している企業である。2030年までに、石油化学製品、アンモニア、メタノール分野で大幅な進出が確立される。

図1：産業分野別の水素需要：2022年

（出典：ABIリサーチ）

2022年の世界の水素需要は9500万トンに達し、その内訳は以下の通りです。

• 石油化学（43%）は石油分解と生成燃料の硫黄含有量削減に使用
• アンモニア（34%）は農業用肥料に使用
• メタノール（17%）は原料に使用
• 鉄鋼製造（6%）は炉の生産性向上に使用

グリーン水素は、グレー水素と同様の機能を発揮します。そのため、これらの産業は既存のインフラに大幅な変更を加えることなく、クリーンな水素に切り替えることができます。導入の唯一の障害はコストと供給量です。幸いにも、LCOHは2030年までに1kgあたり2.50米ドルまで低下すると予測されています。この価格であれば、二酸化炭素排出量を削減したいと考えている重工業にとって、グリーン水素は現実的な選択肢となります。2022年には水素生産量のわずか0.2%がグリーン水素でしたが、この数値は10年後には27%に増加する見込みです。

これらの分野の企業は、今すぐにでもグリーン水素生産者との早期引取契約を確保しておくべきでしょう。そうすることで、需要の高まりや規制圧力に先手を打つことができます。そうすることで、クリーンな水素（H2）市場や再生可能エネルギー市場が拡大し続ける中で、有利な価格設定を確保し、安定供給を確保することができます。

例えば、中東（北アフリカを除く）には世界最大の石油生産国がいくつかあります。サウジアラビアは世界的な石油化学製品の生産国であり、OPECの「調整」生産国でもあるため、化石燃料の段階的廃止によるコストの軽減を目指しており、グリーン水素に特に高い関心を寄せています。同国は、2027年までに中東で予測される240万トンのグリーン水素の大半を生産すると見込まれています。現在建設中のプラントは、電解槽のコスト削減と効率性および規模の向上の恩恵を最初に受けることになるでしょう。サウジアラビアのプロジェクト、特にNEOMがさらなる遅延を回避できれば、同国は早期のクリーン水素エコシステムの主要推進役となる可能性がある。

2040年までに広範に普及：鉄鋼、海運、航空

鉄鋼、海運、航空などの、歴史的に排出量が非常に多い産業は、水素に対する需要がほとんど、あるいはまったくなかったが、2040年までに大規模にグリーン水素を採用するようになるだろう。これらのセクターの排出量は特に削減が困難です。技術的な制約により、電化には不向きだからです。水素のグリーン化は、各セクターの持続可能性への道筋を提供しますが、持続可能な水素は価格が高く入手しにくいことから、その本格的な導入は抑制されてきました。しかし、生産コストが低下するにつれ、排出ゼロの水素は、これらの業界の組織にとって、必須ではないにしても魅力的な選択肢となるでしょう。

鉄鋼業界では、水素は高炉で石炭の代わりに使用され、製造工場では酸化鉄を加工可能な鉄に還元するために使用されます。スウェーデンのSSAB社をはじめとするさまざまな鉄鋼メーカーは、すでに自社のプロセスにグリーン水素の使用を先駆けて導入しています。これはヨーロッパに限られた傾向ではなく、SSAB社は米国初のグリーン水素プラントの運営を計画しています。

このような動きがあるにもかかわらず、これらの残る重工業分野で本格的に導入するには、LCOHを1.80米ドル/kg以下に引き下げる必要があり、これは2040年までに達成すべきマイルストーンである。 いずれにしても、鉄鋼メーカーは2030年までに工場を水素導入に適応させ、LCOHの低価格化が実現したときに備えるべきである。

海運および航空業界も、持続可能な燃料（グリーンアンモニアや電子灯油など）を製造するためにグリーン水素の利用を模索している。現在、効果的な導入には多くの障壁があります。燃料はまだ開発段階にあり、海運会社は変更に対応するために船舶の改修または新造船の購入が必要であり、航空会社はクリーンな航空燃料の信頼性の高いサプライチェーンを確立しなければなりません。しかし、グリーン水素の商業的可能性が高まり、規制や政治的な圧力を克服するにつれ、2040年までにこれらの輸送部門全体に広く導入されることが期待されています。

2050年までにユビキタスな利用

2050年に生産される水素の総量6億トンのほぼ100%がグリーンになることが予想されます。LCOHは1kgあたり1米ドルまで低下すると予測されており、グリーン水素はほとんどの適用可能な産業にとって経済的に実現可能な選択肢となります。この段階では、すでに鉄鋼、海運、航空などの産業に完全に統合されるでしょう。しかし、この低コスト生産は、革新的な技術や新たな利用事例への扉も開きます。

最も有望な開発のひとつは航空分野であり、水素燃料電池が航空旅行に革命をもたらす可能性があります。ZeroAviaのような企業は、すでに将来の航空機イノベーションの種を蒔いています。同社はゼロエミッションの水素燃料飛行機エンジンの試験を行っており、エアバスやアメリカン航空などと契約を結んでいます。 これらの技術が従来の航空旅行に取って代わることはまずないでしょう。現時点では、電子燃料やバイオ燃料が大量に採用されているからです。しかし、燃料電池を動力源とする小型飛行機は、この分野でますます重要な役割を果たす可能性があります。

さらに、安価で豊富なグリーン水素は、水素燃料自動車の条件を満たす可能性がある。水素燃料トラック、バス、フェリーは、電気自動車の代替手段となり得る。現在、電気自動車（EV）は、価格と性能の両面で燃料電池自動車を大きく上回っている。価格の低下と燃料電池電気自動車（FCEV）のさらなる技術革新により、この状況は変わる可能性があり、輸送用途における市場の多様化が期待される。

グリーン水素革命への準備

重厚長大産業によるグリーン水素の採用は、企業、国家、地域レベルでの持続可能性の誓約とネットゼロ目標の達成に不可欠です。これらの産業は、将来にわたって持続可能な事業を確保するために、今すぐに水素戦略の構築と実施を開始しなければなりません。躊躇していると、クリーン水素供給業者との契約条件が不利になったり、競争が激化する商品市場で供給を確保するのが難しくなったり、規制当局とのトラブルが発生したり、急速に変化する市場の多くの機会を活かせなくなる可能性があります。

石油化学、アンモニア、メタノール、そして限定的ながら鉄鋼製造の分野では、早期に採用した企業がすでに成功に向けて体制を整えています。これらの分野の企業は、販売契約を締結し、オンサイト電解槽への投資を行っています。ABIリサーチは、今後10年以内に、規制圧力とグリーン水素の経済的メリットに対する認識の向上により、海運や航空などの産業もこれに追随すると予想しています。2050年までに、グリーン水素のLCOHがほとんどの地域で重要な1ドル/kgの節目を達成すると、排出ゼロの水素は、削減が困難なほぼすべての産業にとって不可欠なものとなり、広く統合されるでしょう。

情報源：ABI Research社

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