経済産業省 「燃料電池システム等実証研究費補助事業」 平成 1８年度 燃料電池自動車に関する調査報告書 平成 1９年３月 財団法人 日本自動車研究所 は じ め に 今日，地球環境の保全は人類共通の課題である。2005 年のグレンイーグルズサミットでは， 「地球 温暖化は深刻かつ長期的な課題であり，その抑制のための行動が必要」との認識が G8 首脳から示さ れた。また 2007 年 2 月には IPCC（気候変動に関する政府間パネル）の第一作業部会が第 4 次評価報 告書を公表し，地球温暖化が確実に進行しており，その原因は人類の活動に起因している可能性が極 めて高いと結論している。京都議定書が定める第一約束期間（2008 年∼2012 年）の開始も直前とな り，国際的にも温室効果ガス削減に向けた動きが加速されよう。 しかしわが国の2005年における温室効果ガス排出量は， 基準年よりも8.1%増加しており （速報値） ， 吸収源対策や京都メカニズムを活用したとしても，8.7%分の排出量削減が必要とされており，短期的 には，一層の省エネルギーの推進と新エネルギーの利用促進が急務となっている。 その一方で，中・長期的な温室効果ガス排出量の削減目標についての議論も始まっている。気候変 動枠組条約締約国会議 / 京都議定書締約国会合（COP/MOP）では，2009 年を目標にポスト京都の 枠組みを決定する予定である。また欧州連合からは，2020 年までに温室効果ガス排出量を 1990 年比 で 20％削減するとの自主目標も示されている。 このような動きの中で，高効率なエネルギー技術が果たす役割は非常に大きいと言える。特に燃料 電池自動車（Fuel Cell Vehicle：FCV）は，低公害性及び高いエネルギー効率と温室効果ガス排出量 削減の可能性から，その実現と普及に大きな期待がかけられている。 すでに，FCV の普及に向けた動きが世界で進んでいる。米国では，エネルギー省主導で 100 台規 模の FCV デモンストレーションが実施されている。欧州では，燃料電池バスの実証試験「HyFleet： CUTE」が実施されており，同様のプログラムが中国，オーストラリアでも進められている。わが国 においては，経済産業省の「固体高分子形燃料電池システム等実証研究」補助事業として「燃料電池 自動車実証研究」及び「燃料電池自動車用水素供給設備実証研究」 （水素・燃料電池実証プロジェクト： JHFC-1 プロジェクト）が 2002 年度から開始された。2006 年度からは後継の「JHFC-2 プロジェク ト」が実施されている。研究開発面でも，高性能で耐久性のある燃料電池の研究開発が国内外で進め られており，着実な成果が挙げられている。 FCV の開発・普及のためには，個々の要素技術について開発を推進すると同時に，燃料電池（自動 車）の開発動向やそのインフラ整備状況を広く把握することが必要である。このような目的において， 財団法人 日本自動車研究所では，経済産業省主導のもと，燃料電池自動車の技術開発動向調査を実施 した。具体的には，国内外の自動車メーカ，燃料電池メーカ，燃料電池関連メーカ，燃料供給会社， 大学，政府機関等を訪問し，燃料電池自動車に関する最近の技術開発動向及び燃料電池開発のための 施策について調査を行った。本書はその調査結果を取りまとめたものである。 本報告書が，わが国の燃料電池自動車の開発・普及の一助になれば幸いである。 平成 19 年 3 月 財団法人 日本自動車研究所 ―― 目 次 ―― 1． 調査の目的と概要.......................................................................................................... 1 1-1 調査の背景と目的 ...................................................................................................... 1 1-2 報告書の全体構成 ...................................................................................................... 2 2． 燃料電池車の特長と普及の意義 .................................................................................... 5 2-1 燃料電池車とは .......................................................................................................... 5 2-2 燃料電池車の特長 ...................................................................................................... 8 2-3 燃料電池車の導入の意義.......................................................................................... 11 3． 燃料電池車をめぐる現状 ............................................................................................. 13 3-1 燃料電池車の開発経緯 ............................................................................................. 13 3-2 海外における燃料電池車の開発をめぐる現状.......................................................... 14 3-2-1 米国における取組み .......................................................................................... 14 3-2-2 EU における取組み............................................................................................ 45 3-2-3 ドイツにおける取組み....................................................................................... 63 3-2-4 イタリアにおける取組み ................................................................................... 69 3-2-5 アイスランドにおける取組み ............................................................................ 77 3-2-6 カナダにおける取組み....................................................................................... 79 3-2-7 韓国における取組み .......................................................................................... 86 3-2-8 海外のその他の燃料電池車デモンストレーションの現状と計画 ...................... 88 3-2-9 海外の水素ステーションの開発状況 ................................................................. 90 3-2-10 各国の政策動向の整理..................................................................................... 94 3-3 海外自動車メーカにおける開発状況 ...................................................................... 101 3-3-1 海外自動車メーカにおける燃料電池車の開発状況.......................................... 101 3-3-2 Ballard Power Systems 社を中心とした提携関係 .......................................... 114 3-3-3 欧米 PEFC 関連メーカの事業の展開状況 ....................................................... 115 3-4 わが国における燃料電池車開発促進に向けた取組み状況...................................... 116 3-4-1 わが国政府における取組み状況 ...................................................................... 116 3-4-2 わが国における FCV の公道走行試験 ............................................................. 138 3-5 わが国自動車メーカ等における開発状況............................................................... 144 3-5-1 燃料電池実用化推進協議会 （Fuel Cell Commercialization Conference of Japan） ......... 144 i 3-5-2 FCV の開発状況............................................................................................... 146 3-5-3 今後の販売展開・商品化について................................................................... 158 3-6 定置用等の燃料電池の開発をめぐる状況............................................................... 159 3-6-1 家庭用，業務用 ............................................................................................... 159 3-6-2 ポータブル電源向け，モバイル向け ............................................................... 160 3-7 燃料電池をめぐる国際連携の動き ......................................................................... 161 3-7-1 燃料電池車に関する協力関係 .......................................................................... 161 3-7-2 主要企業の合併，事業分割等の経緯 ............................................................... 164 3-7-3 燃料電池に関する標準化に向けた取組み状況 ................................................. 166 3-8 燃料電池に関する法令・規制の状況 ...................................................................... 167 3-8-1 燃料電池に関する主な法令・規制................................................................... 167 3-8-2 燃料供給施設関連............................................................................................ 167 3-8-3 自動車走行関連 ............................................................................................... 174 3-8-4 定置用燃料電池関連 ........................................................................................ 177 3-8-5 燃料電池関連の規制改革に向けた取組み ........................................................ 178 3-9 世界のエネルギー情勢 ........................................................................................... 183 4． 燃料電池車に関する技術開発等の動向...................................................................... 189 4-1 燃料電池関連技術の研究開発動向と課題............................................................... 189 4-1-1 「燃料電池実用化戦略研究会」による技術課題の整理................................... 189 4-1-2 NEDO による燃料電池・水素技術開発ロードマップ...................................... 193 4-1-3 燃料電池システムの概要 ................................................................................. 196 4-1-4 燃料電池スタック............................................................................................ 196 4-1-5 改質器.............................................................................................................. 230 4-1-6 周辺機器 .......................................................................................................... 237 4-1-7 水素の車上搭載方法 ........................................................................................ 239 4-1-8 二次電池等 ...................................................................................................... 249 4-1-9 FCV のシステム上の技術課題 ......................................................................... 252 4-2 自動車用燃料・インフラストラクチャ整備に関する課題と動向 ........................... 253 4-2-1 燃料の選択について ........................................................................................ 253 4-2-2 水素供給システム............................................................................................ 253 4-3 FCV の経済性評価の事例 ....................................................................................... 257 4-4 燃料電池車の実用化の時期と普及台数の見通しについて...................................... 261 4-4-1 自動車メーカによる FCV の実用化計画 ......................................................... 261 4-4-2 経済産業省「燃料電池実用化戦略研究会」による見通し ............................... 263 4-4-3 WE-NET による導入シナリオ ......................................................................... 263 ii 4-5 まとめ .................................................................................................................... 265 5． 今後の課題 ................................................................................................................ 269 ＜参考資料＞ 2006 年度 JARI 国内訪問インタビュー調査結果の概要 ........................................... 273 iii . iv 1．調査の目的と概要 1-1 調査の背景と目的 地球環境の保全は人類共通の課題であり，GDP 世界第 2 位のわが国は，この分野で強 力なリーダーシップを発揮することが内外から期待されている。 1997 年 12 月の国連気候変動枠組条約の第 3 回締約国会議（COP3）で採択された京 都議定書では，日本の 2008∼2012 年の温室効果ガス削減目標は 1990 年比でマイナス 6％と定められた。本条約は，2005 年 2 月 16 日，ロシアがこれを批准したことを受け て正式に発効した。京都議定書が定める第一約束期間（2008 年∼2012 年）の開始も直 前となり，わが国は，この国際公約を達成するためにも，クリーンエネルギー自動車の 開発・普及を積極的に進めていかなければならない立場にある。また，国際的にも温室 効果ガス削減に向けた動きがさらに加速されると考えられる。一方で中・長期的な温室 効果ガス排出量の削減目標についての議論も始まっている。気候変動枠組条約締約国会 議 / 京都議定書締約国会合（COP/MOP）において，2009 年を目標にポスト京都議定 書の枠組みが決定される予定である。また欧州連合（EU）からは，2020 年までに温室 効果ガス排出量を 1990 年比で 20％削減するとの自主目標も示されている。 現在開発が進められているクリーンエネルギー自動車のうちでも，燃料電池車（Fuel Cell Vehicles）は，その低燃費性と低公害性によって「次世代自動車の本命」と位置付 けられ，すでに燃料電池車（FCV）の普及に向けた動きが世界で進んでいる。米国では， エネルギー省（DOE）主導で 100 台規模の FCV デモンストレーションが実施されてい る。欧州では，燃料電池バスの実証試験「HyFleet：CUTE」が実施され，同様のプロ グラムが中国，オーストラリアでも進められている。一方わが国では，経済産業省の補 助事業として「水素・燃料電池実証プロジェクト」（JHFC-1 プロジェクト）が 2002 年度から開始され，2006 年度からは後継の「JHFC-2 プロジェクト」が実施されている。 研究開発面でも，高性能で耐久性のある燃料電池の研究開発が国内外で進められており， 着実な成果が挙げられている。 このような FCV の開発・普及を進めるためには，個々の要素技術について開発を進め ると同時に，燃料電池（自動車）の開発動向やそのインフラ整備状況を幅広く把握し， 正しい評価を行い，現実に即した開発支援や普及計画を推進することが求められている。 そこで，本調査では国内外の自動車メーカ，燃料電池メーカ，燃料電池関連メーカ， 燃料供給会社，大学，政府機関等に対して訪問インタビュー調査を実施することにより， 海外を含めた最新の技術開発動向と FCV 普及のための施策等を把握することを目的と する。 −1− 1-2 報告書の全体構成 報告書の全体構成を図 1-2-1 に示す。 本調査の概要は以下のとおりである。 （1） 燃料電池車の特長と普及の意義 以下，2 章では，クリーンエネルギー車としての燃料電池車（FCV）の特長と，その 普及の意義について整理を行う｡ （2） 燃料電池車をめぐる現状 3 章では，国内および海外の FCV メーカの開発動向や，各国政府による関連技術開発 プロジェクト，FCV のデモンストレーションプロジェクトなどの FCV に関連した動向 を整理する。また，わが国における FCV の導入に係る法令･規制の現状等について整理 する。 （3） 燃料電池車に関する技術開発等の動向 4 章では，主に当研究所（JARI）が実施している海外調査や国内のインタビュー調査， 文献調査等をもとに，燃料電池車の燃料の選択に関する最新の動向や，各種要素技術な どの現状と課題等について整理する。 （4） 今後の課題 今年度までの調査結果を踏まえた上で，来年度以降の課題を整理する（5 章）。 −2− 海外調査 国内インタビュー調査 ・ 技術動向調査 ・ 政策動向調査 ・ FC関連メーカ ・ 大学・公的研究所 等 １章 調査の目的と概要 ・調査の背景と目的 ・報告書の全体構成 ２章 FCVの特長と普及の意義 ・燃料電池車とは ・FCVの特長 ・FCVの導入の意義 ３章 FCVをめぐる現状 ・FCVの開発経緯 ・FCVの開発をめぐる現状 ・FCをめぐる国際連携の動き ・FCに関する法令・規制の状況 等 ４章 FCVに関する技術開発等の動向 ・FC関連技術の研究開発動向と課題 ・自動車用燃料・インフラ整備に関する 課題と動向 ・FCVの経済性評価の事例 等 ５章 今後の課題 図 1-2-1 報告書の全体構成 −3− −4− 2．燃料電池車の特長と普及の意義 2-1 燃料電池車とは 燃料電池車（Fuel Cell Vehicle；略して FCV）は，排出するものが基本的に水だけで 無公害であること，電気自動車と異なり充電の必要がないこと，エネルギー効率が高い こと等の優れた特長を有し，近年の急激な技術開発の進歩で注目を浴びている。 （1） 燃料電池 燃料電池（Fuel Cell；略して FC）は，水素と空気中の酸素を供給して反応させるこ とで発電する電池である（図 2-1-1）。この反応は水を電気分解し水素と酸素を発生さ せる反応の逆の反応であり，生成され排出されるものは水だけである。燃料電池には使 用する電解質の種類によりりん酸形燃料電池（PAFC），固体酸化物（電解質）形燃料 電池（SOFC），固体高分子形燃料電池（PEFC）等がある（表 2-1-1）。このうち，近 年，自動車用として期待されているのは固体高分子形の FC であり，PEFC あるいは PEMFC と略記される。 図 2-1-1 燃料電池の構造モデル −5− 表 2-1-1 燃料電池の種類 燃料電池 の種類 電解質 作動温度 燃料 （白金触媒が被毒するため （白金触媒が被毒するが， COを含まないこと，電解質 少量のCOは許容される） の機能が落ちるためCO2を含 まないことが条件） 精製された水素，電解工業 の副生水素など 発電効率 ∼60％ 宇宙，海洋など 原燃料 用途 自動車 使用例 略号 低温形燃料電池 りん酸形 りん酸 （H2PO4） 約200℃ COを抑えた粗製水素 アルカリ形 水酸化カリウム （KOH） 100℃以下 純水素 ※アポロ計画 EUREKA計画（1992∼） （バスに搭載） AFC (Alkaline Fuel Cell) 天然ガス，メタノール， ナフサ，灯油 35∼45％ コージェネレーション用 分解配置型電気事業用 離島用電気事業用 可搬用電源 輸送用電源 （固体）高分子形 高分子（ポリマー）膜 （イオン交換膜） 100℃以下 COを抑えた粗製水素 高温形燃料電池 溶融炭酸塩形 固体酸化物形 溶融炭酸塩 安定化ジルコニア （Li2CO3+K2CO3） ZrO2･Y2O3 約650℃ 約1,000℃ 粗製水素（石炭も可） 粗製水素（石炭も可） （COにより白金触媒が被毒 する） （COは燃料となる） （COは燃料となる） 天然ガス，メタノール， ナフサ 40％以上 小規模発電用 分散配置型電気事業用 可搬用電源 輸送用電源 天然ガス，メタノール， ナフサ，灯油，石炭 45∼55％ コージェネレーション用 分散配置型電気事業用 火力発電代替電気事業用 （大規模） 天然ガス，メタノール， ナフサ，灯油，石炭 50％以上 コージェネレーション用 分散配置型電気事業用 火力発電代替電気事業用 （中規模） ※ジェミニ計画 DOE（米国エネルギー省）バ トヨタ，ホンダ， スプロジェクト（1987∼） DaimlerChrysler，GMなど今 後主流になると思われる燃 料電池 PEFC (Polymer Electrolyte Fuel PAFC MCFC Cell) (Phosphoric Acid Fuel (Molten Carbonate Fuel PEMFC Cell) Cell) (Proton Exchage Membrane= 水素イオン交換膜) BMWとDelphi社が試作車を開 発 SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) 出典：燃料電池実用化戦略研究会報告書（2001 年 1 月 22 日）を基に作成 （2） 燃料電池車 燃料電池車（以下 FCV という）は，燃料電池（以下 FC という）を電源にして走行す る電気自動車である。FCV は充電する必要がなく，燃料を補給する内燃機関自動車（以 下 ICEV という）と同じ使い方が可能である。また，電気自動車の欠点である走行距離 の制約を解消できる可能性がある。そのため，通常のガソリン車と同様に一般の人々も 無理なく利用が可能で，ICEV の代替自動車として期待されている。図 2-1-2 に FCV の 簡単な構成例を示す。 駆動信号（加速など） 差動軸 インバータ.. モ タ DC/DC コンバータ.. ー 前方 コントロール.. ユニット パワー コントロールユニット 燃料電池 ユニット 電池 水素 （高圧，吸蔵） 図 2-1-2 燃料電池車（直接水素形）の構成例 −6− FCV は開発途上であり，以下に示すように使用する燃料の種類，蓄電のバックアップ など各種各様のものが開発されている。 1） 使用する燃料 FCV が使用する主な燃料として表 2-1-2 に示すように各種のものが検討されている。 ただし，現状では，①の直接水素を燃料とする FCV が主流となっている。 表 2-1-2 燃 燃料電池車の燃料 料 特 ① 水素 （水素ガス／液体水素） ② メタノール ③ ガソリン 徴 走行時には水のみ排出。ゼロエミッション。エネルギー 効率は現行ガソリン車より高いが，水素の車載方法，イン フラ整備に課題がある。 液体燃料のため ICEV と変わらない車載が可能。メタ ノールを分解して水素を製造するため，300℃程度の加熱 が必要で，水素に比べるとエネルギー効率上不利。また， インフラ整備に課題がある。 既存のガソリンスタンドが利用でき，ICEV と全く変わ らない車載が可能。ただし，石油代替エネルギーではない。 また，ガソリンを分解し水素を製造するため，700∼800℃ の高熱が必要で改質が難しい。改質時のエネルギー効率上 水素に比べると不利だが，燃料製造までの効率でみると， 他の燃料に比べて有利である。 2） 燃料の車載方法 燃料の車載方法としては，水素の場合，主に気体のまま高圧でガスタンクに積載す る方法，水素吸蔵合金に吸蔵させる方法，低温液化して積載する方法がある（表 2-1-3）。 表 2-1-3 FCV における燃料の積載方法 高圧ガスタンク 水素貯蔵材料 直接水素 液体貯蔵 その他燃料 容量比のエネルギー密度が低い。 水素吸蔵合金，カーボンナノチュー ブ，水素貯蔵化学物質などが検討さ れている。現状では貯蔵能力が小さ い。 エネルギー密度は高いが，吸熱を防 ぐための断熱が必要。ボイルオフが 避けられないことや，液化時のエネ ルギー損失が大きいことも課題。 燃料タンク −7− 3） 二次電池等とのハイブリッド化に関して FC だけでエネルギー供給を行う方式はシステムを簡略化できるメリットがあるが， 減速時のエネルギー回収が不可能といったデメリットがある。 一方，二次電池やウルトラキャパシタなどのエネルギーバッファとのハイブリッド 方式にする場合は，減速時のエネルギー回収が可能で，エネルギー効率を向上させる ことができる。また，起動時のエネルギーに利用可能であり，起動性能を向上させる こともできる。反面，二次電池などの蓄エネルギー装置が必要な分，システムが複雑 になったり，価格が高くなるという短所がある。 2-2 燃料電池車の特長 FCV と他のクリーンエネルギー自動車（以下 CEV という）および既存の ICEV の性 能を比較したものを表 2-2-1 に示す。また，表 2-2-1 に示した各車種の具体的な車両の 諸元例を表 2-2-2 に示す。 既存の ICEV（ガソリン車，ディーゼル車，LPG 車）や各種 CEV と比較したときの FCV の特長をまとめると，次のとおりである。 ① エネルギー効率が高い FCV の長所として第 1 に挙げられるのは，そのエネルギー効率の高さである。熱機 関である ICEV には，カルノー効率という熱力学的な限界がある。さらに，ICEV は， 通常の運転領域であるエンジンの部分負荷状態におけるエネルギー効率が低い。一方， 化学エネルギーから直接電気エネルギーに変換する FC の場合には，カルノー効率の 限界に制約されず，高効率発電の可能性がある。また，低負荷領域から高いエネルギー 効率が得られることも特長の一つである。この特性は，直接水素方式の FCV ほど顕著 となる。 ② CO2 排出量が少ない FCV は，燃料消費効率が高いという特性から，走行時や燃料製造時等に排出される CO2 排出量が ICEV に比べて少ない。 ③ 走行時の NOx，HC，CO，PM（粒子状物質）の排出がほとんどゼロである 直接水素方式の FCV では走行に伴って発生するガスは水蒸気のみであり，大気汚染 の原因となる NOx，HC，CO，PM は全く排出されない。ベンゼン，アルデヒド等の 有害大気汚染物質の排出もなく，燃料タンクからの燃料の蒸発とも無縁である。また， 改質器搭載形の FCV においても，こうした大気汚染物質の排出はわずかであると考え られる。 ④ エネルギー供給の多様化・石油代替効果 FCV は水素やメタノール等の様々な石油代替エネルギーを燃料とすることが可能 である。 −8− 表 2-2-1 既存自動車および各種クリーンエネルギー自動車の比較 排出ガス 都市環境 地球環境 燃費・CO NOx HC/CO 2 ガソリン自動車 ディーゼル自動車 LPG 自動車（ディーゼル代替） 天然ガス（CNG）自動車 メタノール オットータイプ 自動車 ディーゼルタイプ ガソリン-電気 ハイブリッド ディーゼル-電気 自動車 ディーゼル蓄圧 電気自動車 水素搭載型 燃料電池 自動車 燃料改質器搭載型 水素自動車 ソーラーカー ○ ▲∼△ ○ ○ ○ △ ◎ △ △ ☆ ☆ ☆ ○ ☆ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ◎ ○ ○ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ○ ◎ ○ ◎ ○ ○ ◎ ◎ ◎ ☆ ☆ ◎ ☆ ☆ 航続 距離 燃料供給 設備 車両 価格 ○ ◎ △∼○ ▲ △ △ ◎ ◎ ◎ ▲ △ △ ▲ ▲ ○ ○ △ ▲ ▲ ▲ ○ ○ ○ ▲ ▲ ▲ ▲ ○ ○ ○ △∼○ △ △ △ △ △ △ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 注：性能比較はガソリン自動車を基準（○）とした場合の相対比較。排出ガスには燃料製造段階の排出量は含まず。 【劣る▲←△←○→◎→☆優れる】 出典：社団法人日本自動車工業会 HP 内環境行動計画 （http://www.jama.or.jp/eco/wrestle/wrestle_1_09a.html） −9− 表 2-2-2 既存自動車および各種クリーンエネルギー自動車の諸元（例） 単位 ガソリン ディーゼル 電気 CNG ｶﾞｿﾘﾝ HV ﾒﾀﾉｰﾙ FC 新型 FCEV プリウス トヨタ マツダ 車名 RAV4 ﾌｧﾐﾘｱ メーカ トヨタ マツダ トヨタ ホンダ 日産 RV 乗用車 RV 乗用車 乗用車 乗用車 車種 RAV4 EV ｼﾋﾞｯｸ GX LPG ｸﾙｰｾﾀﾞﾝ CHF FC FCHV-5 トヨタ プレマシー クルーガー 水素 FC 新型 FCHV FCX ホンダ トヨタ 水素ｴﾝｼﾞﾝ Rx-8 Hydrogen RE*6 マツダ 乗用車 乗用車 乗用車 −10− 全長 mm 4,115 4,335 3,980 4,470 4,595 4,445 4,350 4,735 4,165 4,735 4,435 全幅 mm 1,695 1,695 1,695 1,695 1,695 1,725 1,695 1,815 1,760 1,815 1,770 全高 mm 1,645 1,420 1,675 1,440 1,460 1,490 1,605 1,685 1,645 1,685 1,340 乗車定員 人 5 5 5 4 5 5 5 5 4 5 4 空車重量 kg 1,230 1,140 1,540 1,180 1,250 1,250 1,850 *1 *1 1,880 1,460 総重量 kg 1,505 1,415 1,815 1,400 1,525 1,525 2,125 *1 *1 *1 *1 ｴﾝｼﾞﾝ排気量 cc 1,998 1,686 − 1,668 1,998 1,496 − − − − ｴﾝｼﾞﾝ出力 PS 135 88 − 105 63kW 77 − − − − kg-m 18.5 17 − 13.8 167Nm 11.7 − − − − ﾓｰﾀｰ出力 kW − − 50 − − 50 65 80 80 90 0.654L×2 水素：80 ガソリン：154 水素：14.3 ガソリン：22.6 − ﾄﾙｸ Nm − − 190 − − 400 *1 *1 272 260 ㍑ 58 55 − 20Nm3 96 45 *1 *1 156.6*4 *1 電池容量 kWh − − 27 − − 1.3 *1 *1 *1 *1 FC 出力 kW − − − − − *1 90 86 90 − km/㍑ 10.8 17∼18 − 7.8 km/kWh 18.8 16.2 35.5 *1 *1 *1 *1 *1 航続距離 km 626 ∼960*2 210 376 *1 *1 *1 *1 430*5 330 水素：100 ガソリン：549 最高速度 km/h 170 165 125 180*2 *1 165*2 *1 *1 150 155 *1 ﾄﾙｸ 燃料搭載量 燃費 − 水素：110*4 ガソリン 61 − *1：未公表 *2：推定値 *3：目標値 *4：350 気圧高圧水素タンク *5：LA♯4 モード *6：水素とガソリンのバイフューエル車（ロータリエンジン搭載） 出典：「水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（WE-NET）サブタスク 7 水素利用技術に関する調査・検討（平成 11 年 3 月）」および各自動車メーカ HP，低公害車ガイドブック 2003 等最新の情報を基に作成 2-3 燃料電池車の導入の意義 以上のように，FCV はその優れた環境性能から，次世代自動車の本命として国内外か ら期待されている。2001 年 1 月にまとめられた経済産業省の燃料電池実用化戦略研究会 の報告書では，FCV 導入の意義を表 2-3-1 のように取りまとめている。 表 2-3-1 FCV 導入の意義 省エネルギー効果 環境負荷の低減効果 エネルギー供給の 多様化・石油代替効果 燃料電池の燃料を何にするのかにもよるが，ガソリン内燃機関 自動車（15∼20％程度）と比べ，現時点においてもエネルギー効 率が 30％以上と高いこと，しかもこの高効率が小容量，比較的低 出力域でも達成できることが大きな特長である。理論的には，さ らなるエネルギー効率の向上も期待されている。ただし，燃料ま たは改質方法ごとにハイブリッド自動車，ディーゼルエンジン自 動車等と比較して Well-to-Wheel の総合効率がどうなるのかにつ いて，より厳密に比較することとなろう。 従来の内燃機関に比べエネルギー効率が高いため，改質形で あっても CO2 の排出量抑制効果は大きく，その導入の意義は大き い。また，従来のガソリン，軽油等の内燃機関であれば，燃焼過 程で生じていた NOx，SOx，PM 等という有害物質をゼロもしく は極微量しか排出しないため，交通量の多い都市部などにおける 地域環境問題対策としては，極めて有効な手段の一つである。さ らに，燃料電池は化学反応であることから静粛性に優れており， この点でも従来の内燃機関などとの比較で有利である。なお，定 量的な CO2 排出量の低減効果については，燃料電池の技術がいま だ確立しておらず，技術自体が日進月歩であること，数々の燃料 の中から何を燃料に用いるのかが不確定なこと，いかにして既存 のエネルギーと同じ土俵において CO2 排出量を厳密に比較・分析 するかを試算するモデルや前提条件が共有されていないことな どから，正確な比較・評価はいまだ得られていない。今後，技術 の進展や評価手法の確立を行い，燃料電池の CO2 特性についても より精度を上げて算出することとなろう。 燃料電池は，種々の石油代替エネルギーを燃料とすることがで きるが，例えば，GTL 注）の生産技術が確立されれば，現在の石 油系燃料に極度に依存した運輸部門のエネルギー転換の切り札 ともなるものである。 出典：燃料電池実用化戦略研究会報告書（2001 年 1 月 22 日）を基に作成 注） Gas to Liquid。天然ガスからガソリン等の液体燃料を合成する技術。 −11− . −12− 3．燃料電池車をめぐる現状 3-1 燃料電池車の開発経緯 1980 年 代 末頃 から カ ナダ のベ ン チャ ー企 業 であ る Ballard Power Systems 社 （Ballard 社）による自動車用 PEFC の研究が注目を浴びるようになり，当時の Benz 社が Ballard 社に資本参加した頃から，FCV が注目を集めるようになった。1997 年の 東京モーターショーに，トヨタ自動車，日産自動車，マツダ，Benz が FCV を展示し， 1997 年 12 月に Ford 社が Benz 社･Ballard 社のアライアンスに参加して以降，自動車 会社各社が競って実用化時期を発表し，一般にも注目を浴びるようになった。2002 年 12 月には，トヨタ自動車と本田技研工業が，内閣府をはじめとする 5 省庁に，限定的で はあるが直接水素形 FCV のリース販売を行った。FCV を市販したのはこれが世界で初 めてとなる。その後，2003 年 12 月には DaimlerChrysler が，2004 年 3 月には日産自 動車が FCV のリース販売を開始した。2005 年 6 月には，トヨタ自動車と本田技研工業 は FCV の型式認証を取得している。（表 3-1-1） 表 3-1-1 FCV の開発経緯 メーカー名 トヨタ自動車 ＊ 日産自動車 ＊ 本田技研工業 ＊ マツダ 試作車 ★ 三菱自動車工業 富士重工 ダイハツ工業 スズキ自動車 GM ＊ ９０年からメタノール改質ＰＥＦＣ開発 Ford ＊ DaimlerChrysler ＊ VW ＊ ９０年から水素燃料ＰＥＦＣ開発 ＮＥＣＡＲ-1 ★ メタノ-ル 水素燃料 97年 98年 99年 ｸﾘｰﾝｶﾞｿﾘﾝ ０７年 ０１年 ０２年 ０３年 ０４年 ０５年 ０６年 ★FCHV-5 ★FCHV-BUS1 ★トヨタFCHV ★FCHV-BUS リース限定販売 ★トヨタFCHV FCHV-3 FCHV-4 水素FCEV ★ ★ ★Fine-N 型式取得 メタノールFCEV GMと共同開発 ☆発表 ★ ★ ＧＭとｸﾘｰﾝﾊｲﾄﾞﾛｶｰﾎﾞﾝﾌｭｰｴﾙで合意 ★FCHV-BUS2 ★Fine-X ☆発表 メタノールFCシステム ﾙﾈｯｻFCV ｴｸｽﾃﾗFCV X-TRAIL FCV ★X-TRAIL FCV X-TRAIL FCV05モデル ★ ★ ★ ★ リース限定販売 ★ ★EFFIS (Ballard製） （自社製） ★Honda FCX ★Honda FCX FCX-V3 FCX-V３ FCX-V４ FCX-V1 リース限定販売 型式取得 FCX-V2 ★ ★ ★ ★ ★新型FCX（自社製） ★FCX CONCEPT 水素製造・供給ｽﾃｰｼｮﾝ (走行可能ﾓﾃﾞﾙ) ★ FCX発表 ☆発表 ★KIWAMI ★FCX CONCEPT デミオFCEV ﾌﾟﾚﾏｼｰFC-EV デミオFCEV ★ ★ ★ FORD-DCﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄ参加 DC-日石三菱ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄ ☆発表 ☆参加発表 MFCV Space Liner 三菱FCV 三菱ｸﾞﾙｰﾌﾟと ★ ★ ★ 共同開発 ＤＣと資本提携 ☆発表 ｽﾊﾞﾙｻﾝﾊﾞｰFCEV ★ MOVE EV-FC MOVE-FCV-K-Ⅱ ★ MOVE-FCV-K-Ⅱ ★ ★ リース限定販売 ★Tanto FCHV MR Wagon FCV Wagon R FCV ★ＩＯＮＩＳ ★ ★ﾊｲﾄﾞﾛｼﾞｪﾝ３ ★Hy-Wire ★Sequel S-10 ★ オートノミー ★Equinox トヨタと共同開発 プリセプト ﾄﾖﾀとｸﾘｰﾝ ★ ☆発表 ★ ﾊｲﾄﾞﾛｶｰﾎﾞﾝ ｵﾍﾟﾙｻﾞﾌｨ-ﾗ ｵﾍﾟﾙｻﾞﾌｨ-ﾗ ﾌｭｰｴﾙで合意 ★ ★ ☆発表 ＦＣ５ P2000 Ｆｏｃｕｓ Focus（新型） Explorer FCV ★ ★ ★ ★ ★ Edge with HySeries Drive ☆DCと共同開発発表 ★ （ﾌﾟﾗｸﾞｲﾝFCV) ★ジープFCEV F-Cell ★F-Cell ★BクラスF-Cell ☆ガソリンＦＣ発表 ジープFCEV ＮＥＣＡＲ-3 ★ ★ リース限定販売 NECAR-5 ＮＥＣＡＲ-2 ★ ＮＥＣＡＲ-4 ★ CITARO F600 HYgenius ★ ＢＵＳ Fordと共同開発 ★ ★ ★ ＦＣバス 2002年発売 ＮＥＢ ★ ☆発表 NECAR-5 ★ ★大臣認定取得発表 (日本での） メタノールＰＥＦＣ開発 液体水素Bora Hymotion ★Touran Hymotion ☆発表 ★ ★：燃料電池車の発表 ☆：提携・開発の発表 94年 92年 93年 95年 96年 ガソリン 00年 Panda Hydrogen ★ ＦＩＡＴ Santa Fe FCV ★ Santa Fe FCHV ★ HYUNDAI ＊ ＊は米国加州 FC パートナーシップに参加している企業 資料：（財）日本自動車研究所 −13− TucsonFCEV ★ 3-2 海外における燃料電池車の開発をめぐる現状 3-2-1 米国における取組み （1） 米国のエネルギー政策注１） 1） 2005 年エネルギー政策法（Energy Policy Act of 2005） 米国では，2005 年 8 月に「2005 年包括エネルギー政策法（Energy Policy Act of 2005）」が成立した。これは，包括的エネルギー政策法としては 13 年ぶりの改定に なる。この法律は 1,724 ページからなり，代替エネルギー導入・省エネルギーのため に 120 億ドルのインセンティブが盛り込まれている。とくに水素，バイオ燃料，クリー ンディーゼル，先進自動車の開発と普及が強調されている。 2005 年エネルギー政策法の主な内容は表 3-2-1 のとおりである注２）。 表 3-2-1 2005 年エネルギー政策法が定める乗用車関連の政策 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ エネルギー高効率機器の購入支援を通じた省エネ推進 連邦政府の再生可能エネルギー調達義務，各種再生可能エネルギーへの支援 戦略石油備蓄（SPR）の貯油能力を現 7 億バレルから 10 億バレルへ拡張 メキシコ湾深海鉱区のロイヤルティ減免，大陸棚外延部における資源量調査の実施 LNG 受入基地の許認可権限を連邦エネルギー規制委員会（FERC）に一元化 新規原子力発電所建設への支援 ハイブリッド車購入支援 2020 年の実用化を目指した水素インフラ，燃料電池車研究開発の実施 送電事業者への強制力のある供給信頼度安全基準の設定，インフラ投資促進 エタノール等のバイオ燃料の利用拡大，ガソリンへの含酸素燃料混入義務廃止 2） 一般教書演説における先端エネルギーイニシアティブ ブッシュ大統領は 2006 年 1 月の一般教書演説において，先端エネルギーイニシア ティブ（Advanced Energy Initiative）を発表した。先端エネルギーイニシアティブ ではとくに自動車におけるエネルギー対策が強調されている（表 3-2-2）。 表 3-2-2 先端エネルギーイニシアティブにおける自動車における対応注３） ・ EV モードで 40 mile 走行可能なプラグイン・ハイブリッドを実現させる電池の開発 ・ 2012 年までに，コーン由来エタノールとコスト的に競合できる，コーンセルロース 由来エタノール生産技術におけるブレークスルー ・ 2020 年までに米国市民が水素 FCV を購入できるための施策の加速的実施 本イニシアティブの背景となる米国の運輸部門における石油消費と将来交通への戦 （財）日本自動車研究所『平成 18 年度 欧米における燃料電池自動車の政策動向，技術動向調査』 平成 19 年 3 月（以下，「2006 年度 JARI 欧米調査報告書」と記す） 注２） <http://www.enecho.meti.go.jp/topics/hakusho/2006EnergyHTML/html/i2210000.html >参照。 注３） 詳細は< http://www.whitehouse.gov/stateoftheunion/2006/energy/index.html >参照。 注１） −14− 略的アプローチは次のとおりである。 まず，米国の運輸部門における石油消費は，Business-as-usual（ベースラインケー ス）の場合には，2050 年までに現在よりも 60％増加して 1,600 万バレル/日に達する とみられている。米国エネルギー省（DOE）では，省エネルギーと代替エネルギーの 導入で，石油依存度を大幅に削減する方針である。（図 3-2-1） 図 3-2-1 米国における運輸部門における石油消費見込みと低減の目標 次に，DOE が考える将来交通へのアプローチを図 3-2-2 に示す。 エネルギーセキュリティ 持続可能で燃料フレキシブルな車両 のための高効率技術の展開 国内燃料 & 先端ﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞ すべての車両技術に、軽 量材料、車両システムに 関する研究成果を応用 先端ｴﾝｼﾞﾝ & ﾌﾟﾗｸﾞｲﾝﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞ 先端ｴﾝｼﾞﾝ & 再生可能液体燃料 ﾌﾚｯｸﾙﾌｭｰｴﾙ/ ﾃﾞｨｰｾﾞﾙ ｴﾝｼﾞﾝﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞ 既存の ｶﾞｿﾘﾝ/ ﾃﾞｨｰｾﾞﾙ自動車 現在 ゼロ石油 & ゼロエミッション 燃料電池 その他の技術 多様な国内資 源による液体 燃料製造技術 PHEV 技術 高効率、クリ ーン燃焼・ 燃料技術 ﾊﾟﾜｰｴﾚｸﾄﾛﾆｸｽ、 電気モータ エネルギー貯蔵 ゼロ石油車両が市場 を占める 移行期間 図 3-2-2 DOE が考える将来交通への戦略的アプローチ −15− 3） フリーダムカー＆水素燃料パートナーシップ注１） フリーダムカー&水素燃料パートナーシップは FCV の研究開発のための官民パート ナーシップであり，水素燃料パートナーシップは，主に水素エネルギーの研究開発を 目的とした官民パートナーシップである。表 3-2-3 にその経緯を，表 3-2-4 にフリー ダムカーの概要を示す。 表 3-2-3 フリーダムカー＆水素燃料パートナーシップの経緯 2001 年 5 月 2002 年 1 月 2003 年 1 月 2003 年 2 月 チェイニー副大統領を議長とする「国家エネルギー政策策定グループ （National Energy Policy Development Group）」が，ブッシュ大統領に 「国家エネルギー政策（National Energy Policy：NEP）」を提出。 エイブラハム DOE 長官がビッグスリー首脳とともに，「FreedomCAR パートナーシップ」を発表。ここでのパートナーシップとは，「米国エネ ルギー省」と「USCAR（U.S. Council for Automotive Research）」との パートナーシップの意味。 ブッシュ大統領が一般教書演説で，水素自動車の研究開発に今後 12 億ドル の研究資金を投じると発表注２）注３）。 ブッシュ大統領が「Hydrogen Fuel Initiative」を発表。これが「Hydrogen Fuel パートナーシップ」に発展。 表 3-2-4 フリーダムカーパートナーシップの概要 目的 クリーンで，持続可能なエネルギー社会を達成するための自動車・燃料の 開発 研究開発 以下の Freedom を達成する。 の原則 ・ 石油依存と有害エミッションからの Freedom ・ 消費者が好きなときに望む場所に自動車を運転でき，さらにその燃 料を適切な価格でどこででも入手できるという Freedom パ ー ト ナ ー 連邦政府 Department of Energy シップ 民間企業 U.S. Council for Automotive Research（USCAR） - General Motors - Ford - DaimlerChrysler フリーダムカー&水素燃料パートナーシップの実施体制を図 3-2-3 に示す。 （財）日本自動車研究所『平成 15 年度 燃料電池自動車に関する調査報告書「海外調査編」』平成 16 年 3 月（以下，「2003 年度 JARI 海外調査報告書」と記す），（財）日本自動車研究所『平成 17 年度 欧米における燃料電池自動車の政策動向，技術動向調査』平成 18 年 3 月（以下，「2005 年度 JARI 欧米調査報告書」と記す） 注２） ブッシュ大統領は，2003 年 1 月 28 日の一般教書演説で，12 億ドルの研究資金を水素関連の研究開 発に投入すると表明し，続く 2003 年 2 月 6 日の演説で，合計 17 億ドル（先の 12 億ドルを含む）を 水素関連の研究開発とハイブリッド車関連の研究開発に投入すると表明している。 注３） 一般教書演説の段階では水素研究プロジェクトを「FreedomFUEL」と呼んでいたが，この名称が ガソリン添加剤として商標登録されていたため，「HydrogenFUEL」に変更した。 注１） −16− HydrogenFUEL 管理運営グループ Executive Steering Group 燃料プログラム実施グループ Fuel Operation Group メンバー： エネルギー会社 ExxonMobil Chevron Texaco Shell ConocoPhiｌips BP DOE プログラム・マネジャー 燃料技術チーム Fuel Tech Team * 水素製造 * 水素運搬 * 燃料/車両技術の統 合（燃料の視点から） FreedomCAR FreedomCAR プログラム実施グループ FreedomCAR Operation Group メンバー： 自動車メーカー General Motors Ford DaimlerChrysler DOE プログラム・マネジャー ジョイント技術チーム Joint Tech Team * 水素車載技術 * 基準・標準 * * * * * * 燃料電池＆車両技術チーム Fuel Cell & Vehicles Tech Team 燃料電池システム 燃料技術、エミッションコントロール 電気化学的水素貯蔵技術 システム・エンジニアリング、分析 材料 電気・電子制御技術 図 3-2-3 フリーダムカー＆水素燃料パートナーシップの組織 National Research Council は 2004 年秋に，主に National Academy of Engineering メンバーから構成される独立委員会「第一期 FreedomCAR ＆ Fuel 研究プログラム評 価委員会（Committee on Review of the FreedomCAR ＆ Fuel Research Program, Phase I）」を設置し，フリーダムカー＆水素燃料パートナーシップのプログラム全体に ついて評価を行ってきた。 評価委員会は 2005 年 8 月に，最初の「Review of the Research Program of the FreedomCAR and Fuel Partnership」注）を取りまとめた。この中で，フリーダムカー ＆水素燃料パートナーシップが「潜在的に国家のために大きな便益を生み出す可能性が あり，革新的技術の研究開発を効率的に進めてきた」と結論している。 注） 米国アカデミーのホームページから有料でダウンロード可能なほか，オンライン上で読むことが可能。 < http://www.nap.edu/catalog/11406.html > また，NEDO 海外レポート NO.962（2005 年 9 月 7 日） にも簡単な要約が紹介されている。< www.nedo.go.jp/kankobutsu/report/962/962-17.pdf > −17− （2） DOE/EERE の水素・燃料電池関連プログラム予算（2007 年度）注） 1） フリーダムカー・車両技術（FreedomCAR and Vehicle Technologies） a） 関連予算 DOE/EERE（Office of Energy Effciency ＆ Renewable Energy：エネルギー効 率・再生可能エネルギー局）が実施しているフリーダムカー・車両技術関連の予算 を表 3-2-5 に示す。 2007 年度予算は，通常は 2006 年 10 月から実施されるが，中間選挙の影響で予 算承認は 2007 年 2∼3 月まで延びると考えられる。 「ハイブリッド・電動推進システム」では，請求ベースで約 700 万ドル増加して いるが，これは電池関連研究の増強のためである。とくにプラグイン・ハイブリッ ド車（plug-in HEV）の開発のためには，バッテリ，パワーエレクトロニクス，モー タ，システム分析などの研究の強化が必要とされている。また，超高効率やゼロエ ミッションに近い内燃機関自動車の開発のために「先端的内燃機関エンジンの R&D 」 が 引 き 続 き 支 援 さ れ る 。 「 議 会 指 定 活 動 （ Congressionally Directed Activities）」は，議会が裁量を有するプロジェクト予算枠であり，議会での議論し だいで決定される。 2006 年 11 月現在，下院は予算総額 177,538 千ドル（うち 10,050 千ドルが議会 指定活動分），上院は予算総額 180,024 千ドル（うち 5,850 千ドルが議会指定活動 分）を提示してきている。 表 3-2-5 フリーダムカー・車両技術プログラム関連予算 [単位：千ドル] Activity 車両システム 革新的コンセプト ハイブリッド・電動推進システム 先端的内燃機関エンジン R&D 燃料研究 材料研究 技術導入支援 プログラムマネジメント 議会指定活動 ピアレビュー 合計 うち FreedomCAR 関連 うち 21stCentury Truck 関連 注） 2005 年度 (Approved) 2006 年度 (Approved) 13,004 494 44,066 48,480 12,419 36,042 4,944 1,877 0 0 161,326 83,374 68,036 13,056 495 43,977 45,588 13,709 35,269 6,250 2,475 20,295 990 182,104 99,000 50,332 2006 年度 JARI 欧米調査報告書 −18− 2007 年度 (Requested) 13,315 500 50,841 46,706 29,786 13,845 11,031 0 0 0 166,024 109,774 42,021 b） 進捗状況 フリーダムカー・車両技術プログラムの進捗状況を表 3-2-6 に示す。 