ブックタイトル鉱山2020年1月号

概要

鉱山2020年1月号

なる。このコストでは日本への輸入価格としては，水素キャリア輸送価格（通常は10円/Nm 3以上）の上乗せを考慮すると，30円/Nm 3の達成は難しい。上述したが，現地における燃料電池のセットで電力平準化目的にしても，8円/kWh以上のコスト上乗せになるので経済性は無い。この水素を中東の石油改質施設で現地利用する方法もあるが，通常の石油施設からの安価な副生水素に対抗することも，多少の政策的な資金が入っている現状では矛盾を生じる。したがって，このままでは折角の太陽エネルギーが有効利用できなくなるという状況であり，更なる各技術のコスト低減または革新的で経済的な新規技術展開が必要になる，という結論（人工光合成側から見ると少しの時間的余裕）がこのコスト試算から導かれる。5．太陽エネルギーを利用した革新的な技術展開と簡易的な経済性試算太陽エネルギーを利用した革新的な技術として，光触媒や光電極による人工光合成水素製造（ソーラー水素）は長年研究が続けられている。半導体光触媒・光電極の原理は太陽光発電＋水5）電解と同じであり，理論的な太陽エネルギー変換効率も同レベルまで向上できる可能性はある。光触媒・光電極の最大の魅力は，低コスト水素製造の将来性であり，単位面積当たりの低コスト化である。DOEでは4つのシステムを想定して水素製造コストを試算した結果を報告している7）。非常に参考になるが，専門家以外の人が読み解くのは少し難しい。様々な種類の人工光合成技術の経済的な優位性をもっと簡潔な試算で表現することはできないだろうか。筆者らは様々なエネルギー変換技術を経済合理性の単位であるエネルギー価格（円/MJ）で整理すると理解しやすいと考えている。電力も水素も燃料製造も，石油代替の基準となる約2円/MJを目指す必要性があることがわかる（図1）5）。（1MJ =0.278kWh。水素や有機物は燃焼熱として横並びで議論できる。）一方，本解説では，太陽エネルギー変換技術に特化した場合の，経済性を比較しやすい簡単な試算方法を提案したい。太陽光発電＋水電解や，光触媒・光電極による人工光合成も最終的な目標が同じ水素製造コストであるなら，サンベルト地帯の土地の価格を無視して，「単位面積高い効率太陽光発電ー水電解法★24.4%★～20%最終ゴール：（46%）■7円/kWhエネルギー問題の解決太陽光発電光電極太陽熱発電光触媒ー電解ハイブリッド法■30円/Nm 3水素■40円/Lエタノール★～4%バイオマス石炭←0.5円/MJ←天然ガス1.3円/MJ←石油2円/MJ実用化ライン★トウモロコシ：0.8%低い人工光合成光触媒高い複雑システムコストシステム低い単純図1様々な太陽エネルギー変換の技術マッピング。太陽エネルギー変換効率やプロジェクト目標値，化石資源のエネルギー価格との関係を示す。鉱山第782号2020年1月－27－