表 3-2-6 フリーダムカー・車両技術プログラムの進捗状況 項目 進 捗 プラグイン・ハイ ・ プラグイン・ハイブリッドに関するディスカッションの開催（2006 ブリッド 年 5 月）。ハイブリッドシステムやエネルギー貯蔵技術分野の企業， 研究者，大学から 130 人が参画。 電気化学的エネル ・ Cobasys が GM「Saturn VUE Green Line 注）」（図 3-2-4）向けの ギー貯蔵 バッテリの開発を発表 。 ・ Johnson Controls と Saft Batteries が，ハイブリッドや電気自動車 用バッテリの開発を行うジョイントベンチャーの設立を発表（2005 年 10 月）。 車両システム分析 ・ 33 台（11 モデル）のハイブリッドシステムに関するベンチマーク と総走行距離 200 万マイルの走行テストを完了。 エレクトロニクス ・ サイズを 50％縮小したインバータを開発（冷媒を使用）。 材料開発 ・ マグネシウム材料を開発（現在のアルミニウムに比較して 35％の軽 量化を達成）。 ・ カーボンファイバの使用に関するデモンストレーション 先端的内燃機関技 ・ 尿素 SCR システムの実証走行テストを実施（ライトデュティトラッ 術 クで走行距離 12 万マイル）。「Tier II Bin 5」規制を達成する可能 性を実証（Ford，FEV，Exxon Mobil，触媒メーカ）。 図 3-2-4 GM 「Saturn VUE Green Line」 出所：GM HP（http://www.gm.com/company/gmability/adv_tech/300_hybrids/index_hybrid.html ） c） 21st Century Truck パートナーシップについて 21st Century Truck パートナーシップは，官民の共同研究を通じて，ミッド/ヘ ビー・デューティ・トラックの燃費向上を図るプロジェクトである。21st Century Truck パートナーシップには，DOE だけではなく，米国環境保護局（EPA），米 注） GM が 2006 年秋から販売しているマイルド・ハイブリッド車（アシスト型ハイブリッド） −19− 国国防総省（DOD），米国運輸省（DOT）も参画している。DOD は技術の運用者 として参画している。21st Century Truck パートナーシップでは，APU 用燃料電池 の研究（主にエアコン用）や，ディーゼルエンジン車，CNG 車の研究を行っている。 2） 水素燃料イニシアティブ（Hydrogen Fuel Initiative） a） 関連予算 水素燃料イニシアティブに関わる予算は，主に，ブッシュ大統領の「先端エネル ギーイニシアティブ」予算から割り当てられている。 2007 年度に関しては，DOE は先端エネルギーイニシアティブ関連として 21.4 億 ドルの予算を要求している。この予算は，図 3-2-5 に示すように DOE の複数の部局 に割り当てられ，それぞれが独自の研究開発を実施する。 また，水素燃料イニシアティブに関わる省局別の予算を表 3-2-7 に示す。 Office of Energy Efficiency and Renewable Energy（EERE 局） 7 億 7100 万ドル ・ 水素、燃料電池、車両技術 ・ バイオマス、ソーラー、風力 先端ｴﾈﾙｷﾞｰ ｲﾆｼｱﾃｨﾌﾞ 21.4 億ﾄﾞﾙ このうち、水素燃 料イニシアティブ 関連が 2 億8800 万ドル☆ Office of Science（SC 局） 5 億 3900 万ドル ・ 核融合、太陽エネルギー、 バイオマス、水素 Office of Fossil Energy（FE 局） 4 億 4400 万ドル ・ 石炭研究イニシアティブ ・ 定置用燃料電池 Office of Nuclear Energy, Science and Technology（NE 局） 3 億 9200 万ドル ・ 世界核エネルギーパートナー シップ（GNEP） ・ 核エネルギー利用水素製造イ ニシアティブ ・ 核エネルギー2010 ・ 第四世代原子炉 図 3-2-5 先端エネルギーイニシアティブに関わる予算 表 3-2-7 水素燃料イニシアティブ関連予算（省局別）[単位：千ドル] 水素燃料イニシアティブ関連予算 DOE 全体 EERE（エネルギー効率改善・再 生可能エネルギー局） 燃料電池関連 水素燃料関連 FE（化石エネルギー局） NE（原子力エネルギー局） SC（科学局） DOT 水素燃料イニシアティブ合計 2005 年度 (Approved) 221,402 2006 年度 (Approved) 234,512 2007 年度 (Requested) 288,077 166,772 155,627 195,801 73,419 93,353 16,518 8,929 29,183 549 221,951 75,339 80,288 21,635 24,750 32,500 1,411 235,923 81,804 113,997 23,611 18,665 50,000 1,420 289,497 −20− 水素燃料イニシアティブに関わる EERE の予算の内訳を表 3-2-8 に示す。 これまでよりも，水素貯蔵・輸送技術，教育分野の予算が大幅に増加した。また， 製造技術に関する R&D が 2007 年から実施される予定である。 表 3-2-8 水素燃料イニシアティブ関連予算 [単位：千ドル] 水素イニシアティブ関連予算 2005 年度 (Approved) 2006 年度 (Approved) 水素製造・輸送技術 水素貯蔵技術 R&D 燃料電池 コンポーネント R&D 技術実証 移動体用燃料電池システム 分散電源用燃料電池システム 燃料改質 R&D 安全・基準・標準 教育 システム分析 製造技術 R&D（新規） プログラムマネジメント 議会指定活動 合計 13,303 22,418 31,702 26,098 7,300 6,753 9,469 5,801 0 3,157 − 535 40,236 166,772 8,591 29,600 31,595 33,478 1,080 962 654 4,727 495 4,925 − 0 42,520 155,627 2007 年度 (Requested) 36,844 34,620 38,082 39,566 7,518 7,419 4,056 13,848 1,978 9,892 1,978 0 0 195,801 b） 進捗状況 水素燃料イニシアティブの進捗状況を表 3-2-9 に示す。 表 3-2-9 水素燃料イニシアティブの進捗状況 項目 水素パス関連 技術 ・ ・ ・ ・ ラーニング・ ・ デモンスト ・ レーション ・ 安全性，基準 ・ 標準，教育 ・ 進捗 水素コスト：天然ガス改質で$2.75∼$3.50 を達成（2006 年実績） 燃料電池システムコスト：$110/kW を達成（2006 年度実績） 燃料電池システム耐久性：2000 時間（ラボレベル） 水素貯蔵： 水素貯蔵量 6 wt％を達成可能な技術を特定 水素ステーション：2006 年に 9 基を設置（2009 年までに 18 基） FCV 車両：2006 年に 63 台を導入，2007∼08 年に 68 台を追加 FC システム：効率 53∼58%，耐久性 714 時間を達成。 水素安全に関するデータベース（文献，水素事故記録）を作成 「水素安全性に関する初期対応の手引き」を完成 −21− （3） 燃料電池車デモンストレーションプロジェクト注） DOE では，「Controlled Hydrogen Fleet and Infrastructure Demonstration and Validation Project（管理下における水素利用車およびインフラ実証・評価プロジェク ト）」（通称 Learning Demonstration）を 2004 年 10 月にスタートした。5 年間のプ ロジェクトである。 このデモンストレーションのプロジェクトチームは表 3-2-10 に示す 4 つのチームから 成る。実証試験を通じて，表 3-2-11 の目標を達成することを目指している。とくに，寒 冷地のミシガンや温暖地域の南カリフォルニアでデモンストレーションを行うことで， 燃料電池のリアルワールド条件での検証を行うことが可能となる。 2006 年春現在では，FCV63 台による実証走行が開始され（図 3-2-6），合計 9 基の水 素ステーションが設置されている（図 3-2-7）。また，11 台のシャーシダイナモテスト が行われた。 表 3-2-10 燃料電池車デモンストレーションプロジェクトのチーム構成 チーム Ford， BP DaimlerChrysler， BP GM， Shell 台数 ： ステーション： ChevronTexaco， 現代自動車， UTC Fuel Cells ※ 実施場所 ： 台数 ： ステーション： 実施場所 ： 台数 ： ステーション： 実施場所 ： 実施場所 ： 台数 ： ステーション： 詳細 ミシガン，サンフランシスコ，フロリダ 26 台（乗用車）[18 台稼働中] 最大 7 ケ所[3 基稼働中] ミシガン，サンフランシスコ，南カリフォルニア 36 台（乗用車，VAN）[30 台稼働中] 8 ケ所[3 基稼働中] ミシガン，ワシントン DC・ニューヨーク， サンフランシスコ，南カリフォルニア 40 台（Zafira）[8 台稼働中] 7 ケ所（ミシガン 2 ヶ所とワシントン DC 1 ヶ所は 概設）[1 基稼働中] サンフランシスコ，南カリフォルニア，北カリフォ ルニア 32 台（SUV）（35 MPa と 70 MPa）[7 台稼働中] 6 ケ所[2 基稼働中] [ ]内は，2006 年 5 月現在での稼働状況 表 3-2-11 燃料電池車デモンストレーションプロジェクトの目標 注） ターゲット FC 耐久性 航続距離 水素供給コスト 2009 年 2,000 時間 >250 mile（400 km） 3 ドル/gge 2015 年 5,000 時間 >300 mile（480 km） 2~3 ドル/gge その他 全米の気候条件 で走行可能 2005 年度 JARI 欧米調査報告書，2006 年度 JARI 欧米調査報告書，（財）日本自動車研究所「平成 18 年度海外実証試験調査」（以下，「2006 年度 JARI 海外実証試験調査」と記す） −22− 図 3-2-6 各チームの代表車両 図 3-2-7 各チームの水素ステーション 燃料電池車デモンストレーションプロジェクトの現状と将来見込みを表 3-2-12 に示 す。水素ステーションは，現状では水素の配送によるものが多いが，次第にオンサイト 製造，パワーパークの比率を増やしていく予定である。また，現状では充填圧力は 35 MPa のみであるが，各社ともより高圧の技術に興味があるとされる。パワーパーク（ミ シガン州）は BP と DTE による水素ステーションで，太陽電池（50 kW）や風力発電を 利用した電力貯蔵システムとなっている。これで製造された水素は，定置用燃料電池に も使用される予定となっている。 −23− 表 3-2-12 Technology Validation Project の将来見込み 2006.5 現在 63 台 （合計 9 基） 4基 1基 2基 2基 − 車両台数 水素ステーション 水素の配送 [CH2] [LH2] 天然ガス改質 電気分解 パワーパーク DTE/BP Power Park, Southfield, MI（太陽電池） Shell hydrogen and gasoline station, WASHINGTON DC（配送） 見込み 130 台以上 9基 5基 5基 3基 BP LAX refueling station（電気分解） ChevronTexaco, Chino, CA （ATR 改質） 図 3-2-8 Technology Validation Project における水素ステーション このデモンストレーションプロジェクトでは，企業の研究開発にかかわる知的所有権 には十分配慮したデータ収集と分析が行われているという。 EPACT（Energy Policy Act） Data Protection Clause の SEC 810 において，「国 が補助した事業でも，企業の機密事項に係わることは公開しなくてもよい」と定められ ている。この条項が本デモンストレーションプロジェクトに適用されることになった注）。 よって，デモンストレーション参加企業は，走行データを一般公開する義務はない。 DOE では，厳重なるデータ管理体制を構築した（図 3-2-9）。デモンストレーション 企業からの走行データは，National Renewable Energy Laboratory 内に設置される 注） ただし条件として「国内企業（domestic companies）」に適用するとある。その定義としては「the term "domestic companies" means entities which are substantially involved in the United States in the domestic production of motor vehicles for sale in the United States and have a substantial percentage of their production facilities in the United States.」とあり，かなりあいまいで解釈の余 地が大いにある条項になっている。 −24− Hydrogen Secure Data Center（HSDC）に提出される。HSDC へのアクセスは厳しく 制限されており（NREL と DOE の少数の人に限定），分析結果は HSDC に入室を許可 された少数の人にのみ提供される。 データ分析には，ADVISOR™（Advanced Vehicle Simulator）を改良した「HSDC ADVISOR™」モデルを用いる。このモデルも一般には公開されず，HSDC のみで使用 される。 図 3-2-9 National Renewable Energy Laboratory におけるデータ分析のコンセプト すでに GM，Ford，DaimlerChrysler，現代自動車の各社が，HSDC にデータを提供 している。提供されるデータの例を図 3-2-10 に示す。2006 年 5 月現在，26 項目ある CDP のうち 16 項目分の作成は終了している。これら 16 項目のアップデート，残り 10 項目の作成，および新たな CDP の策定が今後行われる予定である。 図 3-2-10 HSDC に提供されるデータの例（Composite Data Products：CDP） −25− （4） DOE/EERE における水素製造・輸送関連研究プロジェクト注） DOE による水素関連プログラムや自動車用燃料電池プログラムはエネルギー効率・再 生可能エネルギー局（EERE）の管轄になる。 DOE/EERE の水素製造・輸送関連研究プロジェクトの研究アプローチを表 3-2-13 に 示す。 表 3-2-13 DOE/EERE の水素製造・輸送関連研究プロジェクトの研究アプローチ ・ 技術的問題の特定，目標の設定，進捗評価を産業界のパートナーと協力 して実施 ・ リスクの高い水素製造・輸送方法の R&D に特化 ・ 短期的・長期的な水素製造のパスを考慮 ・ 集中型製造方式と分散型製造方式の両方を研究 ・ 多様な水素（天然ガス，フィードストック，ソーラー，風力，バイオマ ス）を考慮 ・ コストシェアによるプログラム実施 ・ ピアレビューによる定期的な進捗評価 1） 水素製造関連プログラム 水素製造関連プログラムでは，表 3-2-14 に示すように，短期的には天然ガスを使用 したオンサイトと集中製造を，長期的には再生可能エネルギーの利用を目標にしてい る。 分散型天然ガス改質のコストは，実験室レベルでは 2006 年目標（3.00 ドル/gge） を達成。2009 年に実証試験を実施する予定である。 表 3-2-14 水素製造のストラテジー（短期・長期） 短期目標 長期目標 注） 2015 年の商業化判定段階にむけた分散型水素製造（製造を分散化 させることで，輸送インフラ整備の必要性が減じる） ・ 天然ガス改質 ・ 再生可能エネルギー由来液体（アルコール，糖蜜）の改質 ・ 分散型電気分解 再生可能エネルギーからの製造 ・ 集中型電気分解 ・ 集中型バイオマスガス化 ・ 光電気化学プロセス ・ ソーラーエネルギーを利用した熱化学プロセス 2005 年度 JARI 欧米調査報告書，2006 年度 JARI 欧米調査報告書 −26− 2） 水素輸送関連プログラム DOE の水素輸送関連プログラムの詳細を表 3-2-15 に示す。 表 3-2-15 DOE の水素輸送関連プログラムの詳細 目的 輸送の範囲 水素輸送コスト目標 エネルギーキャリアとしての水素（自動車用，定置用）の 長期的な実現性のための水素輸送技術の開発 ・ 水素製造地点（集中型製造，分散型製造）から，水素 充填ステーション・定置用燃料電池発電システムまで ・ 水素は 300 psi（20 気圧）で輸送 1 ドル/gge 以下（2017 年） DOE では，コスト分析モデルである「H2A モデル」を拡大させ，「H2A Delivery Model」を完成させた。また，FreedomCAR の Delivery Tech チームが，水素輸送に 関するロードマップを完成させた。 Delivery Tech では，「Hydrogen Pipeline Working Group」を設置し，官民で水 素パイプラインの実現に向けた研究を行っており，2005 年 8 月にはワークショップが 開催された注１）。長期的にはパイプラインに期待するが，短期的には実現は難しく， 水素デマンドが低いうちは，水素デリバリコストが高くなるのはある程度仕方がない， としている。すでにロサンゼルス郊外において，水素ステーション用の水素パイプラ インが設置されている（延長 70 マイル）。 （5） 水素貯蔵関連プログラム注２） 米国では，DOE 傘下の国立研究所を中心とした，水素貯蔵「グランドチャレンジ」を 実施中である。目標値を表 3-2-16 に示す。車載するため，特に体積密度の達成を強調し ている。 表 3-2-16 水素貯蔵「グランドチャレンジ」の目標 システム重量密度 （比密度） システム体積密度 （エネルギー密度） 貯蔵コスト 注１） 注２） 2010 年目標 8 wt％ 7.2 MJ/kg 2.0 kWh/kg 1.5 kWh/L 5.4 MJ/L 45 g/L $4 /kWh （∼$133/kgH2） 2015 年目標 9 wt％ 10.8 MJ/kg 3.0 kWh/kg 2.7 kWh/L 9.7 MJ/L 81 g/L $2 /kWh （∼$67/kgH2） < http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/wkshp_hydro_pipe.html >参照。 2006 年度 JARI 欧米調査報告書 −27− 表 3-2-17 に，水素貯蔵「グランドチャレンジ」における成果を示す。現状では，まだ 目標値に向かって技術の絞込みをする段階ではない。金属有機物構造（Metal-Organic Framework）で，7％の貯蔵が確認されており，注目されている。 表 3-2-17 水素貯蔵「グランドチャレンジ」における成果 2004 2005 ∼ 2006 年 水素貯蔵合金 Sodium alanate ~3.5- 4 wt%, ~45 g/L (~ 150 C) Li Mg Amides ~5.5wt%,~80 g/L (>200 C) Alane ~7-10 wt%,~150 g/L (<150 C) Li borohydrides >9 wt%,~100 g/L (~350 C) Destabilized Binary hydrides ~5-7wt%,~60-90 g/L (250 C) 化学的貯蔵 Ethylcarbazole ~5.5 wt%, ~54 g/L (<225 C) 4,7 Phenanthroline (organic liquids) ~7 wt%, ~65 g/L (<225 C) カーボン材料 Hybrid Nanotubes ~2-3 wt%, <30 ~ 54 g/L (77 K) Metal/carbon hybrids, MetCars ~6-8wt%*,~39 g/L* (*theory) Seeded Ammonia Borane ~9 wt%,~90 g/L (>120 C) Bridged catalysts / IRMOF-8 ~1.8 wt.%,~10 g/L (room temperature) Ammonia Borane/Li amide ~7 wt%, ~54 g/L (~85 C) Metal-Organic Frameworks IRMOF-177 ~7 wt%,~30 g/L (77K) （6） 燃料電池関連プログラム注） 1） EERE の燃料電池関連プログラム EERE の燃料電池関連プログラムにおける研究分野を表 3-2-18 に示す。燃料電池の うちでも特に PEFC の開発に注力している。輸送用アプリケーションに焦点を当てて おり，2015 年の目標は，コスト 30 ドル/kW，耐久性 5000 時間である。また，シス テムというよりはコンポーネントレベルでの開発を行っている 表 3-2-18 燃料電池開発の研究分野 電解質膜 電極 MEA GDL セパレータ Seals 補機類 革新的コンセプト 非自動車用アプリケーションでは，分散電源（PEFC），APU（SOFC），ポータ ブル電源（DMFC）を研究対象としている（表 3-2-19）。分散電源（バックアップ） 市場は，自動車よりも性能要求が低いため，PEFC のよい早期市場になると期待して いる。 注） 2006 年度 JARI 欧米調査報告書 −28− 表 3-2-19 非自動車用の燃料電池開発の研究分野 分散電源 （PEFC） $750/kW（2011 年まで） 40,000 時間（2011 年まで） エネルギー効率 40％ ・ システム耐久性の向上 ・ スタックの性能の向上 （改質ガス使用時） ・ 改質器の性能の向上 ・ 発電効率の向上 補助電源（APU） ポータブル電源 （SOFC） （DMFC） 比出力 100 W/kg（2010 年まで） 出力密度 1,000 W-h/L 出力密度 100 W/L（2010 年まで） （2010 年まで） ・ ディーゼル用燃料改質器の開 発 ・ 改質ガスで作動できる補助電 源用 FC ・ 実世界における実証 ・ メタノールのクロス オーバー量の削減 ・ 実世界における実証 2） PEFC のコスト解析 TIAX 注１）が行った自動車用 FC システムのコスト分析では，システムコストの 7 割 がスタックであり，さらにスタックのコストの 7 割が電極であることが判明した（図 3-2-11）。この分析において，80 kW システムにおける量産時のコストは 110 ドル/kW である。なお，この価格予測は，現状の技術で量産（50 万ユニット/年）を仮定した 場合のコスト予測である。 詳細なコスト分析（例：年間ユニット製造量が 1 千ユニット，1 万ユニット，1.5 万 ユニットと変化させた場合）は，2007 年度に実施する予定である。 DOE の白金担持量のターゲットは，0.2 g/kW である。白金合金ならば，このター ゲットを達成できる可能性があるが，触媒の長寿命化が今後の課題であるという注２）。 図 3-2-11 TIAX による PEMFC システムのコスト分析結果 Arthur D. Little（DOE の PNGV プロジェクト時代より，燃料電池システムや改質システムのコス ト解析を行ってきたコンサルティング会社）からスピンオフした企業。DOE の FreedomCAR & Fuel Initiative において，燃料電池システムのコスト解析を実施している。 注２） 2006 年度 JARI 欧米調査報告書 注１） −29− （7） バッテリ関連プロジェクト注） DOE では，FCV，Plug-in HEV の開発のために，バッテリの開発を支援している。 開発の対象は，主にリチウムイオン電池か，スーパーキャパシタ（ACN 系）である。（表 3-2-20） 表 3-2-20 DOE の FCV，プラグイン・ハイブリッド用バッテリの開発 Li-Ion 電池 （HEV 用） ウルトラ キャパシタ Johnson Control –SAFT EnerDel 長寿命，低コスト，量産可能な Nikelate カソー ドの開発。 Li-Titanate-Mn 系を開発。低コスト・量産の可 能性あり。 CPI-LG Chem Li ポリマー（Mn スピネル/Nikelate，ソフトな 電極材料）を開発。低コスト，高耐久性，量産 の可能性あり。 A123 高出力，高耐久性な Li イオン/燐酸システムの （ DOE か ら ア ワ ー 開発。現在，工作機器メーカである DeWalt に ド受賞） て，製造用ツールとして実用化。ハイブリッド 車用に改良中。 Maxwell AcN 系システム。ハイブリッド車用に要求され （2006 年 9 月終了） る性能を達成。50％のコストダウンを達成。た だしさらなるコストダウンが必要。 NessCap PC 系を開発していたが，現在は CAN 系にシフ ト。競合他社よりも 40％のコスト削減を達成。 米国運輸省（DOT）の調査では，米国における 1 日の自動車利用の 70％は，走行距離 が 40 マイル以下である。よって，40 マイル分の走行距離をバッテリだけで確保できれ ば，ほぼゼロエミッションなハイブリッド（plug-in HEV）が実現できるとしている。 DOE では，plug-in HEV 用バッテリのデザインのための技術公募を行う予定である。 公募に先立ち，バッテリ仕様の決定をバッテリメーカとともに行っている。仕様決定に は米国以外の電池メーカも参画できるが，自動車メーカは不可である。公募スケジュー ルを表 3-2-21 に示す。 表 3-2-21 plug-in HEV 用電池の仕様決定・技術公募スケジュール 2006 年 10 月 2006 年 12 月 2007 年 1 月 2007 年 2 月 2007 年 3 月 2007 年 10 月 2007 年 12 月 注） plug-in HEV 用のバッテリの種類・可能性の評価 Charge-depleting モードのための仕様の決定 仕様に関して，バッテリメーカからのコメントの募集 USABC を通じて，提案募集を実施 plug-in HEV 用バッテリのテスト方法を決定 提案を 2∼3 に絞込み。フルプロポーザルを募集。 有望技術にアワードを提供（バッテリ開発契約を締結） 2006 年度 JARI 欧米調査報告書 −30− （8） DOE の想定する 2010 年∼2025 年のシナリオ注） 米国科学アカデミーは「The Hydrogen Economy Report」（2004 年）において，DOE に対し，水素経済への移行戦略・シナリオを作成するように要請した。また「2005 年エ ネルギー政策法」（3-2-1(1)項参照）はエネルギー省長官に対して，水素経済への移行 の方策を議会に提示するように求めている。 DOE はこれらの要望に応えるべく，2006 年 1 月 26 日に「Hydrogen Transion Analysis Workshop」を，2006 年 8 月 9∼10 日には「2010-2025 Scenario Analysis for Hydrogen Fuel Cell Vehicles and Infrastructure」を開催した。また 2007 年 1 月には シナリオ分析ワークショップを開催し，2007 年 3 月には正式な報告書を米国科学アカデ ミーに提出することになっている。 DOE が想定する 2010 年∼2025 年のシナリオを図 3-2-12 に示す。2015 年の FCV 商 業化判断のタイミングに向かい，R&D を推進するとともに，現在実施している FCV デ モンストレーションプログラム（Learning Demonstration）を 2015 年まで継続する。 これまでのワークショップにおいて，3 つの FCV 普及シナリオが提案されている（表 3-2-22）。シナリオ 3 が最も意欲的なシナリオである。シナリオ 1 とシナリオ 2 は，米 国におけるハイブリッド車の普及パターンに倣うとしたものである。これらのシナリオ に基づいた FCV の普及予測を図 3-2-13 に示す。 図 3-2-12 DOE の 2010 年∼2025 年シナリオ 注） 2006 年度 JARI 欧米調査報告書（Fuel Cell Seminar 2006） −31− 表 3-2-22 3 つの FCV 普及シナリオ シナリオ 1 2012 年まで 2018 年まで 2025 年 シナリオ 2 2012 年まで 2015 年まで 2018 年まで 2025 年 シナリオ 3 2012 年まで （科学アカデミー 2021 年まで のシナリオ） 2025 年 FCV 導入台数：数百∼数千台/年 FCV 導入台数：数万台/年 FCV 普及台数：200 万台 FCV 導入台数：数千台/年 FCV 導入台数：数万台/年 FCV 導入台数：数十万台/年 FCV 普及台数：500 万台 FCV 導入台数：数千台/年 FCV 導入台数：数百万台/年 FCV 普及台数：1000 万台 米国におけるハイブリッド車普及パターン（実際と予測） FCV 普及シナリオ 3 FCV 普及シナリオ FCV 普及シナリオ 2 米国におけるハイブ リッド車普及パターン （開始年＝2012 年） 米国におけるハイブ リッド車普及パターン （開始年＝2015 年） FCV 普及シナリオ 1 図 3-2-13 FCV 普及シナリオ（シナリオ 1，2，3） −32− （9） 水素経済のための国際パートナーシップ（IPHE）注１） エイブラハム DOE 長官は 2003 年 4 月 28 日に，国際エネルギー機関（IEA）のディ ナースピーチにおいて，「水素経済のための国際パートナーシップ（International Partnership for the Hydrogen Economy：IPHE）」の設立を呼びかけた。また，同年 6 月 16 日，欧州委員会の「水素・燃料電池に関するハイレベルグループ会議」注２）にお いて，「米国のビジョンと水素社会へのロードマップ（The US vision and roadmap to a hydrogen economy）」と題するスピーチを行い，欧州連合に参加を呼びかけた。 2003 年 11 月 18∼21 日に「水素経済のための国際パートナーシップ（IPHE）」設立 の閣僚会議がワシントン DC で開催され，世界 15 カ国と EC の代表により IPHE 枠組 み文書（Terms of Reference：TOR）が署名された注３）。このパートナーシップの第一 の目標は，日本や EU などの国際的な研究相手との水素エネルギーに関する情報の共有 である。 IPHE の目的とその特徴を表 3-2-23 に示す。 表 3-2-23 水素経済のための国際パートナーシップ（IPHE）の目的とその特徴 IPHE の 目的 IPHE の 成功の鍵 IPHE の 特徴 枠組文書 （Terms of Reference： TOR） 水素社会への世界的な移行を推し進めるための研究・開発・実施プログ ラムを，効果的に組織し，さらにその評価とコーディネーションを行うこ と。 ・ 世界の知性を集め」，困難な課題の解決を図る。 ・ 共通の技術標準を作る。 ・ 水素と燃料電池技術の開発と利用を推し進めるための，政策と技術のガ イダンスを作る。 ・ 水素・燃料電池技術とインフラ技術を開発するための大規模かつ長期的 な官民協同体制を構築する。 ・ 技術面・資金面・政策面における，課題と機会を明確化する。 1) 水素と燃料電池の技術開発に対する，非常に長期的なコミットメント 2) 技術開発とインフラ開発のための明確なビジョンと国家戦略 3) 水素社会における産業セクターの開発を効果的に推し進める政策と戦略 1) TOR は炭素隔離リーダーシップフォーラム（Carbon Sequestration Leadership Forum）の成果を基にして決定される。 2) TOR は非拘束的な協定である（非拘束性は，IPHE の実施における基本 的な方針である）。 3) TOR のドラフトは，現在レビュー中である。 出所：2003 年度 JARI 海外調査報告書 ＜http://www.usea.org/iphe.htm＞ 注１） 注２） 注３） （独）新エネルギー・産業技術総合開発機構「水素・燃料電池に関わる国際動向調査 水素経済の ための国際パートナーシップ−IPHE の動向−」2006 年 1 月 「水素・燃料電池に関するハイレベルグループ」に関しては 2003 年度 JARI 海外調査報告書参照。 参加国は，オーストラリア，ブラジル，カナダ，中国，フランス，ドイツ，アイスランド，インド， イタリア，日本，ノルウェー，韓国，ロシア，英国，米国，欧州委員会（欧州委員会を除き，アル ファベット順）。なお，2005 年にはニュージーランドも参加している。 −33− IPHE の組織概要を図 3-2-14 に示す。 実行連絡委員会（ILC) 運営委員会 （SC) タスクフォース（TF） 事務局 （Secretariat) 教育・水素製造・燃料電池 水素貯蔵・社会経済性 規制･基準･標準 ﾃﾞﾓﾝｽﾄﾚｰｼｮﾝ･ｲﾝﾌﾗｽﾄﾗｸﾁｬ 評価チーム（ET） ステークホルダアソシエーション・リエゾングループ（LGSA) ※IPHEとの情報交換を目的とした組織で，水素・燃料電池分野の非営利団 体・準政府組織が登録されている 図 3-2-14 IPHE の組織構成 IPHE では，本来，水素経済達成のための世界的な水素ロードマップを策定する予定 であったが，第 4 回の実行連絡委員会（ILC）において，世界共通の水素ロードマップ 作成の困難さが指摘され，同時にギャップ分析（目標と現実のギャップ）の重要性が指 摘された。IPHE 事務局は，第 4 回 SC にて，表 3-2-24 に示すような「IPHE 戦略プロ ダクト」の作成を提案した。これは第 5 回 ILC での具体化を経て，第 5 回 SC で正式に 承認された。 表 3-2-24 3 つの「IPHE 戦略プロダクト」 IPHE 戦略プロダクト 目的と役割 プライオリティ・スコ ・ IPHE での「RD&D 上の共通ゴール」を設定したもの アカード ・ 「ロードマップ」のように移行戦略を直接的に規定するものではな いが，RD&D における重要項目を明らかにすることで，間接的に 水素経済への移行を支援するためのツールとして利用される 活動マトリクス ・ プライオリティ・スコアカードが特定した RD&D 項目に関して， 各国の RD&D 活動を洗い出したもの ・ 「理想」と「現実」のギャップ分析が目的 戦略プライオリティ・ ・ IPHE 活動における優先順位を規定したもの リスト ・ メンバー国や非メンバー国との国際連携のあり方や，IEA との連 携などを含む 図 3-2-15 に IPHE 戦略プロダクトに関わる SC と ILC の役割を示す。 −34− 戦略的プライオリテ ィ・スコア カード のメンテナンス SCとILCの役割 ILC ・スコアカードに基づいたRD&Dの実施 ・コラボレーシ ョンプロジ ェクトの実施 ・SCに進捗を報告 SC ・スコアカードの管理，アップデート ・IPHE全体の戦略性を決定 RD&D担当者，関係 者によるワークショ ップの実施（毎年） SCにおいて定期的 に見直し プライオリティ・スコア カ ードに基づいた活動 IPHE 戦略プロダクト ・プライオリテ ィ・スコア カード ・活動マトリクス ・戦略プライオリティ・リスト SCにおける 戦略的な活動 戦略的プライオリテ ィ・リスト のメンテナンス 図 3-2-15 「IPHE 戦略プロダクト」における SC と ILC の役割 （10） カリフォルニア州大気資源局（CARB）の施策注１），注２） 1） Zero-Emission Vehicles（ZEV）規制 大気清浄化の手段として，CARB（カリフォルニア州大気資源局）は，1990 年に ZEV（Zero Emission Vehicle＝無排出ガス車）の販売義務付けを行うこととする ZEV 法を制定した。ZEV は排出ガスを全く出さない車のことで，当時は，電気自動車がそ れに相当した。当初の規定では，カリフォルニア州での販売台数が年間 3.5 万台以上 の自動車会社に対し 1998 年型から販売量の 2%を，2003 年型からは 10%まで ZEV を 増加させることになっていた。しかし，1996 年の見直しで，ZEV 規制の実施を 2003 年型からに延期することになり，さらに 1998 年の見直しで，2003 年型からの ZEV の 10%強制導入は維持しつつ，新たに PZEV 注３）という考えを取り入れ，最低でもピュ ア ZEV は 4%，PZEV は最大 6%まで認められることになった。PZEV では，表 3-2-25 に示すように排出ガスは SULEV レベル以下で，エバポ（蒸発）エミッションがゼロ で，エミッションの劣化を 15 万マイルにわたり診断警告し，かつ排出レベルを 15 年 もしくは 15 万マイル以上保償しなければならない。現行の ULEV（超低排出ガス車） レベルに比べて大変厳しいものとなっている。 注１） 注２） 注３） （財）日本電動車両協会『平成 14 年度 燃料電池自動車に関する調査報告書「海外調査編」』平成 15 年 3 月（以下，「2002 年度 JEVA 海外調査報告書」と記す） （財）日本自動車研究所「平成 15 年度燃料電池自動車実証試験に関する海外調査」（以下，「2003 年度 JARI 海外実証試験調査」と記す）および（財）日本自動車研究所「平成 16 年度燃料電池自 動車実証試験に関する海外調査」（以下，「2004 年度 JARI 海外実証試験調査」と記す），2006 年度 JARI 欧米調査報告書 PZEV:パーシャル ZEV。PZEV は，SULEV（超超低排出ガス車），ハイブリッド車（HEV），改 質形 FCV などが相当。 −35− 表 3-2-25 PZEV の条件 1 エミッション PZEV 要件 SULEV（NMOG≦0.01gpm，NOx≦0.02gpm） 2 3 4 エバポ 自己診断（OBD） 保償期間 0g/test OBD2 規制適合 15 万マイルあるいは 15 年間 項目 ※参考：ULEV（NMOG≦0.04gpm，NOx≦0.07gpm） ※1∼4 の全項目を満たすことが条件 さらに 2000 年の見直しでは，AT（Advanced Technology） PZEV が設定され，1998 年に見直された ZEV4%の内 2%は AT PZEV でも良い（ピュア ZEV は最低でも 2% 出 す）ことになった。なお，PZEV を「Bronze」，AT PZEV を「Silver」，ZEV を「Gold」 と呼ぶ。内燃水素機関自動車は AT PZEV に，一定の要件を満たしたプラグイン・ハ イブリッド車は AT PZEV に認められることとなっている（表 3-2-26）。AT PZEV および PZEV として認証されている 2006 年モデルでの車両を表 3-2-27 に示す。また， 2003 年型以降，ZEV 要求台数を徐々に増加させ，2018 年型では，16%まで引き上げ ることになった（図 3-2-16）。その代わり各種のクレジットを導入し，実際の ZEV， AT PZEV，PZEV の導入台数を緩和することが提案された（表 3-2-28）。 表 3-2-26 ZEV（Gold）/ AT PZEV（Silver）/ PZEV（Bronze）カテゴリ カテゴリ ZEV 種別 Gold ZEV Silver AT PZEV Bronze PZEV 主たる該当車両 Pure-ZEV（EV），FCV EV モードで 20 mile 以上走行可能なハイブリッド plug-in HEV，パワーアシスト型ハイブリッド車， 従来型ハイブリッド車，CNG 車，水素 ICE 自動車 SULEV 適合ガソリン車 表 3-2-27 AT PZEV，PZEV の認証車両（2006 モデル） AT PZEV PZEV Honda Accord Hybrid Ford Escape Hybrid HEV 4WD/2WD Honda Civic Hybrid Mercury Mariner HEV 4WD Mazda Tribute HEV 4WD Toyota Prius Honda Civic GX (CNG) BMW 325Ci Mazda 3（2.0L, 2.3L） Ford Fusion Mazda 6 2.3L Hyundai Elantra Nissan Altima 2.5/2.5s Kia Spectra Subaru Legacy 2.5i /2.5i Wagon Mercedes-Benz E350 Subaru Outback Wagon and 2.5i Mercury Milan Toyota Camry Volkswagen Golf Volkswagen New Beetle Volkswagen New Beetle Convertible Volkswagen Jetta Volvo V70 FWD −36− 18 ZEV割合 [％] 14 12 10 16% ZEV AT-PZEV PZEV 16 14% 12% 11% 10% 8 6 4 2 0 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 [型式年] 図 3-2-16 ＺＥＶの規制案 表 3-2-28 クレジット 型式年（MY） FCV(H2) EV HEV PZEV 05 06 07 08 09 40 12 0.931 0.266 10 10 4 11 12 3 3 0.7 0.65 0.2 2002 年 1 月に公聴会が行われたが，同月，GM，D/C などがクレジット計算式に燃 費に関する条項が含まれているのは，連邦優先権に反するとして連邦地裁に提訴した。 成立するかにみえた改定案はここで成立困難となり，6 月に入り連邦地裁が「2003-04 年型での ZEV 規制施行禁止」の予備判断を下した。そこで CARB は，紆余曲折の末， 2005 年型からの ZEV 規制施行および燃費条項削除，新たに ZEV（Gold）を，EV と FCV の車両特性に合わせて 5 つに分類（表 3-2-29）するなどの改定案を 2003 年 1 月に提案した。その後 3 月と 4 月に公聴会が行われ，8 月にやっと ZEV 規制改定案の 最終案が発行され，GM，D/C などが連邦地裁，カリフォルニア州裁への訴訟を取り 下げるに至り，最終規則が発行される見通しとなった。そして 2004 年 2 月に最終規 則が発行され，カリフォルニア州総務長官の承認を得て，2004 年 3 月 25 日からカリ フォルニア州 ZEV 規制は発効となった。 表 3-2-29 ZEV（Gold）の新区分 区分 NEV Type 0 Type I Type II Type III 車種 ネイバーフッド EV（NEV） ユーティリティ EV（Utility EV） シティ EV（City EV） フル機能 EV（Full Function EV） 燃料電池車（Fuel Cell Vehicle） 以下に最新 ZEV 規制の概要と特徴を整理する。 −37− ZEV 走行レンジ（UDDS） 設定せず 50 マイル未満 50 マイル以上，100 マイル未満 100 マイル以上 100 マイル以上 ① ZEV 法の施行は，05 年型からで，ZEV 要求割合は 10%からスタートし，年々増 加させて 18 年型以降は，16%とする（図 3-2-16）。 ② ZEV 要求台数は，表 3-2-26 に示したように ZEV，AT PZEV，PZEV で構成され， 各々ZEV に換算した台数で満たすこと。 ③ 対象車両は LDV（Light Duty Vehicle）および LDT1（Light Duty Truck，LVW=0 ∼3,750lbs）とし，2007 型式年から段階的に LDT2（LVW≧3,751lbs，GVW≦ 8,500lbs）を加える。 ④ ZEV 法の対象となる自動車メーカは，カリフォルニア州における上記 LDV，LDT の総販売台数によって区分され，年間 6 万台以上販売している自動車メーカが対 象。（注：2006 年 11 月現在，GM，フォード，D/C，トヨタ，本田，日産の 6 社） ⑤ PZEV クレジットフレキシビリティーとして，03∼04 年型（MY）に得た 6%を 超える PZEV クレジットは，05∼06MY AT PZEV クレジットとして使用可能。 ⑥ 一定割合の FCV（Type III ZEV）をオプション導入した自動車メーカは，ZEV 導入義務 10％を PZEV 6％と AT PZEV 4％で賄うことができるという「代替パ ス」を設定。 ・ この「代替パス」における FCV 導入オプション台数は，2009 MY 以降増大す ることとなっている。 ・ すべての ZEV 規制対象自動車メーカが「代替パス」を採用した場合の FCV 導入オプション台数は表 3-2-30。 表 3-2-30 「代替パス」における FCV 導入オプション台数 期間（MY） FCV リクワイヤメント 2005∼2008 2009∼2011 2012∼2014 2015∼2017 250 台注） 2,500 台 25,000 台 50,000 台 ・ この代替パスは，2017MY で終了。 ・ この FCV 導入オプション台数のうち 50％までは，バッテリ EV で充当するこ とも可能であるが，FCV 1 台に相当するバッテリ EV は，11MY までは 10 台， 17MY までは 5 台となっている。 ⑦ 米国 Clean Air Act 第 177 項に準じて，カリフォルニア州と同様の厳しい自動車 排出ガス基準を採用しているニューヨーク州，マサチューセッツ州，バーモント 州，メーン州に導入された FCV も，カリフォルニア州に導入されたものとしてカ ウントすることができるが，2012MY 以降は，他州に導入された FCV が得る ZEV 注） 2001∼2008 MY における FCV 導入オプション台数 250 台の内訳は，GM が 62 台，Ford が 51 台， トヨタが 57 台，ホンダが 48 台，DaimlerChrysler が 17 台，日産が 17 台である。 −38− クレジットを減少させていく予定である。 ⑧ この FCV 導入オプション台数のあり方については，現在専門家パネル（Expert Review Panel 注））にてレビュー中である。 2） カリフォルニア燃料電池パートナーシップ（CaFCP） 1999 年 4 月，米国カリフォルニア州では，燃料電池車の導入に向け，関係者の自主 的な組織として，自動車メーカ，石油会社，燃料電池メーカおよび州政府の共同によ る「カリフォルニア燃料電池パートナーシップ」（CaFCP）を組織した。そして，2000 年 11 月 1 日サクラメントに研究施設を設置し，開所式が行われた。目的と参加メン バーは表 3-2-31 のとおりである。また，2000 年 6 月に運営チームは，CaFCP の意義 を「CaFCP は FCV の実用化に対するコミットメントである」と発表している。 当初は 2003 年までの予定であったがその後 2007 年まで延長され， 2006 年 10 月 には 2012 年（第 3 フェーズ）まで延長されることが発表された。 表 3-2-31 「CaFCP」の参加メンバー（2007 年 2 月現在） フル・パートナー 自動車メーカ FC 技術パートナー エネルギー・パートナー 行政関連組織 アソシエイト・パートナー 交通局 水素燃料供給会社 行政関連組織 水素製造メーカ DaimlerChrysler，Ford，Honda，Hyundai，Nissan， Volkswagen， General Motors，Toyota Ballard，UTC Power BP，Shell Hydrogen，ChevronTexaco California Air Resource Board（CARB） California Energy Commission（CEC） South Coast Air Quality Management District U.S. Department of Energy（DOE） U.S. Department of Transportation（DOT） U.S. Environmental Protection Agency（EPA） National Automotive Center（NAC） AC Transit，Santa Clara VTA，SunLine Transit Air Product，Praxair Institute of Transportation Studies at UC Davis （ITS-Davis） Proton Energy Systems，PG & E，ZTEC Corporation， Hydrogenics Corporation，ISE Corporation (“ISE”) ※下線部は発足当初のメンバー 出典：CaFCP HP（http://www.cafcp.org/） 表 3-2-32，表 3-2-33 に CaFCP の歴史，活動の現状をとりまとめる。また，CaFCP の 2004‐2007 年の目標を表 3-2-34 に示す。 注） Expert Review Panel は，Michael P. Walsh（チェア），Dr. Fritz Kalhammer，Mr. Bruce Kopt， Dr. Vernon Roan，Dr. David Swan から構成される。 −39− 表 3-2-32 CaFCP の歴史 1999 年 2000 年 2001 年 2002 年 4 月‐発足時の 8 団体のメンバーによる公式発表 11 月‐西サクラメントの施設が完成 10 月‐FCV の最初の燃料が H2 で意見一致 7 月‐20 のフル・パートナーと 10 のアソシエイト・パートナーが揃う 7 月‐2004 年−2007 年の第 2 フェーズの計画が採用 12 月‐第１フェーズの活動が以下の成果をもって終了 55 台の FCV，2 台の FC バス，3 基の水素ステーション，2 つのロード ラリー（road rallies），一般の認知度 40％ 10 月‐2008 年−2012 年の第 3 フェーズの計画が採用 2003 年 2006 年 2007 年 1 月 現在 31 のパートナーで水素と FC 車両の実証試験の促進活動を行っている。 表 3-2-33 CaFCP の活動内容 ・ 水素（圧縮，液体）とメタノールを想定。 ・ ガソリン改質技術についても研究する。 ・ サクラメント近辺 D/C の圧縮水素バスはパームスプリングスおよびサンフランシスコ 燃料 走行場所 燃料インフラ の整備 コスト負担 安全性対策・ 規制等 ・ パートナーシップに参加している石油会社が行う。 ・ 運営費用は，基本的には参加企業が負担。 ・ 自動車メーカは自己負担で，デモンストレーション用 FCV を提供。 ・ デ モ ン ス ト レ ー シ ョ ン 用 の 燃 料 電 池 バ ス の コ ス ト は California Energy Commission が負担。 ・ 水素利用などに対する規制なし。そのため，安全性対策などすべて関 係する自動車メーカの責任で行う。 表 3-2-34 CaFCP の 2004‐2007 年の目標 1. 2. 3. 4. 5. 6. メンバーによる FCV ステーション導入の促進 水素ステーションと車両間のプロトコルの設定促進 緊急時対応に関するトレーニング 資料の出版 全世界の FCV プログラムとの間の情報と経験の共有 資金提供者や市民団体に対する対応 2005 年 1 月より，Santa Clara VTA のバラード製 FC システムを搭載した FC バス 3 台での運行を始めた。その後，秋に AC Transit が 3 台の Van Hool 製 FC バス （UTC-FC の FC 搭載）が走行を開始した。SunLine Transit Agency にも AC Transit と同様の FC バスが 2005 年 11 月に納車された。 CaFCP における設備，登録車両の概要を表 3-2-35 に示す。登録車両は約 160 台で あるが，実際にはメーカがメンテナンスなどで引き上げている場合もあるため，実際 に州内にある車両は 100 台程度と見られる。図 3-2-17 にはカリフォルニア州に設置さ れている水素設備を示す。 −40− 表 3-2-35 CaFCP における設備，登録車両の概要（2006 年 11 月現在） 本部 設備 登録車両 ウエスト・サクラメント ・水素ステーション ・ガレージ 水素ステーション 稼働中 23 ヶ所，計画中 14 ヶ所 燃料電池自動車（FCV） 149 台，燃料電池バス（FCB） 9 台 Northern California Stations AC Transit Hydrogen Energy Station – Emeryville (+) AC Transit Hydrogen Energy Station – Oakland AC Transit Hydrogen Energy Station – Richmond (+) City of SF for Honda FCX Fleet Menlo Park Station PG&E Station - San Francisco San Carlos Station San Francisco Airport Station (+) Santa Clara Valley Transportation Authority South Lake Tahoe Station (+) UC Davis Station (+) West Sacramento Station Southern California Stations BMW of North America – Oxnard Burbank Station Camp Pendleton Station (+) Chino Station (+) Chula Vista Station (+) City of LA for Honda FCX Fleet CSU LA Station (+) Honda Home Energy Station - Torrance (+) Honda Hydrogen Refueling Station - Torrance LA H2 Pipeline Long Beach Station Ontario Station Praxair-BP Hydrogen Fueling Station at LAX Riverside Station Rosemead Station Santa Ana Station San Diego City Schools Station Santa Monica Station (+) SCAQMD Energy Station - Diamond Bar SunLine Station - Thousand Palms Toyota Station - Torrance (+) UC Irvine Air Products Station UC Irvine Hydrogenics Station UC Irvine - Mobile refueler UCLA Station - Westwood Westminster Station 図 3-2-17 CaFCP の実証サイトと各サイトのメンバー（2007 年 1 月現在） 出典：CaFCP HP（http://www.cafcp.org/） −41− 3） カリフォルニア水素ハイウェイネットワーク（CA H2 Net） カリフォルニア水素ハイウェイネットワーク（CA H2 Net）は，カリフォルニア州 が環境，健康，経済に配慮しつつエネルギーセキュリティを確保し，さらにエネルギー 効率と再生可能エネルギー利用を進める目的で実施されているデモンストレーション プログラムである。 2004 年に，200 人のエキスパート（行政，産業界，大学，NGO）の意見を参考に， 計画の青写真を策定した。青写真では，最終的に水素ステーションを 250 カ所まで増 加させる予定であり，ハイウェイ沿い 20 mile ごとに水素ステーションを建設する方 針であったが，現状ではむしろインフラを特定の都市部に集中して整備し，それをネッ トワークすることに計画変更している。水素は最終的には再生可能エネルギーから製 造することを目標にしている。プロジェクトのフェーズを表 3-2-36 に示す。 表 3-2-36 CA H2 Net のプロジェクトのフェーズ 水素ステーション FCVs＆H2 車（LDT） FCVs＆H2 車（HDT） 定置・オフロード適用 Ⅰ 50∼100 2,000 10 5 目標（推定） Ⅱ Ⅲ 250（初期使用） 250（拡大使用） 10,000 20,000 100 300 60 400 2005 年∼2006 年度の CA H2 Net 予算は 6,500 万ドルである。この期間においては， カリフォルニア州は FCV をリースあるいは購入し，デモンストレーションを行う （2007 年中）。自動車は 7 台，水素ステーションは 3 ヶ所を予定している（表 3-2-37）。 表 3-2-37 CA H2 Net に導入される自動車，水素ステーション 導入車両 水素ステーション （建設予定） FCV：1 台（GM Hydrogen3） 水素 ICEV：4 台（Quantum 製改造プリウス） 水素 ICE シャトルバス：2 台（Ford 製） カリフォルニア州立大学ロサンゼルス校（電気分解） サンディエゴスクール（電気分解） サン・カルロス / PG&E（天然ガス改質） 次のステップとしては燃料電池バスの導入と水素インフラの整備（新たに 3 カ所に 設置）を行う予定である。また，現在カリフォルニア州にある水素ステーションに対 して CA H2 Net への参加を募ることにしている。 −42− 4） 定置用燃料電池プロジェクト（California Stationary Fuel Cell Collaborative） CARB は 2001 年 6 月，定置用燃料電池プロジェクト推進組織「California Stationary Fuel Cell Collaborative（以下 CaSFCC）」を組織した。CaSFCC の目的は『州政府 のビルへの燃料電池の導入を積極的に進めるとともに，その他のマーケットへの燃料 電池導入を支援する』ことである。コアメンバーは表 3-2-38 のとおりである。 表 3-2-38 CaSFCC のコアメンバー State Agencies Local Agencies Federal Agencies Non-Government Agencies California Air Resource Board California Business Transportation and Housing Agency California Department of General Services California Department of Transportation California Energy Commission California Environmental Protection Agency California Public Utilities Commission California Resources Agency California Power Authority California State Fire Marshall California Trade and Commerce Agency Governor’s office of Planning and Research South Coast Air quality Management US Department of Defense US Department of Energy US Environmental Protection Agency Los Angeles of Water and Power National Fuel Cell Research Center Sacramento Municipal Utility US Fuel Cell Council 目標として，2006 年末までに合計 50∼250 MW の燃料電池を導入する。まずは， 新規導入が容易な新しい州政府ビルから導入を始めるが，順次，そのほかのビルへの 導入を行う。問題として，古いビルでは燃料電池を設置できるだけのスペースがない ことが挙げられている。 CARB は，CaFCP と CaSFCC の両方を協調して進めることで，R&D 促進のシナ ジー効果を期待している。 −43− 5） カリフォルニア州のカーボン排出量削減法（パブリー法） 2002 年夏にカリフォルニア州議会は，自動車からのカーボン排出量削減を義務付け る「州法第 1493 号（Assembly Bill 1493）」を可決，当時の Gray Davis 知事も法案 に署名した。州法第 1493 号は，提案した民主党議員 Fran Pavley の名をとって「Pavley Bill（パブリー法）」と呼ばれている。 パブリー法は，CARB が 2009 年（モデルイヤー）以降の自動車（および自動車メー カ）に対してカーボン排出量の基準を定めることを求めている。具体的には，2020 年 には 17%，2030 年には 27%の自動車からの GHG を削減することを目的としている。 パブリー法は 2005 年 1 月に採決され，州議会および州知事へ報告され，2006 年より 前に有効になることはなく，2009 年モデルから適用される予定である。車両カテゴリ としては，PC/LDT1（乗用車，小型トラック，小型 SUV）と LDT2（大型トラック， 大型 SUV）に分けられ，規制対象 GHG は，CO2，CH4，N2O，HFCs であり，自動 車からの（排気口，空調などによる汚染物質を含む）全ての GHG を対象としている。 これに対して米国の自工会などから告訴されており，どのような形でどのように決着 するか今後の動向が大いに注目される。 パブリー法の施行スケジュールを表 3-2-39 に示す。 表 3-2-39 カリフォルニア州パブリー法の施行スケジュール 技術面の評価 地球温暖化ガスに関するワークショップ 自動車技術に関するシンポジウム 補足的ワークショップ サマリー・ワークショップ CARB のボードメンバーへの報告 スタッフ・プロポーザル（ドラフト）作成 スタッフドラフトの公表 ワークショップ 最終的なスタッフ・プロポーザル CARB のボードによる承認 議会・州知事への報告 2002 年 2003 年 12 月 3月 − 10 月 11 月 2004 年 5月 6月 7月 9月 1月 2005 年 出典：2002 年度 JEVA 海外調査報告書，2004 年度 JARI 海外実証調査 −44− 3-2-2 EU における取組み （1） 欧州におけるエネルギー・交通政策注１） 欧州におけるエネルギー・交通政策の目標と，政策の推進要因を表 3-2-40 に示す。ま た，欧州のエネルギー・交通政策に関する基本的な政策枠組を表 3-2-41 に示す。 表 3-2-40 欧州におけるエネルギー・交通政策の目標と推進要因 エネ ルギ ー ・ ・ ・ 政策の目標 エネルギーセキュリティ強化 競争力の強化 持続可能な発展の達成 ・ ・ 交通 ・ ・ ・ ・ ・ ・ モビリティの確保 グローバルレベルでの移動の確保 エネルギー効率･持続可能性向上の ・ ための革新技術 環境保護 ・ 政策の推進要因（ドライバー） エネルギー輸出国に関する選択肢の縮小 / 特定のエネルギー輸出国への依存度の 上昇 エネルギー供給インフラの拡大と代替の必要 性 気候変動に関する懸念の拡大 欧 州 加 盟 国 の 増 加 に よ る 市 場 拡 大 /グ ローバリゼーションの進行 エネルギー効率・持続可能性向上の必要 性 大気質と気候変動に関する懸念の拡大 表 3-2-41 欧州のエネルギー・交通政策に関する基本的な政策枠組 「エネルギー効率に関する提案書」（2005 年 7 月） Energy Efficiency Green Paper Æ「エネルギー効率に関するアクションプラン」（2006 年 10 月） Energy Efficiency Action Plan 「安全で競争力があり，持続可能なエネルギーのための欧州戦略」（2006 年 3 月） European Strategy for Sustainable, Competitive and Secure Energy Æ「欧州のエネルギー戦略レビュー」（2007 年） Strategic European Energy Review 「交通白書に関する中期レビュー」（2006 年 6 月） Mid-term review of Transport White Paper Æ「都市交通に関する提言書」（2007 年） Urban Transport Green Paper 欧州のエネルギー・交通政策について表 3-2-42 に示す。 乗用車（新車）からの CO2 平均排出量を 2008∼2009 年までに 140 g/km に削減する 自主規制を欧州自動車工業会，日本自動車工業会，韓国自動車工業会と締結した（図 3-2-18）。しかし，その達成は困難視されている注２）。 2006 年度 JARI 欧米調査報告書 2007 年 2 月 7 日に欧州委員会は，新車からの CO2 排出量（加重平均）を 2012 年までに 120 g/km 以下にすることを決定した。< http://jpn.cec.eu.int/home/news_jp_newsobj2086.php >参照。 注１） 注２） −45− 表 3-2-42 自動車に関する欧州の政策 政策 実施 内 容 クリーン・高エネルギー効率自動車 代替燃料導入 ・ 公害物質の削減 （Strategy on Air Pollution：2005 年 9 月） ・ 温室効果ガスの削減 （Transport White Paper review：2006 年 6 月） ・ エネルギー消費量の削減 （Energy Efficiency Action Plan：2006 年 10 月） 【EURO 規制】 EURO 5（乗用車）の提案（2005 年 12 月） 【クリーン自動車の導入】 公 共 機 関 へ の ク リ ー ン 自 動 車 導 入 支援 の 提案 （2005 年 12 月） 【車両からの CO2 排出量の削減】 CO2 排出量の 1998 年比 25%削減に関する，自動 車業界との自主規制 【炭素税】 CO2 排出量に基づく炭素税（車両登録・取得時） の提案（2005 年 7 月） 【クリーン・エネルギー効率のよい自動車市場の育 成】 車両のエネルギー効率向上のための提案（ 2006 年 10 月） ・ エネルギーセキュリティ向上 （Energy Security Green Paper：2000 年 11 月） ・ 温室効果ガスの削減 （Transport White Paper review：2006 年 6 月） ・ 国際競争力向上 （Energy Policy Green Paper：2006 年 2 月） 【代替燃料に関するコミュニケーション】 バイオ燃料，天然ガス，水素の導入（2001 年 11 月） 【代替燃料に関するコンタクトグループ（報告書： 2003 年 12 月）】 主要な代替燃料に関する市場育成のあり方の検 討 【バイオマスに関するアクションプラン/バイオ燃料 戦略】 コミュニケーション発表（2005 年 12 月，2006 年 2 月） 【欧州技術プラットフォームの設置】 水素・燃料電池分野（2004 年），交通分野（2004 年），バイオ燃料分野（2005 年） 【フレームワークプログラム】 第 7 次フレームワークプログラム（2007∼2013 年）に関するプロポーザル 図 3-2-18 乗用車（新車）からの CO2 平均排出量の削減に関する自主規制 出所：”Results of the review of the Community Strategy to reduce CO2 emissions from passenger cars and light-commercial vehicles” < http://ec.europa.eu/environment/co2/pdf/com_2007_19_en.pdf > 電池・ハイブリッド関連の欧州のプロジェクトを表 3-2-43 に示す。 BEV のみを対象とした特定の政策・プロジェクトはないが，HEV 開発の枠組みの中 で，plug-in HEV や BEV の研究を行っている。 電池材料の開発は，ナノテクノロジー研究開発分野から助成が行われている。 −46− 表 3-2-43 電池・ハイブリッド関連のプロジェクト（FCV にも活用可能なもの） プロジェクト名 POMEROL HYHEELS ILHYPOS 開発項目 リチウムイオン電池 電池・スーパーキャパシタ スーパーキャパシタ HOPE パワーエレクトロニクス HYTRAN HYSYS HYICE HOST HI-CEPS 燃料電池 APU 車両システムのハイブリッド化（燃料電池，車載発電機など） 水素内燃機関エンジン（ポートインジェクション） ハイブリッド・FCV 用車両モジュール 車両システムのハイブリッド化 （2） 欧州連合フレームワークプログラム（EU Framework Programme:FP）注１）注２） 1） 欧州連合フレームワークプログラム（EU Framework Programme:FP）とは 欧州連合フレームワークプログラムは，1984 年から実施されている多年度研究開発 プログラムである。欧州委員会（European Commission：EC）が提案し，欧州議会 と欧州閣僚理事会の承認を受けて実施される。研究テーマは全欧州的に募集され，テー マの採用における国別の割り当てはない。フレームワークプログラムの概要を表 3-2-44 に，予算の推移を図 3-2-19，図 3-2-20 にまとめる。なお，この予算には各国 政府が独自に行っている研究開発予算は含まれていない。 表 3-2-44 フレームワークプログラムの概要 ¾ EU の主たる R&D 助成プログラムとして，1984 年以来実施。 ¾ 基本的に複数年プログラム（5 年間）注３）。 ¾ 競争領域以前の技術に対して助成を行う。 ¾ 複数のパートナー・複数の国にまたがることを推奨。 ¾ 研究プロポーザルは，募集（Call）に基づく競争入札方式。 ¾ 研究成果は，第三者機関により評価される（評価基準は公開されている）。 ¾ EU 加盟国以外の国からの参加も奨励注４）。 （財）日本自動車研究所『平成 16 年度 燃料電池自動車に関する調査報告書「海外調査編」』平成 17 年 3 月（以下，「2004 年度 JARI 海外調査報告書」と記す） 注２） 2005 年度 JARI 欧米調査報告書，2006 年度 JARI 欧米調査報告書 注３） 5 カ年計画のうち最初の 1 年間は前の FP の最終年と重なる。例えば 2002 年は FP5 の最終年度に重 なるため，実質的な実施期間は 4 年程度になっている。 注４） 先進国の参加には助成が行われないが，発展途上国からの参加（例:中国）には研究助成が行われる場 合がある。 注１） −47− フレームワークプログラムにおける総予算 予算[bil ユー 20 ロ] 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 17.5 15.0 13.2 5.39 6.6 3.75 FP1 (1984-1986) FP2 (1986-1990) FP3 FP4 (1990-1994) (1994-1998) FP5 (1998-2002) FP6 (2002-2006) 図 3-2-19 EU Framework Programme の総予算の推移 出所：各種資料から作成 出典：2006 年度 JARI 欧米調査報告書 予算[mil ユーロ] 水素・燃料電池関連研究開発予算 350 300 300 250 200 145 150 100 50 0 32 58 ８ FP1 FP2 FP3 FP4 FP5 FP6 (1984-1986) (1986-1990) (1990-1994) (1994-1998) (1998-2002) (2002-2006) 図 3-2-20 EU Framework Programme の水素・燃料電池関連研究開発予算の推移 出所：各種資料から作成 出典：2006 年度 JARI 欧米調査報告書 −48− 2） 第 6 次フレームワーク・プログラム 第 6 次フレームワーク・プログラムは 2002 ∼ 2006 年であり，欧州研究領域 （European Research Area： ERA）に基づいた，欧州全体の産業競争力強化に焦点 を当てたプログラムとなっている。FP6 の重点研究分野を表 3-2-45 に示す。 表 3-2-45 FP6 の重点研究分野 （1）ライフサイエンス・ゲノム・バイオ （2）情報社会技術 （3）ナノテク・ナノサイエンス （4）航空宇宙 （5）食品の安全 （6）持続可能な発展・グローバルな変化・エコシステム （7）知識集約型社会における市民とガバナンス 第 6 次フレームワーク・プログラムにおける水素・燃料電池関連研究開発の予算の 内訳を図 3-2-21 に示す。 実証・デモンストレーション 17.2% 水素製造 16.0% 水素輸送 3.7% 定置用・ポータブル アプリケーション 6.3% 安全・基準・標準 4.7% 自動車用アプリケーション （含．FC 19.8% 水素貯蔵 8.3% 低温形燃料電池 （基礎研究） 8.3% 高温形燃料電池 （基礎研究） 6.7% 水素パスウェイ・ シナリオ策定 9.0% 図 3-2-21 第 6 次フレームワーク・プログラムにおける水素・燃料電池関連研究開発の予算の内訳 第 6 次フレームワーク・プログラムにおいては，約 80 の水素・燃料電池プロジェクトが 行われている注）。主要な研究プロジェクトを図 3-2-22 に，日本も参画しているプロジェク トを表 3-2-46 に示す。 注） 水素・燃料電池プロジェクトの詳細に関しては「（財）日本自動車研究所『平成 17 年度 燃料電池自 動車に関する調査報告書』平成 18 年 3 月」（以下，「2005 年度 JARI『FCV に関する調査報告書』」 と記す）を参照のこと。 −49− 図 3-2-22 第 6 次フレームワーク・プログラムにおける主要な水素・燃料電池プロジェクト 表 3-2-46 第 6 次フレームワーク・プログラムで日本が参画している水素・燃料電池プロジェクト プロジェクト名 内容 参画している日系企業・団体 Honda Europe， Toyota Europe Auto-Brane 自動車用の高温 PEM の開発 FCTESQA 燃料電池のテスト，安全性確認に関するプ NEDO ロトコルのハーモナイゼーション HyApproval 水素ステーション認可に関わる知見集約 エンジニアリング振興協会 3） 第 7 次フレームワーク・プログラム（FP7） 2006 年末から実施される「第 7 次フレームワーク・プログラム」の概要を表 3-2-47 に示す。 表 3-2-47 第 7 次フレームワーク・プログラムの概要 ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ 年間予算はほぼ倍増（50 億ユーロから 100 億ユーロへ）。 個別の「手段」ではなく，全体的な「テーマ」を重視（継続性を重視）。 運用をシンプル化。 欧州の企業の研究ニーズに焦点。「欧州水素・燃料電池テクノロジー・プラットフォーム （Technology Platform）」と「ジョイント・テクノロジー・イニシアティブ（Joint Technology Initiatives）」を通じた研究開発。 基礎研究を重視。欧州研究委員会（European Research Council）を設置。 プログラム期間を 7 年間（2007 年∼2013 年）に延長。 第 7 次フレームワーク・プログラムの予算を表 3-2-48 に示す。7 年間で 505 億 2,100 万ユーロ（予定）で，水素・燃料電池関連の研究は，主に「Cooperation」から割り当 てられる。また，今回初めて「エネルギー」自体が研究テーマに取り上げられた。 −50− 表 3-2-48 第 7 次フレームワーク・プログラムの予算（単位：百万ユーロ） COOPERATION（共同研究分野） 32,413 Health Food, Agriculture and Fisheries, and Biotechnology Information and Communication Technologies Nanosciences, Nanotechnologies, Materials and new Production Technologies Energy Environment (including Climate Change) Transport (including Aeronautics) Socio-economic Sciences and the Humanities Space Security and Space Security IDEAS（先端研究分野） 6,100 1,935 9,050 3,475 2,350 1,890 4,160 623 1,430 1,400 7,510 European Research Council PEOPLE（人的資源，教育） 4,750 Marie Curie Actions CAPACITIES（研究マネジメント） 4,097 Research Infrastructures Research for the benefit of SMEs Regions of Knowledge Research Potential Science in Society Coherent development of research policies Activities of International Co-operation 1,715 1,336 126 340 330 70 180 Non-nuclear actions of the Joint Research Centre TOTAL EC Euratom for nuclear research and training activities 1,751 50,521 2,751 第 7 次フレームワーク・プログラムでは，プログラムの効率を向上させるため，ジョ イント・テクノロジー・イニシアティブ（JTI：Joint Technology Initiatives）を通じ た研究マネジメントを実施する。JTI は欧州連合の正式機関として設置される，研究 開発の方針や助成金を決定する機関である。概要を表 3-2-49 に示す。水素・燃料電池 JTI は，第 7 次フレームワーク・プログラムの実施から 1 年遅れ，2007 年末に正式発 足の予定である。 表 3-2-49 ジョイント・テクノロジー・イニシアティブ（JTI）の概要 法的位置づけ 設置目的 運営委員会 ・ 欧州連合における正式機関（決定権を有する）として設置 ・ 設置においては，欧州議会の承認が必要 ・ フレームワークプログラムにおいて，企業ニーズを反映させる （対象：産業レベルでの応用研究，実証試験，横断的な研究事項） ・ 欧州委員会と民間企業の代表が参加 ・ 決定権は官民で半分ずつわける −51− （3） 欧州水素・燃料電池テクノロジー・プラットフォーム 1） 水素・燃料電池に関するハイレベルグループ 2002 年 10 月，「水素・燃料電池に関するハイレベルグループ（High Level Group on Hydrogen and Fuel Cells：HLG）」が欧州委員会内に設立された。HLG は，水 素社会に対する一般の理解が不足している現状を踏まえ，欧州の持つ研究資源を最適 化し，水素社会到達時に世界に競合しうる欧州を作ることを目的としている。HLG は 以下の理由で水素技術の推進を重要と考えている。 ① エネルギーセキュリティ ② エネルギーの安定供給 ③ 欧州の経済競争力の維持 ④ 大気質改善地球温暖化ガスの削減 また，2003 年 6 月 16∼17 日にブリュッセルで「水素社会-持続可能なエネルギーへ の橋がけ（The hydrogen economy-a bridge to sustainable energy）」と題する会議 を開催した。会議において HLG は，最終報告書『水素エネルギーと燃料電池：未来 へのビジョン（Hydrogen energy and fuel cells-a vision for our future）』を発表し た。 表 3-2-50 HLG のアクションプラン ・ 水素・燃料電池に関する新たな政策を策定する。 ・ 戦略的研究アジェンダを設定する。 ・ 自動車用・定置用燃料電池のデモンストレーションを実施し，欧州全域にわたる水 素インフラを構築する。 ・ 「水素・燃料電池への欧州ロードマップ（European Roadmap for hydrogen and fuel cells）」を提示する。 ・ 「欧州水素燃料電池技術パートナーシップ（European Hydrogen and Fuel Cell Technology Partnership）」を組織する。 2） 欧州水素・燃料電池テクノロジー・プラットフォーム注） 「欧州水素・燃料電池テクノロジー・プラットフォーム（European Hydrogen and Fuel Cell Technology Platform：HFP）」は，欧州の水素・燃料電池研究開発力強化 のための支援組織である。この組織は，2004 年 1 月に HLG の提言を受けて設立され た。設立の経緯を図 3-2-23 に，組織を図 3-2-24 に示す。 また，ハイレベルグループ（HLG）のビジョンレポートから，HFP において政策 提言・目標を設定するに至る一連の流れを図 3-2-25 にまとめる。 注） 2004 年度 JARI 海外調査報告書，2006 年度 JARI 欧米調査報告書 −52− 水素・燃料電池に関する ハイレベルグループ （High Level Group on Hydrogen and Fuel Cells：HLG） 設置（2002 年 10 月） （2003 年 6 月）提言 【提言】 ・ 「欧州水素燃料電池技術パートナーシップ」の組 織 ・ 包括的政策フレームワークの構築 ・ 研究開発の資金の大幅な増加 ・ デモンストレーションとパイロットプログラムの実 施 ・ 「社会経済研究プログラム」の実施 ・ 「ビジネス開発イニシアティブ」の実施 ・ 教育・トレーニングプログラムの実施 ・ 世界各国との連携強化 ・ 情報センターの設置 欧州委員会（EC） 政策提言 フレームワークプロ 2003 年 6 月 グラム（FP）の実施 独立した組織 として設置 （2004 年 1 月） FP など の政策 に対す る提言 欧州水素・燃料電池テクノロジ ー・プラットフォーム （European Hydrogen and Fuel Cell Technology Platform） 図 3-2-23 欧州水素・燃料電池テクノロジー・プラットフォーム HFP（2004∼2005 年） HFP（2006 年） 「戦略的研究アジェンダ パネル」と 「実施戦略パネル」を設置 「戦略的研究アジェンダ パネル」と「実施戦 略パネル」を解消し、「実行パネル」を設置 アドバイザリ・カウンシル（Advisory Conucil）：HFP の中心機関。大半が水素・燃料電池関連企業の代 表から構成される。作業効率化のために内部にエクゼクティブ・グループ（Exective Group）を設置。 戦略的研究アジェンダ（SRA：Strategic Research Agenda）：今後 10 年間における欧州での重要研究 テーマを検討し，提言をまとめた。 実施戦略（DS：Deployment Strategy）：SRA の提言に基づき，実際の実施戦略や必要となるプロジェ クトのコンセプトを提案し，また 2020 年までのロードマップとして「Snapshot 2020」をまとめた。 ※ SRA パネルと DS パネルは提言書の作成後に終了。 実施パネル（Implementation Panel：IP）：JTI 設置準備のための組織であり，「Snapshot 2020」を実 現するための「実施計画（Implementation Plan：IP）」を策定している。 ミラーグループ（Mirror Group）：欧州連合のメンバー国，州・地域からの代表からなるインターフェイ スとなる組織。各国・各地域の水素・燃料電池関連の研究開発・デモンストレーションと，HFP の方針 （さらに設立される JTI の方針）との調整を行う。 総会（General Assembly）は毎年開催されている。 図 3-2-24 欧州水素・燃料電池テクノロジー・プラットフォームの組織 資料：2006 年度 JARI 欧米調査報告書 −53− 水素・燃料電池に関するハイレベル・グループ（HLG） ビジョンレポート ― 水素・燃料電池に関する政策提言とビジョン（ロードマップ）の提示 【ロードマップ】 欧州水素・燃料電池技術プラットフォーム（HFP） 戦略的研究アジェンダ（SRA）―今後 10 年間における重要研究テーマを検討。予算配分を提案。 【提案されている予算配分】 研究分野 予算配分 自動車用 27％ 水素製造 22％ 定置用 20％ 水素貯蔵・輸送 18％ ポータブル用 10％ 社会経済性 3％ 考慮すべきポイント 環境調和型の自動車交通のために重要。 全分野的に重要。低 CO2 排出な水素製造技術が必要。CCS は重要。 コジェネは CO2 削減のために重要。初期市場として有望。 貯蔵密度の向上が重要（特に自動車用、ポータブル用）。 初期市場として重要。燃料タンク・小型車両にニーズあり。 技術的開発のための長期的ガイダンス。 実施戦略（DS）―水素・燃料電池技術の展開戦略を提示。2020 年の目標を設定（Snapshot 2020）。 【Snapshot 2020】 ポータブル発電 機と初期市場 ∼10 万台 EU での年間販売台 2 億5000 万台 数（2020 年） （∼1 GWe） ∼60 万台 EU での累積販売台 NA 数（2020 年まで） （∼6 GWe） 確立 確立 2020 年時点での市場 分野 ポータブル FC （携帯機器） FC システム の平均出力 15 W 10 kW FC システム コスト目標 1∼2 €/W 500 €/kW 定置用 FC （コジェネ） 10∼20 万台 （2∼4 GWe） 40∼80 万台 （8∼16 GWe） 成長段階 マイクロコジェネ < 100 kW 産業用コジェネ > 100 kW マイクロコジェネ 2000 €/kW 産業用コジェネ 1000∼1500 €/kW 自動車用 FC 40∼180 万台 100∼500 万台 大量市場の展開 80 kW 100 €/kW （年産 15 万台 の場合） 実施計画（IP）―「Snapshot 2020」実現のための実施計画。４つの IDA（革新・開発アクション）を設定。 【IDA】 IDA1 水素自動車・インフ ラ技術 IDA2 水素供給 IDA3 IDA4 コジェネ・発電分野 初期市場 2015 年までの商業化の可能性の決定と、2020 年までの大量 市場展開のために、自動車・インフラ技術の開発・実証を行う。 2015 年までにエネルギー用水素の 10∼20%を CO2 フリー（低 CO2 排出）で供給する 。 2015 年までに 1 GW 以上の容量を普及させる。 2010 年までに、数千台の燃料電池製品を初期市場に導入する。 図 3-2-25 HLG，HFP における水素・燃料電池分野での政策提言・目標設定 出所：各種資料から作成 出典：2006 年度 JARI 欧米調査報告書 −54− （4） 欧州 FC バス実証走行プロジェクト注１） 欧州 FC バス実証走行プロジェクトは，CUTE（Clean Urban Transport for Europe） とアイスランドにおける燃料電池バスのデモンストレーションプロジェクト ECTOS （Ecological City Transport System）注２）から構成されていた。このプロジェクトでは， 欧州 8 カ国 10 都市にて DaimlerChrysler 製の 30 台の FC バス「CITARO」による 2 年間の実証走行試験が実施された。 このプロジェクトは 2005 年で終了しており，2006 年 5 月には CUTE Congress in Hamburg（CUTE プロジェクトの最終報告会）が開かれた。 プロジェクトの総括を表 3-2-51 に示す。 表 3-2-51 CUTE/ECTOS プロジェクトの総括 ・ 自動車用アプリケーションとしての FC 技術，電気駆動に対する経験 の欠如 背景 ・ 高圧水素供給設備の運営可能性の実証 ・ 高圧水素貯蔵システム仕様に関する国の認可 ・ 新技術に関する試験および燃料としての水素に関する試験の推進 ・ バスへの FC 技術の導入・実証（無排出，低騒音，高効率，資源節約） ・ 欧州における技術的なリーダーシップの発揮と雇用 ・ 公共交通部門に対する都市部における交通・環境問題の解決策のため 目標 の手段としての FC バスへの興味・魅力の拡大 ・ 初期経験の取得 ・ 短期目標：資源節約型交通手段の確立 ・ 長期目標：非化石燃料ベースの交通手段の確立 実施国，都市 8 ケ国，10 都市（図 3-2-26） 参加車両 30 台の DaimlerChrysler 製「Citaro」FC バス 総費用 100M ユーロ（内 21.5M ユーロを EC が負担） 水素ステーション設置数 10 基（表 3-2-52） 参加企業等 約 40 の企業と大学 総走行距離 123.5 万 km（2 年間） 総運行時間 86,000 時間 総乗客数 400 万人以上 総水素製造量 274.5 トン（うちオンサイト 121 トン） 総水素充填量 192 トン，充填回数 8,900 回以上 バス稼動率（利用率） 82.5% 24.6kg-H2/100km，81.9L/100km（ディーゼル等価） [参考]トヨタ/日野 FCHV バス： 平均燃費 9.55kg-H2/100km，31.5L/100km（ディーゼル等価） FC Stack 用 インバータ，改質形水素ステーション用コンプレッサなど 主なトラブル 初期のトラブルは 500 時間毎に発生，後半は 2,000 時間毎に減少 燃費改善（ハイブリッド化を含む），車両の軽量化 課題 ステーション用コンプレッサの改善 ユーザの使い易いインフラ 等 （財）日本電動車両協会「平成 14 年度燃料電池自動車実証試験に関する海外調査」（以下，「2002 年度 JARI 海外実証試験調査」と記す），2003 度 JARI 海外 FCV 実証試験調査，2006 年度 JARI 海外実証試験調査 注２） 詳細は 3-2-5（2）参照。 注１） −55− 現在は，CUTE プロジェクトの後継にあたる HyFLEET：CUTE プロジェクト注）が稼 働中である。 ● ● ● ● 欧州の 9 つの市で実施 燃料電池バス：27 台（9 都市×3 台） DaimlerChrysler の CITARO バスを使用 水素ステーション：9 ヶ所（水素の製造・供給方法を研究） アソシエートプロジェクト： ・ECTOS（Ecological City Transport System） アイスランド ・STEP（Sustainable Transport Energy） パース（オーストラリア） ・中国 図 3-2-26 欧州 FC バス実証走行プロジェクトの実施国・都市 出典：2004 年度 JARI 海外調査報告書 表 3-2-52 欧州 FC バス実証走行プロジェクトにおける各水素ステーションの概要 実施都市 アムステルダム オランダ バルセロナ スペイン ハンブルク ドイツ ストックホルム スウェーデン レイキャビク アイスランド ロンドン イギリス マドリッド スペイン ポルト ポルトガル シュツットガルト ドイツ ルクセンブルク ルクセンブルク 注） エネルギー源 廃棄物焼却発電 太陽光発電＋買電 風力発電 水力発電 地熱発電＋水力発電 原油 オンサイト電気分解 天然ガス オンサイト水蒸気改質 電力（買電） プラントで電気分解 3-2-2（5）1) 節参照。 −56− 水素製造方法 石油精製所で製造 （5） ライトハウス（LIGHTHOUSE）デモンストレーションプロジェクト注） ライトハウス（LIGHTHOUSE）デモンストレーションプロジェクトは第 7 次フレー ムワーク・プログラムのプロジェクトである。 欧州企業と欧州委員会は，水素・燃料電池の開発・導入のために大規模なデモンスト レーションが必要であると考えており，このような大規模デモンストレーションについ ては，「ハイレベルグループ（HLG）」「水素・燃料電池テクノロジー・プラットフォー ム（HFP）」とその傘下の「プラットフォーム諮問委員会（AC）」「実施戦略（DS）」 「戦略的研究アジェンダ（SRA）」の参加メンバーも同様に重要であると認識している。 ライトハウス・デモンストレーションプロジェクトは，バス（HyFLEET：CUTE）， 乗用車（ZERO-REGIO），小型車両（HyCHAIN）のデモンストレーションと，それら をマネジメント・分析する組織（HyLights）から構成される（図 3-2-27）。このプロ ジェクトは 5 年間ずつの 2 フェーズ（合計 10 年間）から成り，フェーズ 1（5 年間）の 予算は 105M ユーロ程度の見込み（内 EC が 48M ユーロ負担）である。 HyFLEET:CUTE 燃料電池バスおよび水素内燃機関バスのデモンストレーション。 ZERO-REGIO HyCHAIN 燃料電池自動車（乗用車）のデモンストレーション。 10 kW レベル燃料電池を搭載した小型車両のデモンストレーション。 HyLights デモンストレーションのマネジメントとデータの分析。 図 3-2-27 ライトハウス・デモンストレーションプロジェクト 注） 2005 年度 JARI 欧米調査報告書，2006 年度 JARI 海外実証試験調査 −57− 1） HyFLEET：CUTE HyFLEET：CUTE は，CUTE/ECTOS プロジェクトの後継プロジェクトに位置づ けられ，「次世代の」燃料電池バスと水素内燃機関バスの設計・製造，走行テスト， ならびにベルリンにおける新規の水素充填ステーションの設計・建設・稼動テストを 行う。 表 3-2-53 HyFLEET: CUTE の目標 ・ 輸送システム全体のエネルギーと燃料消費量を削減する。 ・ 新しい EU 加盟国に対する FC ならびに ICE 用燃料としての水素の利点に関する 教育訓練を行う。 ・ 産業および政府，コミュニティにおけるキーとなる意思決定者に対して，将来の あり得る H2 輸送エネルギーシステムのインパクトに関する情報を知らしめる。 ・ EC に対して，将来のあり得る H2 輸送エネルギーシステムのインパクト，環境政 策のインパクトに関しての情報と助言を提供する。 具体的には，CUTE プロジェクトから，ストックホルム，シュツットガルト，ポル トが抜け，ヨーロッパの 7 つの都市（アムステルダム，バルセロナ，ハンブルク，ロ ンドン，ルクセンブルク，マドリッド，レイキャビク）およびオーストラリア（パー ス）と中国（北京）で，合計 33 台のメルセデスベンツの Citaro FC バスを運行させ る（図 3-2-28）。さらに，ドイツ（ベルリン）で 14 台の MAN の水素内燃機関バス が運行される予定である。欧州においては，CUTE/ECTOS プログラムのステーショ ンをそのまま使用するが，最適化と稼動信頼性およびエネルギー効率の改善が図られ る。また，ベルリンには新しいステーション（LPG 改質能）が新たに設置された。 図 3-2-28 HyFLEET: CUTE の実証地域 −58− 図 3-2-29 HyFLEET：CUTE のスケジュール 2） Zero-Regio 注１） Zero Regio は，2004 年 11 月に開始された，FCV（乗用車）の実証走行実験プログ ラムである。実証はドイツの Rhein-Main 地区にて DaimlerChrysler「F-Cell」5 台， イタリアのロンバルディア州マントヴァにて FIAT「Panda Hydrogen」3 台で行われ る。2005-2006 にインフラを整備し，次の 3 年間（2007-2009）で実証走行を行う予 定である。また，Ionic liquid コンプレッサ注２）を用いた全長 1.7km の超高圧（950bar） 水素パイプラインをヘキストの敷地内へ敷設の予定となっている。 プロジェクトの参加メンバーを表 3-2-54 に，概要を図 3-2-30 に示す。 表 3-2-54 Zero-Regio プロジェクト参加メンバー Infraserv GmbH & Co. Hoechst KG (プロジェクトコーディネータ) Lombardia Region City of Mantova Fiat Research Center EC-JRC, Ispra EniTecnologie IEFE, Bocconi University Sapio 注１） 注２） Adam Opel AG Agip Deutschland Fraport AG Linde AG Lund University Roskilde University Saviko Consultants Verkehrsgesellschaft Frankfurt 2006 年度 JARI 海外実証試験調査，2006 年度 JARI 欧米調査報告書より Linde が DaimlerChrysler と共に開発した高圧水素用コンプレッサ。従来のピストン型コンプレッ サのピストン部分をイオン性液体（Ionic liquid）で代替したもの。イオン性液体は不揮発性である ため，コンタミネーションやシリンダの摩耗がないとされる（詳細は不明）。 −59− 実施場所 ・ ・ イタリア ロンバルディア州マントヴァ県 ドイツ ラインマイン地区（フランクフルト郊外） 期間 2004 年 11 月からの 5 年間 フェーズ 第一フェーズ ・ ドイツ Industry Park における水 素インフラの開発（Hoechst） ・ マントヴァにおけるオンサイト水 素ステーションの設置 ・ フランクフルトにおける 700 気圧 水素充填インフラの開発 ・ 水素ステーションの安全基準の 設定 ・ マントヴァにおけるバイオ燃料自 動車とハイブリッド自動車の導入 第二フェーズ ・ マントヴァとフランクフルトにおけ る走行デモンストレーション ・ データ収集と評価 ・ 経済性の分析、潜在的な運営 者・利益者の特定 ・ 交通セクターにおける水素・バイ オ燃料の導入を促進させるため の提言の策定 図 3-2-30 Zero-Regio プロジェクトの概要 3） HyCHAIN HYCHAIN MINITRANS プロジェクトは，小型燃料電池（250W∼10kW までの 5 種類）を搭載した小型車両のデモンストレーションである。2006 年 2 月 1 日に開始さ れ，全体予算は 3,765.3 万ユーロで，そのうち EC DC TRAIN が 1,700 万ユーロを融 資する。ドイツ，フランス，イタリア，スペインが参加し，燃料電池二輪車やミニバ スなど 158 台が運転される。 表 3-2-55 HyCHAIN プロジェクトの目標 ・ 国民の意識および燃料電池の受容性を広げるために，西ヨーロッパにおいて選ば れた 4 地域の初期のニッチ輸送マーケットに小型燃料電池車をフリート導入する。 ・ コスト低減に重要な早期の商業化のために，必要最低限の台数を導入するため， 4 つのヨーロッパの燃料電池製造メーカによる ミニ 輸送アプリケーションで， 有意義な台数での燃料電池「パワーモジュール」の実証とテストを行う。 ・ 水素製造方法やメンテナンスサービス，モニタリング，訓練を含めて水素を供給 するための小さな水素供給インフラを整備する。 ・ 規則や標準，コスト問題，環境への影響，安全性，普及促進施策などの横断的な 活動を呼びかける。 −60− 表 3-2-56 HYCHAIN 参加国地域と企業 デモ地域 ドイツ フランス イタリア スペイン リッペ地域ライン川流域の 12 の都市 ローヌ＝アルプ地域圏 グルノーブルとその周辺地域 エミリア=ロマーニャ州 モデナ カスティーリャ・レオン州 ソリアとレオン 参加企業 Air Liquide GmbH，Hydrogenics GmbH， Masterflex AG，WIN，Wuppertal Institute Air Liquide SA，Axane Fuel Cells，Ascoparg， CEA，INPG，Paxitec，INERIS Air Liquide Italy，Democenter，Fast，VEM Air Liquide E，Besel，Ciemat，CEU，Derbi， Domenech，Iberdrola，Rucker 図 3-2-31 HYCHAIN 参加車両 EC との交渉完了 メンバー国の委員会でのプロジェクトの承認 ｺﾝｿｰｼｱﾑ契約書へサイン EC 契約書へサイン ブリュッセルで公式プロジェクトの開始 図 3-2-32 HYCHAIN スケジュール −61− 4） HyLights HyLights（Hydrogen as a fuel for transport Lighthouse Poject ）は，ライトハウス・ デモンストレーションプロジェクトを実現するためのマネジメント組織である。水素 関連のデモンストレーションを包括的にマネジメントする。（表 3-2-57） 表 3-2-57 HyLights の目的 ・ 欧州において，ライトハウス・デモンストレーションプロジェクトを実現するための マネジメント機構。 ・ 終了した，あるいは新規の水素・燃料電池関連デモンストレーションプロジェクトの 共通評価を実施する。 ・ 自動車分野をメインとするが，他の分野へのシナジーも検討する。 HyLights に は 21 社 が 参 加 し て い る （ 図 3-2-33 ） 。 コ ー デ ィ ネ ー タ は LB-Systemtechnik（LBST）注）である。 評価においては，車両と供給インフラの両方を対象とする。また欧州のほかのロー ドマップ関連プロジェクト（HyWays，CONCAWE/EUCAR/JRC，HyApproval など） との連携も確保する。 図 3-2-33 HyLights プロジェクトのパートナー 注） LB-Systemtechnik は「HYWAY（水素社会へのロードマップの検討）」や「HYAPPROVAL（水素 充填ステーションの認可にかかわる知見の集約）」のコーディネートも行っている。 −62− 3-2-3 ドイツにおける取組み （1） ドイツ水素・燃料電池技術革新プログラム注） ドイツ政府は， 2006 年 7 月 25 日に「ドイツ水素・燃料電池技術革新プログラム （Hydrogen and Fuel Cell Technology Innovation Programm）」を発表した。 ドイツ連邦政府の運輸建設省，経済技術省，教育省が共同策定したものである。2006 ∼2015 年において政府・企業・ユーザが総額 14 億ユーロ（政府予算は 5 億ユーロ）を 使い，水素・燃料電池プログラムを実施する。 このプログラムは，ドイツの競争力の点で重要である水素・燃料電池技術（自動車分 野，定置分野，ポータブル分野）に関して資金的支援を行い，その商品化・市場化を促 進し，国としてのリーダーシップを確保することを目指している。また，ドイツの中小 規模の企業を育成し，企業と研究所の技術ネットワークの構築も実施する。 以下に示すような 4 つの開発プランに分かれている（詳細は 2006 年末を目標に策定 中）。 ① 交通分野（水素製造，輸送，貯蔵，充填などの水素インフラも含む）（図 3-2-34） ② 国内のエネルギー供給（図 3-2-35） ③ 産業面での応用（図 3-2-36） ④ 燃料電池の特別な利用（図 3-2-37，図 3-2-38） 図 3-2-34 交通分野（水素製造，輸送，貯蔵，充填などの水素インフラも含む） 注） 2006 年度 JARI 欧米調査報告書 −63− 図 3-2-35 国内のエネルギー供給 図 3-2-36 産業面での応用 −64− 図 3-2-37 燃料電池の特別な利用（1） 図 3-2-38 燃料電池の特別な利用（2） −65− （2） TES（Transportation Energy Strategy）プロジェクト ドイツ政府の主導のもとに，ドイツの自動車メーカとエネルギー事業者が参加して実 施する自動車燃料の選択に関する戦略プログラムである。運輸交通部門の原油依存性緩 和の観点から石油代替燃料を選択し，選択された燃料の実用化戦略を立案するのが目標 である｡1998 年 5 月に設立された｡参加メンバーは表 3-2-58 のとおりである。 表 3-2-58 TES への参加団体 政府 自動車メーカ エネルギー事業者 ドイツ連邦運輸建設住宅省 DaimlerChrysler AG BMW AG Volkswagen AG Adam Opel AG MAN AG Deutsche Shell ARAL AG RWE-DEA AG fur Mineraloel und Chemie TES では，2008 年までに CO2 排出量の 20％の削減が可能で，内燃機関と燃料電池の 両方に使用可能という観点から，11 種類の燃料と 80 以上の採掘･処理･輸送等に関する エネルギー・パスについて評価を実施した。この結果，2000 年には中間評価として，水 素を第 1 候補とし，メタノール，天然ガスを含めた 3 種類に石油代替燃料の候補を絞り 込んでいる。財団法人日本電動車両協会（JEVA）の海外調査注）によると，2001 年 7 月には燃料を 1 つに絞り込み，2010 年には 2.5%，2020 年には 15%のシェアを目標と するという。代替燃料のインフラストラクチャとしては，2010 年にかけて 2,000 ステー ション，2020 年には 15,000 ステーションが必要だと考えているという。そのためにも EU への拡大を目指している。 注） 2001 年 3 月に TES との会議を実施。 −66− （3） CEP （Clean Energy Partnership）プロジェクト注） CEP（Clean Energy Partnership）プロジェクトは，ベルリンにおける FCV および 水素自動車の実証走行試験プロジェクトである。表 3-2-59 の車両メーカとエネルギー供 給メーカが参加する。再生可能エネルギーから作られた水素を用いたクリーンで持続可 能な交通手段の実証を目的とする。水素ステーションは，ドイツ連邦政府の資金援助を 受けて作られる。CEP プロジェクトのスケジュールを図 3-2-39 に示す。 表 3-2-59 CEP プロジェクトパートナー 燃料供給施設 走行車両 2002 2003 BP／Aral GHW Linde BMW DaimlerChrysler Ford GM／Opel 2004 ステーション Electrolyser 液体水素タンク 4 台：水素自動車 8 台：FCV 4 台：FCV 1 台：FCV 2005 2006 2007 2002.1∼2004.3 ∼2005.4 ∼2007.12 フェーズ1 フェーズ2 プロジェクトの策定 フェーズ3 水素ステーションとガレージの 計画・設置 試験車両の提供 水素ｽﾃｰｼｮﾝと ガレージの稼働 水素ステーションとガレージの稼働 車両メーカによる 一般の顧客による走行試験実施 走行試験実施 図 3-2-39 CEP プロジェクトのスケジュール 注） 「2003 度 JARI 海外 FCV 実証試験調査」など。 −67− （4） H2 argemuc プロジェクト（ミュンヘン空港水素ステーション）注） H2 argemuc プロジェクトは，バイエルン州政府の支援と地元企業との共同イニシア ティブによって始められた，ミュンヘン空港を中心とする水素充填ステーションのデモ ンストレーションプロジェクトである。 水素ステーションは 1999 年に設置されたもので，世界で最初の水素ステーションで ある。水素の供給方法は，オンサイト水素製造（メタン改質および高圧電気分解）と工 場からの液体水素の配送による。 プロジェクトの概要を表 3-2-60 に示す。なお，このプロジェクトは 2006 年末で終了 した。 表 3-2-60 H2 argemuc プロジェクトの概要 目標 ・ ・ ・ ・ ・ プロジェクト の経緯 ・ 成果 水素利用車両 注） ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 水素技術の信頼性のデモンストレーション 個別の水素技術と日常利用における持続可能性の実証 総合的な安全技術の開発と導入 経済性状況の分析 公共セクターにおける水素技術の導入 1995 年半ば 計画立案 1997 年 9 月 充填ステーションの土台を設置 1998 年初頭 空港における水素バスの試運転（2 台） 1999 年 5 月 世界最初の水素充填ステーションの開所 2000 年 世界最初の完全自動充填ロボットの導入 2002 年 ミュンヘン空港が Energy Promotion 賞を受賞 2003 年 4 月 350 気圧燃料ポンプの試運転 2003 年 6 月 水素ステーションへのビジター1 万人達成 2003 年 10 月 燃料電池フォークリフトトラックの導入 2003 年 11 月 メタン改質装置の設置 2005 年 8 月 公共交通用 MAN 製水素バスの試運転（2 台） 2006 年 12 月 プロジェクト終了 多様な水素製造・供給技術（液体水素，メタン改質，水電気分解）の日 常的な利用に関するデモンストレーション 水素（圧縮，液体）の日常的な充填の実現 ロボット充填装置とマニュアル充填装置の実証 乗用車と空港内バスの延べ走行距離 40 万 km の達成（無事故） BMW 製ガソリン-水素バイフュエル車 MAN 製水素内燃バス（空港内バス 3 台，路線バス 3 台） MAN 製 PEMFC バス（路線バス 1 台） 燃料電池フォークリフト 2006 年度 JARI 欧米調査報告書 −68− 3-2-4 イタリアにおける取組み注） （1） イタリアにおける水素・燃料電池研究 イタリアでは，エネルギーの多様化・エネルギーセキュリティ強化，京都議定書目標 の達成（イタリアの割当はマイナス 6.5％），地域汚染物質の削減，新規産業の育成を 目的として，水素エネルギーの開発を行っている。 イタリアにおける水素・燃料電池関連の研究予算は，主に 4 つの組織から拠出されて いる。 • イタリア政府 大学科学技術省（Ministry of Education, University and Reseaech） • イタリア政府 環境省（Ministry of Environment） • 地方政府 • 欧州連合フレームワークプログラム イタリア政府としての研究開発予算は，大学・学術研究開発省と環境省の特別研究ファ ンド（FISR：Fondo Integrativo Speciale Ricerca）として拠出されている（表 3-2-61）。 表 3-2-61 イタリア政府の特別研究ファンドによる研究内容 研究 予算額 水素研究 511 億 2900 万ユーロ ・ 水素製造（化石エネルギー・再 生可能エネルギー由来）と水素/ 炭素分離のための技術・コンポ ネント，革新システムの開発 ・ 水素貯蔵システム ・ 水素輸送・分散発電のための技 術・コンポネント，革新システ ムの開発 研究 チーム ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ENE FIAT Research Center Research Consortium Pisa IPASS Consortium Univ. of L’Aquila Univ. of Padoa Univ. of Perugia 燃料電池研究 387 億 3400 万ユーロ ・ 革新的な材料・コンポネント・ デザインの開発による性能向 上，コスト削減 ・ 自動車用・定置用・ポータブル 用燃料電池の開発とデモンスト レーション ・ 異なった燃料を使った場合のセ ルの挙動に関するデモンスト レーション，モニタリング，評 価 ・ ENEA ・ CNR-ITAE ・ INSTM ・ Univ. of Genoa ・ Univ. of Perugia ・ Univ. of Rome “La Sapienza” イタリアの主な水素関連研究機関を図 3-2-40 に示す。 イタリアにおける燃料電池スタック開発の状況を図 3-2-41 に示す。 注） 2006 年度 JARI 欧米調査報告書 −69− 化石エネルギー・再生可能エネルギーからの水素製造 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ENEA CNR Institutes ENEL Ricerca ENITECNOLOGIE CIRPS Environment Park 大学（ミラノ大、メッシー ナ大、サレルノ大、サレ ルモ大 等） 水素貯蔵・輸送 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ENEA CNR Institutes Environment Park 大学 ・ ・ ・ 炭素隔離貯留 ・ ・ ・ ・ ・ ENEA CNR Institutes 大学 国立海洋学・実験地球 物理学国立研究所 国立地球物理学火山学 研究所 水素利用 ENEA CNR Institutes FIAT Research Center CESI CIRPS Environment Park 図 3-2-40 イタリアの主な水素関連研究機関 ・ ・ ・ 産業車両用： 5∼25 kW CHP 用： 4 kW （天然ガス改質） 分散電源・自動車用： 75∼120 kW ・ ・ ・ ・ MCFC 用スタック、プロセス、 BOP を開発中 デモンストレーション用ユニッ ト（数 kW ）を開発 CHP 用： 3∼7 kW スタック出力範囲： 500 W∼ 50 kW 図 3-2-41 イタリアにおける燃料電池スタック開発状況 −70− （2） ENEA の概要 ENEA（Ente per le Nuove Tecnologie, l’Energia el’Ambiente：イタリア新技術エネ ルギー環境公団）はイタリアの政府機関で，主に，以下の 5 つのエネルギー分野で研究 開発を行っている。 • 先端物理技術，新材料 • バイオ技術，農業関連産業，健康関連 • エネルギー技術，エネルギー効率，再生可能エネルギー • 環境，気候変動，持続可能な発展 • 核融合・核分裂関連技術 ENEA で実施している水素・燃料電池関連のプロジェクトを図 3-2-42 に示す。 化石エネルギーからの水素製造 サーマルサイクルの利用 ソーラーエネルギーによる水素製造 熱化学サイクルによ る水素製造用プロセ ッサの研究開発 石炭からの水素・ 電力の同時製造 （ゼロエミッション） IS プロセスなど バイオマスからの水素製造 バイオマスからの水素リッチ ガスの製造（内部循環流動 床ガス化炉、500 kWt） 水素利用：燃料電池 水素貯蔵 FCV 用水素貯蔵システム （水素吸蔵合金系）の開発 水素吸蔵合金 ｶｰﾎﾞﾝﾅﾉ構造 ナノ構造を有する材料合成のた めの技術開発、モデル開発 ・ PEMFC の開発（セル、システム）、 デモンストレーション用ユニットの開 発（数十 kW） ・ MCFC の開発、デモンストレーション 用ユニットの開発（125∼500 kW） 図 3-2-42 ENEA が実施している水素・燃料電池関連プロジェクト −71− （3） 水素・燃料電池研究開発の政策 1） イタリア水素・燃料電池技術プラットフォーム（H2CC） 大学科学技術省のイニシアティブで， 「イタリア水素・燃料電池技術プラットフォー ム（H2CC）」が設置された（図 3-2-43）。 H2CC は，イタリア国内における水素・燃料電池戦略を策定し，リソースの有効活 用を図ることを目的としている。また「欧州水素・燃料電池技術プラットフォーム （HFP）」のミラーグループとも連携する。 H2CC のコーディネーションは Centro Ricerche FIAT が担当する。 H2CC 参加メンバー 図 3-2-43 イタリア水素・燃料電池技術プラットフォーム（H2CC） −72− 2） 国際協力 イタリアが参加している国際的なパートナーシップ・コラボレーションを表 3-2-62 に示す。 表 3-2-62 イタリアが参加している国際パートナーシップ・コラボレーション 水素経済のための国際パートナーシップ （International Partnership for the Hydrogen Economy：IPHE） 欧州水素・燃料電池技術プラットフォーム （European Hydrogen and Fuel Cells technology Platform：HFP） 国際エネルギー機関（International Energy Agency：IEA） 水素実施協定（Hydrogen Implementing Agreement） 先端燃料電池実施協定（Advanced Fuel Cells Implementing Agreement） ハイブリッド車・電気自動車実施協定（Hydrid & Electric Vehicle Implimenting Agreement） 炭素隔離リーダーシップフォーラム （Carbon Sequestration Leadership Forum） イタリアにおける水素・燃料電池の研究開発プライオリティを表 3-2-63 に示す。ま た，2050 年までのロードマップを表 3-2-64 に示す。 表 3-2-63 イタリアにおける水素・燃料電池の研究開発プライオリティ ・ 再生可能エネルギーからのコスト効率のよい水素製造 （2020 年までに水素需要の 20％を再生可能エネルギー由来とする） ・ 化石エネルギーからの高効率な水素製造 （炭素隔離貯留も実施） ・ パイプラインによる水素輸送 （2015 年までに数十 km 長。2030 年までに地域ネットワークを形成） ・ 量産に適した FCV 用 PEMFC システム （2015 年のコスト目標 200 ユーロ/kW 以下，2030 年までに市場シェアの 30％を確 保） ・ 自動車用・定置用 FC システムに適した効率的で安全な水素システム （2015 年までに 0.1 kgH2/L ） ・ 分散電源用・船舶用の燃料電池 （PEMFC・MCFC で 40,000 時間達成，2015 年までに 1,500-2,000 ユーロ/kW 達成） −73− 表 3-2-64 イタリアにおける 2050 年までのロードマップ 水素製造 水素貯蔵・輸送 定置用・発電用 FC 今日 ・ 化石エネルギーからの ・ トラックでの水素輸 ・ 分散発電： - PEMFC＜250 kW 水素製造： 送（高圧水素・液体 20 ∼ 30 ％はオンサイト - SOFC＜500 kW 水素） での製造（天然ガス改質 ・ 小規模オンサイト水 - MCFC 0.1∼5 MW または電気分解） 素ステーション（改 ・ PEMFC： - 家庭用 1∼15 kW 質，電気分解） - ニッチ用途（無停電 ・ 車載水素タンク： 高 圧 タ ンク（ 350 ∼ 電源，バックアップ電 700 気圧）か液体水 源，ポータブル用） 素タンク ・ ガスタービン，複合サ イクル発電での水素 利用 自動車用 FC ・都 市 部 で の 水 素 ス テーション（数十ヵ 所） ・ 水素利用車両(乗用車， デリバリーバン，バス) の都市部でのデモン ストレーション ・ ハイブリッド列車（燃 料電池搭載） ・燃 料 電 池 搭 載 船 舶 （PEMFC，MCFC） ・ 燃料電池補助電源を 搭載した列車・自動 車・船舶 ・ 小型 / 中型分散電源の ・ 燃 料 電 池 自 動 車 が 性 大規模普及（PEMFC， 能・安全性の点で既存 自動車に匹敵 高温 FC） ・ 複合サイクル発電で ・ 燃料電池自動車の大 の水素利用（ CCS 利 規模普及（年間 50 ∼ 用） 100 万台） ・ ハイブリッド型列車 （トラム，鉄道）の量 産 ・ 列車用燃料電池補助 電源 ・ 飛行機用バックアッ プ電源 ・ 集中型プラントでの化 ・ パイプラインによる 石エネルギーの改質 水 素 輸 送 （ 30 ∼ 50 （CCS 利用や CO2 再利 km 長） ・固体水素貯蔵材料 用） （水素貯蔵密度 8 ・ 再生可能エネルギーか らの水素製造（バイオマ wt％） ス等） ・ 太陽エネルギーを利用 した熱化学的水素製造 （デモンストレーショ ンプラント，数十 MW レベル） ・ 原子炉での水素製造の 試験（状況による） ・ 多様な化石エネルギー ・ パイプラインによる ・ ハ イ ブ リ ッ ド 型 分 散 ・ 燃 料 電 池 に よ る 動 力 2030 や，再生可能エネルギー 水素輸送（100∼300 電源（高温 FC とガス 技術が成熟し，競争力 （バイオマス，風力，水 を確保 km 長） タービン） 力）による水素製造 ・ 次世代型複合サイク ・ 燃料電池自動車が一 ル発電 定の市場シェアを確 ・ 太陽エネルギーからの ・ 再生可能エネルギー 保 直接水素製造 の貯蔵手段としての ・ 船舶用動力源として ・ 原子炉での熱化学的水 水素の利用 素製造（水分解） の燃料電池（直接水素 2050 形，10∼15 MW） 2015 （4） イタリアで実施されている水素・燃料電池プロジェクト イタリアでは，3-2-2(5) 2)節の Zero-Regio プロジェクトの他に，次のようなプロジェ クトを実施している。 1） Bicocca プロジェクト Bicocca プロジェクトは，ミラノ市とロンバルディア州が中心となって実施してい る都市部における水素インフラ開発プロジェクトである（図 3-2-44）。 −74− 図 3-2-44 Bicocca プロジェクト 2） BEAM（Brescia Energia e Ambiente 注）プロジェクト BEAM プロジェクトは，ロンバルディア州ブレシア県が実施しているバイオマス （都市廃棄物）を利用した定置用燃料電池デモンストレーションである（図 3-2-45）。 プロジェクトは 3 段階で，第 1 フェーズ：技術実証（3 年間），第 2 フェーズ：フィー ルドテスト（3 年間），大規模実証（4 年間）となっている。 図 3-2-45 BEAM プロジェクト 注） 「ブレシア エネルギー・環境」プロジェクトの意。 −75− 3） その他 Fiat の Panda Hydrogen と IRISBUS の FC Hybrid バスを用いたフリートテスト が行われている注）。 図 3-2-46 イタリアでの FCV フリートテスト 「FIAT FCV ROAD MAP」，Workshop “Preparing for HydrogenJTI”，Piemonte Region Turin Olympic Event, 2006.2.17 注） −76− 3-2-5 アイスランドにおける取組み アイスランドの燃料電池政策は，豊富な水力・地熱発電から得られる電気による水素 の生産と，これを石油など化石燃料に代わるエネルギー源として使用する 国 水素経済立 構想に集約される。 （1） エネルギーの生産と消費 アイスランドの水力発電の潜在能力は，推定年間約 64TWh で，うち技術的かつ経済 的に利用可能なのは年間 40 ∼ 45TWh となっている。環境面も考慮すると年間 25 ∼ 30TWh が利用可能だが，実際に現在利用されているのは 6.5TWh である。 一方高温地熱地域からの潜在発電能力は推定年間 15TWh で，現在の地熱発電能力は 年間 1.3TWh となっている。地熱および水力発電はアイスランドの一次エネルギー消費 の 65%以上を占め，発電ではほぼ 100%である。 利用されている地熱エネルギー（発電用に用いられる蒸気は除く）の 75％が暖房用で， 暖房需要の 86％以上を賄っている。 アイスランドの国民一人当り一次エネルギー消費量は 8.6toe で，OECD 諸国で第一位， また消費されている石油の 86％が漁業と輸送部門で占められる。 （2） アイスランドの水素経済立国構想 アイスランド政府は，国民と経済界からの支持を背景に，アイスランドを世界で初め ての 水素経済立国 とし，石油依存からの完全脱却を図ろうとしている。 2000 年の記者会見でグリムソン大統領は，「アイスランドは経済全体に水素が普及す る，恐らく世界で唯一の国になる」と述べ，スベルスドッティル産業通商相は，「政府 の政策は再生可能資源の利用拡大を促進すること。経済的に可能であれば，水素の利用 こそ我々の政策にかなうものだ」と語っている。また水素プロジェクトを勧告した議会 の検討委員会委員長であるフジャルマール・アーナソン議員は，インタビューに答えて， 「現在肥料分野で年間 2,000 トンの水素を生産。メタノールからの水素生産は現実的で なく，毒性評価の課題などもある。国内の NATO 基地（米軍が管理）を 水素基地 に すべきだ。水素は世界中に新しい産業の振興を促す」と語っている。 現在アイスランドを走っているすべての自動車に水素を用いると，アイスランドの温 室効果ガス排出は 33％削減し，漁船も対象にすると 66％削減するといわれている。さ らにメタノールの使用では 40％削減するという。輸送および漁業部門で必要とされる水 素の量は，推定 8∼9 万トンで，この量の水素生産に必要な電力は，年間 4∼5TWh（利 用できる再生可能エネルギーの 8∼10％）とされている。 水素による発電から得られる電力のコストは，最終的には 1kWh 当り 2 セント（世界 で最も安い電気）と見積られ， 水素経済立国 資源にある。 −77− へのジャンプ台はこの安価な再生可能 水素経済立国構想のステージとシナリオを表 3-2-65，図 3-2-47 に示す。 表 3-2-65 アイスランドにおける水素経済立国構想 段階 第一段階 内容 PEFC バスのデモンストレーション・プロジェクト： レイキャビクにおける 3 台の DaimlerChrysler 社製バス レイキャビク市の市営バスを漸次 PEFC バスに交換していく メタノール燃料 PEFC 乗用車の導入 第二段階 第三段階 PEFC 船舶のデモンストレーション・プロジェクト： 水素を搭載した実験的燃料電池船舶 1 隻を製作 第五段階 漁船を漸次 PEFC 船舶に交換していく 水素経済の完成 第四段階 時期 2002- 2003-2004 （2 年ほど遅 れる見込み） 2006- 2030-2040 T h e Ic e la n d ’s V is io n Product Performance T h e P a st T h e in te r n a l c o m b u s tio n e n g in e le d to th e o il in d u s t r y T h e P resen t T h e F u tu re T h e tr a n s it i o n is m e s s y T h e f u e l c e ll m a y le a d to th e m e th a n o l / h yd ro g e n e c o n o m y 2020 T im e 図 3-2-47 アイスランドの 水素経済 立国のシナリオ 出典：（財）新エネルギー財団「平成 13 年度 新エネルギー等導入促進基礎調査−燃料電池実用化現状・ 動向調査」平成 14 年 3 月 この「水素経済立国」構想の推進のため，1999 年，DaimlerChrysler 社，Shell Hydrogen 社， Norsk Hydro 社，ならびにアイスランド企業・大学等 8 組織の合弁によって， Icelandic New Energy 社が設立された。 計画の第 1 段階として，2001 年 3 月から燃料電池バスのデモンストレーションプロ ジェクト ECTOS（Ecological City Transport System）が始まった（車両デモンストレー ションは 2002 年から開始）。当初の予定は 2005 年 2 月までであったが 1 年間延長さ れた。これは 3-2-2（4）に示した欧州 FC バス実証走行プロジェクトとして位置づけら れていた。 −78− 3-2-6 カナダにおける取組み （1） カナダ天然資源省（NRCan） 天然資源省（NRCan）が中心となって以下のような取組みが行われている。 1） 燃料電池研究開発プログラム（National Fuel Cell Research Initiative） 天 然 資 源 省 は 「 燃 料 電 池 研 究 開 発 プ ロ グ ラ ム （ National Fuel Cell Research Initiative）」を開始しており，以下の 3 つの項目に 30 百万カナダドル（約 24 億円） が投入されている。 ① NRC-IFCI（The NRC Institute for Fuel Cell Innovation）注）の燃料電池ラボ設置 と燃料電池自動車・バス用インフラの設置 ② 中規模・小規模企業への燃料電池研究開発支援 ③ 大学への燃料電池研究開発支援 2） CTFCA による燃料電池実証プロジェクト 「カナダ燃料電池自動車・燃料電池バスアライアンス（Canadian Transportation Fuel Cell Alliance：CTFCA）」は，2001 年にカナダの「温室効果ガス削減行動計画 2000」に基づき設立された団体であり，燃料電池車のための水素供給インフラの開発 を主な目的とした団体である。天然資源省はこの活動に 2005 年までの 5 ヵ年で 2,300 万カナダドルを投入する予定である。また，これらの資金から，1,720 万カナダドル が水素供給インフラの実証試験，PEMFC バックアップ電源，PEMFC 産業用車両や 小型水素製造装置の開発など 9 つのプロジェクトに投入される予定である。 3） 「Hydrogen Highway TM」プロジェクト 「Hydrogen Highway TM」プロジェクトは，NRC，Methanex，BC Hydro，Powertech と天然資源省がパートナーとなり， Fuel Cells Canada （ FCC ）が事務局となって CTFCA プログラムの一環として取組みが進められている。このプロジェクトは，ブ リティッシュコロンビア（BC）州における水素・メタノール供給インフラと，米国カ リフォルニア州リッチモンドの施設をも含め，施設相互を結ぶパイプラインネット ワークを構築する構想である（図 3-2-48）。BC 州では，Vancouver および Surrey， Victoria ， Squamish ， Whistler Village に供給インフラを整備する予定である。 Whistler Village は，2010 年に行われる冬季オリンピック開催地である。 注） （3）で後述する。 −79− 図 3-2-48 Hydrogen Highway TM プロジェクト 出典：平成 15 年度水素・燃料電池実証プロジェクト JHFC セミナー資料 （2） 産業省 産業省は競争力のあるカナダ経済の発展を目指す自らの使命の一環として，産業界の 新しい技術開発を支援する。 同省にあってこの任に当たっているのが，技術パートナーシップ・カナダ（TPC）で ある。2002 年 2 月現在，TPC は，環境技術，先進技術（製造加工，バイオ，情報技術 など）および航空宇宙・防衛の 3 つの分野に対して，合計 150 件，総額約 17 億カナダ ドルを投資しているが，燃料電池関係に関しては，そのほとんどは自動車用燃料電池で あると思われる。上述の天然資源省の 1998/1999 年度のプロジェクトに対して産業省が 200 万カナダドルを出資しているが，これもおそらく自動車用燃料電池開発に対するも のと思われる。 TPC はまた，1999 年にカナダ国立研究審議会（後述）内に設立された全国燃料電池 研究革新プログラムに参加している。 TPC の最近の燃料電池関係の動きとしては，デュポン・カナダによる携帯電話やコン ピュータ用燃料電池部品開発プロジェクトに 1,900 万カナダドルを投資（販売ベースの ロイヤリティ返済）することを発表したことが挙げられる。 （3） カナダ国立研究審議会（National Research Council Canada：NRC） 次世代技術の研究開発を行うカナダ国立研究審議会（NRC）はカナダ各地に 19 の研 究所を有し，4,000 名のスタッフがいる。NRC 管轄の研究所の役割は，研究所がある近 隣の地域で開発された技術を支援して成果につなげる支援を行うことである。燃料電池 および水素貯蔵/水素供給分野におけるカナダの国際競争力を一層向上させるため，産学 −80− 官が連携した「 NRC 燃料電池プログラム」がスタートしている。 NRC-IFCI （ NRC Institute for Fuel Cell Innovation）がこの「NRC 燃料電池プログラム」のコアとなっ ている。 この「NRC 燃料電池プログラム」の研究対象は，PEMFC，SOFC，マイクロ FC， システムインテグレーション，FC の試験・評価であり，基礎研究から技術開発までを 行う。 （4） カナダにおける水素関連プロジェクト 1） Vancouver Fuel Cell Vehicle Project（VFCVP）注１） 2004 年春ごろから，FCC，フォード，NRCan（カナダ天然資源省），NRC-IFCI， BC 州政府による燃料電池車プロジェクト（Vancouver Fuel Cell Vehicle Project）が 開始の予定である。5 年間の FCV 実証走行試験で，場所はバンクーバー，ヴィクトリ ア，ウィスラーである。予算は 5 年間で 800 万カナダドル（燃料代は除く）で，主と して NRC から提供される。 実証走行試験に使用するのは，Ford Focus FCV（フォードの第 3 世代燃料電池車） 5 台であり，水素貯蔵設備は Dynetek（燃料タンクメーカ），燃料電池は Ballard が 提供し，FCC が全体をとりまとめる。 FCV のユーザは NRCan（カナダ天然資源省），BC 州政府，NRC，FCC である。 また，バンクーバー市，大学，自治体，公益企業などにもサブリースを行う予定であ る。 2） CH2IP（Canadian Hydrogen Infrastructure Program）プロジェクト注２） CH2IP プロジェクトは，高圧水素システムのデザイン，デモンストレーション，デー タ収集のために設立されたプロジェクトである。プロジェクトは BC 州政府， BC Hydro（BC 州出資の電力会社）が主体となり，水素供給会社（Stuart Energy），水 素タンクメーカ（Dynetek），石油会社，自動車メーカが参加している。 デモンストレーションは StepⅠ∼StepⅢに分かれており（表 3-2-66），70MPa の 水素ステーションの開発と実証を目指している。2003 年第 3 四半期までに水素ステー ションの設置が完了し，2004 年までにデモンストレーションを完了する予定である。 ただし，進展にあわせて期間変更する可能性もある。予算は 2,300 万ドル（米ドル） で，カナダ政府からそのうちの 30%の資金提供がある。残りは参加企業で負担してい る。デモンストレーションには行政サイドも参加するので，水素の運用の認可の点で も問題はない。プロジェクトは将来の水素社会に対する知見と一般 PR を兼ねている。 注１） 注２） 2003 度 JARI 海外 FCV 実証試験調査 2002 年度 JEVA 海外調査報告書，2003 度 JARI 海外 FCV 実証試験調査 −81− 表 3-2-66 CH2IP プロジェクトの概要 StepⅠ 35MPa 水素ステーションを中心としたデモンストレーション ・ 水素ステーションに設置された水素製造装置は水電解式で，24 時間稼動可能（24kg／ 日）。コンプレッサは 2 台設置されている。 ・ 現在デモンストレーションに使用している充填システムは，水素 100%の他に，水素 30%・CNG70%の混合ガスも供給できる。 StepⅡ 70MPa 水素ステーションの開発と実証 ・ 35MPa 水素ステーションを 70MPa に改良し，世界初の 70MPa ステーションの実現。 ・ 35MPa から 70MPa まで加圧するコンプレッサを設置。 ・ 現在 82.5MPa のシリンダタンクを開発・テスト中で，StepⅡまでに完成予定。 ・ 70MPa の充填システムを外部のメーカと開発。 StepⅢ 水素輸送を前提とした低コスト水素ステーションのデモンストレーション ・ PowerTech のオフィスに 70MPa 水素ステーション（サテライトステーション）を設置。 ・ サテライトステーションでは水素製造を行わず，トレーラーによる水素輸送をデモンス トレーションする（バンクーバーから輸送）。トレーラーは高圧コンテナ（最大 82.5MPa） を搭載し，移動式ステーションとしても使用可能。 3） Hydrogen P700 プロジェクト注） Hydrogen P700 プロジェクトは，高圧水素容器および付属品を含む一連のシステム を Powertech 社（BC Hydro 社出資の研究会社），JFE コンテイナー（旧鋼管ドラム） が事務局となり，各国の自動車メーカ，容器メーカ，部品メーカが 70MPa 仕様の燃 料電池車用水素容器やバルブ等の開発を民間の自動車メーカの基金で実施するプロ ジェクトである。スポンサー OEMs である自動車メーカとしては，トヨタ，日産， DaimlerChrysler，Ford，Peugeot，Hyundai の 6 社が参加した。また，容器メーカ は Dynetek 社を含めた 3∼4 社，バルブ，レギュレータ等の部品メーカ 10 社程度が 参加した。 このプロジェクトはフェーズ 1∼3 に分かれており，以下の取組みを行っている。 ・ フェーズ 1 では，容器容量を統一し，容器，バルブ等の基礎技術の開発を行う。 ・フェーズ 2 では，各自動車メーカの要求（容器サイズや形状，バルブ仕様など） を取り入れた開発を行う。 ・フェーズ 3 では，規格・標準化に取組み，ルール作りを目指す。 このプロジェクトは 2004 年半ばまで実施の予定であった。 注） （財）日本電動車両協会「平成 13 年度燃料電池自動車に関する調査報告書」平成 14 年 3 月（以下 「2001 年度 JEVA 『FCV に関する調査報告書』」と記す） −82− 4） Hydrogen Village 2003 年 12 月，FCC（Fuel Cells Canada）は Hydrogen Village Partnership を発 表した。Hydrogen Village は，大トロント・エリアにおける FC と水素に関するプロ ジェクトである。この先進的な産業と政府，学界とのコラボレーションは，カナダに おける水素と燃料電池技術を促進すること，またこの進化する燃料電池産業分野にお けるカナダのリーダーとしての地位を固めることを目指している。 FCC が描く Hydrogen Village のイメージ図を図 3-2-49 に示す。 Back-up Power Industrial Applications Fleet Fueling Community Fueling Home Fueling Confidential 図 3-2-49 Hydrogen Village のイメージ a） Hydrogen Village の意義 以下に Hydrogen Village の意義を整理する。 ・地域コミュニティの利益のための，燃料電池や水素関連技術の開発のための計画 とプラットフォームの創造 ・持続可能な市場を創造するために必要な供給やサービス，知的インフラの開発 ・既存のコミュニティ活動やインフラの状況を踏まえ，ステーショナリーやモバイ ル，輸送に適合する技術の展開を確実にする ・南オンタリオの他の中心地の付随的な成長を援助し，それにより水素回廊地帯を 発展させること（図 3-2-50） −83− 図 3-2-50 Hydrogen Village による水素回廊地帯 b） メンバーシップ Hydrogen Village の現在のメンバーシップは，技術インテグレータ，技術供給者， エンドユーザという 3 つのキーカテゴリー26 のメンバー（以下参照）から成り立っ ている。 【メンバーシップ】 Air Liquide ， Astris Energi Inc. ， Ballard Power Systems Inc ， Bell Canada ， BET Services， City of Toronto，City of Mississauga，Enbridge Gas Distribution，Enviromotive， The Centre for Automotive Material and Manufacturing，Dynetek Industries Ltd， Fuel Cell Technologies Ltd.，General Hydrogen Corporation，Giffels Associate Ltd.， HERA Hydrogen Storage Systems，Hydrogenics Corporation， John Deere ePower Technologies，Kinectrics Inc.，KPMG LLP， Ontario Power Generation，Pivotal Power，Purolator，QuestAir Technologies Inc， Sarnia/Lambton Economic Partnership，Stuart Energy Systems Inc， University of Toronto at Mississauga −84− 5） BC Transit の FC バスプロジェクト BC Transit は，ブリティッシュコロンビア州，バンクーバーの郊外地域において， 交通サービスを提供する州営の交通事業者である。ブリティッシュコロンビア州およ び BC Trtansit により，2010 年の冬季オリンピックおよびパラリンピックの期間中に， Victoria と Whistler での路線バス用に，20 台の FC バスを運行するという計画が立 てられている。概要を表 3-2-67 に示す。 表 3-2-67 BC Transit の FC バスプロジェクト概要 概要 予算（5 年間） FC バスのスペック 水素ステーション ・ 2009 年までに 20 台のハイブリッド FC バスを通常の路線バス 業務に導入する ・ バスは 20 年間使用予定 ・ 毎日のルーチン走行に 1∼3 台の FC ハイブリッドバスを配置 ・ 持続可能で，長期運営が可能で，メンテナンスや燃料供給活動 をするのに十分な資源を確保し，FC ハイブリッドバスフリート の評価を行う予定 ・ BC Transit が 3,200 万カナダドル （5 年間の運営資金，および 20 台の FC バスの購入資金） ・ 政府筋からの逐次的な資金が 5,700 万カナダドル ・ バスと燃料設備については，民間から入札によって購入 ・ 座席数は 37∼39 ・ 最大乗車人員は 60 人未満にはならないようにする予定 ・ 低床式 ・ １充填航続距離は最低 500km ・ その他，全ての仕様がディーゼルバスの標準を超える ・ 水素の生産量は 1 日 500∼600kg （バス 1 台が 1 日 25∼30kg の水素を搭載すると想定） ・ 1 台あたり 8∼10 分で充填を行う ・ 2 日分の水素のバックアップをとる −85− 3-2-7 韓国における取組み 韓国には「環境に優しい車両（EFV）注）」の開発と普及に努める法律（2005 年 3 月 23 日施行）がある。この法律の目的は，EFV の開発と普及を容易にする包括的な政策 を実施し，自動車産業の開発と人々の生活環境の改善を促進することである。主な内容 としては，EFV 技術開発支援や EFV の所有者や購入者に対する支援，燃料電池の供給 施設に対する支援である。 EFV 開発のための 2006 年の政府予算は，HEV に対して 173 億ウォン，FCV に対し て 159 億ウォン，一般技術に対して 42 億ウォンの合計 374 億ウォンとなっている。 （1） FCV に関するロードマップ FCV の開発ロードマップを表 3-2-68 に，技術開発目標を表 3-2-69 に，FCV 普及のロー ドマップを表 3-2-70 に示す。 表 3-2-68 FCV 開発のロードマップ 開発状況と計画 1st Step（∼’06） 先進的な独自技術の開発とデモンストレーション 2nd Step（’07∼’09） 設計と生産技術の開発 3rd Step（’10∼） 少量生産スタート 表 3-2-69 技術開発目標 基本目標 燃料効率 排出ガス 耐久性 価格 性能 FCV 技術目標 商業化のための車両開発 従来車両と同等もしくはそれ以上 ゼロエミッション 従来車両と同等もしくはそれ以上 従来車両の 200%以下 従来車両と同等もしくはそれ以上 表 3-2-70 FCV 普及ロードマップ 期間 FCV FC ステーション 普及地域 注） 1st step 2nd step 3rd step 実証走行試験 典型的用途への試験導入 少量生産 2006∼2010 2011∼2014 2015∼ 初期段階でのデモンス 実証走行試験と市場の状態を検討した後に計画 トレーション（∼2008） FCV の普及計画に応じて計画 R&D 研究所と公的機関 大都市圏 大規模，中規模の都市 EFV（Environment friendly vehicle）の定義は以下のとおり。 ○ BEV，ソーラーカー，FCV，HEV ○ MOCIE（通商産業エネルギー省）のエネルギー消費効率の基準を満たす車両 ○ MOE（環境省）の低排出ガスの基準を満たす車両 −86− （2） 水素インフラに対するロードマップ 図 3-2-51 に韓国の水素インフラロードマップを，表 3-2-71 に水素ステーションの技 術開発目標を示す。 図 3-2-51 水素インフラロードマップ 表 3-2-71 水素ステーションの技術開発目標 ¾ ¾ ¾ 建設コストの削減。現状 30Nm3/h（建設費：30 億ウォン）から，250Nm3/h （建設費：30 億ウォン）へ。 自国の建設技術と部品開発技術を獲得する 電気分解タイプの水素ステーションの建設 デモンストレーションのために建設された，もしくは建設予定の水素ステーションは 表 3-2-72 に示す 3 カ所である。2007 年に 2 基，2008 年はさらに 2 基建設され合計 7 基となる予定である。 表 3-2-72 韓国のデモンストレーション用水素ステーション ステーション タイプ 規模 時期 場所 主要協力者 LNG 水素ステーション Naphtha 水素ステーション LPG 水素ステーション 2006 年末 仁川（Inchen） 韓国ガス株式会社 30Nm3/h 2007 年末 延世大學（ソウル） GS Caltex Oil Corporation 2008 年初頭 大田（Daejeon） SK Oil Corporation ※2007 年 2 月現在 （3） 韓国の FCV デモンストレーションプロジェクト 参加予定車両は水素 FCV が 30 台，FC バスが 4 台である。チーム制とする予定であ り，3 チームの計画であるが，参加自動車メーカは現在のところ Hyundai のみであると いう。車両は参加チームが買い取って所有する形とし，費用は参加チームと政府が折半 する。実証走行地域は，大田（精油所のある地域），ソウル（LNG 利用），済州島（風 力利用）の 3 カ所である。 −87− 3-2-8 海外のその他の燃料電池車デモンストレーションの現状と計画 海外の主な燃料電池車デモンストレーションプロジェクトを表 3-2-73，表 3-2-74 に整 理する。開発された純水素を燃料とする FC バスがすでに米国シカゴ，カナダのバンクー バー，ドイツのシュツットガルト市内で試験的に利用された。その後は，CaFCP や欧 州で，交通事業者による FC バスの実証走行試験が行われている。また，ベルリンの市 バス当局では 2020 年までにすべての市バスを FC バスに切り替えると発表した。その ほか，ハンブルクの市バス当局も 2005 年から FC バスの導入を検討している。 また，GM は 2003 年よりワシントン DC において，実証走行試験を実施している。 表 3-2-73 海外の主要なデモンストレーションプロジェクト（１） プロジェクト名 アメリカ バスプロジェクト 実施都市・場所 Washington DC GT Univ.市内 Chicago 市バス Palm Springs 空港 Palm Desert 市内 Sacramento 実施年 1995 バスプロジェクト 1998 空港プロジェクト 1998 パームデザートプロジェクト 1998 CaFCP 2000-2012 DOE デモンストレーションプ California 州中心 2004-2008 ログラム Richmond，Oakland， CaFCP Santa Clara， 2004-2005 バスデモンストレーション Palm Springs 2003（第 2 GM ワシントン DC デモンス Washington DC 四半期） トレーションプロジェクト -2005 カナダ バスプロジェクト Vancouver 市バス 1998 バンクーバーFC 自動車プロ Vancouver，Victoria， 2004∼ ジェクト（VFCVP） Whistler Village BC Transit の FC バスプロ Victoria，Whistler 2005ジェクト ドイツ NEBUS デモンストレーショ Stuttgart 市バス 1998 ン Hamburg 市バス バスプロジェクト Oberstdor 1999 バスプロジェクト Erlangen 市バス 1999 CEP プロジェクト （Clean Energy Partnership） Berlin 2002-2007 Reykjavik 2003-2005 車種 DOE PAFC バス （メタノール改質形） Ballard FC バス PEFC Utility car 個人用小型車，ゴルフカート FC 乗用車，FC バス FC 乗用車 FC バス（UTC-FC 製スタッ ク 4 台，Ballard 製スタック 3 台） GM HydroGen3 Ballard FC バス Ford Focus FCV FC ハイブリッドバス （バスは入札方式で購入） D-Benz NEBUS Neoplan FC 路線バス MAN/Siemens バス FC 乗用車：DaimlerChrysler GM/Opel，Ford 水素自動車：BMW アイスランド ECTOS DaimlerChrysler CITARO （CUTE と連携） 出典：水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（WE-NET）サブタスク 7 水素利用技術に関する調査・検討 （平成 11 年 3 月），燃料電池実用化戦略研究会報告書（平成 13 年 1 月 22 日），（財）日本電動車両協会『平 成 13 年度 燃料電池自動車に関する調査報告書「海外調査編」』平成 14 年 3 月（以下，「2001 年度 JEVA 海外調査報告書」と記す），2002 年度 JARI 海外実証試験調査，（財）新エネルギー財団「平成 14 年度 新 エネルギー等導入促進基礎調査−燃料電池技術開発動向調査（資料編）」平成 15 年 3 月（以下，「2002 年 度 NEF『FC 動向調査報告書資料編』」と記す），2003 年度 JARI 海外実証試験調査 を基に作成 −88− 表 3-2-74 海外の主要なデモンストレーションプロジェクト（２） EU CUTE プロジェクト CITYCELL Demo. Project HyFLEET: CUTE Zero-Regio HYCHAIN Amsterdam Barcelona，Hamburg London，Luxembourg Madrid，Porto Stockholm，Stuttgart 2002-2005 DaimlerChrysler CITARO （ECTOS と連携） Torino，Madrid，Paris 2002-2006 FIAT と IRISBUS が共同開 発した FC バス： CITYCLASS HS-FC BUS CRISTALIS HS-FC BUS Amsterdam Barcelona，Hamburg London，Luxembourg Madrid，Peth，Berlin Reykjavik，北京 Rhein-Main， Mantova ドイツ，フランス，イ タリア，スペインの各 地域 2006- 20042006- DaimlerChrysler CITARO MAN 製水素内燃機関バス DaimlerChrysler F-Cell Fiat Panda Hydrogen 小型燃料電池搭載車両（電動 車椅子，スクータなど） ミニバス 出典：水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（WE-NET）サブタスク 7 水素利用技術に関する調査・検討 （平成 11 年 3 月），燃料電池実用化戦略研究会報告書（平成 13 年 1 月 22 日）， 2001 年度 JEVA 海外調 査報告書，2002 年度 JARI 海外実証試験調査， 2002 年度 NEF「FC 動向調査報告書資料編」，2003 年度 JARI 海外実証試験調査 を基に作成 −89− 3-2-9 海外の水素ステーションの開発状況 表 3-2-75∼表 3-2-77 に世界の主要な水素供給インフラの一覧を示す。 直接水素方式の FC バスや水素エンジン車等を実証走行で使用している米国，カナダ， ドイツでは，各種の水素ステーションが設置されている。その方式は，その地域におけ る水素供給源の状況により様々なものが採用されている。これらはオンサイトで水素を 製造する方式と，工場で製造した水素を運搬する方式とに大別される（表 3-2-78）。 表 3-2-75 主要な水素自動車用水素供給インフラの開発一覧（その 1） プロジェクト名 DOE 燃料電池デモンス トレーションプロジェ クト 概要 2006 年 5 月現在，天然ガス改質 2 基，電気分解 2 基，水素の配送によるものが 5 基である。今後 22 基まで増やす予定である。 CaFCP ： California Fuel Cell Partnership 行政，自動車メーカ，燃料供給メーカ等が参画。 2000 年，カリフォルニア州サクラメント市に高圧 水素供給ステーションを建設し，2002 年 4 月には メタノール改質型水素供給ステーションを設置。 2002 年 10 月には，サテライトステーションとし て，リッチモンドに水電解式水素供給ステーショ ンを設置。2006 年 11 月末現在 23 箇所のステー ションが稼動中。 当初はハイウェイ沿い 20mile ごとに水素ステー ションを建設する方針であったが，現在は特定の 都市に集中してインフラ整備し，ネットワーク化 させる方針。 太陽光発電→水電解→水素貯蔵（高圧ガス）→水 素ステーション→水素トラックの一環として研究 開発。Ford Ranger 改造水素エンジン車。 液体水素貯蔵タンク（9000 ガロン＝34m3）。気 化させた水素ガスをコンプレッサ加圧して車両に 供給。Ballard 製燃料電池システム搭載のバス 3 台。 工業用圧縮水素ガス供給。車両搭載は水素吸蔵合 金タンク。水素エンジンハイブリッド小型バス。 空港近傍に工業用圧縮水素ガス供給。空港で 2 台 の水素燃料電池車の運転。 太陽電池式水素ステーション。複数台の水素燃料 電池車の運転。 CA H2 Net：カリフォル ニア水素ハイウェイ ネットワーク The Clean Air Now Solar Hydrogen Vehicle Project シカゴ市 バスプロジェクト オーガスタ バスプロジェクト パームスプリングス 空港プロジェクト パームデザート プロジェクト ラスベガス市 水素ステーション・実証 走行試験プロジェクト Shell ワシントンの水素 ステーション 国／参加団体 アメリカ／DOE， Ford，BP，DaimlerChrysler， GM，Shell，CheveronTexaco， 現代，UTC FC アメリカ／CARB，CEC，NAC， SCAQMD，DOE，DOT，EPA， DaimlerChrysler ， Ford ， ホ ン ダ，VW，日産，現代，GM，ト ヨ タ ， BP ， Chevron ， Shell Hydrogen， Ballard，UTC Fuel Cells 他 アメリカ／CalEPA，DOE， DOT，GM，Quantum，Ford アメリカ／Clean Air Now， DOE，SCAQMD，Xerox 他 アメリカ／Chicago Transit Authority，Ballard Power Systems，Air Product， Hydrogen Components アメリカ／DOE， Augusta Public Transit 他 4 社 アメリカ／SCAQMD， SBIR，Schafer Corporation アメリカ／DOE， Schatz Energy Research Center，Humboldt State UNV. アメリカ／DOE，Las Vegas， Air Products，Plug Power 水素，バイオディーゼル，ブレンド燃料（水素と 天然ガス）を供給するステーションを建設し，各 燃料用車両の実証走行試験を行っている。 Shell による LH，CH 両方が供給できるステー アメリカ／GM，Shell ション。設備は Air Products 製，費用は Shell 負 担。液体水素は Sarnia（カナダ）やニューオーリ ンズでメタン改質で製造し液体水素として搬送。 CH は「蒸発⇒水素ガス圧縮」のプロセスを採用。 出典：丸善株式会社「電気自動車ハンドブック」（平成 13 年 3 月），2002 年度 JARI 海外実証試験調査，2002 年度 NEF「FC 動向調査報告書資料編」を基に作成 −90− 表 3-2-76 主要な水素自動車用水素供給インフラの開発一覧（その 2） プロジェクト名 ZEB プログラム 概要 国／参加団体 9,000gallon の液体水素を貯蔵，供給可能。カス ア メ リ カ ／ VTA ， CARB ， ケード貯蔵のため，6,000psi で圧縮し，蒸発さ BAAQMD，EPA せる。約 8 分でバスに充填可能。 バンクーバー市 水電解による水素をコンプレッサで加圧し車両 カナダ／カナダ政府， に充填。Ballard 製燃料電池システム搭載のバス BC Hydro，BC Transit， バスプロジェクト Ballard，Electrolyser 3 台の運行。 CH2IP プ ロ ジ ェ ク ト ： 高圧水素システムのデザイン，デモンストレー カナダ／ブリティッシュコロン Canadian Hydrogen ション，データ収集を行う。2004 年から 35MPa ビア州，BC Hydro，PowerTech， Infrastructure Program 圧縮水素供給ステーション（水電解式）を中心 Stuart，Dynetek に 実 証 を 行 う 。 そ の 後 ， 35MPa を 改 良 し て 他 70MPa の水素供給ステーションを開発し，実証 を行っていく。 VFCVP プロジェクト： NRC，Powertech，Hydrogen HighWay の水素 カナダ／NRCan，NRC，TEAM， The Vancouver Fuel ステーション（ビクトリア，バンクーバー空港， BC 州，FCC，Ford バンクーバー，北バンクーバー，ホイッスラー） Cell Vehicle Program に設置。NRC では，29kg/日の水素を製造。 （バンクーバー） ミュンヘン空港の車両水 空港内で使用するバスや業務用車両を水素自動 ドイツ／バイエルン州政府，民 素化計画 車に。空港内に液体水素，圧縮水素供給ステー 間企業 ション，水素製造設備，貯蔵設備を設置。 欧州バスプロジェクト Ballard 製圧縮水素 FC バスに充填。8 カ国 10 欧州／各都市の交通事業者， ：CUTE，ECTOS 箇所の圧縮水素供給ステーション。再生可能エ DaimlerChrysler，Ballard， ネルギーによる水電解型，副生水素型，天然ガ EvoBus，BP，Shell Hydrogen， ス改質型のステーション。2 箇所は既存ガソリン AirLiquid，Xcellsis， スタンドに併設。 他 HyFLEET：CUTE 石油会社 Total（フランス）がベルリンに水素ス （CUTE 後継 Project） テ−ションを 1 基建設。 SWB： 液体水素を供給するステーション開発。LH2 ス ドイツ／バイエルン州政府，民 Solar-Wasserstoff-Bayern プレー方式による燃料充填。ディスペンサーと 間企業，BMW，Linde，Siemens 車両タンクとの連結を含む充填時間は LH2100L 当り約 3 分。充填中のボイルオフはほぼゼロ。 液体水素槽容量：3,000L NEBUS 燃料として産業用水素ガス使用。 ドイツ／シュツットガルト市， Ballard 製燃料電池システム搭載バスの運行。 Daimler-Benz デモンストレーション ：New Electric Bus W.E.I.T： 産業用余剰水素を供給（Dow Chemical） ドイツ／ハンブルクの電力，ガ Wasserstoff-Energy-Icel 6 台の水素エンジンバン（Benz Sprinter を改造） ス，輸送他の企業 13 社 を メ ー ル オ ー ダ ー 会 社 （ Hermes Versand and-Transfer Service）の配送車として使用。 エアランゲン市の 液体水素を供給するステーション。 ドイツ／エアランゲン市 EQHHPP（Euro-Quebec Hydro-Hydrogen Pilot 水素エンジンバス運行 Project）で開発した水素エンジンバス（MAN 製） を市バスとして導入。 CEP プロジェクト： 一般のガソリンスタンドと併設（BP/ARAL の標 ド イ ツ ／ BMW ， D/C ， Ford ， Clean Energy Partnership 準形式でコンビニが併設）。LH，CH のディス Opel，ARAL/BP，GHW Hydro， ペンサを備える。LH は搬送し貯蔵，CH は水の Linde，Vatterfall，BVG（ベル （ベルリン） 電気分解で製造。充填圧は 35MPa。 リン交通局） Zero-Regio 水 電 解 に よ る 水 素 を 供 給 。 電 解 装 置 は ノ ル ドイツ／Hamburger Hochbahn ウェーの Norsk Hydro 製。 AG フランクフルト 出典：丸善株式会社「電気自動車ハンドブック」（平成 13 年 3 月），2002 年度 JARI 海外実証試験調査，2002 年度 NEF「FC 動向調査報告書資料編」を基に作成 −91− 表 3-2-77 主要な水素自動車用水素供給インフラの開発一覧（その 3） プロジェクト名 STEP プロジェクト （パース） SINERGY プロジェクト （シンガポール） 概要 BP が建設した原油改質形水素ステーション。 2004 年 9 月からスタートする D/C の FC バス（シ ターロ）3 台による運行試験で使用。 BP によるガソリンステーション併設型水素ス テーション設置。オフサイトで改質した水素を ボンベで輸送する。 北京 Hydrogen Park 北京 LN Green Power.co 韓国 （参考：国内） WE-NET 水素利用国際クリーンエ ネルギーシステム技術 JHFC プロジェクト オンサイトの天然ガス改質，ナフサ改質，LPG 改質のステーション 2002 年 2 月に大阪市に天然ガス改質型，高松市 に固体高分子電解質水電解型の水素供給ステー ションを建設。2002 年 8 月横浜市に副生水素利 用の鶴見水素ステーション建設。2003 年 9 月 16 日 に JHFC に 移 管 。 水 素 供 給 圧 力 は 高 圧 ： 35MPa，25MPa，低圧：1MPa。 貯蔵容量：60Nm3，製造能力：30Nm3／h 2002 年に東京，横浜を中心とした 6 箇所に圧縮 水素供給ステーションを設置。2003 年にはさら に 4 箇所に設置し（うち 1 箇所は WE-NET から の移管），燃料電池自動車への燃料供給実証実 験を展開。 2005 年度まで継続される。詳細は 3-4-2（2）参照。 国／参加団体 豪州／WA（西オーストラリア州 政府），D/C，BP，Path Tansit， マードック大学，豪州政府 シンガポール／ D/C， BP ，環境 庁，ルフトハンザ航空，コンラッ ドホテル，Michelin 中国／ SinoHytec ， BP ，清華大 学 中国／Shell 韓国／韓国ガス，GS Caltex， SK Oil NEDO ，エンジニアリング振興 協会，岩谷産業，日本酸素，大 阪ガス，四国総合研究所，鶴見 曹達 日本自動車研究所，エンジニア リング振興協会 ，新日本石油， コスモ石油，昭和シェル石油， 東京ガス，岩谷産業，ジャパン・ エア・ガシズ，日本酸素，新日 本製鐵，栗田工業，シナネン， 伊藤忠エネクス，出光興産，バ ブコック日立，鶴見曹達，自動 車メーカ他 出典：丸善株式会社「電気自動車ハンドブック」（平成 13 年 3 月），2002 年度 JARI 海外実証試験調査，2002 年度 NEF「FC 動向調査報告書資料編」を基に作成 −92− 表 3-2-78 水素ステーションの形式 水素製造 貯蔵 水素供給 主な実績 オ フ サ イト 製 造 オ ン サ イト 製 造 1. 外部工場生産（ガス） 高圧容器 圧縮ガス London，LA-Xerox 2. 外部工場生産（液体） 液体水素 圧縮ガス Chicago，Ford，Sacramento 3. 外部工場生産（液体） 液体水素 液体水素 München 4. 副生水素（液体） 液体水素 液体水素 JHFC 5. 副生水素（液体） 液体水素 6. 副生水素（ガス） 高圧容器 7. 太陽電池・AL 水電解 高圧容器 8. 太陽電池・PEM 水電解 高圧容器 9. 商用電力・AL 水電解 高圧容器 Vancouver，Palm.Sp. 10.メタノール改質 高圧容器 JHFC 11.天然ガス改質 吸蔵合金 Palm.Sp，WE-NET 12.天然ガス改質 高圧容器 13.脱硫ガソリン改質 高圧容器 14.ナフサ改質 高圧容器 15.LP ガス改質 高圧容器 JHFC 16.灯油改質 高圧容器 JHFC 17.都市ガス改質 高圧容器 JHFC 18.商用電力・PEM 水電解 吸蔵合金 WE-NET 19.商用電力・PEM 水電解 高圧容器 20.ランドフィルガス改質 高圧容器 圧縮ガス JHFC Hamburg Palm Desert 圧縮ガス JHFC JHFC 出典：燃料電池実用化戦略研究会報告書（平成 13 年 1 月 22 日）等を基に作成 −93− 3-2-10 各国の政策動向の整理 過去 5 年間の各国の燃料電池車および水素インフラに関する行政主導のプロジェクト を表 3-2-79∼表 3-2-84 に整理する。 北米においては，アメリカにおける Controlled Hydrogen Fleet and Infrastructure Demonstration and Validation Project や CaFCP，カナダの VFCVP（Vancouver Fuel Cell Vehicle Project）など FCV による走行試験が実施されている。CaFCP は，第Ⅰ フェーズが 2003 年に終了し，2004 年から第Ⅱフェーズが実施されている。2006 年に は，第Ⅲフェーズ（∼2012 年）までの実施が決定された。また，水素ステーションにつ い て も ， Controlled Hydrogen Fleet and Infrastructure Demonstration and Validation Project（アメリカ）においては，全米で 28 箇所以上の建設が予定されてお り，CAH2Net：California Hydrogen Highway Network（アメリカ）でも，2010 年ま でに 50∼100 基の水素ステーション建設が計画されている。また，Hydrogen Highway （カナダ）では，2010 年までにウィスラー−バンクーバー−ビクトリアまでを水素イン フラでネットワーク化する計画となっている。実証試験に関しては，以上のように引き 続き継続されているが，研究課題についてみると，より基礎的，あるいは要素技術の見 直しに関わる研究分野へシフトしている。とくにアメリカは，国立研究所と大学とのコ ラボレーションによる水素貯蔵技術の開発やスタックに関する研究を継続して進めてい る。また，FCV の実用化のためには，大幅なコスト低減と FC システムの耐久性・信頼 性確保が不可欠であり，そのためにも現状技術を抜本的に見直し，基礎的研究と技術革 新を目指した R&D に力を注いでいるように感じられる。 一方，欧州，豪州，中国においても実証試験が実施されており，とくに FC バスの実 証試験が中心となっている。 2001 年からスタートした欧州における CUTE （ Clean Urban Transport for Europe）においては欧州 7 カ国，9 都市×3 台，アイスランドに おける ECTOS（Ecological City Transport System）では 3 台，オーストラリアにおけ る STEP（Sustainable Transport Energy for Perth）では 3 台の D/C 製 FC バス Citaro による実証試験が進められている。CUTE は 2005 年に終了し，その後 LIGHTHOUSE デモンストレーションプロジェクトに引き継がれ，HyFLEET: CUTE として継続されて いる。また，EU 政府（EC）は FCV 普及時に必要となると考えられる水素インフラ整 備に熱心であり，その標準化，基準化の整備に力を入れようとしている様子もみられる。 以上のように，世界各国において燃料電池車の実証試験は継続的に実施されている。 北米では，FCV を中心とした実証試験および水素ステーションの建設が進められている が，一方で基礎的研究と革新を目指した R&D に注力している感がある。欧州，豪州， 中国などでは，FC バスのプロジェクトが重点的に実施されている状況にあり，また， 水素インフラの整備にも熱心で，その標準化，基準化の整備にも力を入れようとしてい る様子がうかがえる。 −94− 表 3-2-79 行政主導の燃料電池車に関するプロジェクト（その１） プロジェクト名 関係政府機関 米国政府 PNGV （DOC， （Partnership for a New DOE，DOT Generation of Vehicles） 他） FreedomCAR (Cooperative Automotive Research) and Fuel Pertnership 米国 期間 1993∼2004 DOE/EERE USCAR（U.S. Council for 2002∼2008 Automotive Research） −95− Controlled Hydrogen Fleet and Infrastructure Demonstration and Validation Project DOE/EERE GATE Program （Graduate Automotive Technology Education） DOE/EERE 2004∼2009 予算 概要 自動車の燃費を 2004 年までに従来比で 3 倍に改 2000 年度要求$263M 善することを目標にした産学官連携プロジェク 政府負担 70∼75% ト。1994 年から 2004 年までの 10 年間で燃費 （開始直後 80%） 80mpg（33.4km/ﾘｯﾄﾙ）の達成が目的。 水素製造・輸送・貯蔵・利用の技術開発を目的と FreedomCAR & した国立研究所での技術開発と民間への委託開 Vehicle Technologies (FCVT)：2007 年予算 発。固体高分子形 FCV（水素）向け燃料システ $166.024M ムの実証，安全で信頼できる水素エネルギーシス Hydrogen, Fuel Cells テムの導入支援を実施。 FreedomCAR： FCV の研究開発 & Infrastructure Technologie Program Hydrogen Fuel：水素エネルギの研究開発，イン (HFCIT)：2007 年予算 フラ整備 $289.497M FCV の開発支援とそれに関わる技術の認知度向 上のため，全米の様々な地域で FCV のデモンス 全体で$93.9M トレーションを実施。FCV130 台以上，ステー うち DOE が$37.8M ションも 28 箇所以上を予定しており，2006 年 11 月現在では FCV63 台，ステーション 9 基。 大学院生を対象とした自動車分野での専門教育 プログラム FreedomCAR の一環 表 3-2-80 行政主導の燃料電池車に関するプロジェクト（その２） プロジェクト名 米国 （続き） 関係政府機関 期間 予算 −96− Fuel Cell Delivery Vehicle Testing Program EPA-AA CaFCP (California Fuel Cell Partnership) I：1999∼ 2003 フルパー ト ナー，準 CARB，CEC， II：2004∼ パートナーに分け，そ DOE，DOT， 2007 れぞれ費用負担 EPA Ⅲ：2008∼ 2012 CAH2Net (California Hydrogen Highway Network) CalEPA， DOE，DOT 他 National Fuel Cell Research Initiative NRCan Ⅰ：2004/2∼ Ⅱ：2004/後半 ∼ 2004∼ 2005 年∼2006 年： ＄6.5M/年 2006 年∼2007 年： $6.5M/年 30M カナダドル カナダ NRCan, VFCVP NRC-IFCI, （Vancouver Fuel Cell BC 州政府， Vehicle Project） FCC 2004∼5 年間 5 年間で$9M ドル うち，カナダ政府が $4.5M 概要 FCV および水素充填ステーションのデータを収 集することが目的。ミシガン州（アンナーバー） において，UPS のデリバリーバンとして D/C の F-Cell の改造車，FCV Sprinter を使用する。 FCV のテストおよび開発の促進，水素燃料ステー ション等のインフラ整備を目的とする。 研究設備に付帯して水素ステーションを設置し， 参加自動車メーカがそれぞれの責任において公道 走行試験を実施する。 2006 年 11 月現在，FCV149 台，FC バス 9 台， 稼働中の水素ステーション 23 カ所。 水素による輸送経済への速やかな移行促進のため の支援を目的とする。 2005-2006：州が FCV をリースまたは購入してデ モンストレーションを行う。 2006-2007：燃料電池バスの導入と水素インフラ の整備を行う 目的は以下の 3 つ。 ・NRC-IFCI の FC ラボ設置と FCV，FC バス用 インフラ整備 ・中規模・小規模企業への燃料電池研究開発支援 ・大学への燃料電池研究開発支援 燃料電池の発展と，水素経済の進展が目的。カナ ダで最初の FCV フリート実験。フォード「Focus FCV」を 5 台投入し，カナダのバンクーバーから ウィスラーまでの約 200km を走行区間として実 証試験（実証は 3 年間） 表 3-2-81 行政主導の燃料電池車に関するプロジェクト（その３） プロジェクト名 Hydrogen Village Partnership 関係政府機関 予算 2001∼7 年間 7 年 間 で $70M ∼ $80M うち政府からは 7 年 間で$33M（1 年目 か ら順に $1M，$3M， $5M，$8 M， $6N， $5M，$5M） FCC CTFCA カナダ政府， （Canadian Transportation NRCan Fuel Cell Alliance） −97− 期間 カナダ （続き） Hydrogen Highway 欧州 NRCan ， 2003∼2010 NRC，FCC CH2IP （Canadian Hydrogen Infrastructure Program） BC 州政府 stepⅠ：∼ 2004 stepⅡ： StepⅢ：∼ 2004 CUTE (Clean Urban Transport for Europe) EC 2001∼2005 概要 大トロントエリア（デトロイト-トロント-モントリ オール）における FC と水素に関するプロジェク ト。産官学のコラボレーション促進。 FCV のためにインフラの開発を促進するための プログラム。様々な燃料供給ルートの検討，温室 効果ガスの縮小効果，水素の安全性の確認，水素 インフラの標準化，訓練，認可など，必要な支援 のフレームワークを開発することを目的とする。 ウィスラー-バンクーバー-ビクトリアまでを水素 インフラでネットワーク化する構想。2010 年冬季 オリンピックまでを目標に構築する。 FCV 向け高圧水素供給インフラシステムの実証。 I：35MPa 水素ステーションを中心としたデモン $2.3M ストレーション うちカナ ダ 政府から II：70MPa 水素ステーションの開発と実証 30% III：水素輸送を前提とした水素ステーションのデ モンストレーション 目的は，バスへの FC 技術の導入・実証，経験の 取得，FC バスへの興味・魅力の拡大。欧州 7 カ国， 100M ユーロ/5 年間 9 都市×3 台の D/C 製 FC バス Citaro を導入し， 内 40％を EU が負担 通常のバスルートにおける実証走行，10 種類の異 なる水素供給インフラの整備を行った。 表 3-2-82 行政主導の燃料電池車に関するプロジェクト（その４） プロジェクト名 LIGHTHOUSE デモンストレーション プロジェクト 関係政府機関 EC HyFLEET：CUTE プロジェクト EC ※CUTE の後継 プロジェクト −98− 欧州 （続き） Zero-Regio プロジェクト EC HyCHAIN プロジェクト EC CITY CELL Demo. Project EC 期間 予算 概要 水素・燃料電池の開発・導入のための大規模なデ 2005/12∼ フェーズ I は 105M モンストレーションが目的。バス（HyFLEET： 10 年間 ユーロ（うち EU から CUTE ） ， 乗 用 車 （ Zero-Regio ） ， 小 型 車 両 （5 年間を 48M ユーロ） （HyCHAIN），マネジメント・分析する組織 2 フェーズ） （HyLights）から構成される。 CUTE の後継プロジェクト。ECTOS，STEP もこ こに統合された。 欧州 7 都市，オーストラリア，北京で合計 33 台の D/C 製 FC バス Citaro を運行させる。また，ドイ ツでは MAN 製水素内燃機関バス 14 台を運行。 ドイツでは，DaimlerChrysler の F-Cell5 台とイ I：2004∼ 全体 19.995M ユーロ タリアでは，FIAT の Panda Hydrogen3 台による 2005 うち EU から FCV（乗用車）デモンストレーションプログラム II：2006∼ 7.461M ユーロ I：インフラ整備，車両開発 2008 II：実証走行，データ収集 10 kW レベル燃料電池を搭載した小型車両のデモ ンストレーション。参加国は，スペイン，フラン 2006/2∼ 全体 37.653M ユーロ ス，イタリア，ドイツ。3 年間で，148 台の小型燃 3 年間 料電池自動車と，10 台の燃料電池ミニバスの走行 デモンストレーションを行う予定。 FIAT と IRISBUS が共同開発した FC バスの実証 2002∼2003 試験。トリノとマドリードで走行。 表 3-2-83 行政主導の燃料電池車に関するプロジェクト（その５） プロジェクト名 関係政府機関 H2 argemuc ドイツバイエ (ミュンヘン空港水素プロ ルン州政府 ジェクト) ドイツ −99− アイス ランド 期間 I：1996∼ 2001 II：2001∼ 2006 TES （Transportation Energy Strategy） ドイツ連邦運 輸建設住宅省 1998∼2001 CEP (Clean Energy Partnership) ドイツ運輸省 2002∼2007 ベルリン ECTOS (Ecological City Transport System) EC 2001∼2006 レイキャビク 予算 概要 ミュンヘン空港を中心とする水素ステーション バイエルン州が 5 年 の実証実験 間で 34 万マルク I 期はステーション設置と水素自動車 II 期から燃料電池バスも走行 ドイツ政府主導の元，ドイツの自動車メーカとエ ネルギー事業者が参加して実施した石油燃料以 外を対象とした自動車燃料の選択に関する戦略 プログラム。 水素が燃料として日常的に使われることを目指し たプロジェクト。ベルリンにおける FCV 及び水 約 43 億円（3.3M ユー 素自動車の実証走行プロジェクト。試験車を日常 に近い形でテストして，実用性や新しい燃料補給 ロ） 技術が一般に受け入れられるかなどについて検討 を重ねる。 水素アイランド構想の一環とした FC バスの試験 走行プロジェクト。水素インフラの情報収集，水 素社会経済や環境保護の研究などを実施。 EU は総額の 40%に 第 1 段階：燃料電池バスの実証（D/C 製 FC バス あたる 285 万ユーロ Citaro3 台導入） を提供 第 2 段階：燃料電池自動車の実証 第 3 段階：燃料電池を動力とする漁船の実証 →HyFLEET: CUTE に統合 表 3-2-84 行政主導の燃料電池車に関するプロジェクト（その６） オースト ラリア 世界環境 機関 （GEF） −100− 国連開発 計画 （UNDP） 中国 シンガ ポール 韓国 プロジェクト名 STEP （Sustainable Transport Energy for Perth） 関係政府機関 期間 予算 西オーストラ リ ア 州 政 府 ， 2001∼2006 オ ー ス ト ラ リ パース ア政府 AU＄15M （約 US$12M） 国連の燃料電池バス プロジェクト GEF-UNDP 2003∼2008 総費用$130M うち GEF が$60M FCB Demo Project 中国政府， GEF-UNDP 2003∼2008 投資総額$32.36M EV863 プロジェクト 中 国 科 学 技 術 2001∼2005 部（MOST） 2006∼2010 SINEGY Project 経済開発局，環 （Singapore Initiative in 境庁，陸上交通 2004∼2006 New Energy Technology） 局 韓国 FCV MOICE US＄110M 概要 FC バスの導入ための技術的，環境的，経済的，社 会的要因の把握が目的。3 台の D/C 製 FC バス Citaro を導入し，2004 年から 2 年間の実証走行 試験を行う。 →HyFLEET: CUTE に統合 将来，世界の総需要の 70％を占めると予想される 開発途上国における FC バスの市場を展開するこ とが目的。発展途上国 5 カ国（ブラジル，メキシ コ，エジプト，インド，中国）で 2003 年から 2008 年の間に，40 ないし 50 台の FC バスを配備し， 実証運転を行う予定 北京・上海での燃料電池バス各 6 台による走行テ スト。 中国において EV，HEV，FCV などのハイテク技 術の開発 DaimlerChrysler の F-Cell6 台による実証試験 US$28M Hyundai の FCV および FC バスによる実証走行 試験。 3-3 海外自動車メーカにおける開発状況 3-3-1 海外自動車メーカにおける燃料電池車の開発状況 海外自動車メーカにおける FCV の開発状況等を整理したものを表 3-3-1∼表 3-3-5 に 示す。 表 3-3-1 海外自動車メーカにおける燃料電池車の開発状況（その 1） 自動車メーカ 概 要 協力メーカ ・ 燃料電池スタックは Ballard，燃料電池システムは Xcellsis が開発を担当。 Ballard， Ford， ・ メタノール改質形 FCV や直接水素形 FC バスを開発，デモ運転実施。 ・ 2000 年，メタノール改質形 FCV「Necar5」，「ジープコマンダー2」を MillenniumCell 発表。 ・ 2001 年，日本で「Necar5」の公道走行試験を実施。約 1,300km 走行。 ・ 2001 年 7 月，ドイツの配送業者 Hermes Versand Service 社と協同で， 直接水素形 FCV「Sprinter」の 2 年間のフィールドテストを行うと発表。 ・ 2001 年 12 月，Millennium Cell 社の技術である，NaBH4 の水素貯蔵シ ステムを使った「Town & Country Natrium」を発表。 ・ 2002 年 10 月，高圧水素形 FCV の量販モデルである「F-Cell」（Ballard 製スタック）を発表（表 3-3-7）。2003 年から，欧州，米国，日本，シン ガポールにおいて，合計 60 台を限定的に市場導入し，日常利用の実証を 行う予定。販売方法はリース方式。 ・ 同時に高圧水素形 FC バス「CITARO」（Ballard 製スタック）を発表（表 3-3-6）。2003 年から，欧州 10 都市の交通事業者に合計 30 台を販売し， 通常の路線運転に導入するテストを行う予定。 ・ 2003 年 3 月，「F-Cell」が日本で大臣認定を取得。JHFC プロジェクト に参加し，公道走行実証試験を開始。 ・ 市販用「F-Cell」の二次電池に，三洋電機製ニッケル水素電池を搭載。 ・ FC バス「CITARO」をスペイン・マドリッド市に納入し商業運転を開始。 DaimlerChrysler ・ 2003 年 6 月，米国の宅配業者に，HEV や FCV を提供すると発表。 ・ 2003 年 10 月，東京ガス，ブリヂストンとの間で，「F-Cell」の使用に関 するパートナーシップ契約を締結したと発表。2 社は，月額基本料 120 万 円を支払い，事業活動に使用する。同年 12 月に東京ガスに納入。 ・ 2005 年 9 月から北京で開始される FC バス実証試験に「CITARO」3 台 の購入が 2004 年 4 月決定。 ・ 2004 年 7 月，「F-Cell」をベルリンでドイツテレコムなどに納入。 ・ 2004 年 7 月，シンガポールでスタートした SINERGY プロジェクトへ F-Cell を提供。 ・ 2004 年 9 月，オーストラリアのパースでスタートした STEP プロジェク トへ FC バス「CITARO」を供試。 ・ 2005 年 3 月，ジュネーブモーターショーで「F-Cell」より出力を向上 （100kW へ）し，航続距離も大幅に延長（400km）した 70MPa 高圧水 素形で二次電池として Li イオン電池を搭載した「B クラス F-Cell」を発 表・展示（表 3-3-8）。 ・ 2005 年 3 月，愛知万博協会へ 2 台の「F-Cell」を貸与。 ・ 2005 年 10 月，東京モーターショーで F600 HYGENIUS 発表（表 3-3-9）。 ・ 2005 年 11 月，北京へ FC バス「CITARO」を納車。 ・ 2006 年 2 月，ロサンゼルス空港に F-Cell 5 台を納車。 ・ 2006 年 4 月，パトロールカータイプの F-Cell を発表。 ・ 2007 年 1 月，消防指揮車両タイプの F-Cell を発表。 出典：2002 年度までの JEVA 海外調査報告書，2003 年度∼2004 年度の JARI 海外調査報告書，2005 年度∼2006 年度の JARI 欧米調査報告書，プレスリリース，新聞記事等を基に作成。 −101− 表 3-3-2 海外自動車メーカにおける燃料電池車の開発状況（その 2） 自動車メーカ 概 要 協力メーカ ・ DOE/PNGV 計画で，50kW 直接水素形燃料電池の開発に参加。燃料電池 DaimlerChrysler， Ballard， は IFC 社が担当した。 ・ 1999 年 12 月，燃料電池に関して，DaimlerChrysler，Ballard と提携， マツダ 共同で開発を進める。 ・ 2000 年，高圧水素形 FCV「Focus FCV」を発表。 ・ 2000 年，EVS-17 において高圧水素形 FCV 「P2000」を試乗車として提 供。 ・ 2002 年 4 月，新型の高圧水素形 FCV「Focus FCV」（Ballard 製スタッ ク）を発表（表 3-3-10）。試験的に 5 台を顧客に提供した。 ・ 2003 年から 2004 年にかけて「Focus FCV」を販売していく予定。 Ford ・ カリフォルニア州サクラメント，フロリダ州オーランド，ミシガン州デト ロイトの 3 都市で，30 台の水素燃料電池車を提供し，BP が水素再充填ス テーションを建設し，テストを行う計画を 2004 年 4 月発表。 ・ 2005 年 5 月からカナダのバンクーバーで開始される VFCVP プロジェク トへ「Focus FCV」を 5 台供試。 ・ 2006 年 12 月，ロサンゼルスモーターショーに水素燃料電池車 Explorer を出展（表 3-3-11）。 ・ 2007 年 1 月，ワシントンモーターショーでプラグインハイブリッド FCV， 「Ford Edge with HySeries Drive™」を公開（表 3-3-12）。 ・ DOE/PNGV 計画で，30 kW メタノール改質形燃料電池の開発に参加。燃 ExxonMobil， 料電池は Ballard 社が担当した。 BP， ・ 1997 年，メタノール改質形「Zafira」を発表。 ChevronTexco， ・ FCV 開発で，トヨタと共同研究実施。 Quantum， ・ 米国ではガソリン改質形 FCV，欧州では液体水素形 FCV を中心に開発。 Generalガソリン改質技術で Exxon，BP と共同研究。 Hydrogen， ・ 2000 年デトロイトモーターショーで「Precept」（水素吸蔵形）を発表。 スズキ， ・ 2000 年ジュネーブモーターショーで「Zafira（液体水素）」を発表。シ Hydrogenics， ドニーオリンピックマラソン競技のペースカーに採用。北京で試乗会を開催。 Giner， ・ 2001 年 1 月，Clean Hydrocarbon Fuel を研究の主要な候補とすること ShellHydrogen でトヨタと合意｡ ・ 2001 年 6 月，水素貯蔵技術で Quantum と提携。 ・ 2001 年 6 月，水素インフラの構築に関わる分野で General Hydrogen と 提携。 ・ 2001 年 8 月，ガソリン改質形 FCV「Chevrolet S-10」を発表。 ・ 2001 年 10 月，スズキと燃料電池車を共同開発することで合意。 ・ 2001 年フランクフルトモーターショーで，補助電源を必要としない液体 水素 FCV「HydroGen3」のプロトタイプ車を公開。 ・ 2001 年 10 月，Hydrogenics（加）に資本参加，Giner（米）との提携関 係を拡大。 GM（オペル） ・ 2002 年 1 月，液体水素 FCV「HydroGen3」を発表（表 3-3-13）。 ・ 2002 年デトロイトモーターショーでボディを選べるスケートボード形 FCV「AUTOnomy」を発表。 ・ 2002 年 5 月，「Chevrolet S-10」がガソリン改質形としては世界で初め てとなる試走に成功したと発表。 ・ 2002 年 7 月，Quantum と共同で 70MPa の高圧水素タンクを開発。 ・ 2002 年 8 月，運転操作を電子制御して車両に伝えるバイ・ワイヤー技術 を搭載した直接水素形 FCV「HY-wire」を発表。 ・ 2002 年 12 月，国際宅配便大手の FedEx Express と共同で，2003 年 6 月から，日本の東京都内で「HydroGen3」を集配業務に使い，試験走行 を行うと発表。 ・ 2003 年 2 月，「HydroGen3」シリーズのザフィーラ・ミニバンに 70MPa の高圧水素タンクを搭載し，公道走行試験に成功したと発表。 ・ 2003 年 3 月，「HydroGen3」が日本で大臣認定を取得し，JHFC プロジェ クトに参加し，公道走行実証試験を開始。 ・ 同年，燃料供給インフラ技術で Shell Hydrogen と提携。米国ワシントン D.C.周辺で，FCV と燃料供給インフラの共同実証実験を 2003 年 10 月か ら開始する予定。 ・ 2003 年 4 月，FCV を BMW，オペルと共同で開発することを発表。2010 年までに FCV の販売を目指す。 出典：2002 年度までの JEVA 海外調査報告書，2003 年度∼2004 年度の JARI 海外調査報告書，2005 年度∼2006 年度の JARI 欧米調査報告書，プレスリリース，新聞記事等を基に作成。 −102− 表 3-3-3 海外自動車メーカにおける燃料電池車の開発状況（その 3） 自動車メーカ 概 要 協力メーカ ・ 2003 年 5 月，米国・ワシントン DC で FCV の実証運転プログラムを開 始。2 年間実施し，米国議会関係者や環境保護団体関係者などを対象に， 最高 1 万回の試乗機会を提供する方針。 ・ 2003 年 7 月，東京都内で「HydroGen3」による集配業務を開始。 ・ 2003 年 10 月， 2010 年に米国，日本，欧州，中国の 4 地域で FCV の本 格的な実用車の販売を始め，利益を確保した上で，その後 10 年間に 100 万台を販売する計画を明らかにした。 ・ 2004 年 6 月，アメリカの GM と郵政公社は，郵便配達車両に GM 製 FCV 「Hydrogen3」を導入することで合意。9 月からワシントン DC 周辺の配 達作業を始める。 ・ 2004 年 8 月，GM とスズキが開発している FCV の 70MPa 圧縮水素貯蔵 システムについて，日本の高圧ガス保安協会の認可を得たと発表した。04 年内にも公道実証運転を開始する。この 70MPa 水素ガス貯蔵システムは， アメリカの Quantum 社が開発，住友商事がスズキに納入した。 ・ 2005 年 1 月のデトロイトモーターショーにて最新のコンセプトカー 「Sequel」を発表展示。70MPa 高圧水素形で前後 3 モータを有し 73kW GM（オペル） の FC スタックと Li イオン電池とのハイブリッド FCV。航続距離は （つづき） 480km。（表 3-3-14） ・ 2005 年 2 月，FCV のリース販売を 2007 年までに現在の 5 倍になる 40 台に引き上げる計画を発表した。 ・ 2005 年 6 月，スウェーデンの家具販売会社 IKEA と共同で，ベルリンに おいて HydrogGen3 の実用性テストを実施。 ・ 2005 年 4 月，アメリカ国防総省と共同で FC ピックアップトラックを開 発，米軍に非戦闘用として１台を納車。 ・ 2005 年 11 月，GM 大宇が韓国で HydroGen3 の実証プロジェクトを立ち 上げることを発表。 ・ 2006 年 9 月，第 4 世代燃料電池推進システムを搭載した「Equinox」（表 3-3-15）の実用化に向けて，顧客からの情報を収集するため，2007 年秋 に 100 台以上を消費者にリースすると発表。 ・ 「Equinox」を米国陸軍に納車。 ・ 2006 年 12 月，50 台以上の Equinox を 2007 年はじめにロサンゼルス地 域で走行開始すると発表。 ・ 2007 年 1 月，デトロイトモーターショーでプラグインハイブリッド車 「VOLT」を発表。同車の内燃機関の代わりに FC 搭載の可能性を発表。 CEA， ・ 1996 年から欧州燃料電池開発プロジェクトに参加。 ・ 2001 年 7 月，Millennium Cell 社の水素貯蔵システムの供給を受け，共 CNES 同開発の可能性あり。 ・ 2001 年 12 月，仏原子力庁（CEA），国立科学研究所（CNRS）と自動 プジョー／ 車向け燃料電池の開発で提携。 シトロエン ・ 2004 年 9 月のパリモーターショーで FCV「Quark」を展示発表。 ・ 2006 年 1 月，仏原子力庁（CEA）と共同で小型 FC を試作したと発表。 最大出力 80kW （出力密度 1.5kW/L 以上），エネルギー変換効率 40∼50％。 商業化は 10 年後。 ・ フィーバープロジェクトへの参画。 日産 ・ 液体水素を燃料とした燃料電池車の開発。ニッケル水素電池を補助電源と して採用。 ・ 日産とは，2002 年 2 月に UTC Fuel Cells とともに燃料電池スタックの 基礎技術部分を共同開発し，改質器などの部分についてはそれぞれが独自 ルノー に手がけることで合意。 ・ 2004 年，Nuvera-FC と共同開発した 70kW 改質器などのコンポーネント を発表。 ・ 2004 年秋から ADME 主導の「Respire Project」に参画。ルノーはガソ リン改質器を担当。2009 年以降車両開発を計画。 出典：2002 年度までの JEVA 海外調査報告書，2003 年度∼2004 年度の JARI 海外調査報告書，2005 年度∼2006 年度の JARI 欧米調査報告書，プレスリリース，新聞記事等を基に作成。 −103− 表 3-3-4 海外自動車メーカにおける燃料電池車の開発状況（その 4） 自動車メーカ 概 要 協力メーカ Johnson ・ Capri プロジェクトを機会に燃料電池の研究開発を開始。 ・ メタノール改質形燃料電池車の開発。Johnson Matthey 社製メタノール Matthey 改質器を採用。 ・ 2000 年 11 月，液体水素形 FCV「Bora HyMotion」で CaFCP に参加。 ・ 2002 年 2 月，純水素方式の「HY.Power」を試作（PSI 製 FC スタック）。 ・ 2004 年 9 月，CaFCP に新たに 35MPa の圧縮水素形 FCV「Touran HyMotion」を投入。バラードの 63kWFC スタック，シーメンスのモータ， パナソニック EV エナジーの Ni-MH 電池を組み合わせたもので，航続距 Volkswagen／ 離は 160km。（表 3-3-16） Volvo ・ 2006 年 11 月現在，120℃の高温膜（HT-VW）を開発中。商品化は数年 先であるとの見通し。 ・ 2006 年 6 月，HyMotion を CEP に導入。今後 2 年間で 2~3 台追加提供 の予定。 ・ 今後開発する次世代 HyMotion では，自社製スタックを搭載する予定。 ・ ドイツ Isenbüttel にて，ソーラーエネルギーによる水素供給実験設備を 開発，デモンストレーションを行っている。 ・ アルカリ形燃料電池を利用した燃料電池タクシー（出力 5 kW）を実走行 Shell Zevco （1998 年，ロンドン）。 ・ 水素エンジン自動車の補機用電源（APU）として燃料電池の採用を検討。 UTC-FC， Delphi ・ Delphi と SOFC を共同開発。 ・ 1970 年代より水素内燃機関自動車の開発を進めてきており，2006 年 11 BMW 月現在，第 7 世代のバイフュエル（水素-ガソリン）内燃自動車「Hydrogen7」 を開発中。今後数年間で欧州向けに 75 台を製造予定。 ・ 米国のバスメーカ Thor Industries.Inc.は，2001 年の中頃に世界に先がけ UTC-FC， て北米における中型サイズの FC ハイブリッドバス「サンダーパワー」を ISE Reserch Thor 商品化すると発表。FC は UTC-FC が，ハイブリッド技術は ISE Reserch 社が担当。 ・ 2001 年 2 月，イタリア環境省との共同プロジェクトとして，2 人乗りの Nuvera FC， UTC-FC 高圧水素形 FCV「SEICENTO-FCEV」を発表。 ・ FIAT の孫会社である IRISBUS と共同で 2 種類の FC バス「CITYCLASS HS-FC BUS」（表 3-3-17），「CRISTALIS HS-FC BUS」を開発。2003 年 か ら 行 わ れ る UTC-FC 製 FC スタ ック搭 載 FC バス の実 証試験 Fiat CITYCELL Demo プロジェクトに導入される。 ・ 2004 年 10 月，NuveraFC 製の 80kWFC スタックを搭載した New Panda Hydrogen を開発（表 3-3-18）。 ・ ZeroRegio プロジェクトに「Panda Hydrogen」を 3 台提供予定。 ・ 2000 年 4 月，UTC-FC 製の 75kWFC スタックを搭載した「Santa Fe UTC-FC， Quantum FCEV」を発表。 ・ 2001 年 6 月，Quantum 製 350 気圧の高圧水素タンクを搭載した燃料電 池車がサクラメント−サンフランシスコ間を走行。 ・ 2001 年 10 月，パナソニック EV エナジーの Ni-MH 電池と組み合わせハ イブリッド化した「Santa Fe FCHV」を発表。 現代・起亜自動 ・ 2004 年 3 月，ジュネーブオートショーで二次電池としてリチウムポリ 車 マー電池と組み合わせた「Tucson FCEV」を発表展示し，4 月には DOE による FCV 実証評価プロジェクトに参加することを表明（表 3-3-19）。 ・ 2004 年 9 月，パリモーターショーで新型 SUV「Sportage」燃料電池車を 発表。 ・ 2006 年 9 月現在，Tucson FCV を AC-Transit に 7 台提供している。5 カ年，12 台の実証を行う計画である。 出典：2002 年度までの JEVA 海外調査報告書，2003 年度∼2004 年度の JARI 海外調査報告書，2005 年度∼2006 年度の JARI 欧米調査報告書，プレスリリース，新聞記事等を基に作成。 −104− 表 3-3-5 海外自動車メーカにおける燃料電池車の開発状況（その 5） 自動車メーカ 概 要 協力メーカ ・ 2003 年 1 月，中国で初めて開発した FCV「超越 1 号」の試運転が上海の 上海汽車， 同済大学構内で行われた。これは，上海汽車，同済大学など十数の企業， 武漢理工大学， 研究機関が共同開発したもの。2008 年北京オリンピック，2010 年上海万 同済大学， 博に向け，実用化を目指している。 清華大学， ・ 2003 年 10 月，中国最大の自動車メーカ，第 1 汽車集団公司は，FCV に 上海交通大学， 関してトヨタ自動車の技術を導入する考えを明らかにした。 大連化学物理研 ・ 上海市工業博覧会に「超越 2 号」を出展。2005 年から量産に入る見通し。 究所 等 中国 ・ 東風汽車と武漢理工大学が共同で開発中の「楚天一号」が完成。走行テス トで 100km/h 以上を達成。 ・ 2004 年 4 月，D/C の「CITARO」FC バス 3 台が，北京の FCB デモプロ ジェクトとして落札。2005 年 9 月から導入され，EV863 プロジェクトの 一環として実証試験が開始される予定。 ・ 2005 年秋同済大学より「超越（start）3」を発表。 ・ 2005 年 12 月，清華大学にて自国製 FCCityBus を 5 台製造し，走行試験 開始。 出典：2002 年度までの JEVA 海外調査報告書，2003 年度∼2004 年度の JARI 海外調査報告書，2005 年度∼2006 年度の JARI 欧米調査報告書，プレスリリース，新聞記事等を基に作成。 −105− 表 3-3-6 DaimlerChrysler CITARO （2002 年 10 月発表） 外 観 全長×全幅×全高（m） 乗車定員 最高速度 航続距離 電動機最大出力 燃料電池 燃料電池出力 燃料 価格 全長約 12 m 70 人 80 km/h 200 km 200 kW 以上 固体高分子形（Ballard 製 Mark902） 250kW 圧縮水素（35MPa） 120 万ドル（メンテナンス費用込み） 表 3-3-7 DaimlerChrysler F-Cell （2002 年 10 月発表） 外 観 全長×全幅×全高（m） 最高速度 航続距離 電動機種類 電動機最大出力 最大駆動トルク 燃料電池 燃料電池出力 燃料 水素消費量 出力補助装置 価格 3.785×1.720×1.590 140 km/h 150 km 誘導式 65kW 210 Nm 固体高分子形（Ballard 製 Mark902） 68.5kW 圧縮水素（35MPa） 4.2 リッター／100km（23.8km／リッター） ディーゼル換算 ニッケル水素電池 2003 年 12 月からリース販売 −106− 表 3-3-8 DaimlerChrysler B-Class F-Cell （2005 年 3 月発表） 外 観 乗車定員 航続距離 電動機最大出力 燃料電池 燃料 出力補助装置 5人 400 km 100kW 固体高分子形（Ballard 製） 圧縮水素（70MPa） Li イオン電池（20kW） 表 3-3-9 DaimlerChrysler F600 HYgenius （2005 年 10 月発表） 外 観 全長×全幅×全高（m） 最高速度 航続距離 電動機最大出力 最大駆動トルク 燃料電池 燃料電池出力 燃料 出力補助装置 4.348×2.017×1.700 174km/h 400 km 以上 60kW/85kW 210 Nm 固体高分子形（D/C 製） 80kW 圧縮水素（70MPa，4kg） Li イオン電池（30kW/55kW） −107− 表 3-3-10 Ford Focus FCV （2002 年 4 月発表） 外 観 全長×全幅×全高（m） 車両重量 最高速度 航続距離 電動機最大出力 燃料電池 燃料電池出力 燃料 出力補助装置 （全長）4.338×（全高）1.758 1,600 kg 128 km/h 260-320 km 65 kW 固体高分子形（Ballard 製 Mark902） − 圧縮水素（35MPa） ニッケル水素電池（三洋電機製） 表 3-3-11 Ford Explorer（2006 年 12 月発表） 外 観 2,560kg 6人 560km 350mpg M-H 130kW（65kW×2） 60kW 圧縮水素 50kW 車両重量 定員 航続距離 燃費 電動機最大出力 燃料電池出力 燃料 出力補助装置 −108− 表 3-3-12 Ford Edge with HySeries Drive™（2007 年 1 月公開） 外 観 最高速度 航続距離 燃料電池 出力補助装置 燃料 備考 136km/h 360km（電池のみで 40km） Ballard 製 リチウムイオン電池，336V 圧縮水素（35MPa），4.5kg プラグインハイブリッド FCV 表 3-3-13 GM HydroGen3 （2002 年 1 月発表） 外 観 全長×全幅×全高（m） 車両重量 乗車定員 最高速度 航続距離 電動機種類 電動機最大出力 最大駆動トルク 燃料電池 燃料電池出力 燃料 4.315×1.750×1.685 1,750 kg 5名 160 km/h 400 km 三相非同期モータ 60 kW 215 Nm 固体高分子形 94kW（定格）／129kW（最高） 液体水素（68 リットル・4.6kg） ※Hydrogen3 として，液体水素形以外に 30MPa および 70MPa の高圧水素形がある。 −109− 表 3-3-14 GM SEQUEL （2005 年 1 月発表） 外 観 全長×全幅×全高（m） 車両重量 航続距離 電動機種類 電動機最大出力 燃料電池 燃料電池出力 燃料 二次電池 4.994×1.996×1.697 2,165kg 480km 交流誘導式 （前）60kW，（後）25kW×2 固体高分子形（GM 製） 73kW 圧縮水素（70MPa）8kg Li イオン電池（SAFT 製）65kW 表 3-3-15 GM Equinox Fuel Cell（2006 年発表） 外 観 160km/h 320km（目標） 4人 圧縮水素（70MPa） 最高速度 航続距離 定員 燃料 −110− 表 3-3-16 VW Touran HyMotion （2006 年モデル） 外 観 最高速度 航続距離 電動機種類 電動機最大出力 燃料電池 燃料電池出力 燃料 二次電池 140km/h 160km ASM 80kW 固体高分子形（Ballard 製） 85kW 圧縮水素（35MPa），2.6kg 高出力 Ni-MH 表 3-3-17 FIAT・IRISBUS CITYCLASS HS-FC BUS 外 観 全長（m） 乗車定員 最高速度 燃料電池 燃料電池出力 燃料 出力補助装置 12 73 名 60 km/h 固体高分子形（UTC-FC 製） 75kW 圧縮水素（20／35MPa） 鉛酸電池 −111− 表 3-3-18 FIAT Panda Hydrogen（2005 年モデル） 外 観 4名 1,390kg 150km/h 以上 220km（Urban Cycle） 3 相 AC モータ 50 kW Nuvera 製 PEFC 60kW 圧縮水素（35MPa），68L なし 乗車定員 車両重量 最高速度 航続距離 モータ 燃料電池システム 燃料 二次電池 表 3-3-19 HYUNDAI TucsonFCEV （2004 年 3 月発表） 外 観 最高速度 航続距離 燃料電池 燃料電池出力 燃料 二次電池 150km/h 300km 固体高分子形（UTC-FC 製） 80kW 圧縮水素（35MPa）152L Li ポリマー電池（LG ケミカル製） −112− 表 3-3-20 外 Van Hool A330 Fuel Cell （2005 年モデル） 観 全長×全幅×全高（m） 定員 航続距離 モータ 駆動システム 燃料電池 燃料電池出力 燃料 二次電池 12.192×2.591×3.480 座席数 30，定員 48 名 400∼480km Siemens ELFA Drive; AC induction motor（85kW）×2 ISE ThunderVolt® hybrid drive system UTC Power PureMotionTM120 固体高分子形（UTC-FC 製） 120kW 圧縮水素（5000psi,50kg） SCI 製 typeⅢタンク ZEBRA®電池 −113− 3-3-2 Ballard Power Systems 社を中心とした提携関係注） カナダの Ballard Power Systems 社は，1997 年 12 月に DaimlerChrysler 社（当時 は Daimler-Benz），Ford 社と燃料電池開発連合を結成した。2001 年には，Ballard Power Systems が XCELLSiS と Ecostar を買収して 100％子会社化し，非常に込み入ってい た 3 社の関係は，資本的・開発体制的にもシンプルになった。また，Ballard 社だけで コンポーネントからシステムまで開発できる体制になった。しかし，2005 年 9 月， Ballard 社は旧 XCELLSiS を DaimlerChrysler 社，Ford 社に売却し，その部門は NuCellSys になった。（図 3-3-1） 1997 年（Daimler-Benz、Ford とともに Fuel Cell Alliance を結成） ポータブル電源 FC スタック 定置用電源 APU/補助電源 自動車 Ballard Power Systems 燃料改質 Ballard Generation FC システム XCELLSiS Systems パワーエレクトロニクス モーター Ecostar 2001 年（XCELLSiS と Ecostar を子会社化） ポータブル電源 定置用電源 APU/補助電源 自動車 FC スタック 燃料改質 Ballard Power Systems FC システム パワーエレクトロニクス モーター 2005 年 9 月（旧 XCELLSiS を DaimlerChrysler と Ford に売却） ポータブル電源 定置用電源 APU/補助電源 自動車 FC スタック 燃料改質 Ballard Power Systems FC システム パワーエレクトロニクス モーター 図 3-3-1 注） Ballard 社の開発体制の変化 2001 年度 JEVA 海外調査報告書 −114− NuCelｌSys 3-3-3 欧米 PEFC 関連メーカの事業の展開状況 表 3-3-21 に JARI 等が過年度に実施した海外調査から推定した欧米 PEFC メーカの各 コンポーネント別の製品化・開発状況を整理する。 表 3-3-21 燃料電池事業の展開（PEFC セル関係） （2007 年 3 月現在） MEA＋ MEA＋ セパレータ ガスケット セパレータ スタック セパレータ ＋ ガスケット 高分子膜 触媒 GDL MEA DuPont 製品化 研究中 研究中 製品化 研究中 製品化 研究中 研究中 3M 製品化 研究中 研究中 製品化 研究中 研究中 研究中 研究中 製品化 製品化 BASF (含. PEMEAS、Engelhard) Gore 製品化 JohnsonMatthey 研究中 Umicore 製品化 研究中 製品化 研究中 製品化 製品化 SGL-Carbon Ballard Power Systems 製品化 研究中 UTC Fuel Cells Nuvera Fuel Cells 研究中 研究中 製品化 研究中 製品化 製品化 研究中 研究中 製品化 製品化 製品化 研究中 研究中 研究中 製品化 研究中 研究中 研究中 製品化 研究中 研究中 研究中 研究中 製品化 Siemens 研究中 研究中 製品化 研究中 注：「製品化」とは，規模を問わず，専用ラインを用いて製造し，少量でも商品として販売している段階を 示す。「研究中」とは，基礎研究段階から，サンプル出荷の段階までを示す。 −115− 3-4 わが国における燃料電池車開発促進に向けた取組み状況 3-4-1 わが国政府における取組み状況 （1） ニューサンシャイン計画注） 石油代替エネルギーの導入の一環として，新エネルギーの実用化にむけた技術開発が 進められてきた。通商産業省工業技術院（現在の産業総合研究所）では，新エネルギー に関する研究開発の推進を目的として，1974 年に太陽光発電等の新エネルギー技術の 研究開発を行う「サンシャイン計画」を，1978 年に省エネルギー技術の研究開発を進 める「ムーンライト計画」，1989 年に地球環境保全技術に係る研究開発制度をスター トさせた。これらの計画により研究が，産官学の連携のもとで進められ，基本技術の確 立やその実用化，関連分野への技術的波及等の成果を着実に実らせている。しかし，新 エネルギー技術，省エネルギー技術，地球環境保全のそれぞれの技術には重なる部分も 多いため，一層連係して進めていくため，1993 年に，「ニューサンシャイン計画」を スタートさせ，中，長期的に顕著な効果が期待できる革新的技術として太陽光発電や燃 料電池などが重点的に研究されてきた（表 3-4-1）。 このうち FC 発電プロジェクトについては，石油代替エネルギー技術に関する国家プ ロジェクトの実施機関として新エネルギー･産業技術総合開発機構（NEDO）がこれを 推進した（表 3-4-2）。 2000 年には社会情勢の変化や省庁再編等に伴い，この「ニューサンシャイン計画」 が終了したが，その後も「長期エネルギー需給見通し」に基づいた政策が展開されてい る。 表 3-4-1 ニューサンシャイン計画年表 昭和 平成 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 1 2 3 サンシャイン計画 （新エネルギー技術研究開発） ムーンライト計画 （省エネルギー技術研究開発） 地球環境 技術開発 注） 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ニューサンシャイン計画 （エネルギー・環境領域 総合技術開発計画） 新エネルギーガイドブック概論編新エネルギー・産業技術総合開発機構（著作権者：新エネルギー・ 産業技術総合開発機構） −116− 表 3-4-2 ニューサンシャイン計画における燃料電池開発の年表 プロジェクト名 昭和 平成 56 57 58 59 60 61 62 63 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 予算 基礎研究 パイロットプラント開発 （200kW，1MW） 実証プラント開発 （1MW，5MW） フィールド試験1 （50kW∼500kW） フィールド試験2 （50kW∼500kW） 小型電池スタック開発 （10kW級） 溶解炭素塩形 大容量電池スタック開発 燃料電池 （100kW級） （MCFC） パイロットプラント開発 （1000kW級） 電池スタック開発 （100W） 固体酸化物形 電池スタック開発 燃料電池 （数kW級1） （SOFC） 電池スタック開発 （数kW級2） 電池スタック開発 固体高分子形 （1kW） 燃料電池 システム開発 （PEFC） （数∼数十kW級） りん酸形 燃料電池 （PAFC） 不明 平成11年度 29.8億円 平成11年度 3.0億円 平成11年度 10.0億円 （2） 水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（WE-NET）計画注） WE-NET（World Energy Network）計画は，ニューサンシャイン計画の一環として， 平成 5 年より NEDO のプロジェクトとして実施された。WE-NET 計画は，再生可能エ ネルギーを利用して水素を製造し，これをエネルギー消費地へ輸送し，この水素をエネ ルギーとして利用するという世界規模のクリーンエネルギーネットワークを構築するこ とを最終目標とした。 WE-NET 計画では，1993 年度∼1998 年度までの 6 年間を第Ⅰ期とし，水素を二次エ ネルギーとする再生可能エネルギー供給・利用のネットワーク構築のための中核要素技 術開発を目的として，トータルシステムの概念設計と中核的要素技術を開発することを 目的として進められた。 その後，プロジェクトの全体構想の見直しがなされ，1999 年度からは第Ⅱ期として， 長期目的を堅持しつつ短・中期化構想の導入（実用化を図ること，水素エネルギーの社 会への導入促進をすること），水素源の多様化，水素分散利用技術重視等の諸施策を取 り込み，4 年間進められた。2002 年度に計画は終了し，2003 年度からは新たなプロジェ クトである「水素安全利用等基盤技術開発」（後述）にとってかわることになり，過去 10 年間にわたる成果は，この新しいプロジェクトに反映されていくこととなった。 注） WE-NET ホームページより（http://www.enaa.or.jp/WE-NET/contents_j.html） −117− （3） 水素安全利用等基盤技術開発 わが国のエネルギー供給の安定化・効率化，地球温暖化問題（CO2）・地域環境問題 （NOx，PM 等）の解決，新規産業・雇用の創出，水素エネルギー社会の実現等に資す るため，固体高分子形燃料電池の早期の実用化・普及を目指す「固体高分子形燃料電池 ／水素エネルギー利用プログラム」の一環として，2003 年度から 2007 年度の 5 年間 （2004 年度末までを前期，その後を後期と設定）実施される。平成 15 年度の事業規模 は 43 億円で，平成 16 年度は 64 億円，平成 17 年度予算では 39 億円であった。なお， 平成 18 年度予算は 29 億円である。 平成 18 年度の研究開発分野は以下のとおりである。 ① 車両関連機器に関する研究開発（燃料電池自動車用機器の研究開発） ② 水素インフラに関する研究開発（70MPa 級の圧縮水素や液体水素に係わる要素 技術開発等） ③ 水素に関する共通基盤技術開発（水素利用に関する基盤横断的研究開発） A．共通基盤技術に係わる実用化技術 B．共通基盤技術に係わる国際共同研究及び支援研究 （4） ミレニアム・プロジェクトにおける燃料電池関連事業 小渕元首相の発案により，新しいミレニアム（千年紀）の始まりを目前に控え，人類 の直面する課題に応え，新しい産業を生み出す大胆な技術革新に取り組むこととなった。 これを新しい千年紀のプロジェクト，すなわち「ミレニアム・プロジェクト」という。 「ミレニアム・プロジェクト」は，今後の日本の経済社会にとって重要性や緊要性の高 い情報化，高齢化，環境対応の三つの分野について，技術革新を中心とした産学官共同 プロジェクトである。このプロジェクト全体の予算は 1,206 億円注）である。FC 関連プ ロジェクトの目標を表 3-4-3 に，スケジュールを表 3-4-4 に整理する。 燃料電池に関しては，平成 16 年度で終了となった。 注） KYODO NEWS ONLINE（1999.12.19）より。 −118− 表 3-4-3 「燃料電池の導入」プロジェクトの目標（ミレニアム･プロジェクト） 2005 年までに，燃料電池自動車，住宅等における燃料電池コージェネレーション システムの導入を図る。 上記の目標を実現するため，以下の通り，各事業に対応した実現目標を設定する。 ・ 2001 年頃：水素燃料製造・貯蔵技術の見極めを行い，燃料電池に使用する燃料の 優位性を比較分析 ・ 2002 年頃：燃料電池を適切に評価するために必要な評価手法の整備と燃料電池の 実用化に必要なスペックの設定 ・ 2004 年頃：商品として成り立つレベルの技術開発目標の達成（小型化，軽量化， 高効率化等） ・ 2005 年頃： ① 燃料電池自動車 ・低環境負荷の燃料電池自動車の商用化・量産化 ・自然公園等における燃料電池自動車の率先的・集中的導入 ② 家庭用燃料電池コージェネレーション ・戸建住宅・集合住宅における燃料電池コージェネ・システムの導入 ③ 環境調和型モデル地域 ・ 燃料電池自動車，定置型燃料電池を導入した環境調和型モデル地区整備 ④ 燃料電池普及基盤の整備 ・ 標準，安全基準の確立（国際標準の獲得） 出典：ミレニアム・プロジェクト（新しい千年紀プロジェクト）ついて （平成 11 年 12 月 19 日 内閣総理大臣決定） 表 3-4-4 ミレニアム・プロジェクトの「燃料電池」の年次計画 平成12年度 （2000年度） 水素製造・貯蔵の 技術開発・検証 燃料電池の 試験研究 燃料電池の 評価手法の確立 燃料電池関連 基準の整備 技術開発 平成13年度 （2001年度） 平成14年度 （2002年度） 平成15年度 （2003年度） 平成16年度 （2004年度） 技術実証・データ収集 燃料優位性の比較 安全性・耐久性等の試験研究の実施と試験結果のフィードバック 評価手法確立のための調査・研究 安全性，耐久性等 評価手法の確立 基準整備のための調査，検討 基準整備 国際標準活動への参加・対応 国際標準の具体的提案 −119− （5） 日米水素・燃料電池共同声明注） 2004 年 1 月 8 日，水素・燃料電池に関する研究開発や規格・基準に係る日米間の協力 を強化するため，経済産業省および米国エネルギー省の間で，日米間の協力取り決めの 締結に向けた交渉に着手することに合意し，坂本経済産業省副大臣とエイブラハム DOE 長官は，日米水素・燃料電池共同声明に署名した。 この日米水素・燃料電池共同声明は，以下に示すような内容を意図している。 ① 燃料電池並びに水素の生産，貯蔵および輸送の技術分野において相互に決定した 問題に関するワークショップおよびセミナーを開催し，参加するために，認識を ともにした政府関係者および民間を含む専門家を結集すること。 ② 専門家の交流を行い，水素燃料インフラを整備するための共通の規格，基準およ び規制ならびに要求に対する提言を含む，燃料電池および水素分野における現在 の政策，技術プログラムおよび開発に関する情報を供給すること。 ③ 相互の同意により決定される追加的活動に参加すること。 （6） 経済産業省の燃料電池実用化戦略研究会 1999 年 12 月，経済産業省は，燃料電池の導入の意義を明確化するとともに，その実 用化に向けた課題の抽出と課題解決の方向性を探るため，資源エネルギー庁長官の私的 研究会として産学官から構成される「燃料電池実用化戦略研究会」（座長：茅陽一 現東 京大学名誉教授）を設置した。その後 9 回にわたり国内外の企業，関係団体，外国政府 等による報告と，これを踏まえた議論，検討が行われ，2001 年 1 月 22 日に開催された 第 9 回研究会において報告が取りまとめられた｡その概要は以下のとおりである。 燃料電池実用化戦略研究会の報告について（平成 13 年 1 月 22 日 経済産業省） 【報告の概要】 １．燃料電池導入の意義 （1）省エネルギー効果 ① 自動車用：ガソリン内燃機関自動車よりも高効率。 （車両効率：ガソリン･エンジン車 15∼20％，固体高分子形燃料電池車 30％以上） ② 定置用：排熱利用によりエネルギー効率 70％以上の高効率を達成可能。 （2）環境負荷低減効果 ① 高効率性に基づく省エネルギー効果により CO2 排出量の抑制が可能。 ② 燃焼反応ではないため，NOx，SOx，PM 等の排出量がゼロ又は極微量。 （再生可能エネルギーから製造する水素の場合，完全なゼロ・エミッション） （3）エネルギー供給の多様化・石油代替効果 燃料電池は，天然ガス等の石油代替エネルギーや太陽光発電，風力発電，バイオマス等の再 生可能エネルギー等の多様な供給源から生産された水素を燃料とすることができ，水素の供給 源によっては，エネルギー供給の多様化，石油代替に資する。 （4）分散型電力エネルギーとしての利点 需要家の近くに定置用燃料電池が設置されることにより，送電時のエネルギー損失（約 5％） 注） 第 12 回燃料電池実用化戦略研究会資料より抜粋。 −120− の低減，災害時のバックアップ等が図れる。 （5）産業競争力強化と新規産業の創出 環境技術が重要となる 21 世紀において，自動車，電気機器，素材，エネルギー等の幅広い 産業が関係する燃料電池の技術は，我が国企業の競争力強化や新規産業の創出に資する。 ２．燃料電池実用化・普及への課題 （1）燃料電池の基本性能の向上 燃料電池本体（スタック），改質器，水素燃料貯蔵，全体システム等について，高効率化， 耐久性等の向上に向けた技術開発が必要。 （2）経済性の向上 ① 燃料電池の市場自立化と普及を早期に実現するためにも，競合する機器・設備と競争力を有す るレベルまで経済性が向上することが必要（現行の技術レベルでは数百万円/kW 程度）。 ② 自動車用燃料電池は，現在の自動車エンジンのコストと同程度とすることが必要であり，1kW 当たり 5,000 円（25 万円/台）の実現が目標。 ③ 定置用燃料電池は，家庭用給湯器を代替し，更に発電器の機能が付加されている価値を考慮す ると，システム価格（kW）で 1 台当たり 30∼50 万円の実現が目標。 ④ 固体高分子電解質膜製造の低コスト化，白金触媒の使用量低減による低コスト化等が課題。 （3）燃料開発とインフラの整備 燃料電池の燃料となる水素をどのように製造・供給するかが，その燃料供給インフラ整備と あわせて大きな課題。今後の技術革新によっては市場において特定の方式に絞り込まれる可能 性があるが，現時点においては，多様な方式について検討や開発競争が進められている状況。 （4）基準･標準等のソフトインフラ整備 安全性・耐久性等の基準や機器等の標準が未整備であり，そうした基準・標準等の国内的・ 国際的整備に早期に取り組むことが必要。 （5）その他 触媒に使用される希少な資源の制約，固体高分子電解質膜に使用されるフッ素系化合物につ いての廃棄・処分の問題，社会的受容性の醸成・向上，研究開発に携わる人材不足への対応が 必要。 ３．課題の解決に向けた取組み （1）実用化・普及に向けてのシナリオ ①2000∼2005 年頃（基盤整備，技術実証段階） ・ 技術開発戦略の策定及びその実施 ・ 制度面の基盤整備（基準・標準化）の推進【ミレニアム・プロジェクト】 ・ 実証試験の実施（運転特性等データ取得，社会的受容性の向上） ・ 燃料電池用燃料の品質基準の確立 ②2005∼2010 年頃（導入段階） ［期待される導入目標（累積値）2010 年：自動車用約 5 万台，定置用約 2.1 百万 kW］ ・ 2003 年頃から計画されている実用品レベルの製品の市場導入が加速化され，燃料供給体制等 の段階的な整備を開始。 ・ 公共施設・機関，燃料電池関連企業における率先的導入推進。 ・ 第 2 期燃料電池技術開発戦略の策定及びその実施 ③2010 年頃以降（普及段階） ［期待される導入目標（累積値）2020 年：自動車用約 5 百万台，定置用約 10 百万 kW］ ・ 燃料供給体制の整備，コスト低減を踏まえ，自律的に市場が拡大・進展。 ・ 公共施設･機関，燃料電池関連企業のみならず，一般民間部門において導入が進展。 （2）自動車用燃料選択の見通し ①当面 現時点の技術レベル及び燃料供給インフラが整備されていない状況を踏まえれば，当面，燃料 電池自動車として初期導入が可能であるのは，圧縮水素やメタノールを燃料とし，特定の地点間 を走行する（フリート走行する）自動車に限定される。 ②近未来 ・ ガソリン改質技術の実用化は容易ではないが，それが確立された場合には，既存燃料供給イン フラが活用できることから，ガソリンが主要な燃料となる可能性が高く，この場合には，追加 的インフラ整備も不要であることから，国民経済的にも利点があると考えられる。ただし，硫 黄等の不純物を除去した「クリーン･ガソリン」に精製することが不可欠。 ・ 天然ガス等から生成される液体合成燃料（GTL）は，石油代替促進の観点からエネルギー政策 −121− 上の意義が大きく，燃料として選択される可能性もあるが，製造技術の確立，低コスト化・量 産化の技術開発と燃料製造インフラの整備が必要であり，今後，なお，一定の期間が必要。 ・ メタノールについては，技術的には最も実用化に近い状況にあるが，燃料供給インフラが未整 備である現状下で，長期的将来に予想される水素供給インフラの整備との二重投資を期待する ことは困難であり，国民経済的にも適当でないと考えられる。かかるインフラ面での課題が解 決されなければ，全国規模で主要な燃料に選定される可能性は低い。 ③長期的将来 ・ 水素は多様な方法により確保できるため，資源的制約が極めて少ないエネルギーであるととも に，クリーンなエネルギーである。 ・ このため，燃料電池自動車の燃料として水素が選択される可能性があり，多くの関係企業にお いて，水素は将来の有力な燃料と考えられている。ただし，水素の車載貯蔵技術が確立される ことに加え，水素供給インフラが構築されることが前提となることから，水素が主要な燃料と して選択されるのは，長期的将来にならざるを得ない。 （3）技術開発の推進 燃料電池の実用化・普及のためのシナリオを踏まえ，産学官の適切な役割分担（官の役割： 基礎的研究，共通基盤技術開発，リスクの高い技術開発，民の役割：実用化・商用化に向けた 技術開発）を行いつつ，産学官が共有する「燃料電池技術開発戦略」を早急に策定・実施。 【重要技術開発要素】 ①共通の要素技術（膜，触媒，セパレータ等）：性能向上，低コスト化，省資源化 ②「クリーン･ガソリン」，GTL 等の液体炭化水素系燃料の製造技術・車上改質技術 ③水素貯蔵等の技術開発（車載可能水素貯蔵量の増大） （4）ソフトインフラの整備 実用化に当たっては，安全性等の基準の策定，機器及び燃料電池用燃料等の規格化が必要。 また，国際標準化に係る活動の強化や各種規制の見直しも必要。このため，各種性能等の試験 評価方法の確立等を目指すミレニアム・プロジェクトを着実に推進。 （5）実証試験の実施 一定レベルまで確立された技術を活用して実フィールドで実証実験・モデル事業を行うことは， 各種評価に必要なデータの取得に加え，社会的受容性の向上や普及啓発の観点からも重要。実証試 験で得られたデータや民間情報を踏まえて，総合エネルギー効率，環境特性，燃料供給インフラ整 備コスト等について客観的なデータの収集・分析・評価を行うことが必要。 （6）実用化に向けた国内推進体制の整備 官：本報告のフォローアップのための新たな「枠組み」の創設を期待。 民：具体的な課題解決策のあり方，進め方の検討のため，関係企業から構成される「燃料電池実 用化推進協議会（仮称）」の設置が適当。 （7）その他 ①導入促進：国，自治体，関係企業による率先導入等。 ②人材育成：大学研究機関の活用。産学連携の推進。 ③国際協調：欧米政府等との情報・意見交換。 出典：経済産業省「燃料電池実用化戦略研究会の報告について」（平成 13 年 1 月 22 日） その後，2001 年 8 月 8 日に平成 13 年度の研究会が開催され，「固体高分子形燃料電 池／水素エネルギー利用技術開発戦略」が公表され，2003 年 4 月 15 日に開催された第 11 回研究会では，固体高分子形燃料電池，溶融炭酸塩形燃料電池および携帯用燃料電池 の最近の取組み状況について報告があった。 さらに，2004 年 3 月 11 日に開催された第 12 回研究会では，燃料電池に関する取組 みの現状の報告があり，とくに定置用燃料電池に関しては，燃料電池自動車と比べ認知 度が低いという現状が報告され，実証試験のあり方等について意見が出された。また， 水素エネルギー社会の将来像（表 3-4-5，表 3-4-6），水素社会に向けた普及のシナリオ （表 3-4-7）が提案され，2005 年以降の第 2 フェーズに向けた考え方等が議論された。 −122− 提案された水素エネルギー社会の将来像，水素社会に向けた普及のシナリオを以下に示 す。 表 3-4-5 燃料電池自動車に関する将来イメージ フェーズ ①2005∼2010 （導入期） 将来イメージ ・ 水素インフラの整備には相当な資金と時間を要し，当面は現実的には制 約があることから燃料電池自動車は，大都市圏，および工業地域等で副 生水素が比較的近くで得られるエリアにおいて導入が進む。 ・ この段階では都市内フリート走行車に導入が進展すると考えられ，路線 バス，公用車等を中心に，2010 年において 5 万台の燃料電池自動車の導 入を期待する。 ・ 想定される水素需要量は約 3.6 万 t（約 4 億 Nm3）であり，必要な水素 ステーションは，500 箇所程度（ガソリンスタンドの約 1%）と見込まれ る。 ・ 水素ステーションで供給する水素の燃料源については，基本的に各種燃 料のコストや燃料補給の難易度等を比較衡量して事業者が判断するもの であるが，この段階では，水素の需要が限定的であるため，オフサイト 型では副生水素のローリー輸送による供給，オンサイト型では化石燃料 改質が中心になると想定される。 ②2010∼2020 ・ 水素インフラのエリアが拡大し，全国の主要都市と，その周辺地域に普 （普及期） 及する。 ・ 全国の路線バスと公用車に加え，業務用乗用車等に導入が進み，2020 年 においては 500 万台の燃料電池自動車の導入が期待される。 ・ 想定される水素需要量は約 58 万 t（約 65 億 Nm3）であり，必要な水素 ステーションは，3,500 箇所程度（ガソリンスタンドの約 7%）と見込ま れる。 ・ 水素供給の中心は，引き続き副生水素および化石燃料改質と想定される。 ・ 水素需要量が増加するため，副生水素の供給源に近くかつ大規模なス テーションでは，パイプラインによる水素の供給が始まる。 ・ 効率的な水素貯蔵技術が確立されれば，ローリー輸送によるオフサイト 型水素ステーションが主流となる可能性もある。 ・ 水素ステーションから近くのエリアへの直接水素供給や，ステーション に定置用燃料電池を設置し，電気や熱を供給するようなモデルも想定さ れる。 ③2020∼2030 ・ 水素インフラが全国に拡大し，燃料電池自動車も全国に普及する。燃料 （本格普及期） 電池自動車の生産拡大とコスト低下が相まって，自立的な導入が進展す る。 ・ 自家用乗用車にも導入が進展し，2030 年において導入が期待される燃料 電池自動車は，1,500 万台と見込まれる。 ・ 想定される水素需要量は約 151 万 t（約 170 億 Nm3）であり，必要な水 素ステーションは，8,500 箇所程度（ガソリンスタンドの約 17%）。 ・ 水素需要量が副生水素による供給可能量を上回ることとなるため，オン サイトの化石燃料改質に加え，再生可能エネルギーによる電気を用いた 水電解による水素製造や，石炭ガス化ガスからの改質による水素製造も， 現実的な製造方法の一つとなる可能性がある。 ・ 効率的な水素貯蔵材料（金属系，化学系，炭素系等）が実用化されれば， オフサイト水素が大規模集中システムで製造され，水素ステーションに 効率的に水素が輸送されるシステムが確立する。 出典：第 12 回燃料電池実用化戦略研究会資料を基に作成 −123− 表 3-4-6 定置用燃料電池に関する将来イメージ フェーズ 将来イメージ ①2005∼2010 （導入期） ・ 家庭用については，世帯人員や床面積の観点から，比較的熱需要が多い と想定される世帯に 1kW の家庭用燃料電池の導入が進むと見込む。 ・ また業務用については，既存技術である内燃機関のコージェネレーショ ンでは高い発電効率が得られなかった数 kW クラスの規模を中心に，燃 料電池の導入が進む。 ・ 天然ガス，LPG，灯油等の既存のインフラを活用する形で，2010 年に おいて 220 万 kW の定置用燃料電池の導入を期待する。 ②2010∼2020 ・ 生産量の増加，技術開発のさらなる進展により，定置用燃料電池の価格 （普及期） が低下し，比較的熱需要の多いと想定される世帯の多くに 1kW クラス の燃料電池が導入されると見込む。 ・ また，高温形の燃料電池の性能も向上し，業務用を含む比較的大きな規 模の需要についても，燃料電池の導入進展が想定される。 ・ 定置用燃料電池の普及率が高まることにより，集合住宅や，工業地域等 の需要家が密接している地域において，改質器を共有して水素を直接配 管で供給するシステムや，改質器と燃料電池を共有し，各需要家に直接 電気と温水を供給するようなシステムが実現することも想定される。 ・ さらに，特定の地域においては，各家庭や事業所等に設置された燃料電 池を相互に連携制御し，熱電エネルギーの大半を域内で賄うシステム （マイクログリッド）が実現する。 ・ 2020 年において導入が期待される定置用燃料電池は 1,000 万 kW と見 込まれる。 ③2020∼2030 ・ 2020 年までに導入された燃料電池は，引き続き運転を続けると想定す （本格普及期） る。 ・ また，高温型燃料電池のコンバインドサイクルによる超高効率発電が実 用化してくることが見込まれる。 ・ 2030 年において導入が期待される定置用燃料電池は，1,250 万 kW と見 込まれる。 出典：第 12 回燃料電池実用化戦略研究会資料を基に作成 表 3-4-7 将来に向けた普及のシナリオ 燃料電池自動車 定置用燃料電池 2010 年 約 5 万台 約 210 万 kW （地球温暖化大綱 では 220 万 kW） 2020 年 約 500 万台 2030 年 約 1,500 万台 約 1,000 万 kW 約 1,250 万 kW 出典：第 12 回燃料電池実用化戦略研究会資料を基に作成 2005 年 4 月 19 日に開催された第 13 回燃料電池実用化戦略研究会においては，固体 高分子形燃料電池先端基盤研究センターの設立（後述）についての報告とともに，「定 置用燃料電池市場化戦略検討会報告書（2005 年 4 月 11 日）」についての報告が行われ た。この報告書の中で，家庭用燃料電池コージェネレーションシステムの本格的普及に 向けてはシステムコスト低減が課題であり，その中でも周辺機器（補機類）のコストダ ウンが重要であるとし，国が取り組むべき課題として「燃料電池用の補機に必要とされ るスペックの公表を行い，コストダウンにとって重要な課題である補機供給に新規企業 の参入を促すべき」という提言が行われた。 −124− （7） 新・国家エネルギー戦略 2006 年 5 月，エネルギーを取り巻く内外の環境変化に関する現状認識に基づき，エネ ルギー安全保障を軸にわが国の新たな国家エネルギー戦略を再構築することが不可欠で あるとの認識から，経済産業省において「新・国家エネルギー戦略」が策定された。 戦略によって実現を目指す目標は以下の 3 点であり，表 3-4-8 に示すような具体的取 組みを行う。 ① 国民に信頼されるエネルギー安全保障の確立 ② エネルギー問題と環境問題の一体的解決による持続可能な成長基盤の確立 ③ アジア・世界のエネルギー問題克服への積極的貢献 表 3-4-8 新・国家エネルギー戦略における具体的取組み目標 (1)世界最先端のエネルギー需給 構造の確立 ①省エネルギーフロントラ ンナー計画 ②運輸エネルギーの次世代 化 ③新エネルギーイノベー ション計画 およそ 50%ある石油依存度を，2030 年までに 40%を 下回る水準とする。 2030 年までに更に 30%，エネルギー効率の改善を目 指す。 石油依存度を，2030 年までに 80%程度とすることを 目指す。 太陽光発電コストを 2030 年までに火力発電並みに。 バイオマスなどを活用した地産地消型取組みを支援し 地域エネルギー自給率を引き上げる。など。 ④原子力立国計画 2030 年以降においても，発電電力量に占める比率を 30∼40％程度以上。 (2)資源外交，エネルギー環境協力の総合的強化 ①総合資源確保戦略 石油自主開発比率を，2030 年までに，引取量ベースで 40%程度とする。 ②アジアエネルギー・環境 省エネをはじめエネルギー協力を展開し，アジアとの 協力戦略 共生を目指す。 (3)緊急時対応の充実 (4)その他 資料：経済産業省「新・国家エネルギー戦略」を基に作成 運輸エネルギーの次世代化計画の具体的取組みを以下にまとめる。また，運輸エネル ギーの次世代化に向けた動向と課題を図 3-4-1 に示す。 エネルギー市場の変化に対し柔軟かつ強靱で，エネルギー消費効率の高い需給構造を， 運輸部門に確立するため，以下の課題に対し，並行して，効果的に取り組むこととする。 ①自動車燃費の着実な改善 ⅰ) 自動車の燃費改善を促す燃費基準の策定 ⅱ) レギュラーガソリンのオクタン価向上 ②燃料多様化に向けた環境整備 ⅰ) バイオマス由来燃料供給インフラの整備 ⅱ) ディーゼルシフトの推進 ⅲ）バイオマス由来燃料及び GTL の一層の活用のためのインフラ整備 ③ バイオマス由来燃料，GTL 等新燃料の供給確保 ⅰ) バイオマス由来燃料の供給促進・経済性向上 ⅱ) 次世代燃料に関する技術開発促進 −125− ④ 電気・燃料電池自動車等の開発・普及促進 ⅰ) 電気・燃料電池自動車等の普及促進策 ⅱ) 「新世代自動車」向け電池に関する集中的な技術開発の実施 ⅲ）燃料電池自動車に関する技術開発の推進 ※１ 京都議定書目標達成計画において，2010 年度に，原油換算 21 万 Kl の ETBE を含め，全体として，原油換算 50 万 Kl のバイ オマス由来燃料を導入することが目標とされている。 ※２ HCCI(予混合圧縮着火燃焼)エンジンとはガソリンエンジンとディーゼルエンジンの長所を併せ持ったエンジン。ＮＯx や粒子状 物質の生成が少なく，熱効率の高いエンジンが実現できると期待されている。 図 3-4-1 運輸エネルギーの次世代化に向けた動向と課題 出典：経済産業省「新・国家エネルギー戦略」 −126− （8） 固体高分子形燃料電池先端基盤研究センター（FC-Cubic）の設立 燃料電池の重要なアプリケーションである燃料電池自動車では，技術的課題に加え， 非常に厳しいコスト要求に直面しており，単にエンジニアリング手法に頼るのではなく， サイエンスの基本に立ち返った根本的な「既知の物理限界」の打破が強く求められてい る。こういった産業界からの要望に応え，2005 年 4 月，独立行政法人産業技術総合研究 所に固体高分子形燃料電池先端基盤研究センター（以下 FC-Cubic：Polymer Electrolyte Fuel Cell Cutting-Edge Research Center）が設置された。 2005 年 4 月 1 日から 5 年間の予定で，平成 17 年度の予算は約 10 億円である。「電 極触媒」および「セル構成要素と界面移動物質との相互作用」「電解質膜」に研究テー マを絞り，それぞれ燃料電池内部の基礎的・根本的な現象解析を行う。 （9） 水素材料先端科学研究センター（HYDROGENIUS）の設立 （独）産業技術総合研究所水素材料先端科学研究センター（HYDROGENIUS）は， 水素利用社会の実現を技術的に支援するため，平成 18 年 7 月 1 日に九州大学に産業技 術総合研究所の一組織として設立された注）。具体的には，産業界から提供される開発・ 実証から出てくる課題から，水素物性等に係る基本原理を解明し，水素社会実現に向け たデータベースの構築と技術基盤整備を行うことを目的としている。研究期間は平成 18 年度から平成 24 年度の７年間で，平成 18 年度の予算は 17 億円である。 （10） 経済産業省の「家庭用燃料電池システム周辺機器（補機類）の仕様リスト」 第 13 回燃料電池実用化戦略研究会において報告された「定置用燃料電池市場化戦略検 討会報告書（2005 年 4 月 11 日）」の中で，家庭用燃料電池コージェネレーションシス テムの本格的普及に向けて国が取り組むべき課題として「燃料電池用の補機に必要とさ れるスペックの公表を行い，コストダウンにとって重要な課題である補機供給に新規企 業の参入を促すべき」と提言されている。 経済産業省はこの提言を受け，家庭用燃料電池システムの周辺機器（補機類）に求め られる仕様（スペック）について，システムメーカへのアンケート調査等の結果からと りまとめ，4 月 21 日に公表した。さらに，共通仕様リストは，その後の状況変化を踏ま えつつ，さらに共通化を推進するために，あらためて要求スペックを精査し，ほぼ一本 化された「家庭用燃料電池システム関連補機類の共通仕様リスト」として 12 月 27 日に 公表した。公表された補機類の一覧を表 3-4-9 に示す。 ここで，周辺機器に要求されるポイントは，以下の 5 点であるとされた。 ① 低消費電力 ② 運転範囲（出力の範囲が 100~20%程度まで広くとれること，低負荷時においても 注） 参考資料-Ⅵ.参照。 −127− 流量制御等の性能が変動しないこと） ③ 長時間耐久性（最終目標として 10 年程度あるいは 6∼7 万時間） ④ 環境性（低騒音，低振動等） ⑤ 低コスト（上記①∼④を維持しつつ低コスト化を追求） 表 3-4-9 周辺機器（補機類）仕様リストにまとめられた補機類一覧 B1：バーナ用空気ブロワ B2：選択酸化除去器用空気ブロワ B3：カソード空気ブロワ W1：改質水ポンプ W2：冷却水ポンプ W3：排熱回収ポンプ −128− G1：燃料昇圧ブロワ （11） NEDO 技術開発機構および経済産業省による燃料電池車に関するロードマップの策定注） NEDO 技術開発機構では，平成 17 年 6 月に，エネルギー分野のうち，燃料電池・水 素，バイオマスエネルギー，太陽光発電について，2020 年頃までを視野に入れ，技術ロー ドマップを策定した。 燃料電池・水素技術分野を巡る状況は刻一刻変化しているとの認識から，見直しを行 い，平成 18 年 6 月には燃料電池・水素技術開発ロードマップ Ver.2 を作成した。図 3-4-2 に自動車用 PEFC に関するロードマップを示す。 図 3-4-2 NEDO による PEFC（自動車用）の技術ロードマップ 出典：「2006 燃料電池・水素技術開発ロードマップ」NEDO また経済産業省では，平成 17 年 10 月に 2100 年までの長期的視野から地球的規模で 将来顕在化することが懸念される資源制約・環境制約をのり越えるために求められる技 術の姿を将来から逆算（バックキャスト）することによって，「技術戦略マップ∼超長 期的エネルギー技術ビジョン∼」を描き出している（図 3-4-3，図 3-4-4）。 平成 18 年 4 月，経済産業省は「技術戦略マップ 2006」を公表した。自動車関連では， 高出力スーパーキャパシターや二次電池の高性能・長寿命化などが対象となっている。 注） その他のロードマップについては 4-1-2 節参照。 −129− ※点線は R&D 段階，実線は商用開始以降 図 3-4-3 燃料電池自動車関連の経済産業省の技術戦略マップ 出典：経済産業省 HP より ※点線は R&D 段階，実線は商用開始以降 図 3-4-4 水素貯蔵技術および水素供給技術における経済産業省の技術戦略マップ 出典：経済産業省 HP より −130− （12） 経済産業省の固体高分子形燃料電池システム実証等研究 経済産業省の「固体高分子形燃料電池システム実証等研究」注１）は，燃料供給インフ ラを含めた燃料電池利用システムの実証等研究を支援する事業であり，平成 14 年度か ら 3 年間の計画でスタートした。この事業では，燃料電池本体だけでなく，燃料供給イ ンフラも含めて，実使用条件における技術的課題を抽出するとともに，環境特性，エネ ルギー総合効率，燃料性状，安全性等に関するデータを取得し，得られた情報等を開発・ 普及施策に反映させていくことを目的としている。平成 14 年度には 20 億円，平成 15 年度には 25 億円が投入された。 この事業は 3 つの実証研究で構成されている（図 3-4-5）。燃料電池自動車実証研究 では，財団法人日本自動車研究所注２）（JARI）を中心として，平成 14 年度から 17 年度 にかけて，国内外の燃料電池車および国内 12 箇所の水素供給ステーションでの走行試 験を行った。なお，平成 16 年度には，愛知県で開催された万国博覧会「愛・地球博」 会場に 2 箇所設置された水素ステーションを使い，会場間の移動手段として燃料電池バ ス 8 台による運行を行った。 燃料電池自動車用水素供給設備実証研究では，財団法人エンジニアリング振興協会 （ENAA）を中心として，水素供給ステーションの設置・運営および液体水素製造実証 研究を行った。この 2 つの実証研究は，水素・燃料電池実証プロジェクト（JHFC プロ ジェクト：Japan Hydrogen & Fuel Cell Demonstration Project）として，共同で進め られた。JHFC プロジェクトは当初平成 14 年度から平成 16 年度までの 3 ヶ年の予定で あったが，1 年延長し平成 17 年度まで続けられた（詳細は 3-4-2 節（2）：水素・燃料 電池実証プロジェクト参照）。平成 18 年度からは，「燃料電池システム等実証研究」 （第 2 期 JHFC プロジェクト）として引き継がれている。 また，定置用燃料電池実証研究では，財団法人新エネルギー財団（NEF）を中心に， 平成 14 年度から 16 年度まで定置用燃料電池コージェネレーションシステムの実証研究 が行われた。そして，平成 17 年度からは，600 万円/台を上限として補助する「定置用 燃料電池大規模実証事業」へと移行し，日本全国で第 1 期，第 2 期あわせて 480 台が導 入された。平成 18 年度は 450 万円/台を上限として補助が行われ，777 台が導入された。 （詳細は 3-6-1 節参照） 平成 15 年度水素・燃料電池実証プロジェクト JHFC セミナー（2004 年 3 月 12 日）資料 平成 14 年度は財団法人日本電動車両協会（JEVA）が実施主体となっていたが，平成 15 年 7 月 1 日 の財団法人日本自動車研究所（JARI）との統合化により平成 15 年度以降の実施主体は JARI となっ ている。 注１） 注２） −131− 燃料電池自動車実証研究 実施者：財団法人日本自動車研究所 経済産業省 JHFCプロジェクト 燃料電池自動車用水素供給設備実証研究 実施者：財団法人エンジニアリング振興協会 定置用燃料電池実証研究 実施者：財団法人新エネルギー財団 図 3-4-5 固体高分子形燃料電池システム実証等研究の実施体制 出典：平成 15 年度水素・燃料電池実証プロジェクト JHFC セミナー（2004 年 3 月）資料を基に作成 （13） 燃料電池関連の予算 平成 18 年 12 月 24 日に公表された経済産業省平成 19 年度予算の概要注）等より，燃 料電池関連予算を抽出したものを平成 18 年度予算と併せて表 3-4-10 に整理した。 エネルギー特別会計の制度改革により，従来の石油特会と電源特会とが統合され，「エ ネルギー対策特別会計」（仮称）を創設する事となっている。 定置用燃料電池大規模実証事業は予算もほとんど変わらず，継続して行われる。HEV や BEV，FCV 等の新世代自動車用蓄電池の圧倒的な低コスト化と高性能化を目指した 研究開発を行う「次世代蓄電システム実用化戦略的技術開発」は大幅に予算が増額され， 事業拡大を図る。 また，平成 19 年度から「水素貯蔵材料先端基盤研究事業」および「固体酸化物燃料電 池実証研究」が新規事業として計上された。 注） 経済産業省発表資料「平成 19 年度経済産業省予算の概要」（2006 年 12 月） −132− 表 3-4-10 平成 19 年度燃料電池関連予算（単位：億円） 伸び率 （％） 平成 18 年度 平成 19 年度 1,570 1,408 ▼10.3 340 324 ▼4.7 資源エネルギー関係 新エネルギーイノベーション計画 (内) 燃料電池・水素に係る技術開発 ・導入促進等 (内)水素貯蔵材料先端基盤研究事業 (内)燃料電池先端科学研究委託費 (内)水素先端科学基礎研究事業 (内)水素安全利用基盤技術開発 (内)固体高分子形燃料電池 実用化戦略的技術開発 (内)燃料電池システム等実証研究 (内)定置用燃料電池大規模実証事業 (内)水素社会構築共通基盤整備事業 (内)セラミックリアクター開発 (内)固体酸化物形燃料電池システム 技術開発 (内)固体酸化物燃料電池実証研究 12.00 17.00 29.25 7.57 （新規） 9.96 16.65 22.53 ▼17.0 ▼2.1 ▼23.0 57.50 51.30 ▼10.8 13.06 33.00 35.59 6.00 18.00 34.20 25.50 4.50 △37.8 △3.6 ▼28.4 ▼25.0 26.66 15.30 ▼42.6 − 4 12.24 7.65 （新規） − 9.37 − ▼23.4 8.00 49.00 △512.5 − (内)新利用形態燃料電池技術開発 (内)将来型燃料高度利用研究開発 (内)次世代蓄電システム実用化 戦略的技術開発 石油及びエネルギー需給構造高度化対策 特別会計予算 エネルギー需給構造高度化対策 (内)新エネルギー対策 (内)燃料電池の技術開発等 電源開発促進対策特別会計 電源多様化勘定 (内)新エネルギー等関連予算※ (内)燃料電池の技術開発 燃料電池関連予算合計 − − 2678 922 267 908 245 23 630 注）石油及びエネルギー需給構造高度化対策特別会計と電源開発促進対策特別会計は経済産業省以外の 省庁の予算も含んでいる。また，電源開発の新エネ予算については，平成 19 年度までに石特に移行 予定。平成 18 年度においては，太陽光発電新技術等フィールドテスト事業(92 億円) 等を石特に移行。 出典：経済産業省「平成 19 年度資源エネルギー関係予算案の概要」（2006 年 12 月），経済産業省自 動車課発表資料「平成 19 年度低公害車・燃料電池自動車関係予算・税等について」（2006 年 12 月），総合化学技術会議「第 62 回総合科学技術会議配布資料 2-2『優先順位付けを実施した 科学技術関係施策の平成 19 年度予算案について』」を基に作成 −133− （14） 地方公共団体における取組み 表 3-4-11∼表 3-4-14 に地方公共団体における燃料電池関連への取組みを整理する。 表 3-4-11 地方公共団体における燃料電池関連への取組み（その 1） 青森県 秋田県注１） 東京都 東京都 練馬区注４） 東京都 荒川区注５） つくば市 注１） 注２） 注３） 注４） 注５） 注６） 2005 年 12 月 14 日の電気新聞によると，青森県は 12 月 13 日， あおもり水素エネルギー 創造戦略 をまとめた。将来的な水素エネルギー社会への移行を念頭に，原子力発電や風力 発電，農林水産資源などから水素を生産，FC の活用を通して県内産業の底上げを図ろうと する内容である。さらに戦略では水素製造にかかる固定資産税の減免や遊休公有地の貸与な ど公的支援の必要性を謳っている。また，CO2 を排出しない水素製造を実現するために，原 子力発電から水素を取り出す技術の意義についても言及している。 燃料電池・水素関連産業の創出に向けて，ものづくりの技術を活かした取組みや，製品開 発や技術研究など，燃料電池関連産業分野への参入に取り組む県内企業を積極的にバック アップし，より具体的な産業創出に繋げるための推進組織として，2005 年 12 月 6 日に「秋 田県燃料電池関連産業導入促進協議会」を設立した。 東京都では，2003 年 8 月 28 日より，わが国で初めて FC バスが営業運行を開始した注２）。 運行台数は 1 台で，東京駅八重洲口−東京テレポート駅，または門前仲町−東京テレポート 駅の路線を 1 日数往復した。しかし，2004 年 6 月，同バスと同じ構造の FCV 用高圧水素タ ンクに水素洩れが発生したため，トヨタ自動車が FCB を回収したため運行を停止した。 その後，7 月から運行を再開した。また，10 月 1 日からは霞ヶ関や銀座三越前での運行を 行った。晴海ふ頭−勝どき駅前，銀座４丁目−東京駅の路線を 1 日 1 往復，晴海ふ頭−銀座 4 丁目−四ツ谷駅の路線を 1 日 2 往復した。10 月 16 日からはメーカからの引き取り要請に よって運行を休止したが，高圧水素タンクの交換および安全確認が行われ，12 月 21 日より 門前仲町−東京テレポート駅での運行が再開され，営業運行試験の終了日である 2004 年 12 月 28 日まで運行された。 この事業は都の「水素供給ステーションパイロット事業」ならびに経済産業省の「水素・ 燃料電池実証プロジェクト」および国土交通省の「燃料電池自動車実用化促進プロジェクト」 と連携し実施された。FC バスはトヨタ自動車，日野自動車の「FCHV−BUS2」であった。 また 2006 年 4 月 3 日，「東京都再生可能エネルギー戦略」注３）を策定した。この中で， 「都内の水素供給ステーション施設を活用し燃料電池自動車の普及を図っていくとともに， 再生可能エネルギーを活用した水素供給のあり方について検討を進める」としている。 2006 年 12 月より練馬区内の住宅に家庭用の燃料電池装置を設置する場合，上限 10 万円 として工事費の一部を補助する事業を開始した。 2006 年 5 月，エコ助成金制度として，区民や事業者による環境に配慮した設備の導入を 支援するための助成を始めた。1kW 級家庭用燃料電池装置については，助成限度額 10 万円 として設置経費の半額の助成補助が受けられる。2007 年 3 月 16 日までに設置完了すること が条件。 つくば市では，2005 年開通予定のつくばエクスプレス沿線で新エネルギー機器の導入の 促進を図るとともに，市民生活・地域社会と密着した新エネルギー研究開発の促進を図る構 造改革特別区域計画（つくば市新エネルギー特区）が平成 15 年 8 月に認定された注６）。こ の特区では，2019 年ごろまでに 400 戸以上の家庭用燃料電池の導入を目標に掲げている。 特区では，電気事業法上の家庭用 FC の設置に関する規制を一部緩和し，保安規定の届出と 電気主任技術者の選任を不要とする措置が取られる。また，不活性ガスボンベの常備義務も 撤廃される。 秋田県 HP より 東京都広報資料等より 東京都「東京都再生可能エネルギー戦略−エネルギーで選びとる持続可能な未来―」2006.4 練馬区 HP より 荒川区 HP より 構造改革特別区域推進本部 HP より −134− 表 3-4-12 地方公共団体における燃料電池関連への取組み（その 2） 静岡県 愛知県 注１） 注２） 注３） 注４） 注５） 静岡県は，燃料電池・水素エネルギーの先進県となることを目指し，2001 年に「燃料電 池・水素エネルギー研究会」を発足させた。県として何ができるか，何をなすべきかなどに ついて検討を行い，平成 14 年 3 月に報告書をまとめている。報告書では，県の取組みの試 案として，大きく①燃料電池の普及の促進，②研究開発の支援，③新産業の創出などの支援， ④燃料供給インフラ整備の検討の 4 項目を掲げている。④のインフラ整備の検討について は，国，民間企業等との連携により，水素供給ステーションやパイプライン等のモデル施設 についての検討，住宅団地等への燃料電池の導入支援を挙げている。平成 15 年度，それま での 2 年間の研究会の活動を基盤として，この分野に強い関心を持つ企業，大学，行政等を 対象とした会員制の「しずおか燃料電池・水素エネルギーパートナーシップ」を創設した注 １） 。 また，平成 15 年 3 月に策定された「しずおか新エネルギー等導入戦略プラン」において， 2010 年度までに燃料電池 7.24 万キロワットの導入を目指すとしている。更に平成 17 年度 からは，燃料電池の理解促進・普及啓発を図るため，県内の燃料電池関連企業の協力により， 高校生を対象とした「ECO エネルギー・スクール」を開催している。注２） 燃料電池の開発，利活用などの研究を目指し産学官が連携する「静岡燃料電池技術研究会」 の設立総会が 2006 年 12 月 8 日，静岡ガス総合技術研究所（静岡市駿河区）で開催された。 県，静岡工業技術センター，静岡大をはじめ，燃料電池の研究を進める飲料メーカ，部材供 給を目指す部品メーカなど 20 社前後の企業が参加する見込み。注３） 平成 17 年 2 月に「愛知県水素エネルギー産業協議会」を設立した。地域分散型実証モデ ルの提案・検討，水素供給および燃料電池技術課題の各種研究会活動，プロジェクトの立ち 上げ，ならびに情報発信などの事業を行う。その一環として，愛知県は知多市，東海市と共 同で「知多地域水素インフラ活用研究会」を 11 月 9 日に立ち上げた。製鉄所や製油所，LNG 基地，都市ガス等水素供給インフラを活用した新エネルギーシステムの形成，在り方につい ての検討を行う。 FCV の普及に向け，官民一体となって関連プロジェクトを推進する「あいち FCV 普及促 進協議会」が平成 17 年 7 月 1 日に発足した。愛知県や豊田市，常滑市，新日本製鉄，東邦 ガス，トヨタ自動車，大陽日酸が参加し，今後の燃料電池自動車に係るプロジェクトの企画 提案や普及啓発などの取組みを行うという。 また，平成 17 年 11 月，燃料電池の開発に取り組む地域中小企業に対し，試作品の特性評 価，技術相談・指導，情報提供，材料研究など，総合的な支援を行う窓口を設置し，地域産 業の競争力強化と新産業の創出に資することを目的とする「燃料電池トライアルコア」を， 愛知県産業技術研究所内に開設した。都道府県の試験研究機関が燃料電池に特化した技術支 援拠点を開設するのは，全国で初めてのことである。注４） 愛知県は 2006 年 7 月 5 日，名古屋市中区の県公館に設置した家庭用燃料電池の実証試験 の開所式を行い，「愛知県小型燃料電池実証試験」をスタートした。この家庭用 FC は，日 本ガス協会が「愛・地球博」に出品したものを移設している。また，2006 年 8 月には「あ いち臨空新エネルギー研究発電所」を開設した。愛知万博会場において長久手日本館などに 電力供給を行っていたプラントを，中部臨空都市（空港対岸部）に移設して実証研究の継続 をはかるもので，常滑市役所等へ電力を供給する。注５） しずおか新エネルギー情報 HP より。 静岡県 HP 静岡新聞オンライン記事（2006.12.7）より 愛知県 HP より 愛知県産業労働部新産業課 HP より −135− 表 3-4-13 地方公共団体における燃料電池関連への取組み（その 3） 大阪府注１） 三重県 広島県 山口県注４） 注１） 注２） 注３） 注４） 大阪府は，平成 15 年 9 月，エネルギーや環境対策面から次世代の自動車として期待が高 まっている燃料電池自動車の普及促進を図るため，在阪の関係機関（近畿経済産業局，近畿 運輸局，大阪府，大阪市，岩谷産業，ダイハツ工業，大阪ガス，（財）都市交通問題調査会） で組織される「おおさか FCV 推進会議」を設立した。都市再生と自動車公害対策の面から 官民が連携して独自のプロジェクトを展開し，水素ステーションの設置と府内での走行試験 に乗り出す。 平成 16 年 6 月に庁用車としてダイハツ MOVE FCV を導入，平成 17 年 10 月にはトヨタ FCHV を導入し，普及啓発活動に活用している。 三重県は，平成 15 年 4 月 21 日，三重県四日市市および川越町，楠町全域が「技術集積 活用型産業再生特区」として「構造改革特区」の認定を受けた注２）。この特区は，出力 10kW 未満の固体高分子形燃料電池に関する規制の特例が認められた。三重県では，この制度を活 用し，特区地域内において燃料電池の実証試験を実施する企業等に研究開発等に要する経費 を補助する制度「三重県燃料電池実証試験補助金」を創設した。本特区における規制の特例 では，一定の条件を満たす燃料電池について，規制の特例に係る代替措置が適切であると認 められれば，①「保安規定の届け出」が不要，②「電気主任技術者の選任」が不要，③家庭 用燃料電池の設置に際しての窒素ガスボンベの設置（窒素パージ）の不要の特例が認められ ている。2004 年度の補助事業として 6 件を採択，2006 年 8 月現在，県内 10 カ所において 実証試験を実施している。 また，三重県は，2005 年 11 月 8 日，水素エネルギーに関連する産学官が連携して，水素 エネルギーに関連する新たな産業，研究開発機能，教育機能を育成・集積し，地域の活性化 を図るとともに，環境負荷の少ない水素エネルギー社会を地域に構築することを目的として 「三重県水素エネルギー総合戦略会議」を発足させた注３）。会員には，四日市大学国保元愷 教授（会長），燃料電池開発情報センター顧問本間琢也氏，三菱化学，コスモ石油，昭和シェ ル石油（以上副会長）などが加わっており，平成 18 年 9 月現在で 134 企業・機関が参加し ている。 更に 2006 年 6 月，「三重県燃料電池関連技術研究会」を立ち上げた。これは，三重県内 の燃料電池の研究開発（補機開発・メンテナンス等）に関心を持つ企業のネットワークを確 立し，各種情報を共有化し，周辺機器のコスト削減，性能の向上に関する共同研究を行うこ とを目的としている。三重県燃料電池実証試験（県内 10 ヶ所）に参加している燃料電池メー カを講師とし，燃料電池に関する技術テーマ毎に 6 部会で構成され，部会毎に専門的な研究 を行う予定である。 2005 年 4 月 4 日の鉄鋼新聞によると，広島県は 2005 年度の新規事業の一つとして， 水 素燃料製造・供給システム調査事業 に取り組む。広島県内には水素関連技術を保有し，開 発に取り組む企業が多いことから，県域での水素製造可能性調査，供給システムの検討，水 素関連技術に関する情報収集・提供を通して，関連事業者との連携を図ることを目標に，調 査事業に取り組むことにした。 また，2005 年 10 月 19 日の日刊工業新聞によると，産学官による「燃料電池等普及促進 調査検討委員会」を設置し，水素燃料製造と供給可能性の調査，構造改革特区の活用，県内 技術であるバイオマス活用の水素利用システム実証モデルの検討などを行うという。 山口県はソーダ工場等の生産工程で発生する副生成物としての水素が 8.9 億 Nm3/年で， 全国の 14％と全国一であることから，この水素の潜在的エネルギーを利用するために「水 素フロンティア山口推進構想」を平成 16 年に策定している。この構想では，工場からの副 生成水素を燃料とした水素タウンの実現に向けた取組みを行っている。しかしながら，関連 情報の不足や技術シーズ，連携先および開発リスク等の問題から県内の多くの企業は，燃料 電池への取組みに対して新規参入できない現状にあると分析しており，平成 17 年度におい て，「燃料電池研究会」を発足した。県内企業の燃料電池に関する実用的な情報提供，燃料 電池関連技術開発プロジェクトの立ち上げ，県内企業の燃料電池分野への参入促進を目標に 掲げている。 大阪府広報資料，新聞報道より 構造改革特別区域推進本部 HP より 三重県水素エネルギー総合戦略会議 HP より 山口県 HP より −136− 表 3-4-14 地方公共団体における燃料電池関連への取組み（その 4） 大分県 佐賀県 福岡県 注１） 注２） 注３） 注４） 大分県は“新エネルギー産業化研究会”を平成 18 年 8 月 1 日に新設した。主な活動内容と しては，燃料電池・水素エネルギー会議，バイオマスエネルギー会議等分野別会議の開催， 県内外における利活用の研究・事例紹介，事業化についての課題検討である。注１） 佐賀県は次世代エネルギーの代表である水素を原料とする燃料電池の関連産業を県内に 根付かせるため，この分野への県内企業の進出を促すことを目的とし，水素エナジー関連産 業戦略的育成事業を立ち上げ，その一つとして水素エナジー研究懇親会（座長：門出佐賀大 教授）を設立した注２）。 福岡県では，環境にやさしい水素エネルギー利用社会の実現に向け，全国に先駆けて，産 学官で「福岡水素エネルギー戦略会議」を平成 16 年 8 月 3 日に設立した。水素生成，貯蔵・ 輸送から利用まで一貫した研究開発・実証活動に加え，人材育成を実施し，世界を先導する 研究開発拠点を形成することを目的としている。新聞報道注３）によると，10 月に糸島半島へ 移転する九大キャンパスを舞台に，高圧水素の製造・貯蔵を行う 水素ステーション の建 設，企業の研究開発支援，技術者育成など，実証実験，研究開発，人材育成の 3 本柱で戦略 を展開する。2005 年度予算に関連費約 1 億 3,500 万円を盛り込むという。九大新キャンパ スでは，水素ステーションで圧縮機を使わない水電解技術により 40∼70MPa の高圧水素を 製造・貯蔵し，そこから各施設にパイプランで水素を供給，FC で電力を賄い，構内に FCV を走らせるという。 また，福岡県と市が共同で申請していた「福岡水素利用技術研究開発特区」が 2005 年 3 月に認定された。福岡水素エネルギー戦略会議や九大を中核にして，水素エネルギー社会の 実現に向けた研究開発速度の向上と水素関連産業の集積促進が目的である。具体的には水素 利用技術の試験研究で使用する小型圧力容器（内容積 400mmL 以下，圧力 100MPa 以下） について，容器を製造するたびに必要な耐圧・気密試験を省略することで研究開発のスピー ドアップを図る。注４） 大分県 HP より 佐賀県 HP より 西日本新聞（2005 年 2 月 10 日）より 福岡県 HP より −137− 3-4-2 わが国における FCV の公道走行試験 （1） PEC による公道走行試験 （財）石油産業活性化センター（以下 PEC）では，経済産業省資源エネルギー庁の支 援を受け，FCV の公道走行試験のための共同プロジェクトを実施した。この FCV 共同 プロジェクトには，ダイムラー・クライスラー日本ホールディング株式会社，マツダ株 式会社，日石三菱株式会社（現：新日本石油株式会社）が参加した。 日本で初の FCV 公道走行試験は，平成 13 年 2 月 15 日から 7 月まで横浜市の近郊に おいて行われた注）。 （2） 水素・燃料電池実証プロジェクト（JHFC プロジェクト） 1） プロジェクト概要 「水素・燃料電池実証プロジェクト」（JHFC プロジェクト：Japan Hydrogen & Fuel Cell Demonstration Project）は，経済産業省「固体高分子形燃料電池システム 実証等研究」のうち，財団法人日本自動車研究所（JARI）による「燃料電池自動車実 証研究」と財団法人エンジニアリング振興協会（ENAA）による「燃料電池自動車用 水素供給設備実証研究」から構成されるプロジェクトである。 JHFC プロジェクトは，国内初の大規模な FCV 実証走行研究であると同時に，複数 の燃料・方式による水素供給設備を運用する世界初の取組みである。平成 14 年度は， 東京・横浜地域に 6 箇所の水素供給設備を建設し，自動車メーカ 6 社の自動車が公道 走行試験に参加した。また，横浜大黒町にガレージとショールームを建設し，プロジェ クトのベース基地とした。平成 15 年度には，新たに 4 箇所の水素供給設備を増設し， また自動車メーカも新たに 2 社が加って実証試験を行っている。平成 16 年度には， 愛知県で 3 月から開催された万国博覧会「愛・地球博」会場に 2 箇所の水素ステーショ ンを設置し，会場間を移動手段として燃料電池バス 8 台による運行を行った。 実証試験を通して，走行性能，信頼性，環境特性，燃費等の車両走行データと水素 充填ステーション使用データ等を取得・評価する。また，液体水素製造技術の実証も 実施する。 現在はこのプロジェクトの第 1 期が終了し，第 2 期が実施中である。 2） 第 1 期 JHFC プロジェクト 表 3-4-15 に第 1 期 JHFC プロジェクトの概要を示す。 注） 詳細は「2005 年度 JARI『FCV に関する調査報告書』」を参照のこと。 −138− 表 3-4-15 第 1 期 JHFC プロジェクトの概要 事業実施者 特徴 参加企業・団体 （平成 17 年度） 実施期間 燃料供給設備 試験車両 補助額 目的 財団法人日本自動車研究所 財団法人エンジニアリング振興協会 ■ 国内初の大規模な FCV，FC バス実証試験研究 ■ 各種燃料による水素供給設備を並行して運用する世界初の取組み ■ 経済産業省が国家プロジェクトとして推進する補助事業 ○燃料電池自動車実証関係 トヨタ自動車，日産自動車，本田技研工業， ダイムラー・クライスラー日本， ゼネラルモーターズ・アジア・パシフィック・ジャパン，日野自動車， 三菱自動車工業，スズキ ○水素供給設備実証関係 新日本石油，コスモ石油，昭和シェル石油，東京ガス，岩谷産業， ジャパン・エア・ガシズ，大陽日酸（旧日本酸素），新日本製鐵， 栗田工業，シナネン，伊藤忠エネクス，出光興産，バブコック日立， 鶴見曹達，東邦ガス 平成 14 年度∼平成 17 年度（実施期間 4 年間） 水素ステーション 12 箇所，液体水素製造設備（図 3-4-6） 直接水素形 FCV：8 車種（図 3-4-7） 平成 14 年度 20 億円 平成 15 年度 25 億円 平成 16 年度 20 億円 平成 17 年度 18 億円 ① FCV 及び水素供給設備の省エネルギー効果（CO2 削減効果,効率）の 明確化 ② FCV 及び水素供給設備の環境負荷低減効果の明確化 ③ FCV 及び水素供給設備の安全等に関わる規格，法規・基準の作成の ためのデータの取得等 ④ FCV 及び水素供給設備の社会的認知度向上のための啓発活動 出典：平成 15 年度，平成 16 年度，平成 17 年度，平成 18 年度水素・燃料電池実証プロジェクト JHFC セミナー資料を基に作成 図 3-4-6 第 1 期 JHFC プロジェクト水素ステーション 出典：「固体高分子形燃料電池システム実証等研究(第１期 JHFC プロジェクト)報告書」平成 18 年 10 月 −139− 図 3-4-7 第 1 期 JHFC プロジェクトの参加車両 出典：「固体高分子形燃料電池システム実証等研究(第１期 JHFC プロジェクト)報告書」平成 18 年 10 月 表 3-4-16，表 3-4-17 に第１期 JHFC プロジェクトの成果をまとめる。 表 3-4-16 第 1 期 JHFC プロジェクトの成果（1） 実績 期間：平成 14 年 12 月∼平成 18 年 3 月 走行距離 水素充填量 FCV 全体*（うち実証試験登録車両） 348,440km （87,897km） 8,885kg FC バス 148,560km 15,147kg *企業等へのリース車両等も含む FCV の 燃費性能検 証 ・ シャシダイナモ試験による 10･15 モードでの FCV のエネルギー効率の高さ を確認 ・ 公道走行時も省エネルギー効果を確認(下図) 資料：平成 18 年度水素・燃料電池プロジェクト JHFC セミナー資料 −140− 表 3-4-17 第 1 期 JHFC プロジェクトの成果（2） FC バスの 燃費性能検 証 比較実施期間：平成 17 年 9 月 5 日∼9 月 16 日（土日を除く 10 日間） バスの種類 万博 FC バス ディーゼルバス 軽油等価燃費 3.17km/L（換算値） 1.94km/L 水素エネルギー消費率 9.55kg/100km 15.60kg/100km（換算値） （参考：平成 15-16 年 都 FC バス 10kg/100km） ① ディーゼルバスの燃費は万博 FC バスと同一ルート試走での燃費結果で，車重量 の違いによる補正は行っていない。 ② 万博 FC バスの燃費はディーゼル比較試走と同一期間の燃費結果 ③ ディーゼルバスは大型低床路線バスを使用 水素製造効 率 ・ 各水素ステーションについて，エネルギー効率の現状を明らかにした。 ステーション名 設備方式 横浜・大黒 横浜・旭 川崎 秦野 脱硫ガソリン改質 ナフサ改質 メタノール改質 灯油改質 LPG改質 都市ガス改質 都市ガス改質 千住 瀬戸南 エネルギ効率％ LHV (HHV) 58.7 60.4 65.0 54.6 58.7 60.7 62.5 (64.1) (66.2) (68.8) (61.1) (63.8) (65.2) (66.7) 設備方式 エネルギ効率％ LHV(HHV) 横浜・鶴見 高圧水素貯蔵 98.3 (98.6) 瀬戸北 高圧水素（製鉄COG精製） 貯蔵 89.8 (91.2) 霞ヶ関 高圧水素貯蔵 95.8 (96.4) ステーション名 Charge Tank to Fuel Tankで定義した実証水素ステーションのエネルギ効率 Charge Tank to Fuel Tankで定義した実証水素ステーションのエネルギ効率 電力のエネルギ： 3.6 MJ/kWh 原料のエネルギ： 発熱量および圧力エネルギ （高圧ガスの場合） 電力のエネルギ： 3.6 MJ/kWh 原料のエネルギ： 発熱量および圧力エネルギ （高圧ガスの場合） 総合効率 ・ 自動車，水素供給設備の実証データに基づいた総合効率並びに CO2 排出量算 出を行い，環境に与える影響を明らかにした。 広報活動 JHFC パークにおける活動（見学会，特別イベント等） 各水素ステーションにおける活動（近隣小学生を招いた学習教室等） FCV 子供体験教室の開催（首都圏，大阪，秋田，愛知にて計 9 回開催） FCV キャラバンの開催（平成 17 年 9 月 8~9 日，東京有明ステーションか ら愛･地球博会場までの約 380km 走行，途中静岡県浜松市で試乗会開催） ⑤ JHFC ホームページリニューアル，認知度調査実施等 ・ 1 充填あたりの航続距離 ・ 車両のエネルギー効率，水素製造効率の更なる向上 ・ 各車両により異なる水素充填仕様（流量） ・ 車両∼水素ステーション間のインターフェースの技術課題（構造，材料等） ・ インフラの効率的運用（ガソリンスタンドとの併設等） ・ 首都圏に限定された実証地域 ・ 水素・燃料電池に関するより一層の理解促進 ・ その他，以下のような基本的な課題がある ＜コスト（FCV，水素）＞＜水素貯蔵技術＞ ＜燃料電池の耐久性・信頼性（寒冷地性能等）＞ 明らかに なった課題 ① ② ③ ④ 資料：平成 18 年度水素・燃料電池プロジェクト JHFC セミナー資料 −141− 3） 第 2 期 JHFC プロジェクト 平成 18 年度から平成 22 年度までの 5 年間，引き続き「JHFC プロジェクト・第 2 期」として表 3-4-18 に示すようなプロジェクトが実施されている。 表 3-4-18 JHFC プロジェクト・第 2 期の概要 事業実施者 特徴 実施期間 補助額 目的 平成 18 年度 実施内容 参加企業・団 体 参加車両 （財）日本自動車研究所（JARI） （財）エンジニアリング振興協会（ENAA） z 第三者による燃料電池車等フリート走行試験 z 水素内燃機関自動車の実証試験新規参画 z 実証試験地域の拡大（首都圏・中部地区・関西地区） z 中部国際空港における FC バス（路線バス・空港内ランプバス）運行と， 水素ステーションの開設 z 大阪地区における小型移動体（FC 電動車椅子，FC 電動カート，FC 電動 アシスト自転車）のモニター試験と，水素ステーションの開設 平成 18 年度∼平成 22 年度（実施期間 5 年間） 平成 18 年度 13 億円 平成 19 年度 18 億円（予定） ① 燃料電池車等及び水素インフラ等の，実使用条件における運用と，その際の 課題明確化 ② 水素貯蔵の高圧化に関する検証 ③ 燃料電池車等及び水素インフラ等に関わる規格，法規・基準作成のための データ取得 ④ 燃料電池車等及び水素インフラ等への理解促進のための広報・教育戦略の策 定実施 ⑤ 燃料電池車等及び水素インフラ等の省エネルギー効果（燃費）・環境負荷低 減効果の確認 ⑥ 燃料電池車等及び水素インフラ等に関わる技術・政策動向の把握 ① 燃料電池車等フリート走行試験開始 ② 水素ステーションにおける，圧力上昇率一定の水素充填に関する検討開始 ③ 中部国際空港における水素ステーションの開設と，FC バス（路線バス・空 港内ランプバス）運行 ④ 大阪地区における，水素ステーションの建設と，小型移動体（FC 電動車椅 子，FC 電動カート）のモニター試験 ⑤ 各種広報・教育活動イベントの推進 トヨタ自動車（株），日産自動車（株），本田技研工業（株）， ダイムラー・クライスラー日本（株）， ゼネラルモーターズ・アジア・パシフィック・ジャパン（株）， 日野自動車（株），スズキ（株），マツダ（株） 新日本石油（株），コスモ石油（株），昭和シェル石油（株）， 東京ガス（株），岩谷産業（株），ジャパン・エア・ガシズ（株）， 大陽日酸（株）， 新日本製鐵（株），栗田工業（株），鶴見曹達（株）， シナネン（株），伊藤忠エネクス（株），バブコック日立（株）， 東邦ガス（株），大阪ガス（株），（株）栗本鐵工所， 直接水素 FCV： 水素自動車： ・ マツダ RX-8 Hydrogen RE ・ トヨタ FCHV ・ 日産 X-TRAIL FCV ・ ホンダ FCX 小型移動体： ・ DaimlerChrysler F-Cell ・ クリモト FC カート，FC 車いす ・ GM HydroGen3 ・ トヨタ/日野 FCHV-BUS ・ スズキ MRwagon-FCV −142− 第 2 期 JHFC プロジェクトの今後の計画を図 3-4-8 に示す。 平成18年度 平成19年度 平成20年度 平成21∼22年度 FCV，FCバスフリート走行--首都圏，中部地区 FCV技術課題の抽出 自動車 移動体 インター フェース 10・15モード燃費測定 10・15モード測定(H22) 小型移動体実証試験--関西地区 水素充填共通仕様検討（35MPa） 70MPa化改造工事 水素充填共通仕様検討（70MPa） 水素ステーション運用--首都圏，中部地区，関西地区（一部共同研究化） インフラ エネルギ効率改善検討，水素コスト試算 （水素純度，プレクール 他） 実用規模水素インフラの 予備検討 安全推進活動 広報・教育活動 国内外調査 プロジェクト中間見直し 共通 図 3-4-8 第 2 期 JHFC プロジェクトの今後の計画 資料：平成 18 年度水素・燃料電池プロジェクト JHFC セミナー資料 −143− 新たな水素利用 用途開拓 3-5 わが国自動車メーカ等における開発状況 3-5-1 燃料電池実用化推進協議会（Fuel Cell Commercialization Conference of Japan） 2001 年 3 月，燃料電池実用化戦略研究会における，燃料電池の実用化と普及に向けた 民間レベルの検討，協議の場が必要であるとの提言を受け，民間企業，団体等により燃 料電池実用化推進協議会（Fuel Cell Commercialization Conference of Japan，以下 FCCJ）が設立された。 FCCJ は，わが国における燃料電池の実用化と普及に向けた課題解決のための具体的 な検討を行い，政策提言として取りまとめ，会員企業自ら課題解決への努力を行うとと もに，国の施策へ反映させることにより，わが国における燃料電池の実用化と普及を目 指し，わが国の燃料電池産業の発展に寄与することを目的としている。 2004 年 2 月末現在，会員総数 141 社・団体・個人であり，事業活動を総括する企画・ 運営委員会のもとに以下に示す 2 つのワーキンググループ（WG）を設け，さらにそれ ぞれの WG に複数のサブワーキンググループ（SWG）を設け，課題の抽出，具体的解 決策等の検討を進めている（図 3-5-1）。各 WG の活動内容は表 3-5-1 のとおりである。 図 3-5-1 燃料電池実用化推進協議会の組織 表 3-5-1 FCCJ における WG の活動内容 技術開発企画 WG （1）要素技術検討 SWG （2）システム技術検討 SWG （3）燃料関連技術検討 SWG 市場化等環境整備企画 WG （1）基準・制度 SWG （2）実用化促進 SWG 自動車用，定置用燃料電池に共通なキーテクノロジーについての 現状の課題及び将来の高度化に向けた課題の抽出，技術開発施策 の検討。 自動車用，定置用システムの商品として要求される安全性，省資 源性を達成するために必要な課題の抽出，技術開発施策の検討。 燃料の製造・貯蔵・供給技術に関して種々の燃料に要求される性 能，利便性等を達成するために必要な課題の抽出，技術開発施策 の検討。 定置用燃料電池分野，水素インフラ分野，燃料電池自動車，高圧 容器分野の各分野の関連法規制の問題点の明確化，その見直しの ためのアクションプランの検討，基準・標準についての活動状況 の把握と効率的な体制・対応方針の検討。 定置用燃料電池分野，燃料電池自動車分野，水素インフラ分野に おける実用化促進策の検討。 −144− 自動車用および定置用 PEFC の開発目標は表 3-5-2，表 3-5-3 のとおりである。 表 3-5-2 FCCJ の自動車用 FC の開発目標 2010 年時点 2015-2020 年 最終 2 ∼1000 円/m -30∼90℃ -30∼100℃ -40∼120℃ 30%(15-20 年) 加湿器レス -20℃で 0.05Ω･cm2 120℃･湿度 35%で 0.0125Ω･cm2 以下 電解質膜目標コスト セル温度 相対湿度 電解質膜抵抗(暫定案) 触媒活性（カソード） 3倍 10 倍 0.3g/kW 0.1g/kW ※質量活性標準触媒に対する向上率 発電電力当たり総白金使用量 0g/kW 表 3-5-3 FCCJ の定置用 PEFC の開発目標 温度 湿度 連続運転時間 起動停止回数 2008 年 70℃ 100% 4 万時間 2012 年 80∼85℃ 65% 5 万時間 4,000 回 −145− 2015 年以降 80∼90℃ 30∼40% 9 万時間 3-5-2 FCV の開発状況 わが国自動車メーカにおける FCV の開発状況を整理したものを表 3-5-4∼表 3-5-8 に 示す。2002 年 12 月に，トヨタ自動車と本田技研工業が内閣府を始めとする 5 省庁に， 高 圧 水 素 形 FCV の 限 定 的 リ ー ス 販 売 を 行 っ た 。 そ の 後 ， 2003 年 12 月 に は DaimlerChrysler が，2004 年 3 月には日産自動車もリース販売を開始した。また，2005 年 6 月にはトヨタ自動車「FCHV」および本田技研工業「FCX」が，燃料電池車として は日本で初めて，一般車両と同様に販売を目的とした型式認証を取得した。これにより， 普及への段階を一歩進めたこととなる。 表 3-5-4 わが国自動車メーカの FCV の開発状況（その 1） メーカ 商品化等 現在研究・開発中の FCV の状況 ・ 1992 年から FCV の開発を進め，1996 年の EVS-13 では実際に走行し， 1999 年の東京モーターショーではコンポーネントを展示。 ・2001 年 1 月，Clean Hydrocarbon Fuel を研究の主要な候補とすることで GM と合意し，この Clean Hydrocarbon Fuel の実現に向けて，他の自動 車メーカやエネルギー供給メーカ等と協調して推進していく｡ ・ 2001 年 3 月に直接水素形（MH タンク）FCV 試作車「FCHV-3」を発表。 ・ 2001 年 6 月に高圧水素形 FCV 試作車「FCHV-4」を発表。国土交通省大 臣認定を取得し，公道走行試験を開始。7 月からは CaFCP でも公道走行 試験を開始。 ・ 同時に高圧水素形ノンステップ大型路線バス「FCHV-BUS1」を日野と共 同で開発したと発表。日野製車両をベースにトヨタ製 FC スタックを搭載。 公道走行試験を目指し開発を進めていく。 ・ 2001 年 10 月，東京モーターショーで CHF 改質形 FCV 試作車「FCHV-5」 を出展。 ・ 2002 年 1 月に，トヨタ内の技術・生産技術の FC 開発力を結集した FC 開発センターを新設。FC 開発センターを中心にトヨタグループの力を合 わせ，世界トップレベルの FC 技術開発を進める。 2002 年 ・ 2002 年 7 月，2003 年末までを目標としていた販売計画を前倒しし，2002 年末に日本と米国で限定販売を開始すると発表。向こう 1 年で日米あわせ トヨタ リース販売 て 20 台程度の販売を計画している。 開始 ・ 2002 年 9 月，日野と共同で開発した高圧水素形ノンステップ大型路線 FC バス「FCHV-BUS2」（自社製スタック）が国土交通省大臣認定を取得し， 公道走行試験を開始。2003 年夏からは，東京都営バスの営業路線で運行 走行試験を行う予定。 ・ 2002 年 11 月，高圧水素形 FCV「トヨタ FCHV」（自社製スタック）が 限定販売を可能とする国内初めての国土交通省大臣認定を取得。 ・ 2002 年 12 月 2 日，世界で初めて，市販 FCV「トヨタ FCHV」を日米で 納入した。日本では，内閣官房，経済産業省，国土交通省，環境省の計 4 台をリース販売（120 万円／月）。米国では，カリフォルニア大学のアー バイン校とデービス校の計 2 台をリース販売（1 万ドル／月）。 ・ JHFC プロジェクトに参加し，2003 年 3 月から「トヨタ FCHV」で公道 走行実証試験を開始。 ・ 2003 年 7 月 ， 2005 年 の 愛 知 万 博 で ， 来 場 者 の 輸 送 手 段 と し て 「FCHV-BUS2」の改良型を導入すると発表。車両台数は 8 台程度で，瀬 戸会場と長久手会場の間を 6∼8 分程の間隔で運行させる計画。 ・ 2003 年 8 月，「トヨタ FCHV」を愛知県庁，名古屋市，東邦ガス，東京 ガス，新日本石油，岩谷産業へ各 1 台ずつリース販売。 出典：2002 年度までの JEVA 国内訪問インタビュー調査，2003 年度∼2006 年度の JARI 国内訪問イン タビュー調査，プレスリリース，新聞記事等を基に作成 −146− 表 3-5-5 わが国自動車メーカの FCV の開発状況（その 2） メーカ 商品化等 現在研究・開発中の FCV の状況 ・ 2003 年 8 月，東京都営バスの営業路線で「FCHV-BUS2」の運行を開始。 ・ 2003 年 10 月，東京モーターショーで FCV コンセプトカー「Fine-N」を 出展。 ・ 2003 年 12 月，「トヨタ FCHV」を国土交通省関東地方整備局に納入した。 パトロールカーとして使用される。 ・ 2004 年 4 月，自社製 35MPa の水素ボンベで高圧ガス保安協会（KHK） の認証を取得。 ・ 2005 年 1 月，自社製 70MPa の水素ボンベで高圧ガス保安協会（KHK） の認証を取得。 ・ 2005 年 2 月，日本国際博覧会（愛・地球博）における会場間移動用に 「FCHV-BUS」8 台，これに加えて，海外からの賓客が会場内を移動する 2002 年 トヨタ 際の先導車として FCHV2 台を提供。FCHV-BUS は会場間の走行距離は， リース販売 （続き） 4.4km，運行間隔は約 8 分間隔，1 時間当たり往復 800∼1,000 人の輸送 開始 能力。 ・ 2005 年 6 月，「トヨタ FCHV」の型式認証取得。自社製オールコンポジッ ト水素ボンベを搭載。 ・ 2005 年 10 月，「トヨタ FCHV」を大阪府にリース販売。 ・ 2005 年 10 月，東京モーターショーで FCV コンセプトカー4 輪駆動の 「Fine-X」を出展。 ・ 2006 年 3 月，「FCHV-BUS」1 台を知多乗合㈱に貸与し，同社の営業路 線で 1 日 1 往復営業運行する。期間は 3 月 9 日から 2 週間。 ・ 2006 年 7 月，中部国際空港内に設置されるセントレア水素ステーション の開設時期にあわせて営業運行エリアを拡大。知多乗合㈱に 1 台，ランプ バスとして中部スカイサポート(株)に 2 台貸与して，営業運行を開始した。 ・ 2000 年に高圧水素形 FCV 試作車「エクステラ FCV」を発表｡2001 年 4 月に CaFCP で公道走行試験を開始。 ・ 2001 年 7 月に Xcellsis から FC エンジンの提供を受けることで合意。 ・ 2001 年 11 月に Renault（ルノー）と FCV の共同開発を発表。FC スタッ クのみ共同開発を行い，その他の部分は独自に開発を行う。 ・ 2002 年 1 月に中期環境計画をまとめ，FCV については 2005 年までに市 販可能な技術開発を完了するとしている。燃料については，当面は水素の 高圧貯蔵方式での実用化を目指す。 ・ 2002 年 2 月，UTC Fuel Cells と自動車用 FC を共同開発することで合意。 ルノーもこの共同開発に参加。合意事項は 2 つ。UTC が日産に独自開発 した FC パワープラントを評価のために提供することと，FCV 用部品を 3 社で共同開発すること。 2004 年 ・ 2002 年 11 月，高圧水素形 FCV「X-TRAIL FCV」（UTC-FC 社製スタッ 日産 リース販売 ク）が国土交通省大臣認定を取得。 開始 ・ あわせて，当初 2005 年を目標としていた販売計画を前倒しし，2003 年中 に限定販売を行うことを発表。車両は「X-TRAIL FCV」をベースに改良 を加え，数台程度をリース方式で販売する予定。 ・ JHFC プロジェクトに参加し，2003 年 3 月から「X-TRAIL FCV」で公道 走行実証試験を開始。 ・ 市販予定の FCV の駆動系部品を Ballard から調達する。 ・ 2003 年 10 月，東京モーターショーで FCV コンセプトカー「EFFIS」を 出展。 ・ 2004 年 3 月，コスモ石油に「X-TRAIL FCV」1 台をリース販売（100 万 円/月）。 ・ 2004 年 4 月，神奈川県と横浜市に「X-TRAIL FCV」を 1 台ずつリース販 売。 出典：2002 年度までの JEVA 国内訪問インタビュー調査，2003 年度∼2006 年度の JARI 国内訪問イン タビュー調査，プレスリリース，新聞記事等を基に作成 −147− 表 3-5-6 わが国自動車メーカの FCV の開発状況（その 3） メーカ 商品化等 現在研究・開発中の FCV の状況 ・ 2005 年 2 月，自社製の燃料電池スタックと 70MPa 高圧水素容器を開発 したことを発表。高圧水素容器は，高圧ガス保安協会の認可も取得。 2004 年 ・ 2005 年 12 月，「X-TRAIL FCV」05 モデルの大臣認定取得。 日産 リース販売 ・ 2006 年 2 月，カナダバンクーバーにて，70MPa 水素ボンベ搭載 FCV に （続き） て走行試験を実施。 開始 ・ 2006 年 9 月，国際物流総合展 2006 に圧縮水素を燃料とした FC フォーク リフトを出展。カナダのジェネラルハイドロジェン社の PEFC を搭載。 ・ 2000 年 11 月から CaFCP において高圧水素形 FCV 試作車「FCX-V3」 （Ballard 製スタック搭載）の公道走行テストを開始。2001 年 2 月からは ホンダ製スタックを搭載した「FCX-V3」の公道走行テストを開始。2001 年 7 月には「FCX-V3」（Ballard 製スタック搭載）の国土交通省大臣認 定を取得し，栃木県を中心に公道走行テストを開始。 ・ 2001 年 7 月，米国加州の研究所敷地内に太陽光エネルギーから水素を発 生させる FCV 用水素製造・供給ステーションを設置し，実験稼動を開始。 実験には「FCX」シリーズが用いられた。 ・ 2001 年 9 月に高圧水素形 FCV 試作車「FCX-V4」を発表。2002 年 3 月 には，国土交通省大臣認定を取得し，公道走行試験を開始。35MPa 高圧 水素タンクでの公道試験は日本初。 ・ 2002 年 7 月，高圧水素形 FCV「Honda FCX」（Ballard 製スタック）が 米国環境保護庁（EPA）と加州大気資源局（CARB）から，FCV では世 界で初めてとなる販売認定を取得。また，DOE と EPA から発行された 「2003 年モデル自動車燃費ガイド」に，FCV として初めて記載された。 ・ 併せて，2003 年までに商品化を目標としていた計画を前倒しし，2002 年 末に日米で販売を開始すると発表。当初 2∼3 年で日米あわせて 30 台程度 の販売を計画している。 ・ 2002 年 11 月，「Honda FCX」の販売が可能になる国土交通省大臣認定 を取得。 ・ 2002 年 12 月 2 日，世界で初めて，市販 FCV「Honda FCX」を日米で納 2002 年 入した。日本では，内閣府に 1 台リース販売（80 万円／月）。米国では， ホンダ リース販売 ロサンゼルス市に 1 台リース販売（1 万ドル／月）。 開始 ・ JHFC プロジェクトに参加し，2003 年 3 月から「Honda FCX」で公道走 行実証試験を開始。 ・ 2003 年 7 月，経済産業省，環境省，岩谷産業に「Honda FCX」をリース 販売（80 万円／月）。 ・ 2003 年 9 月，「Honda FCX」をサンフランシスコ市に 2 台リース販売す ると発表。 ・ 2003 年 10 月，東京モーターショーで FCV コンセプトカー「KIWAMI」 を出展。 ・ 2003 年 10 月，氷点下 20℃での始動が可能な Honda 製燃料電池スタック を開発，FCX に搭載し公道試験を開始と発表。2005 年から日米でリース 販売を開始すると発表。従来型のバラード製 PEFC を 2004 年末までに中 止し，ホンダ製に切り替える予定。 ・ 2004 年 1 月，箱根駅伝に大会本部車として FCX を提供。 ・ 2004 年 4 月，氷点下での始動を可能にした「Honda FC STACK」搭載 「FCX」の屋久島でのテスト走行を開始と発表。鹿児島大学を中心とする 大学間共同研究チーム，屋久島電工株式会社の 3 者が展開する「屋久島ゼ ロエミッションプロジェクト」の一環。 ・ 2004 年 11 月，「Honda FC STACK」搭載「FCX」を 2 台販売すること をニューヨーク州政府と合意と発表。契約は 2 年間。 ・ 2004 年 12 月，「Honda FC STACK」搭載「FCX」の国土交通省大臣認 定を取得。 出典：2002 年度までの JEVA 国内訪問インタビュー調査，2003 年度∼2006 年度の JARI 国内訪問イン タビュー調査，プレスリリース，新聞記事等を基に作成 −148− 表 3-5-7 わが国自動車メーカの FCV の開発状況（その 4） メーカ 商品化等 現在研究・開発中の FCV の状況 ・ 2005 年 1 月，箱根駅伝に大会本部車として「Honda FC STACK」搭載 「FCX」を提供。 ・ 2005 年 1 月，「Honda FC STACK」搭載「FCX」を 1 台北海道庁に納車。 2002 年 ・ 2005 年 6 月，「FCX」の型式認証取得。 ホンダ リース販売 ・ 2005 年 6 月，「FCX」をアメリカの個人ユーザにリース販売。 （続き） ・ 2005年10月，東京モーターショーでコンセプトカー「FCX CONCEPT」 開始 を発表。 ・ 2006年9月，FCXコンセプトの走行を開始。また，2008年に日米でこのコ ンセプトをベースとした新型燃料電池車の限定販売を開始すると発表。 ・ 2001年10月にGMと燃料電池技術開発分野において，長期的に相互協力を することで合意。車両への燃料電池搭載技術の開発および将来の燃料電池 車の開発を目的とする。 ・ 2003年10月，GM製スタックを搭載した軽乗用車タイプの高圧水素形FCV 「WagonR」，「MR Wagon」を発表し，大臣認定を取得。 ・ 2003 年 10 月，東京モーターショーで FCV コンセプトカー「Mobile Terrace」を出展。 ・ JHFCプロジェクトに参加し，2004年1月から「WagonR」で公道走行実 証試験を開始。 スズキ 未定 ・ 2004年8月，700気圧圧縮水素貯蔵システムについて，日本国内で初めて 高圧ガス保安協会の認可を取得。 ・ 2004年12月，700気圧圧縮水素貯蔵システムを搭載した軽自動車の燃料電 池車「MRワゴン-FCV」をGMと共同開発し，国土交通大臣認定を取得。 ・ 2005 年 10 月，東京モーターショーでコンセプトカー「IONIS（イオニス）」 を出展。 ・ 2006 年 9 月，メタノール形燃料電池を搭載した電動車いす「MIO」を開 発し，国際福祉機器展に参考出品。 ・ 当初 2005 年頃の実用化（少量導入）を目指して，燃料入手性，フリート 走行実績から，導入が比較的容易なメタノール改質形の FCV を開発。（FC スタック，改質技術の開発は三菱重工が担当。車載システムに関しては 2 社で調整し，共同で開発） ・ 2001 年夏に三菱重工がメタノール改質形 FC スタックを開発，三菱自動 車製ワンボックス車の床下に搭載し走行に成功。固体高分子膜（DuPont 製）以外は全て自社製。 ・ DaimlerChrysler 社との提携を機に，同社の支援を受けて実用化を進める こととし，2001 年 10 月の東京モーターショーに，DaimlerChrysler 社の 燃料電池システムの搭載を予定した未来コンセプトカー「Space Liner」 三菱 未定 を出展。 ・ スタックは DaimlerChrysler 社，Ballard 社などによるアライアンスから 供給を受け，三菱自動車は二次電池やモータなどの周辺技術の開発を進め ている。 ・ 2003 年 9 月，DaimlerChrysler 社の FC システムを搭載した高圧水素形 FCV「MITSUBISHI FCV」を発表し，大臣認定を取得した。 ・ JHFC プロジェクトに参加し，2004 年 1 月から「MITSUBISHI FCV」 で公道走行実証試験を開始。 ・ 2004年1月，「MITSUBISHI FCV」が大阪国際女子マラソンの広報車と して走行。 出典：2002 年度までの JEVA 国内訪問インタビュー調査，2003 年度∼2006 年度の JARI 国内訪問イン タビュー調査，プレスリリース，新聞記事等を基に作成 −149− 表 3-5-8 わが国自動車メーカの FCV の開発状況（その 5） メーカ 商品化等 現在研究・開発中の FCV の状況 ・ 2001年 10月，東京モーターショーで高圧水素形FCV試作車「MOVE FCV-K-Ⅱ」を出展。軽乗用車で高圧水素タイプのFCVを試作したのは初 めて。FCスタックはトヨタ製を使用。 ・ 2003年1月，「MOVE FCV-K-Ⅱ」が軽自動車クラスのFCVで初めて大臣 2004 年 認定を取得。2月から公道走行試験を開始。 ダイハツ リース販売 ・ 2003年9月から，おおさかFCV推進会議に参加。FCVを推進するための各 開始 種イベントを実施。「MOVE FCV-K-Ⅱ」が2台参加している。 ・ 2004年6月，大阪府庁へ公用車として「MOVE FCV-K-Ⅱ」をリース販売 （20万円/月）。 ・ 2005年10月，東京モーターショーでコンセプトカー「Tanto FCHV」出展。 ・ 2000 年度から「サンバーEV」をベースにメタノール改質形 FCV を開発。 NEDO の PEFC プロジェクトのフェーズⅡの一環として実施。FC システ 富士重工 未定 ムを車載する場合の具体的な課題摘出を目的としたもの。2001 年度以降は これらの課題解決を目指した研究開発を行う。 ・ FCV の 開 発 に 1991 年 か ら 着 手 。 1998 年 か ら Ford を 通 じ て Ballard ， DaimlerChrysler等とのアライアンスへ参加。技術者がFordのチームに参 画。 ・ アライアンスで開発したFCシステムの供給を受ける。 ・ 2001年2月にアライアンス製のFCシステムを搭載したメタノール改質形 FCV「プレマシーFC-EV」を発表。国土交通省大臣認定を取得し，2月か マツダ 未定 ら7月まで日本での公道走行実験を行った。 ・ FCVの開発はアライアンスの枠組みの中で進めている。FCシステムは Ballard，FCVに必要なユニットの統合化・車両制御システムはFordが開 発を行っている。 ・ 水素吸蔵合金については現在も開発を継続。2000年11月には広島大学と 共同で，100℃以下の温度で6%の水素を吸放出させることに成功。 ・ 2005年9月より，DMFC搭載FC二輪車FC-me1台を静岡県にリース販売開 始。 2005 年 ヤマハ ・ 2005年10月，東京モーターショーにてFC-meを出展。DMFCスタックは リース販売 ジーエス・ユアサコーポレーション製。 発動機 開始 ・ 2006年10月，EVS22にて水素を燃料とした125ccクラスのFCハイブリッ ド型二輪車「FC-AQEL」を出展した。 出典：2002 年度までの JEVA 国内訪問インタビュー調査，2003 年度∼2006 年度の JARI 国内訪問イン タビュー調査，プレスリリース，新聞記事等を基に作成 −150− 国内メーカによる FCV の一覧を表 3-5-9，表 3-5-10 に示す。 表 3-5-9 国内メーカの燃料電池車一覧（その１） トヨタ 日産 発表年月 車両 燃料タイプ 補助電源 諸元（参照） 1996.10 1997.9 2001.3 2001.6 2001.6 2001.10 2002.9 2002.12 2003.10 2005.1 2005.6 2005.10 1999.5 2000.10 2002.12 FCEV FCEV FCHV-3 FCHV-4 FCHV-BUS1 FCHV-5 FCHV-BUS2 トヨタ FCHV Fine-N FCHV-BUS FCHV Fine-X ルネッサ FCV エクステラ FCV X-TRAIL FCV 水素吸蔵合金タンク メタノール水蒸気改質 水素吸蔵合金タンク 圧縮水素（25MPa） 圧縮水素（25MPa） クリーン炭化水素系 圧縮水素（35MPa） 圧縮水素（35MPa） 圧縮水素（70MPa） 圧縮水素（35MPa） 圧縮水素（35MPa） − メタノール改質 圧縮水素 圧縮水素 − − − − − − − − − 表 3-5-11 表 3-5-12 − − − − 2003.10 EFFIS 圧縮水素 鉛酸電池 ニッケル水素電池 ニッケル水素電池 ニッケル水素電池 ニッケル水素電池 ニッケル水素電池 ニッケル水素電池 ニッケル水素電池 リチウムイオン電池 ニッケル水素電池 ニッケル水素電池 − リチウムイオン電池 リチウムイオン電池 リチウムイオン電池 コンパクト リチウムイオン電池 コンパクト リチウムイオン電池 コンパクト リチウムイオン電池 2003.11 2005.12 1999.10 1999 2000.2 2001.1 2001.9 2002.11 ホンダ 2003.10 2003.10 2004.12 2005.6 2005.10 2006.9 注） X-TRAIL FCV 03 モデル X-TRAIL FCV 05 モデル FCX-V1 FCX-V2 FCX FCX-V3 FCX-V3 FCX-V4 Honda FCX Honda FC STACK 搭載 FCX KIWAMI Honda FC STACK 搭載 FCX Honda FC STACK 搭載 FCX FCX コンセプト FCX コンセプト （走行可能モデル） 圧縮水素（35MPa） 圧縮水素 （35MPa/70MPa） 水素吸蔵合金タンク メタノール オートサーマル改質 メタノール改質 圧縮水素（25MPa） 圧縮水素（25MPa） 圧縮水素（35MPa） 圧縮水素（35MPa） − − 表 3-5-13 − ニッケル水素電池 − ニッケル水素電池 ウルトラキャパシタ ウルトラキャパシタ ウルトラキャパシタ ウルトラキャパシタ − − − − − 圧縮水素（35MPa） ウルトラキャパシタ − − − − 圧縮水素（35MPa） ウルトラキャパシタ − 圧縮水素（35MPa） ウルトラキャパシタ 表 3-5-14 次世代水素タンク ウルトラキャパシタ − 圧縮水素（35MPa） リチウムイオン電池 表 3-5-15 ：2006 年度末現在までに大臣認定を取得した車両（X-TRAIL FCV 05 モデルは 35MPa で取得） ：2006 年度末現在までに型式認証を取得した車両 −151− 表 3-5-10 国内メーカの燃料電池車一覧（その２） マツダ 発表年月 車両 燃料タイプ 補助電源 諸元（参照） 1997.12 1999.10 デミオ FCEV デミオ FCEV PREMACY FC-EV MFCV スペース・ライナー MITSUBISHI FCV MOVE EV-FC MOVE FCV-K-Ⅱ Tanto FCHV MR ワゴン−FCV ワゴン R−FCV Mobile Terrace MR ワゴン−FCV IONIS サンバーFCEV 水素吸蔵合金タンク 水素吸蔵合金タンク ウルトラキャパシタ − − − メタノール改質 鉛酸電池（始動用） 表 3-5-16 メタノール改質 − 圧縮水素（35MPa） メタノール改質 圧縮水素 圧縮水素（35MPa） リチウムイオン電池 − ニッケル水素電池 ニッケル水素電池 ニッケル水素電池 ニッケル水素電池 − − 表 3-5-17 − 表 3-5-18 − 圧縮水素（34.5MPa） なし − − 圧縮水素（70MPa） − メタノール改質 − なし − − − 表 3-5-19 − − 2001.2 三菱 ダイハツ 1999.10 2001.10 2003.9 1999.10 2001.10 2005.10 2003.10 スズキ 富士重工 注） 2003.10 2004.12 2005.10 2000 ：2006 年度末現在までに大臣認定を取得した車両 −152− 表 3-5-11 外 TOYOTA・HINO FCHV-BUS （2005 年 1 月発表） 観 10.515×2.490×3.360 65 80 交流同期電動機 160（80×2） 520（260×2） 固体高分子形（トヨタ製） 180（90×2） 圧縮水素（35MPa） ニッケル水素電池 − 全長×全幅×全高（m） 乗車定員（人） 最高速度（km／h） 電動機種類 電動機最大出力（kW） 最大駆動トルク（Nm） 燃料電池 燃料電池出力（kW） 燃料 出力補助装置 価格 表 3-5-12 外 新型 TOYOTA FCHV （2005 年 6 月型式認証取得） 観 全長×全幅×全高（m） 車両重量（kg） 乗車定員（人） 最高速度（km／h） 航続距離（km） 電動機種類 電動機最大出力（kW） 最大トルク（Nm） 燃料電池 燃料電池出力（kW） 燃料 出力補助装置 価格 4.735×1.815×1.685 1,880 5 155 330（10・15 モード） 交流同期電動機 90 260 固体高分子形（トヨタ製） 90（最大） 圧縮水素（35MPa）（トヨタ製） ニッケル水素電池 105 万円／月（リース価格） −153− 表 3-5-13 Nissan X-TRAIL FCV 05 年モデル （2005 年 12 月発表） 外 観 全長×全幅×全高（m） 車両重量（kg） 乗車定員（人） 最高速度（km／h） 航続距離（km） 電動機種類 電動機最大出力（kW） 燃料電池 燃料電池出力（kW） 燃料 出力補助装置 4.485×1.770×1.745 1,790 5 150 370 以上（70MPa 高圧水素搭載時は 500km 以上） 減速機一体型同軸モータ 90 固体高分子形（日産製） 90 圧縮水素（35MPa/70MPa） コンパクトリチウムイオン電池 表 3-5-14 HONDA Honda FC STACK 搭載 FCX （2004 年 12 月発表，2005 年 6 月型式認証取得） 外 観 全長×全幅×全高（m） 乗車定員（人） 最高速度（km／h） 航続距離（km） 電動機種類 電動機最大出力（kW） 最大駆動トルク（Nm） 燃料電池 燃料電池出力（kW） 出力補助装置 燃料／貯蔵方式 容量（L） 4.165×1.760×1.645 4 150 430（LA モード） 交流同期電動機（Honda 製） 80（109PS） 272（27.7kg・m） 固体高分子膜型（Honda 製） 86 ウルトラキャパシタ（Honda 製） 高圧水素（35MPa） 156.6 −154− 表 3-5-15 HONDA FCX コンセプト（走行可能モデル）（2006 年 9 月発表） 外 観 全長×全幅×全高（m） 乗車定員（人） 最高速度（km／h） 航続距離（km） 電動機種類 電動機最大出力（kW） 最大駆動トルク（Nm） 燃料電池 燃料電池出力（kW） 出力補助装置 燃料／貯蔵方式 容量（L） 4.760×1.865×1.445 4 160 570（LA-4 モード） 交流同期電動機（Honda 製） 95（129PS） 256（26.1kg・m） 固体高分子膜型（Honda 製） 100kW リチウムイオンバッテリー 高圧水素タンク（35MPa） 171 表 3-5-16 MAZDA PREMACY FC-EV （2001 年 2 月発表） 外 観 全長×全幅×全高（m） 車両重量（kg） 乗車定員（人） 電動機種類 電動機最大出力（kW） 燃料電池 燃料 出力補助装置 価格 4.350×1.695×1.605 1,850 5 交流誘導電動機 65（88PS） 固体高分子形（Ballard 製） メタノール 鉛酸電池（始動時のみ） 試作車 −155− 表 3-5-17 MITSUBISHI FCV （2003 年 9 月発表） 外 観 ベース車両 全長×全幅×全高（m） 車両重量（kg） 乗車定員（人） 最高速度（km/h） 航続距離（km） 電動機種類 電動機最大出力（kW） 最大トルク（Nm） 燃料電池 燃料電池出力（kW） 燃料 水素タンク容量（L） 出力補助装置 グランディス 4.755×1.795×1.690 2,000 5 140 150 交流誘導モータ 65 210 固体高分子（Ballard 製） 68 圧縮水素（35MPa） 117 ニッケル水素電池 表 3-5-18 DAIHATSU MOVE FCV-K-Ⅱ （2001 年 10 月発表） 外 観 3.395×1.475×1.705 4 105 120 交流同期電動機 32 65 固体高分子形（トヨタ製） 30 圧縮水素（25MPa） ニッケル水素電池 試作車 全長×全幅×全高（m） 乗車定員（人） 最高速度（km／h） 航続距離（km） 電動機種類 電動機最大出力（kW） 最大駆動トルク（Nm） 燃料電池 燃料電池出力（kW） 燃料 出力補助装置 価格 −156− 表 3-5-19 SUZUKI MR ワゴン−FCV（2004 年 12 月発表） 外 観 MR ワゴン 3.395×1.475×1.590 4 110 200 GM との共同開発 圧縮水素（70MPa） PB13A 38 ベース車両 全長×全幅×全高（m） 乗車定員（人） 最高速度（km/h） 航続距離（km） 燃料電池 燃料 電動機型式 電動機最大出力（kW） −157− 3-5-3 今後の販売展開・商品化について 各自動車メーカによる FCV の今後の販売展開・商品化の計画について，国内訪問イン タビュー調査結果，プレスリリース等から，表 3-5-20 に整理する。 表 3-5-20 自動車メーカによる今後の FCV の販売展開・商品化の計画 ○トヨタ FCHV について（リース限定販売済み） ・ 2003 年に，政府関係，地方自治体，エネルギー関連企業へのリース販売を行っている。 ・ 2005 年に型式認証を取得。 ・ 限定導入の目的は，広く皆さんに FCHV を知って頂く事と合わせて，市場データによ り社内の評価方法を検証することである。様々な使用履歴の FCV を回収・解析し，社 内の評価結果と比較して耐久試験方法や評価基準を見直す。コンプレッサやポンプ等も 同様。大量生産にはこうした検証を経ることが必要である。 ・ 上記目的のため必要台数を出すが，普及の条件が整う前にそれ以上増やすのは費用対効 果的に意味が無い。それに要する資源は基礎研究や基礎開発に用いる方が効果的。普及 には商品性，インフラ整備，マーケットニーズの 3 条件が整うことが必要である。 トヨタ ・ 様々な技術課題をクリアしない限り，色々な車種に展開することはできない。公道走行 で得られたデータをフィードバックしながら技術のレベルアップを図っていくことが まず必要。 ○FCHV-BUS2 について ・ FCHV と同様に，技術課題をクリアしてから今後の販売展開について具体的に検討した い。 ・ インフラを考えると，全国規模の整備が必要な乗用車に比べ，フリートのバスの方が導 入しやすい。ただし，バスは耐久性の要求が厳しいので，技術レベル的には難しい。（乗 用車とバスの普及が）どちらが先になるかは，市場側が決めていくことになる。 ・ 一般の人々に水素や FCV を知ってもらうためには，バスの方が効果は大きい。 ○X-TRAIL FCV について（リース限定販売済み） ・ 2002 年 11 月に大臣認定を取得した X-TRAIL FCV に改良を加え，2004 年 3 月に限定 日産 リース販売を開始。 ○Honda FCX について（リース限定販売済み） ・ 今後 2∼3 年で，日米あわせて 30 台程度のリース限定販売を計画。（2002 年 12 月 3 日プレスリリース） ・ 日本では，官公庁や一般企業向けに販売する計画。（2002 年 12 月 3 日プレスリリース） ・ Honda 製内製スタックを搭載した FCX を 2005 年から日米でリース販売を開始。従来 型のバラード製 PEFC を 2004 年末までに中止し，ホンダ製に切り替え。 ホンダ ・ 2005 年に型式認証を取得。 ○FCX コンセプトについて ・ 2006 年 9 月，次世代の燃料電池車「FCX CONCEPT」の走行を公開。 ・ 2008 年には，日米でこのコンセプトをベースとした新型燃料電池車の限定販売を開始 と発表。 マツダ ・ マツダ車としての FCV の商品化については，現状では未定。 ・ FCV の普及時期については，早くて 2010∼2020 年頃と考えており，その時期に間に 合うように商品化を進める。具体的な時期は未定。 三菱 ・ 販売時に想定している車種は，50∼60kW の小型車クラスである。価格は HEV と同等 以下を目指す。 ・ 国内で初めて，70MPa 圧縮水素貯蔵システムを搭載した軽自動車の燃料電池車「MR ワゴン−FCV」を GM と共同開発し，12 月 1 日，国土交通大臣認定を取得した。2005 スズキ 年 1 月よりこの車両の公道試験を開始し，実用化に向けて開発を進めていく予定であ る。（2004 年 12 月 3 日プレスリリース） ・ 商品として販売できる時期は，現状ではわからない。技術の進展や他社の動向を見なが ダイハツ ら検討していく。 出典：2003 年度∼2006 年度の JARI 国内訪問インタビュー調査，2002 年度 JEVA 国内訪問インタビュー 調査，プレスリリース等を基に作成 −158− 3-6 定置用等の燃料電池の開発をめぐる状況 固体高分子形燃料電池はエネルギー効率，低騒音，環境適合性などの優れた特性から 車載以外の用途への開発も進展している（表 3-6-1）。定置用 FC については，常温に近 い作動温度で発電と給湯が可能（熱利用を含めた総合効率で 70％以上）なため，家庭用・ 業務用コージェネレーションとしての用途が有望視されており，内外のメーカが開発を 進めている。また，既存のエネルギーインフラの整備が遅れている開発途上国支援の新 たなツールとしても期待されている。 表 3-6-1 車載用以外の主な利用形態 需要分野 家庭用コージェネレーション 非常用電源 可搬型電源 モバイル用・携帯用電源 概 要 1∼3kW 程度。住宅などの自家用電源。 バックアップ用家電（屋内での使用） 工事用・レジャー用電源（エンジン発電機の代替） ノートパソコン，携帯電話用電源 3-6-1 家庭用，業務用 定置用 FC の実用導入時期は，低コスト化の目標値が内燃機関と競合する自動車ほど 厳しくないため，自動車用よりも早いとされ，商業化競争は既に始まっているともいわ れている。家庭用としては，すでに都市ガスが 2,500 万戸（カバー面積 5％），LPG が 2,800 万戸に普及しているため，これらの改質形 FC の研究・開発が行われ，商品化が 進められている。また，液体燃料として，灯油の改質技術の研究・開発も進められてい る状況にある。 平成 17 年度からは，初期市場創出段階における民間技術レベルおよび問題点を把握し， 今後の開発課題を抽出するため，定置用燃料電池大規模実証事業をスタートさせた。概 要を表 3-6-2 に示す。 平成 18 年 3 月，家庭用 FC の設置台数が 500 台を突破したことを記念して，設置者 に対してステッカーと記念の盾が贈られている。 −159− 表 3-6-2 定置用燃料電池大規模実証事業の概要 事業実施者 目的 助成 対象事業 助成事業 実施期間 助成対象 システム 申請者 助成額 導入台数 (財)新エネルギー財団（NEF）が NEDO からの助成金をうけて実施 定置用燃料電池システムを大規模に設置し，一般家庭等での実際の使用状 況における実測データを取得することにより，我が国の定置用燃料電池の 初期市場創出段階における技術レベル及び問題点を把握し，今後の燃料電 池技術開発の課題を抽出する。 1kW 級定置用燃料電池システムを大規模に設置し，一般家庭等での運転 データ等の実測データを 2 年間取得する事業。 平成 17 年度 第 1 期：平成 17 年 4 月 25 日∼平成 17 年 9 月 30 日 第 2 期：平成 17 年 10 月 12 日∼平成 18 年 2 月 28 日 平成 18 年度 平成 18 年 4 月 26 日∼平成 19 年 2 月 28 日 助成の対象となるシステムは，次の要件を満たすものとする。 ① 住宅等への設置に適したシステムで定格出力が１kW 級であるもの。 ② 未使用品であるもの。（中古品は対象外） ③ 助成事業実施期間中に次の④，⑤の要件に適合するシステムを 30 台以 上申請者に提供できるメーカのシステムであるもの。 ④ 自己認証において，次の要件に適合するもの。ただし，燃料種が LPG の場合は 2％の効率低下を容認する。 （a）定格運転時の発電効率が 30％以上（HHV）であること （b）定格運転時の総合効率が 65％以上（HHV）であること （c）50％負荷運転時発電効率が 27％以上（HHV）であること （d）50％負荷運転時総合効率が 54％以上（HHV）であること ⑤ システムの耐久性が 2 年以上であること 申請者は，募集期間にシステムを設置しようとする者であって，次の要件 を満たしている者。 ① 助成対象システムに燃料を供給するエネルギー供給事業者であること。 ② 助成事業実施期間に同一メーカからシステムを 5 台以上，合計 10 台以 上設置でき，一般家庭等での運転データ等の実測データを 2 年間取得で きること。 燃料電池システム設置 1 台当たり下記の額を上限とする。 平成 17 年度 ： 600 万円 平成 18 年度 ： 450 万円 平成 17 年度 第 1 期：175 基 第 2 期：305 基 平成 18 年度 ：777 基 3-6-2 ポータブル電源向け，モバイル向け 屋外などで使うポータブル電源向け燃料電池，数 W∼数十 W レベルの出力が必要な モバイル（携帯電子機器）向け燃料電池の開発も進んでいる。特にポータブル電源向け の燃料電池としては，荏原バラードは，2003 年 3 月，純水素を燃料とする PEFC「Nexa」 （100 万円），「Nexa」に制御装置，電力変換機，バッテリー等を組み込んだパッケー ジ機「FCBox」（250 万円）の販売を開始した。また，GS ユアサは，独立電源として， 設置が簡単でかつ安全で取り扱いが容易な可搬型の燃料電池システム「YFC−1000」を 開発したと発表している。モバイル向けとしては，三洋電機やカシオ，NEC，日立製作 所などにおいて PC 向けの DMFC の開発が活発化している。 −160− 3-7 燃料電池をめぐる国際連携の動き 3-7-1 燃料電池車に関する協力関係 燃料電池車の開発は基本的には各自動車メーカが独自に行っているが，近年，企業間 で国際連携を行う動きも活発である。以下に各社の資本提携関係等を整理する。 （1） 主要な自動車メーカの資本関係 提携解消 日本 日 産 × ィー 日 産 デ 三 菱 ふ そ う ゼ ル マ ツ ダ 三 菱 自 動 車 工 業 ト ヨ タ い す ゞ ダイハツ 日野 フ ド ー × × × 提携解消 提携解消 ォー ダ イ ム ラ 提携解消 Ｎ Ｕ Ｍ Ｍ Ｉ G M ・ ク ラ イ ス ラ ×提携解消 ー ト フ ー バ ゲ ン チ ン シェコダ ー ル ク ス ワ アウディ セアト ベントレー ロ ル ス ロ イ ス プ ジ ョー ア ポ ル シ ー フ ェ ブ ア イ リ ス バ ス ォ サ ッ オ ペ ル ィ ガ ラ ン ド ・ ロ ー ジ ー ク ア ス ト ン ・ マ ー ボ ル ボ * 乗 用 車 ー エ ボ バ ス ッ ボ ル ボ * ト ラ ャ ル ノ ー 欧州 本 田 ヤマハ発動機 × 提携解消 米国 富 士 重 工 業 ス ズ キ ・ シ ト ロ エ ン トラック部門を売却 韓国 サムスン・ ルノー 現 代 起 亜 大 宇 凡例 → ： 資本 図 3-7-1 自動車メーカの資本提携関係 出典：「NIKKEI MECHANICAL 別冊 21 世紀のクルマはこうなる part2」（2000 年 7 月 17 日）， 「燃料電池実用化戦略研究会報告書」（平成 13 年 1 月 22 日）を基に作成 −161− B M W （2） FC スタックメーカと自動車メーカとの関係 FC スタックメーカと自動車メーカとの関係を図 3-7-2 に示す。 a） Ballard グループ VW スタック供給 マツダ 出資 出資 Ford Ballard 出資 DaimlerChrysler 出資 現代 アライアンス b） UTC Fuel Cells グループ UTC Fuel Cells 出資 United Technologies Corporation スタック供給 （バス） スタック供給 現代 Fiat c） Nuvera FC グループ Nuvera FC スタック供給 （乗用車） スタック供給 （バス） Fiat MAN d） 自動車メーカ内製グループ Opel 出資， スタック供給 共同開発 ダイハツ 出資，スタック供給 ホンダ トヨタ GM 日野 出資，スタック供給 日産 出資，スタック供給 PSA スズキ 図 3-7-2 FC スタックメーカと自動車メーカとの関係 出典：燃料電池実用化戦略研究会報告書（平成 13 年 1 月 22 日）を基に作成 −162− （3） 石油メーカと自動車メーカの関係 石油メーカを中心とした技術提携・共同開発を図 3-7-3 に示す。 BP トヨタ GM Chevron Texaco ExxonMobil 共同技術開発 凡例 Shell ：技術提携 図 3-7-3 石油メーカと自動車メーカとの関係 出典：燃料電池実用化戦略研究会報告書（平成 13 年 1 月 22 日）を基に作成 −163− 3-7-2 主要企業の合併，事業分割等の経緯 図 3-7-4，図 3-7-5 に燃料電池関係企業の合併，事業分割の相関図を示す。 2007 年 3 月現在 燃 料 電 池 事 業 区 分 燃料電池関連ビジネスを手がける企業 合併や吸収で消滅した企業 資本・出資関係、合併 資本・出資関係の終了、独立 買収による吸収、グループ入り 資本関係によらない開発協力・提携 GE グル-プ Mechanical Technology GE / (GE Power Systems) Honeywell ELD MEA CST CBK カーボン ブラック DRT SYSTEM Southern California Gas GE MG が Plug Power に出資(1999) Plug Power SCG が PlugPower に出資(1999) MEA 高分子膜 MEA ANA Allied Signal Honeywell GE が Honeywell を買収 （2000） STY STG 電子材料 (1999) Johnson Matthey Honeywell STY STK CST JM が FC 部門を分社化、 JM FC を設立 (2002.4) Johnson Matthey Fuel Cells CST CBK ELD MEA MKT United Technologies Corp 合弁設立(2001.5) 合弁解散（2004.6） RFM FUL Hydrogen Source 東芝 グループ企業 UTC Fuel Cells (UTC Power) 東芝が出資を解消、 （2004.12） STK SYSTEM 合弁設立(2001.3) 合弁解消（2004.12） RFM FUL 東芝が 子会社化 東芝燃料電池システム (旧 東芝インターナショナルフュエルセルズ） Chevron Texaco FUL FUL Degussa が FC 部門を分割 dmc2 設立 (1999) 技術開発 提携 OM Group が dmc2 を 買収 (2001) 技術開発 FUL RFM 提携 OM Group GM Shell FUL RFM Quantum STG Hydrogenics ANA STY 技術開発 提携 BP Exxon Mobil 触媒 JM が触媒に特化、電子材料を Allied Signal に売却 (1999) GE Fuel Cell Systems Shell / Shell Hydrogen MKT マーケティング 管理運営 CST Anglo Platium 合弁設立 改質 技術 Johnson Matthey STY STK STY (1999) Anglo Platium が JM FC に 出資(2002) RFM FUL 分析 機器 STY STK STK スタック 燃料 FCEV 合併 GE Micro Generation 合弁で PlugPower 設立 (1997) 電極 ドライブ 燃料電池 定置型 車載 FCEV トレイン システム ストレージ 子会社 DTE Energy MBN ELD 触媒 技術開発 提携 技術開発 提携 技術開発提携 出資（2001.10） Giner STG 合弁設立 FCEV CSTCBK ELD MEA 出資 出資 燃料電池車 燃料電池車 開発協力 開発協力 Opel FCEV Giner Electrochemical Systems STG CST Degussa が スぺシャリ テケミカル に集中 (1999) dmc2 CSTCBK ELD MEA Unicore が OM Group を 買収 (2002) Degussa-Hüls Unicore CST CSTCBK ELD MEA スズキ FCEV Degussa-Hüls Unicore と Solvay が合弁を設立予定 (2008) Solvay Solvicore MEA 図 3-7-4 主要企業の資本関係（合併，合弁，事業分割の相関図）（その 1） −164− MBN 2007 年 3 月現在 Fuel Cell Alliance DaimlerChrysler Ford FCEV DaimlerBenz ・Ford が Ballard に 出資 （1997） FCEV DaimlerBenz ・Ford が Ballard に 出資 （1997） 合弁設立(1997) XCELLSiS (旧 DBB fuel cell engines) SYSTEM Ecostar Electric Drive Systems TEXTRON の カーボン部門 DRT Ballard が XCELLSiS と Ecostar を子会社化(2001) Ballard が TEXRON の カーボン部門を買収 Ballard Power Systems Ballard Power Systems AG (旧 XCELLSiS) SYSTEM Ballard が旧XCELLSiS を分離 DaimlerChrysler と Ford が 出資し合弁化(2005) Ecostar Electric Drive Systems NuCellSys 荏原製作所 合弁設立 STK (1998) 荏原 バラード MKT STY DRT SYSTEM EcoStar Electric を Siemens VDO Automotive に 売却(2006.12) E-TEK Arthur D Little CST CBK ELD DeNora が E-TEK を買収 (1993) DeNora が FC 部門を分割 DeNora Fuel Cells 設立 (1999) De Nora E-TEK ELD De Nora Fuel Cells RFM ADL が改質部門を分割 EPYX 設立 (1998) Epyx RFM STK 合併設立 Nuvera Fuel Cells CST CBK ELD バイオ DeNora が PEMEAS に出資 (2005.11) SGL Carbon CBK Celanese Siemens が Axiva の化学プラント 部門を買収(2000) Axiva Siemens MBN MEA Celanese が燃料電池部門を含む 化学部門をベンチャー化 (2000) MBN MEA STK Axiva (化学プラント部門) Celanese Venture PEMEAS E-TEK 化学工業 化学工業部門を分社化 Celanese 設立(1999) 合併、事業分割 ( 1999) Aventis STK RFM Hoechst から SGL Carbon が独立 (1993) Hoechst Rhône-Poulenc PEMEAS が DeNora の E-TEK 部門 を買収 (2005.11) (2000) MBN MEA Celanese が FC 部門を分離、 PEMEAS 設立(2004.4) Ecostar Electric Drive Systems CST CBK ELD Engelhard BASF が PEMEAS(E-Tek)を買収 （2006.12） BASF CST BASF が Engelhard を 買収（2006.6） CST CBK ELD MBN MEA 図 3-7-5 主要企業の資本関係（合併，合弁，事業分割の相関図）（その 2） −165− DRT 3-7-3 燃料電池に関する標準化に向けた取組み状況 燃料電池に関する国際標準については，ISO（国際標準化機構）および IEC（国際電 気標準会議）の場において議論がなされている（図 3-7-6）。 ISO と IEC の場では，燃料電池，燃料電池車（電気自動車の一部という扱い），水素 技術の観点から標準化活動が行われている。それぞれの審議体制を図 3-7-7 に示す。 ISO（国際標準化機構） IEC（国際電気標準会議） ↑ ↑ ↑ ↑ TC（専門委員会） TC（専門委員会） TC（専門委員会） TC（専門委員会） ↑ ↑ ↑ ↑ SC（分科委員会） WG（ﾜｰｷﾝｸﾞｸﾞﾙｰﾌﾟ） SC（分科委員会） WG（ﾜｰｷﾝｸﾞｸﾞﾙｰﾌﾟ） ↑ ↑ WG（ﾜｰｷﾝｸﾞｸﾞﾙｰﾌﾟ） WG（ﾜｰｷﾝｸﾞｸﾞﾙｰﾌﾟ） ・ ISO，IEC ともに非政府間機構で，WTO/TBT 協定で国際標準化機関として認められている。 ・ IEC は主に電気及び電子技術分野の標準化を，ISO はその他の分野を担当（協議して分担）。 ・ ISO と IEC とは，TC 等でジョイントを組んで調整を行うことがある。 ・ ISO/IEC ともに専門委員会（TC）の場で規格案が審議される。必要に応じて分科委員会（SC）やワー キンググループ（WG）が設置される。 ・ 規格案の審議はボトムアップ方式で実施され，WG での承認後，分科委員会，専門委員会の承認を経 て，最終的に ISO/IEC の規格となる。 ・ WG 等では新規作業項目として提案した国が幹事国となることが多い。 図 3-7-6 組織と企画策定手順 出典：燃料電池実用化戦略研究会報告書（平成 13 年 1 月 22 日） 【国際審議体制】 ISO（国際標準化機構） ISO/TC22（自動車） のうち/SC21 電気自動車 SC21幹事国：ドイツ IEC（国際電気標準会議） ISO/TC197 （水素技術） 幹事国：カナダ IEC/TC69 （電気自動車） 幹事国：スウェーデン IEC/TC105 （燃料電池技術） 幹事国：ドイツ 【国内審議体制】 日本工業標準調査会（JISC） いずれも積極参加（P）メンバー （国内審議体制） ISO/TC22のうち /SC21 (財)日本自動車研究所 （JARI）※ ISO/TC197 (財)エンジニアリング 振興協会 （ENAA） IEC/TC69 (財)日本自動車研究所 （JARI）※ IEC/TC105 (社)日本電機工業会 （JEMA） ENAA 水素エネルギー 技術標準化委員会 JARI※ 標準化委員会 JEMA 電気用品等規格・ 基準国際化 第105小委員会 （国内委員会） JARI※ 標準化委員会 JARI※ 標準化委員会 （燃料電池車関連） JARI※ 標準化委員会 （燃料電池車関連） ※平成14年度まではJEVAが実施主体であったが，平成15年7月1日のJARIとの統合化により，平成15年度以降の実施主体はJARIとなっている。 図 3-7-7 燃料電池の標準化に係る審議体制 −166− 3-8 燃料電池に関する法令・規制の状況 3-8-1 燃料電池に関する主な法令・規制 現在の燃料電池に関連した法令・規制には，燃料供給施設に関連した法令・規制，自 動車走行に関連した法令・規制，定置用燃料電池に関連した法令・規制がある。表 3-8-1 に主な法令・規制を整理する。 表 3-8-1 燃料電池に関連した主な法令・規制 法令等の名称 燃料電池車 車両 道路運送車両法 燃料タンク 高圧ガス保安法 燃料供給施設 高圧ガス保安法 水素 建築基準法 高圧ガス保安法 天然ガス ガス事業法 建築基準法 高圧ガス保安法 LPガス 建築基準法 毒物及び劇物取締法 メタノール 労働安全衛生法 消防法 定置用 電気事業法 電気 消防法 消防 東京都火災予防条例 高圧ガス保安法 天然ガス ガス事業法 液化石油ガス法 LPガス 建築基準法 建築 備考 燃料自動車全般 高圧水素タンク，液体水素タンク 貯蔵水素ガス 水素貯蔵量 貯蔵天然ガス ガス工作物としての天然ガス 天然ガス貯蔵量 貯蔵LPガス LPガス貯蔵量 劇物としてのメタノール 有害物質としてのメタノール 危険物としてのメタノール 定置用燃料電池全般 灯油の貯蔵量，離隔距離 燃料電池発電設備 高圧の定置用燃料電池 天然ガスの供給設備及び消費設備 LPガスの供給及び消費設備 灯油，LPガスの貯蔵量 3-8-2 燃料供給施設関連 （1） 水素設備に係る法規制注） 1） 水素の法的扱い 圧縮水素および液化水素は，高圧ガス保安法第 2 条に定められている「高圧ガス」 （常用の温度又は温度 35℃においてゲージ圧力が 1MPa 以上が対象）の扱いを受ける。 それぞれ， ・圧縮水素：可燃性ガス ・液化水素：液化ガス（可燃性ガスの極低温貯蔵は，液化ガスとして取り扱ってよい） の基準が適用される。 注） 平成 9 年度，10 年度の WE-NET 計画サブタスク 7 において詳しく検討されている。本項は基本的に 以下の報告書からの引用である。 水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（WE-NET）サブタスク 7 水素利用技術に関する調 査・検討（平成 11 年 3 月） −167− 2） ガス水素，液体水素の貯蔵・処理等の行為に係るガス施設関連法規 ガス水素，液体水素の貯蔵・処理等の行為は，表 3-8-2 に示すガス施設関連法規の 適用を受ける。貯蔵および消費に関しては，容積 300m3 以上の貯蔵を行っている場合 が対象となる。 表 3-8-2 ガス施設関連法規一覧 各種行為 ガス水素 貯槽貯蔵 及び 液体水素 の貯蔵 容器貯蔵 液体水素の移充填 圧縮水素の消費 関連法規 一般高圧ガス保安規則 第 22 条（貯槽により貯蔵する第 1 種貯蔵所＊1 に係る技術基準） 第 26 条（第 2 種貯蔵所＊2 に係る技術基準） 一般高圧ガス保安規則 第 23 条（容器により貯蔵する場合の技術基準） 一般高圧ガス保安規則 第 6 条（定置型製造設備に係わる技術上の基準） 高圧ガス保安法 第 24 条の 2（消費） 第 1 種貯蔵所：都道府県知事の許可を受けて設置する貯蔵所 第 2 種貯蔵所：都道府県知事に届け出て設置する貯蔵所 出典：水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（WE-NET）サブタスク 7 調査・検討（平成 11 年 3 月） ＊1 ＊2 水素利用技術に関する 3） 貯蔵・貯槽容器に関する規制 水素の貯蔵量には，建築基準法によって制限が設けられている。同法では，圧縮水 素は可燃性ガスに分類され，貯蔵量は準工業地域で 350Nm3 まで，商業地域で 70Nm3 までと制限されていた（表 3-8-3）。しかし，2005 年 4 月にとりまとめられた「燃料 電池の実用化に向けた包括的な規制の再点検の実施結果について」注）によると，圧縮 水素の貯蔵量については，可燃性ガスではなく，圧縮ガスの数量制限が適用されるこ とを通知したとされ，また，制限数量を超えるものについては，建築基準法第 48 条の 規定に関する許可制度の活用により建築を求めることが可能であり，今後，水素スタ ンドの安全に関わる技術基準の策定を受けた後，技術的助言として通知を行う予定で ある旨が示された。これにより CNG スタンドと同様に表 3-8-3 に示す見直し前の圧 縮水素の規制量の 10 倍までの処理・貯蔵が認められることになると考えられる。なお， 液体水素は液化ガスとしての規制を受けることになる。 注） 「燃料電池の実用化に向けた包括的規制の再点検の実施結果について」は 3-8-5 節参照。 −168− 表 3-8-3 見直し前の建築基準法における水素の処理・貯蔵の規制量 第一種・第二 種低層住居 専用地域 第一種・第二 種中高層住 居専用地域， 近隣商業地 第一種・第二 域，商業地域 種住居地域， 準住居地域 常時貯蔵する場合 0 35 70 製造所等で処理する場合 0 1,000 2,000 常時貯蔵する場合 0 3.5 7 製造所等で処理する場合 0 100 200 出典：第 1 回燃料電池実用化戦略研究会資料（平成 11 年 12 月 24 日）を基に作成 圧縮水素 （Nm3） 液体水素 （トン） 準工業地域 工業地域，工 業専用地域， 用途地域の 指定なし 350 10,000 35 1,000 無制限 無制限 無制限 無制限 4） 施設の建設地域および敷地に関する法規制 水素供給施設の建設地域は建築基準法により規制されている。建築基準法では，自 動車に充填するための水素供給施設は「圧縮ガスの製造を営む工場」に該当し，その 建築可能な用途地域は原則として工業地域および工業専用地域に限定されていた。 2005 年 3 月，燃料電池または内燃機関の燃料として自動車に充填するための圧縮水素 の製造であって，安全上および防火上支障がないものとして国土交通大臣が定める基 準に適合する製造設備を用いて行われる場合には，第一種住居地域，第二種住居地域， 準住居地域，近隣商業地域，商業地域および準工業地域における圧縮水素の製造に係 る用途規制を適用しないこととなった。 これにより，住宅地や商業地における水素供 給施設の建設が可能となる。 また，高圧ガス保安法により，水素供給施設における貯蔵設備または処理設備から 保安物件までの距離（m）も規制されている。貯蔵能力（圧縮水素は m3，液化水素は kg）または処理能力に対応して，隣接施設に対して表 3-8-4 に示す距離を確保する必 要があった。ここで第一種保安物件とは，学校（校庭も含む），患者 20 名以上の収容 施設を有する病院（庭も含む），定員 300 人以上の劇場・映画館・図書館等，1 日平 均乗降者 20,000 人以上の駅の母屋およびプラットホーム，百貨店・マーケット・ホテ ル等で不特定多数のものを収容する 1,000m2 以上のものである。第二種保安物件とは， 第一種保安物件以外の建築物で住居の用に供するものである。本規制は，2005 年 3 月，CNG スタンド並みの保安距離に見直され，火気取扱施設より 4m，敷地境界より 6m に緩和された。高圧ガス製造設備における規制内容と緩和後のイメージを図 3-8-1 に示す。 −169− 表 3-8-4 見直し前の保安物件に対する水素貯蔵・処理設備の施設距離 第一種保安物件からの距離（m） 第二種保安物件からの距離（m） 貯蔵または処理能力：x（m3 または kg/日） 0≦x＜10000 10000≦x＜52500 52500≦x＜990000 3 x + 10000 30 12 2 = 16.97 25 2 x + 10000 30 8 2 = 11.31 25 出典：水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（WE-NET）サブタスク 7 調査・検討（平成 11 年 3 月） 水素利用技術に関する 高圧ガス設備 （圧縮機、蓄圧器、等） Ｈ２ 火気取扱施設 ８ｍ １１．３ｍ １７ｍ 第2種保安物件(民家等) 第1種保安物件 (学校、病院等) Ｈ２ 火気取扱施設 ６ｍ ４ｍ 敷地境界 （障壁の設置により６ｍ未満可） 出典：石油産業活性化センター資料 図 3-8-1 高圧ガス製造設備における規制内容と緩和後のイメージ さらに，消防法により規制されていたガソリンスタンドとの併設についても 2005 年 3 月に消防法における危険物の規制に関する政令の一部および規則の一部が改正さ れ，燃料電池自動車に水素を充填する設備を設ける給油取扱所に係る位置，構造およ び設備の技術上の基準を新設し，水素供給スタンドをガソリンスタンドに併設するこ とが可能となった。 −170− 5） 従来の輸送機関用各種供給スタンドに関する法規制 CNG，LPG，LNG スタンド，およびガソリンスタンドは，それぞれ以下の法規に より施設の立地に関する規制を受けている。 表 3-8-5 輸送機関用各種供給インフラに関する法規制 スタンド CNG スタンド LPG スタンド LNG スタンド ガソリンスタンド 法規制 一般高圧ガス保安規則の「圧縮天然ガススタンドに係わる技術上の 基準」 液化石油ガス保安規則の「液化石油ガススタンドに係る技術上の基 準」 一般高圧ガス保安規則 消防法の「給油取扱所」 注 1） LNG，LPG を充填する場合は高圧ガスの製造に該当し，1 日あたりの処理量（100m3／日以上 と未満）によって，第一種製造設備と第二種製造設備に分類される。これら設備は，許可と届け 出の違いはあるが，立地条件での違いはない。CNG スタンドは別基準がある。 注 2）CNG，LPG，LNG スタンドを給油所と隣接して建設する場合，消防法の規制を受ける。 また，建築基準法によって都市計画法が定める用途地域ごとに，各種燃料の貯蔵の 数量に関する規制がある。これにより CNG の畜ガス器や，LPG のタンク，ガソリン スタンドのタンクの大きさが表 3-8-6 に示すように規制されている。CNG については， 平成 9 年までは水素と同じ可燃性ガスの扱いを受け，表中の数値の 10 分の 1 の貯蔵 しか認められていなかったが，圧縮ガスの扱いに変更され，表中の数値までが貯蔵で きることになった。これによる貯蔵数量の増加により過剰設備を持つことなく CNG 自動車への充填時間の短縮等が可能となった。 表 3-8-6 建築基準法による各種燃料の処理・貯蔵の規制数量 第一種・第二種 低層住居専用 地域 CNG（Nm3） LNG（トン） LPG（トン） ガソリン（L） 注）（ 第一種・第二種 中高層住居専 用地域，第一 種・第二種住居 地域，準住居地 域 近隣商業地域， 商業地域 準工業地域 350 3.5 3.5 500 (50,000) 700 7 7 1,000 (50,000) 3,500 35 35 5,000 (50,000) 0 0 0 0 （0） 工業地域， 工業専用地域， 用途地域の指 定なし 無制限 無制限 無制限 無制限 ）は地下貯蔵槽についての特例 参考として，各種燃料の供給スタンドにおける運営に必要な法的資格者を表 3-8-7 に示す。 −171− 表 3-8-7 燃料種別 ガソリンスタンド （SS） 法 令 消防法 電気 電気事業法 天然ガス 高圧ガス 保安法 LP ガス 高圧ガス 保安法 燃料供給施設運営に必要な法的資格者 資 格 以下のいずれかの免状の交付と 6 ヶ月以上の実務経験を有する者 甲種危険物取扱者免状 乙種危険物取扱者免状（第 4 類） 契約電力 50kW 未満の場合，資格者不要 契約電力 50kW 以上の場合，電気主任技術者（外部委託可能） 以下のいずれかの免状の交付と 6 ヶ月以上の実務経験を有する者 甲種機械高圧ガス製造保安責任者免状 甲種化学高圧ガス製造保安責任者免状 乙種機械高圧ガス製造保安責任者免状 乙種化学高圧ガス製造保安責任者免状 特別丙種化学高圧ガス製造保安責任者免状（天然ガス指定） 以下のいずれかの免状の交付と 6 ヶ月以上の実務経験を有する者 甲種機械高圧ガス製造保安責任者免状 甲種化学高圧ガス製造保安責任者免状 乙種機械高圧ガス製造保安責任者免状 乙種化学高圧ガス製造保安責任者免状 特別丙種化学高圧ガス製造保安責任者免状（液化石油ガス指定） 液化石油ガス丙種化学高圧ガス製造保安責任者免状 6） インフラストラクチャ（水素供給ステーション）に係る法規制への対応 水素供給ステーションの設置にあたり，水素に関する法規制の中でもっとも支障が あると考えられるのは，表 3-8-3 に示した建築基準法によって規制を受ける圧縮水素 の貯蔵量である。2005 年 3 月の規制緩和により，圧縮水素が可燃性ガスから圧縮ガス の扱いへ緩和され，商業地域などでは 700 Nm3 程度の貯蔵量になる見込みであるが， 700 Nm3 では FCV20∼30 台への水素供給が限界であり，まだ不十分である。一般的 な水素供給ステーションの貯蔵量としては，その 4∼5 倍にあたる 2,800∼3,500 Nm3 程度が必要と考えられる。さもなければ，水素を圧縮水素として貯蔵することは断念 して，液体水素もしくは水素吸蔵合金貯蔵に頼らざるを得ないことになる。水素は他 の燃料に比べガス体積あたりの発熱量が低い（メタンの 1／3 弱，プロパンの 1／8） ことから，水素供給ステーションにおける水素貯蔵量に関しては，新たな基準が必要 と考えられる。 −172− （2） メタノール設備に係る法規制 メタノール 100％の燃料の取扱いにあたっては，メタノールは毒物および劇物取締法 において劇物に指定されているため，メタノールスタンドには毒劇物取扱責任者の配置 が義務づけられる（表 3-8-8，表 3-8-9）。 また，販売する場合の都道府県知事への登録，譲渡に関する各種手続きが定められて いる。 表 3-8-8 メタノールの保安法令上の取扱い 法 令 消防法 毒物及び 劇物取締法 取扱の概要 ・甲種，乙種危険物取扱者（ガソリンと同じ） ・専用タンクは地下タンクに設置するなど，技術上の基準の特例を満たす必要有り。 ・毒劇物取扱責任者 ・毒物および劇物を販売する場合は，知事への「劇物一般販売業」の登録が必要。 ・譲渡手続き：毒物劇物を販売する場合は，購入者から名称，数量等の資料を受け取 り，販売の日から 5 年間保存する義務あり。 注）M85 の場合は，消防法によって危険物に指定されているが，毒物及び劇物取締法の対象ではない。 表 3-8-9 メタノール燃料供給施設運営に必要な法的資格者 燃料種別 メタノール （M85） 法 令 消防法 メタノール （M100） 消防法 毒物及び 劇物取締法 資 格 以下のいずれかの免状の交付と 6 ヶ月以上の実務経験を有する者 ・甲種危険物取扱者免状 ・乙種危険物取扱者免状（第 4 類） 同上 以下のいずれかの資格を持つ者 ・薬剤師 ・応用化学に関する学科を修了した者 ・毒物劇物取扱者試験に合格した者（以下のいずれか） ・一般毒物劇物取扱者試験 ・特定品目毒物劇物取扱者試験 ・内燃機関用メタノールのみの取り扱いに係る特定品目毒物劇 物取扱者試験 −173− 3-8-3 自動車走行関連 （1） 道路運送車両法 道路運送車両法は公道を走行する車両に対する法律であり，道路運送車両に関する登 録制度，保安基準，検査制度，整備事業等について規定している。省令として「道路運 送車両の保安基準」「自動車型式指定規則」がある。 道路運送車両法によると，公道を走行する自動車は 1 台ごとに車両検査を受けること が原則であるが，量産車の場合は型式指定を受ければ，新規登録時の車検が免除される。 改造車，試作車，組立車などについては，1 台ごとの車検が必要となる。 （2） FCV の位置づけ 平成 17 年 3 月 31 日に道路運送車両の保安基準の改正が行われるまでは，FCV が公 道走行する場合，国土交通大臣の認定が必要であったが，基準の整備が行われたことに より，FCV も一般車両と同様に型式認証が取得できるようになった。 これを受けて，2005 年 6 月 17 日付けで，トヨタ「トヨタ FCHV」およびホンダ「FCX」 が型式認証を取得した。 （3） 大臣認定制度注） 改造車，試作車，組立車としての検査については，同じ構造の車両であっても 1 台ご とに検査を受ける必要がある。例えば，水素に関する技術基準がない状況下では，安全 性・公害防止性を検査のたびに議論し判断する必要があった。FCV の普及のためには， 検査の効率化が必要であり，そのためには FCV についての技術基準を定める必要があ る。しかしながら，定めようとする技術基準の妥当性を判断するには一定量の実走行デー タが必要になる。 このように，新技術を搭載した車が現在のガソリン車のような一般的な車に移行する 過程（その車に関する技術基準を定める過程）の措置として，いわゆる「大臣認定制度」 がある。これは，以下に示す道路運送車両の保安基準第 56 条の第 4 項に基づくもので ある。 表 3-8-10 道路運送車両法における大臣認定の規定 道路運送車両の保安基準第 56 条第 4 項 国土交通大臣が構造又は装置について本章に定める基準の改善に資するた め必要があると認定した試作自動車又は試験自動車でその運行のため必要な保 安上又は公害防止上の制限を付したものについては，当該構造又は装置に係わ る本章の規定は，適用しない。 水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（WE-NET）サブタスク 7 査・検討（平成 11 年 3 月） 注） −174− 水素利用技術に関する調 2001 年 2 月 8 日，マツダのプレマシーFC-EV，DaimlerChrysler の Necar5 が燃料 電池車（2 台ともメタノール改質形 FCV）として日本で初めて大臣認定を国土交通省か ら受けた。その後，公道走行試験を行い，FCV の基準整備に向けて，技術的検証，安全 性の実証を行うと共に，一般的な使用条件における低公害車としての排ガス性能等の追 跡調査を行った。2001 年 6 月には，トヨタが FCHV-4 で，高圧水素形 FCV としては日 本で初めてとなる大臣認定を受け，公道走行試験を行った。さらにホンダも，2001 年 7 月に FCX-V3 で，2002 年 3 月には FCX-V4 で大臣認定を受け，公道走行試験を行って いる。2002 年度になって，限定的にリース販売されるトヨタ FCHV，Honda FCX が 11 月に大臣認定を取得し，その後，JHFC プロジェクトに参加する日産，スズキ，三菱 自動車工業，DaimlerChrysler，GM の各車両も取得している。また，ダイハツの MOVE FCV-K-Ⅱも軽自動車の FCV としては初めて大臣認定を取得した。 2004 年 12 月には，スズキが日本で初めて 70MPa 圧縮水素貯蔵システムを搭載した 軽自動車燃料電池車「MR ワゴン−FCV」を GM と共同開発し，大臣認定を取得した。 また，同じく 2004 年 12 月に，ホンダが氷点下での始動を可能とした次世代型燃料電池 スタック「Honda FC STACK」を搭載した「FCX」の国土交通大臣の認定を取得して いる。 表 3-8-11 大臣認定を取得した FCV 車名 プレマシーFC-EV NECAR5 FCHV-4 FCX-V3 FCX-V4 FCHV-BUS2 トヨタ FCHV Honda FCX X-TRAIL FCV MOVE FCV-K-Ⅱ F-Cell HydroGen 3 ワゴン R-FCV MR ワゴン-FCV MITSUBISHI FCV X-TRAIL FCV FCX（Honda FC STACK 搭載） MR ワゴン-FCV FCHV-BUS X-TRAIL FCV 燃料 メタノール メタノール 高圧水素 高圧水素 高圧水素 高圧水素 高圧水素 高圧水素 高圧水素 高圧水素 高圧水素 液体水素 高圧水素 高圧水素 メーカ マツダ DaimlerChrysler トヨタ ホンダ ホンダ トヨタ/日野 トヨタ ホンダ 日産 ダイハツ DaimlerChrysler GM スズキ スズキ 大臣認定取得日 2001 年 2 月 8 日 同上 2001 年 6 月 2001 年 7 月 2002 年 3 月 2002 年 9 月 2002 年 11 月 同上 2002 年 11 月 2003 年 1 月 2003 年 3 月 同上 2003 年 10 月 同上 高圧水素 三菱自動車 同上 高圧水素 日産 2003 年 11 月 高圧水素 ホンダ 2004 年 12 月 スズキ 同上 トヨタ/日野 日産 2005 年 2 月 2005 年 12 月 高圧水素 （70MPa） 高圧水素 高圧水素 −175− 大臣認定制度の下で取得された種々のデータに基づいて，国土交通省が「安全上およ び公害防止上，特段の問題がないことが確認できた」と判断し，必要な法規制（当該自 動車の保安基準等）の追加・改正等が行われた段階で，当該自動車の大臣認定制度によ る扱いは終了し，一般の自動車と同様の扱いを受けることになる。つまり，自動車メー カが既存車と同様に技術基準等に基づいてその自動車を製造し，不特定多数の一般利用 者がその自動車を購入できるようになる。2005 年 3 月 31 日，道路運送車両法が改正・ 公布され，保安基準に適合した燃料電池車であるトヨタ FCHV とホンダの FCX は 2005 年 6 月に型式認証を取得している。 なお，CNG 自動車の場合は，表 3-8-12 に示すように平成 4 年までは都市ガス事業者 のみによる利用であったため，改造車として受験・登録していたが，将来の普及拡大を 目指して平成 5 年 2 月から大臣認定制度による登録に移行した。大臣認定における「運 行のために必要な保安上又は公害防止上の制限」の具体的内容は，（社）日本ガス協会 が作成した自主技術基準が使用された。CNG 自動車の大臣認定扱いが解除されたのは， 扱い開始から 2 年 11 ヶ月後の平成 7 年 12 月であった。この間に，大臣認定により登録 された CNG 自動車は 488 台であった。 表 3-8-12 CNG 車の大臣認定の経緯 ∼平成 4 年 平成 5 年 2 月 車両認定 改造車として受験・登録を行う 大臣認定制度による登録 平成 7 年 12 月 大臣認定扱いの解除 備考 「運行のために必要な保安上又は公害 防止上の制限」は日本ガス協会が作成 した自主技術基準を使用。 大臣認定取扱時の登録車は 488 台。 （4） 車載水素容器 車載水素容器としては，現在，高圧タンク，吸蔵合金タンク，液体水素タンクの 3 種 類があり得るが，高圧タンクと液体水素タンクについては高圧ガス保安法の対象（35℃ においてゲージ圧力が 1MPa 以上）となり，同法およびその関連法規（主として容器保 安規則と容器保安規則関係基準）による規制を受ける。容器保安規則には，容器の種類 （継目なし容器，溶接容器），試験・検査方法，刻印，表示，ガスの充填の方法，再検 査などについて定められている。 こうした高圧ガス容器に対する保安基準は，主として工業用ガスの小口配送に使用す る容器を想定したものであり，自動車用燃料容器としては不都合や不便が生じることも ある。CNG 用車載容器の場合，そうした不都合の解消のため，①容器を取り外した上 での定期的検査の免除，②軽量材料を使ったコンポジット容器の使用許可，などの規制 緩和が行われて，CNG 自動車の普及促進に寄与している。ただしこれは自動車用 CNG 容器に限った規制緩和であり，自動車用高圧ガス一般を対象にしているものではないの で，水素容器については改めて規制緩和のための検討・働きかけを行う必要がある。 −176− 3-8-4 定置用燃料電池関連 定置用 FC の導入に関連する規制としては，電気事業法および消防法がある。これら に関しては，相当の規制緩和が行われてきている。（表 3-8-13）。 表 3-8-13 定置用 FC に関連する法令・規制の緩和 法令・規制 電気事業法 消防法 項目 見直し前 ①固体高分子形燃料電池設備は現状事業 用電気工作物扱いとなるため，下記の 保安規程と電気主任技術者に係る義務 等が発生。 ・事業用電気工作物であるため，保安規 程の制定，届出，遵守。 ・事業用電気工作物であるため，電気主 任技術者の選任，届出。 ②固体高分子形燃料電池設備は，火力発 電所なみに，窒素ガスで置換（窒素パー ジ）できる構造であり，設備を停止す るための窒素ボンベを常備することが 義務づけられている。 ①定置用燃料電池設備は，小型の家庭用 であっても設置届出が必要。 見直し後 ある一定の要件を満たすものを一般用電 気工作物に位置づけ，左記義務を不要と した。（2005 年 3 月公布・施行） 2004 年 3 月より一定の要件を満たす事業 用電気工作物について，2005 年 3 月より 一定の要件を満たす一般用電気工作物に ついて，不活性ガスパージを不要とした。 家庭で用いられると想定される出力で あって，その使用に際し異常が発生した 場合に安全を確保するための措置を講じ たものについては，設置届出を要しない こととした。（2005 年 3 月通知） 家庭で用いられると想定される出力で あって，その使用に際し異常が発生した 場合に安全を確保するための措置を講じ たものについては，保有距離を要しない こととした。（2005 年 10 月施行） ②定置用燃料電池設備は，小型の家庭用 であっても建築物からの相当の遠隔距 離（基本的には建物から 3m 以上。た だし，消防長または消防署長が火災予 防上支障がないと認める場合はこの限 りではない。）をとることが必要。 ③定置用燃料電池設備は，小型の家庭用 PEFC，PAFC または MCFC であって火 であっても逆火防止装置の設置が必 を使用するものについては，逆火防止装 要。 置を要しないこととした。（2005 年 10 月施行） −177− 3-8-5 燃料電池関連の規制改革に向けた取組み 燃料電池の実用化に関して，小泉総理大臣は，2002 年 4 月 26 日の閣僚懇談会におい て，FCV を政府として率先導入することを表明した。また，関係閣僚に対して，率先導 入に必要となる措置を 2002 年中に講じるとともに，初期段階の普及をにらみ，2005 年 を目処に，安全性の確保を前提としつつ，包括的な規制の再点検を進めるよう指示を行っ た。 上記の指示を受け，2002 年 5 月，安全性の確保を前提とした燃料電池に係る包括的な 規制の再点検等について，関係省庁の厳密な連携を図るため，内閣官房に，内閣府およ び関係省庁の局長等で構成される「燃料電池実用化に関する関係省庁連絡会議（以下， 連絡会議）」が設置された。また，連絡会議に併せて設置された，内閣府および関係省 庁の課長等で構成される連絡会議幹事会（以下，幹事会）において，事業者団体からの 規制再点検に係る要望項目毎の官民の役割分担の明確化，規制再点検の手順・スケジュー ルの明確化について，精力的な検討を行った。 以上の検討を踏まえ，連絡会議は 2002 年 10 月に「燃料電池の実用化に向けた包括的 な規制の再点検の実施について」注１）をとりまとめた。ここでは，「Ⅰ．燃料電池自動 車の試験的市販に支障のないように，遅くとも 2002 年末までに実施すべき事項」，「Ⅱ． 2002 年末の試験的市販には支障ないが，商用レベルの燃料電池の初期導入が想定される 2004 年度末までに実施すべき事項」の 2 つの段階に分けて再点検の道筋をとりまとめて いる。ただし，Ⅰについては，既に試験的な導入に支障はないとの結論を得ている。 連絡会議は，Ⅱの段階として，FCV の導入および走行関連（道路運送車両法，道路法， 高圧ガス保安法，消防法），水素供給設備の整備等関連（高圧ガス保安法，建築基準法， 道路法，消防法），家庭用燃料電池の導入関連（電気事業法，消防法）の各規制項目に ついて，具体的な検討を着実に進めていくことが必要であるとしている。 このような規制改革に向けた取組みが行われている中，2002 年 12 月に，総合規制改 革会議（総理大臣の諮問会議）は，「規制改革の推進に関する第 2 次答申」注２）を行っ た。この中では，燃料電池関連分野の規制改革について 20 項目の検討事項を挙げてお り，2005 年頃に予想される初期段階の実用化，普及に向けて，「先行的に規制を改革」 することが必要であるとしている。 その後，関係省庁において燃料電池の規制の再点検が実施され，法令の改正等必要な 対応が行われた。連絡会議は 2005 年 4 月に「燃料電池の実用化に向けた包括的な規制 の再点検の実施結果について」注３）をとりまとめた。表 3-8-14∼表 3-8-16 に燃料電池の 注１） 燃料電池実用化に関する関係省庁連絡会議決定「燃料電池の実用化に向けた包括的な規制の再点検 の実施について」（2002 年 10 月 25 日） 注２） 総合規制改革会議「規制改革の推進に関する第 2 次答申−経済活性化のために重点的に推進すべき 規制改革−」（2002 年 12 月） 注３） 燃料電池実用化に関する関係省庁連絡会議決定「燃料電池の実用化に向けた包括的な規制の再点検の 実施結果について」（2005 年 4 月 28 日） −178− 実用化に関連する規制の検討結果を示す。 −179− 表 3-8-14 燃料電池の実用化に関連する規制の検討状況（その 1） No. 項 目 所管官庁 関連する事業者 スケジュール 2002年度 2004年度 2003年度 2005年度 道路運送車両法 1 完了 2002.10施行 ①届け出内容の明確化，手続きの明確化・ 簡素化②燃料電池車の第三者譲渡 国土交通省 道路法 2 3 完了 ①水底トンネル通行範囲の明確化②大臣認 定を受けた燃料電池自動車の通行の可否 該当法令なし − 完了 地下駐車場への侵入の可否 高圧ガス保安法 4 完了 外国から日本に持ち込む際に，車体から燃 料容器を取り外さないでの検査 経済産業省 高圧ガス保安法 −180− 5 完了 移動式水素供給設備に係る保安統括者等に 係る敷地所有者側での選任・常駐の要否 道路法 6 燃料電池車の水底トンネル等で通行制限さ れる積載水素量の緩和 国土交通省 高圧ガス保安法 7 水素高圧容器の例示基準の作成 経済産業省 完了 NEDO委託， JARI主体で実施， JRCM， 自工会協力 2004.6 技術的実証項 目を検討 高圧ガス保安法 8 2004.3施行 水素燃料容器用バルブの耐圧試験圧力の 見直し 技術的実証項 目を検討 2003.12パブリックコメント終了 2004.6 水素燃料用複合容器の高圧化・容量拡大の ための例示基準作成 経済産業省 高圧ガス保安法 10 ①高圧容器の再検査周期を車検周期と合わ せ②車載状態での検査の可能化 規制当局による見直し 事業者による実験データ取得， 例示基準案を作成 高圧ガス保安法 9 2005.3施行 NEDO委託， JARI主体で実施， JRCM， 自工会協力 技術的実証項 目を検討 事業者による実験データ取得， 例示基準案を作成 規制当局による見直し 2004.6 技術的実証項 目を検討 事業者による実験データ取得 出典：第 12 回燃料電池実用化戦略研究会資料，燃料電池実用化に関する関係省庁連絡会議の決定を基に情報を追加 2005.3施行 2005.3施行 規制当局による見直し 表 3-8-15 燃料電池の実用化に関連する規制の検討状況（その 2） No. 項 目 所管官庁 道路運送車両法 11 国土交通省 燃料電池車の型式認証制度の整備 消防法 12 燃料電池車が地下駐車場を利用する場合の 消火設備の検討 総務省 関連する事業者 スケジュール 2002年度 2003年度 官民によるデータの取得，規制 当局による見直し 2003.12 日本消防設備安全 センター主体， NEDO，自工会， JARI協力 規制当局による見直し 官民によるデータ取得 2004.6 技術的実証項 目の検討 NEDO委託， PEC主体で実施 水素供給スタンドの保安統括者等の選任・常 駐義務の見直し −181− 経済産業省 技術的実証項 目の検討 2004.6 水素供給スタンドの付臭剤以外の漏れ検知 装置の採用 技術的実証項 目の検討 2005.3施行 規制当局による見直し 事業者による実験データ取得 高圧ガス保安法 2005.3施行 規制当局による見直し 事業者による実験データ取得 2004.6 高圧ガス保安法 15 2005.3通知 高圧ガス保安法 水素供給スタンド設置に関する保安距離 2005年度 2005.3施行 交通安全研究所主 体，NEDO，自工会， JARI協力 13 14 2004年度 2005.3施行 規制当局による見直し 事業者による実験データ取得 高圧ガス保安法 16 完了 移動式水素供給設備から車両への充てん可 能場所の要件の明確化 高圧ガス保安法 17 NEDO委託， 日本産業ガス協会 主体で実施 移動式充てん設備の繊維強化プラスチック の複合容器の例示基準作成 液化ガス輸送容器の充てん率の上限の見直 し 高圧ガス保安法 19 水素供給スタンドの検査周期の延長 技術的実証項 目の検討 事業者による実験データ取得， 例示基準を作成 経済産業省 NEDO委託， PEC主体で実施 NEDO委託， PEC主体で実施 技術的実証項 目の検討 事業者による実験データ取得 出典：第 12 回燃料電池実用化戦略研究会資料，燃料電池実用化に関する関係省庁連絡会議の決定を基に情報を追加 2005.3施行 規制当局による見直し 事業者による実験データ取得 2004.6 技術的実証項 目の検討 2005.3施行 規制当局による見直し 2004.6 高圧ガス保安法 18 2004.6 2005.3施行 規制当局による見直し 表 3-8-16 燃料電池の実用化に関連する規制の検討状況（その 3） No. 項 目 所管官庁 関連する事業者 スケジュール 2002年度 2003年度 20 水素供給スタンドの工業地域，工業専用地 域以外の建設可能化 2005.3施行 国土交通省 他法令の技術基準策定と合わ せ，規制当局による見直し 2004.3 用途地域毎の水素貯蔵量の見直し 国土技術研究セン ター主体， NEDO，自工会， JARI協力 道路法 22 トレーラーの水底トンネル等の通行制限で① 指定トンネルの削減②搭載水素制限量の増 加 消防法 23 水素スタンドのガソリンスタンドとの併設可能 化 総務省 −182− 電気事業法 24 保安規定届出，電気主任技術者の選任の不 要化 経済産業省 電気事業法 25 経済産業省 不活性ガスによる可燃性ガスの置換不要化 実験データの取得 日本電気協会主 体， NEDO，JEMA，ガス 協会協力 日本電気協会主 体， NEDO，JEMA，ガス 協会協力 実験データの取得，規制当局に よる見直し 2005.3施行 技術的実証項 目の検討 事業者による実験データの取 得，規制当局による見直し 2004.3施行（事業用のみ） 技術的実証項 目の検討 2004.2.27パブリックコメント終了 2005.3施行（一般用も追加） 規制当局による見直し 家庭用燃料電池の危険要因抽 安全確保に必要な技術基準の検討・措置 出 2005.3通知 家庭用燃料電池の消防長への設置届け出 の不要化 家庭用燃料電池の建築物からの離隔距離 の縮小化 規制当局による見直し 2005.3通知 消防法 27 2005.3施行 2005.4施行 危険物保安技術協 会主体， NEDO，PEC協力 消防法 26 2005年度 他法令の技術基準策定と合わ せ，規制当局による見直し NEDO委託， PEC主体で実施 建築基準法 21 2004年度 2005.3施行 建築基準法 総務省 危険物保安技術協 会委託（2003年度） 家庭用燃料電池の危険要因抽 安全確保に必要な技術基準の検討・措置 出 消防法 28 逆火防止装置の不要化 2005.10施行 家庭用燃料電池の危険要因抽 安全確保に必要な技術基準の検討・措置 出 出典：第 12 回燃料電池実用化戦略研究会資料，燃料電池実用化に関する関係省庁連絡会議の決定を基に情報を追加 3-9 世界のエネルギー情勢 （1） 石油 2005 年末の世界の原油確認埋蔵量は約 1 兆 2,926 億バレル，可採年数は 49 年となっ ている（図 3-9-1）。可採年数はここ 20 年以上にわたって 30 年を上回っている。今後， 石油消費量が増えても，石油探査や採掘技術が進歩し，新規油田の発見や従来油田から の回収率の向上が予想されるため，可採年数は，当分の間，現状並で推移するとする見 方が強い。 また，図 3-9-2 に示すように，原油として採掘できなくなったとしても石油資源はま だ地球上には存在するとの検討結果も出されている。しかし，こういった資源を活用す る場合には，その純度や採掘・精製技術の難しさなどから，コストが大幅に増加すると 予想される。 図 3-9-1 原油の確認埋蔵量と可採年数（2005 年末現在） 出典：石油連盟「今日の石油産業データ集」 Oil and Gas Journal 誌（2005 年末号） −183− 図 3-9-2 石油資源の究極可採埋蔵量 出典：石油連盟「今日の石油産業データ集」 アメリカ DOE では，石油需要の増加と供給可能な石油生産量を 3 つのパターンで示 している（図 3-9-3）。それによると，石油需要の増加率が 3％で推移した場合が最も早 く，2030 年に供給可能な石油生産量がピークに達するとしている。最も遅いケースであ る石油需要増加率が 1％の場合でも 2050 年にはピークに達するとしている。 図 3-9-3 供給可能な石油生産量の年次推移予測 出典：DOE/EIA HP における公表資料「Long Term World Oil Supply」注）より 注） DOE/EIA HP 内の公表資料 URL:http://tonto.eia.doe.gov/FTPROOT/features/longterm.pdf#search='EIA%20PEAK%20Range %20USGS' −184− アメリカ DOE の EIA（Energy Information Administration）では，世界の原油価格 の将来見通しとして，図 3-9-4 のように 3 つのケースを推計している注１）。これらのケー スは，主に OPEC 諸国からの原油生産量の異なる見通しに基づいている。AEO2007 で の短期の推計値は，AEO2006 に比べて約＄9 高めとなっているが，長期的にはあまり変 化していない（基本ケースの場合）。 図 3-9-4 長期原油価格見通し 出典：DOE／EIA「Annual Energy Outlook2007」2007.2 石油情報センターHP の「世界の石油事情」注２）では，最近の原油価格の動向につい て，以下のような分析を行っている（図 3-9-5）。 2003 年から 06 年の動き 03 年のイラク戦争後は，不安定なイラク情勢，米国のガソリン需給の逼迫，中国 をはじめとしたアジアの需要増，OPEC の生産余力の低下等が影響して，04 年 3 月に 30 ドルを超え，05 年 3 月で 45.8 ドル，8 月には 56.6 ドルの高値となりまし た。その後，米国のハリケーン被害に対する IEA（国際エネルギー機関）加盟国の 石油備蓄の協調放出などもあり，11 月には 51.4 ドルまで下がりましたが，06 年 1 月には 58.4 ドルとなり，再び上昇基調に転じています。 今後の原油価格 米国の精製能力不足に起因する製品供給不安，中国・インドの需要拡大，また， 供給面では OPEC の供給余力の減少が予想されます。また，産油国のイラン，イラ ク問題や中東和平の行方もからみ，今後も 50∼60 ドルという高値止まりも予測さ れます。 注１） 注２） DOE／EIA「Annual Energy Outlook2007（AEO2007）」2007.2 ＜http://oil-info.ieej.or.jp/cgi-bin/topframemake.cgi?ParaSession=OW2＞ −185− 図 3-9-5 原油価格の推移 出典：（財）日本エネルギー経済研究所 石油情報センターHP （2） 天然ガス 天然ガスは石油が出る場所には必ず存在するが，石油がない場所でも産出されるため， 中東以外にも広く分布している（図 3-9-6）。2005 年 12 月現在で約 180 兆立方メート ルが確認埋蔵量とされている。これは現在の消費量の約 65 年分に相当する寿命である。 さらに新しいガス田が次々に発見され，将来の埋蔵量は現在の 3 倍程度が予測されて いる。また，採掘と輸送コストに見合う価格になれば，これまで試掘されていなかった シベリアや極地での開発が進み，埋蔵量の加算が考えられる。また，数百メートルから 1,000 メートルほどの海底にメタンが水の分子と結合したメタンハイドレートというも のがある。これは現在の天然ガスの確認埋蔵量の 1.6∼12 倍もの埋蔵量があるともいわ れている。 −186− 図 3-9-6 天然ガスの確認埋蔵量（2005 年 12 月現在 単位：兆 m3） 出典：日本ガス協会 HP （3） まとめ 以上のように石油，天然ガスについては，当分の間は安定的に供給されるとする見方 があるが，時期については不確定要素が大きいものの，資源の枯渇は時間の問題である といえる。また，資源の枯渇問題よりも CO2 排出による地球環境問題の方がより身近な 問題として化石燃料の利用の制約となりうる可能性が高いと指摘する意見もある。 したがって，いずれにせよ，資源の制約や環境保全のために，省エネルギーを進めつ つ，新たなエネルギー供給源を探し，石油などの化石燃料依存からの脱却を進めていく 必要がある。 −187− −188− 4．燃料電池車に関する技術開発等の動向 本章では，燃料電池に関する技術開発動向や課題，燃料問題等について，海外・国内 でのインタビュー調査や既存の文献等をもとに整理する。 4-1 燃料電池関連技術の研究開発動向と課題 4-1-1 「燃料電池実用化戦略研究会」による技術課題の整理 2001 年 8 月に開催された平成 13 年度の「燃料電池実用化戦略研究会」において「固 体高分子形燃料電池／水素エネルギー利用技術開発戦略」が示され，この中で現状の技 術水準と課題，目標水準が提示された。以下，表 4-1-1∼表 4-1-3 にこの内容を要約する。 −189− 表 4-1-1 燃料電池スタック，改質器の技術課題 現 状 電解質膜 ﾊﾟｰﾌﾙｵﾛ系ｲｵﾝ交換膜 イオン伝導率： 0.1∼0.2S/cm 膜厚：20∼50μm 温度サイクル耐性（-40 ∼80℃）：50回 主な課題 機械強度向上 目標値 自動車用５千時間 定置用 ４万時間 温度サイクル耐性 （常温∼使用温度） 向上 自動車用3∼6万回 定置用 4千回 耐熱性：約80℃ 耐熱性向上 120∼150℃ 価格：5∼15万円/㎡ 低コスト化 3∼5千円/㎡ 湿度管理の容易化 低加湿，無加湿 ﾌｯ素化合物の処理 白金担持量の低減 0.2∼0.4g/kW 電極触媒 白金担持量： 2∼4g/kW CO被毒耐性：10ppm CO被毒耐性向上 10∼50ppm （電解質膜に同じ） 耐久性向上 価格：4∼8千円／kW 低コスト化 400∼800円/kW 低コスト化 500円/㎡ ガス拡散 ｶｰﾎﾞﾝﾍﾟｰﾊﾟｰ 価格：数千円/㎡ 基材 作業性向上 低コスト化 ＭＥＡ技 ﾎｯﾄﾌﾟﾚｽ法 − 信頼性向上 術 廃棄物処理対応 白金回収 ｾﾊﾟﾚ-ﾀ- ｶｰﾎﾞﾝｸﾞﾗﾌｧｲﾄ 2 伝導度：2X10 S/cm 3 密度：2g/cm 厚さ：1∼5mm 薄型化 1mm以下 高強度化 耐腐食性向上 接触抵抗低減 価格：4千∼数万円/枚 低コスト化 100∼200円/枚 化 高効率化 ｽﾀｯｸ技術 − − 耐久性向上 信頼性向上 改質器 耐久性向上 ［自動車用］ メタノール ・試作車あり ・改質効率80%以上 ・容量40∼150L/台 液体炭化水素系燃料 ・研究室ﾚﾍﾞﾙ ・基礎的課題多い ・2001年秋試作車発表 予定 耐久性向上 ［定置用］ ・天然ガ ス・ LP ガ ス等 の改質はりん酸形燃料 電池の技術と基本的に 共通 耐久性向上 小型・軽量化 高効率化 小型・軽量化 高効率化 始動性・負荷応答 性向上 低コスト化 燃料柔軟性 起動性・負荷応答 性向上 低コスト化 燃料柔軟性 5千時間以上かつ 起動停止： 3∼6万回/10年 30L/台以下 83%程度（LHV） [定格の25％出力時] 応答は数秒以内 主な技術開発の方向性 ・既存膜（ﾊﾟｰﾌﾙｵﾛ系）の改良 ・補強膜の開発 ・新規膜材料の開発(非ﾊﾟｰﾌﾙｵﾛ系 等) ・ﾌﾟﾛﾄﾝ伝導機構／劣化機構の解明 ・量産化技術の開発 ・廃棄処分対応 役割分担 産官 産 産学官 産学官 産官 産 目標時期 短期 短期 中期 短期 短期 中期 ・白金担持量低減技術の開発 ・新規触媒の開発(白金代替） ・耐CO被毒性ｱﾉｰﾄﾞ触媒の開発 ・高活性ｶｿｰﾄﾞ触媒の開発 ・劣化機構解明 ・量産化生産技術の開発 ・基材形態の改良 産学官 産学官 産 産学官 産学官 産 産 短期 中期 短期 中期 短期 短期 短期 ・MEA内現象の解析 ・MEAの新しい製造技術開発 ・リサイクル技術の開発 産学官 産 産 短期 短期 中期 ・新規材料の開発 ・金属ｾﾊﾟﾚｰﾀｰの被覆技術の開発 ・樹脂系ｾﾊﾟﾚｰﾀの量産化技術開発 ・溝形状等の成形加工技術の開発 産学官 産官 産 産 中期 短期 短期 短期 ・加湿方法，冷却，ガス配流等の管 理技術の開発 ・シール材・シール構造の開発 ・劣化診断技術の確立 ・ｸﾘｰﾝｶﾞｿﾘﾝ、GTL向け改質器の開 発 ・新規触媒の開発 ・ｵｰﾄｻｰﾏﾙ改質器の開発 ・燃料成分，汚染物質が各種触媒に 与える影響の分析 産 短期 産 産学官 産 産学官 産 学官 短期 短期 短期 中期 短期 短期 ・多様な燃料に対応した改質器の開 発（天然ｶﾞｽから灯油まで） ・新規触媒の開発 ・高効率熱交換技術の開発 ・分離膜型CO除去器の開発 ・燃料成分，汚染物質が各種触媒に 与える影響の分析 産 短期 産学官 産 産 学官 中期 短期 短期 短期 1,000円/kW以下 4万時間以上 10∼30L/kW 87％程度（HHV） [定格時] 5∼30分 2万円/kW以下 出典：燃料電池実用化戦略研究会「固体高分子形燃料電池／水素エネルギー利用技術開発戦略」 （2001 年 8 月 8 日）を基に作成 −190− 表 4-1-2 水素燃料貯蔵･製造等に関する技術課題 圧縮水素方式 液体水素方式 水素吸蔵合金 水 素 貯 蔵 技 術 水 素 製 造 技 術 液 体 燃 料 精 製 ・ 製 造 現状 主な課題 25MPa 商 用 化 ， 35MPa 実 高圧化 用化 海 外 で ｽ ﾃ ｰ ｼ ｮ ﾝ 貯 蔵 ／ 軽量化 低ｺｽﾄ化 FCEV走行試験中 安全性の確保 蒸発率：2∼5%／日 断熱性能向上 (ﾎﾞｲﾙｵﾌｶﾞｽ低減) 海外で液体水素ﾀﾝｸ自動 低温脆化対策 車の実走行中 吸蔵量：1∼3wt% 貯蔵密度向上 ｻｲｸﾙ寿命：100ｻｲｸﾙ 耐久性向上 満充填1時間以上 目標値 ∼70MPa 10wt% 車載用1%/日以下 定置用0.1%/日以下 4K∼ 室温域 貯蔵速度向上 被毒耐性向上 小型・軽量化 低ｺｽﾄ化 水素放出温度の低減 主な技術開発の方向性 ･耐圧容器の開発 ･周辺機器の開発 ･新素材の開発 役割分担 産官 産官 産学官 目標時期 短期 短期 中期 ･断熱容器・断熱材料開発 ･耐低温溶接技術開発 産学官 産学官 短期 短期 産官 産学官 短期 中期 ･触媒・ｼｽﾃﾑの開発 産学 短期 ･吸蔵・放出ﾒｶﾆｽﾞﾑの解明 ･計測法の確立 ･合成技術の開発 ･大量生産技術の開発 学官 学官 産学官 産官 短期 短期 中期 中期 革新的水素貯蔵技術の開発 産学官 長期 ･精製等ｼｽﾃﾑの最適化 産官 短期 ･高性能高分子膜の開発 ･触媒の開発 ･ｾﾙの大面積化，積層化 産官 産学官 産 短期 短期 短期 ･気体燃料ｼｽﾃﾑの最適化 ･液体燃料システムの開発 産 産官 短期 短期 ･圧縮機・液化機の改良・開発 産官 短期 5.5wt%以上 ･熱交換技術の最適化 5,000 ｻ ｲ ｸ ﾙ で 低 下 10% ･新規材料の開発 以内 満充填5分以内 (5.5wt%) 水素貯蔵化学物質 水素含有率：7∼10wt% ｼｽﾃﾑとして達成 再水素化施設への回収 反応速度・ 反応制御性向上 必要 反応温度低減 ｼｽﾃﾑ化 吸蔵量：数∼20wt% 貯蔵密度向上 5.5wt%以上 炭素材料 ｶｰﾎﾞﾝﾅﾉﾁｭｰﾌﾞ 精製技術確立 再現性乏しい 低ｺｽﾄ化 ｸﾞﾗﾌｧｲﾄ 水素吸蔵法の開発 新規材料 − 貯蔵密度・利便性の − 飛躍的向上 回収率向上 90%以上 副生水素利用 ｺｰｸｽ炉ｶﾞｽ 低コスト化 水素回収率：60% 変換効率： 高性能化 90%以上 固体高分子形 水電解 90%程度（1A/c㎡） （2∼3A/c㎡） 耐久性向上 10年程度 ｾﾙ面積：0.25㎡ ｽｹｰﾙｱｯﾌﾟ ｾﾙ面積：0.6∼1.0㎡ 低ｺｽﾄ化 気体燃料の改質精製効 高効率化 70%以上 気体燃料・ 率：55∼70% 液体燃料改質 液体燃料は本格的な開 低ｺｽﾄ化 建設費50%減 発に至っていない 信頼性向上 ﾊﾟｲﾌﾟﾗｲﾝに 低ｺｽﾄ化 − 輸送関連技術 莫大な費用 高効率化 圧縮・液化過程の 損失大 水素の安全に係る 検討項目 安全性向上 − 技術 ･ﾀﾝｸ衝撃試験 精度向上 ･ｶﾞｽ漏洩拡散 信頼性向上 ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ等 ｸﾘｰﾝ･ｶﾞｿﾘﾝ 硫黄分等の除去 ･開発段階 − 低ｺｽﾄ化 ｴﾈﾙｷﾞｰ消費の低減 製造ﾌﾟﾛｾｽの高効率 5∼10%程度向上 ･海外に製造ﾌﾟﾗﾝﾄ ＧＴＬ 特定留分の成分選択 (Gas to Liquid) ･効率60∼65% 率向上 低ｺｽﾄ化 製造の技術的な観点 − ﾒﾀﾉｰﾙ ･全量輸入 では特段問題なし* ･海外では商用化 ･製造効率：60∼65% 65∼70% ･ﾃﾞｨｰｾﾞﾙ燃料代替及び 高効率化 ＤＭＥ LPｶﾞｽ代替として開発中 低ｺｽﾄ化 (ｼﾞﾒﾁﾙｴｰﾃﾙ） ･水素漏洩や爆燃に係るｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ 産学官 ﾓﾃﾞﾙの開発 ･安全なﾀﾝｸ，ｾﾙｽﾀｯｸ，ｼｽﾃﾑの開 産学官 発 産官 ･製造ﾌﾟﾛｾｽの改良･開発 短期 ･製造･精製ﾌﾟﾛｾｽの改良・開発 ･大規模ﾌﾟﾗﾝﾄ技術の確立 産学官 産 中期 中期 − − − ･触媒・ｼｽﾃﾑの開発 ･大規模ﾌﾟﾗﾝﾄ技術の確立 産学官 産 短期 短期 短期 短期 （注）*：メタノールは，現在バイオマス資源からの液体燃料製造技術開発の主要な生成物として技術開発に取り組まれているところである。 出典：燃料電池実用化戦略研究会「固体高分子形燃料電池／水素エネルギー利用技術開発戦略」 （2001 年 8 月 8 日）を基に作成 −191− 表 4-1-3 項目 実用化と普及の タイムスケジュール 燃料電池スタック 普 及 時期 に お け る 目 標 自動車用 燃料 電池 改質器 システム全体 車両効率 3) 水素貯蔵 （2010 年以降 極力早期） 実用化と普及の タイムスケジュール 燃料電池スタック 普 及 時期 に お け る 目 標 定置用燃 料電池 改質器 システム全体 システム全体の 経済性目標 FC システムの普及・性能･コスト目標 目 標 【実用化時期目標】2003∼2004 年 【普及時期目標】2010 年以降 ・発電効率：65％以上（LHV），55％以上（HHV） 【定格の 25％出力時】1) ・出力密度：1.3kW／L 以上 ・耐久性：5,000 時間以上（バス等 1∼2 万時間）， 起動停止 3∼6 万回／10 年 ・コスト：4,000 円／kW 以下 ・体積：30L／台以下 ・改質効率：83％程度（LHV），92％程度（HHV） 【定格の 25％出力時】2) ・コスト：1,000 円／kW 以下 ・コスト：5,000 円／kW 以下（改質器その他周辺機器含む） ・水素搭載形：60％程度（LHV），51％程度（HHV） ・ガソリン車上改質形：48％程度（LHV），45％程度（HHV） ・乗用車において，航続距離 500kｍ以上走行可能な水準を 目標とし，そのために必要な水素 5kg を貯蔵しうる重量･ 体積が普通自動車のガソリンタンクと同等程度である貯 蔵方法を目標に開発を行う。 【実用化時期目標】2003∼2004 年 【普及時期目標】2010 年以降 ・発電効率：55％以上【定格時】 ・コスト：80,000 円／kW 以下 ・改質効率： 87％程度（HHV）【定格時】２） ・コスト：20,000 円／kW 以下 ・発電効率：40％以上（HHV，受電端）【定格時】 ・総合効率：80％以上（HHV） ・体積：150L／kW 以下 ・耐久性：40,000 時間以上 4) ・家庭用システム価格：30 万円／台以下 ・業務用システム価格：15 万円／kW 以下 ・ランニングコスト：効率向上により削減される燃料費（累 積）で追加的なシステムコストを概ね 3~5 年以内に回収で きるようなランニングコストとなること 出典：燃料電池実用化戦略研究会「固体高分子形燃料電池／水素エネルギー利用技術開発戦略」 2001 年 8 月 8 日 1) 2) 3) 4) （原注）燃料は水素とし，カソード極には空気を送るものとした場合の値。 （改質効率）=［（改質器から出力された水素の熱量）−（燃料電池から改質器に戻す水素の熱量）］ ／（改質器に入力された燃料の熱量）。 効率値はガソリンを燃料として算出。 水素搭載形およびガソリン車上改質形の場合の車両効率（tank to wheel）をそれぞれ示す。 なお，車両効率は，燃料電池と車上搭載蓄電池（2 次電池）との組合せ（ハイブリッド）による効率向 上を考慮し達成される目標とする。 1 日 12 時間運転で 10 年間（約 3650 日）のトータル運転時間は 43,800 時間となり，10 年以上の寿命 に相当する。 −192− 4-1-2 NEDO による燃料電池・水素技術開発ロードマップ NEDO では，2020 年頃までを視野に入れ，今後取り組むべき技術課題およびその実 現期待時期を整理した「技術ロードマップ」を作成した。この「技術ロードマップ」は， 産官学からなる「燃料電池･水素技術開発ロードマップ委員会」（委員長：山梨大学大学 院渡辺政廣教授）を設置し，検討を行ったもので，やや緩やかな形で技術課題と実現期 待時期をまとめたものである。 NEDO では，このロードマップを NEDO が実施する燃料電池・水素技術開発の方向 付けの基礎として位置づけるとともに，広範な産業・学術分野の関係者にとっても各々 の立場から燃料電池の本格実用化に向けた研究･技術開発を戦略的に推進する下地とし て活用され，さらに今後参入する部品企業等の企業戦略の参考となる等，この分野にお ける裾野の拡大の一助となることを期待するとしている。 なお，燃料電池・水素技術分野を巡る状況は刻一刻変化しているとの認識から見直し が行われ，平成 18 年 6 月には燃料電池・水素技術開発ロードマップ Ver.2 が作成され た。図 4-1-1∼図 4-1-4 に関連分野のロードマップを示す。 図 4-1-1 PEFC（自動車用）技術ロードマップ（再掲） 出典：「2006 燃料電池・水素技術開発ロードマップ」NEDO −193− 図 4-1-2 PEFC（定置用）技術ロードマップ 出典：「2006 燃料電池・水素技術開発ロードマップ」NEDO 図 4-1-3 水素製造技術開発ロードマップ 出典：「2006 燃料電池・水素技術開発ロードマップ」NEDO −194− 図 4-1-4 水素貯蔵技術開発ロードマップ 出典：「2006 燃料電池・水素技術開発ロードマップ」NEDO −195− 4-1-3 燃料電池システムの概要 図 4-1-5 に一般的な燃料電池システムの構成を示す。システムは，電池スタックなど から構成される電池本体システム，燃料を改質し，供給量や加湿量などを制御する燃料 供給システム，空気供給量を制御する空気供給システム，電池温度を一定に保つための 熱管理システム，電池反応で生成される水の排出およびシステムでの再利用を行う水処 理システム，未利用燃料処理，インバータ，コンバータ等の直流・交流電力変換システ ム，排熱回収などから構成されている。全体は制御プログラムによってコントロールさ れ，ひとつの電源システムとして機能する。 制御システム 電力変換 システム 交流電力 直流電力 空気 燃料 空気 （酸素） 空気供給 システム 燃料供給 システム （改質器） 排熱回収 熱 電池本体 システム （FCスタック） 温水，蒸気 給水 回収水 水素 （改質ガス） 熱管理 システム 水処理 システム 未利用燃料処理 図 4-1-5 一般的な燃料電池システムの構成 4-1-4 燃料電池スタック 固体高分子形燃料電池スタックは，一般に図 4-1-6 に示すように，電解質である固体 高分子膜（水素イオン交換膜）と触媒を担持させたシート状の電極 2 枚で 1 つのセルを 構成する。実運転における 1 セル当たりの起電力は 0.6∼1.0V 程度であるため，300V 前後のモータに電気を供給するために，通常 300∼500 枚程度のセルを直列に接続する。 固体高分子膜と 2 枚の電極を一体化したものを膜･電極接合体（MEA）と呼び，これと セパレータ（バイポーラプレート）とを交互に配置したものがスタックである。 −196− 図 4-1-6 燃料電池スタックの構成例 FC システムの性能は飛躍的に向上してきている。図 4-1-7 は Ballard 社の最新 FC ス タック「Mark 902」の仕様であり，電池本体システムの出力密度は，1.13kW／リット ルに達している注）。しかし，自動車用途の場合には，さらなる小型軽量化は依然として 大きな課題であると考えられる。 外形 燃料 作動条件 性能 項目 全長×全幅×全高 重量 容量 水素ガス 改質 温度 燃料供給圧力 空気供給圧力 定格出力 最大電流 電圧 出力密度 エネルギー密度 内容 805×375×250 mm 96 kg 75 リットル 商用レベルの純度 とくに指定はない 80 ℃ 1∼2 bar 1∼2 bar 85 kW 300 A 284 V 1.13 kW/リットル 0.89 kW/kg 図 4-1-7 Ballard Power Systems 社製 FC スタック「Mark 902」 出典：Ballard Power Systems 社プレスリリース 注） 2001 年 10 月の発表では，「Mark 902」の出力密度は最大 2.2kW／㍑。 −197− 現状の FC スタックの性能は，要求性能の厳しい自動車適用上の要求を徐々に満たし つつあるが，コストは非常に高い。「燃料電池実用化戦略研究会」の「固体高分子形燃 料電池／水素エネルギー利用技術開発戦略」（以下「技術開発戦略」という）では，自 動車用では，スタックシステムで 5,000 円／kW，スタックベースで 4,000 円／kW とい う目標値が示されている（表 4-1-3 参照）。NEDO のロードマップにおいても，2020 ∼2030 年の本格普及期において年間 100 万台の生産台数に対して製造価格が約 4,000 円／kW 未満という値が示されている（図 4-1-1 参照）。一方定置用では目標とされる コストの水準は自動車用に比べてそれほど厳しくない。「技術開発戦略」ではスタック の目標が 8 万円／kW，改質器が 2 万円／kW となっているが，NEDO のロードマップ では，2020∼2030 年の本格普及期において年間 50 万台の生産台数でシステム価格 40 万円／kW 未満としている。ただし，商品化されつつある家庭用 FC システムにおいて は，当初は量産効果がそれほど見込めないため，コスト削減に向けたハードルは非常に 高いと考えられる。 DOE では，自動車用の FC システムについて，現在の技術レベルを想定し，年間 50 万ユニットの FC システムが生産された場合で，直接水素型 FC システムで$200／kW と見積っている（表 4-1-4）。この将来目標値は 2010 年では$45／kW であり，「技術 開発戦略」とほぼ一致する水準である。また，Ballard 社もこれと同じ$45／kW を目標 にしている（表 4-1-5）。 表 4-1-4 自動車用直接水素型燃料電池システムの DOE 目標値 エネルギー効率（@25％ピーク出力） エネルギー効率（@ピーク出力） 単位 現状 2005 年 2010 年 ％ ％ 59 50 60 50 60 50 出力密度（ネット） 水素貯蔵容器含まず W/L 400 500 650 水素貯蔵容器含む W/L − 150 220 比出力（ネット） 水素貯蔵容器含まず W/kg 400 500 650 水素貯蔵容器含む W/kg − 250 325 注） コスト（水素貯蔵容器含む） $/kW 200 125 45 負荷応答性（出力：10％→90％） 秒 3 2 1 コールドスタートアップ（-20℃） 秒 120 60 30 コールドスタートアップ（20℃） 秒 60 30 15 サバイバビリティ（survivability） ℃ -20 -30 -40 エミッション Zero Zero Zero 耐久性 時間 1,000 4,000 5,000 注）年間 50 万ユニットが生産される場合を想定。 出典：DOE「FY2002 Progress Report for Hydrogen, Fuel Cells, and Infrastructure Technologies Program」2002 年 11 月 −198− 表 4-1-5 Ballard Power Systems 社の FC システムの性能・コストの目標 性能 信頼性・耐久性 コスト 定置用 ・安定した始動 ・安定かつ短時間の始動 （高頻度運転） ・スタック効率（高頻度運転） ・1,500 時間（低頻度運転） ・5,000 時間（高頻度運転） ・40,000 時間（連続運転） $100∼1,500／kW（用途による） 自動車用 ・出力密度が ICEV 相当 ・低温始動：−40℃ ・負荷応答性（起動・停止） ・5,000 時間以上（light duty） ・20,000 時間以上（heavy duty） ・問題発生時でも適切な場所まで運 転できる能力の確保 $45／kW（FreedomCAR に同じ） 一方で，2005 年度における FC-Cubic へのインタビュー調査によると注），自動車メー カが目標とするスタックのコストは，内燃機関自動車のエンジンとトランスミッション のコストと同様になると考えると，$10∼15/kW となり，一般に言われている目標値よ りも低い水準にあるという（図 4-1-8）。 図 4-1-8 自動車メーカのスタックのコスト目標 出典：FC キュービック提供資料 FC システムの耐久性に関しては，乗用車用では 5,000 時間，バス・トラックでは 10,000 ∼20,000 時間，定置用では 40,000 時間（またはそれ以上）とみなされている（表 4-1-6）。 自動車用は，定置用に比べて稼動時間で測った耐久性は厳しくないが，起動停止や急加 注） 2005 年度 JARI「FCV に関する調査報告書」 −199− 減速が不可避であり，利用されずに放置される時間も長く，利用環境も様々である。そ のため，こうした利用形態に対する耐久性も求められる。また，FCV が完全な実用車と なるためには，例えば乗用車の場合，従来車と同様に様々な用途や使用環境のもとで 10 年以上の耐久性・信頼性を確保する必要がある。そうした耐久性・信頼性を実証するに は，少なくとも 10 年以上の試験走行が必要と考えられるため，定置用も含め現状にお ける耐久性と信頼性の確保とその実証は，コストと並んで非常に大きな課題となってい る。耐久性を効率的に評価するための加速試験方法の確立も重要な課題である。 表 4-1-6 FC システムの耐久性の目標値（延べ運転時間） 用 途 乗用車 バス，トラック 定置用 耐久性目標 ･5,000 時間以上 ･起動停止 3∼6 万回／10 年 ･1∼2 万時間 ･40,000 時間またはそれ以上 現在，FCV メーカでは，限定リース販売や実証走行プログラムにおいて実際の走行 データの蓄積が図られており，2005 年度の自動車メーカに対するインタビュー調査注） からは，単純な 5,000 時間といった評価指標ではなく，10 年 10 万キロあるいは 15 年 20 万キロといった目標水準を達成するための独自の耐久性評価方法が確立されつつあ るという印象を受けている。 また，実用化に向けた当面の課題として氷点下での始動性の確保が挙げられる。FCV においても現状の内燃機関自動車と同等の性能を確保するためには，氷点下 35∼40℃に おける始動を可能にする必要がある。これは主に FC で生成される純水の凍結に起因す る問題であり，早期に解決を図るべき重要な課題となっている。しかし，2003 年 10 月， ホンダは氷点下 20℃での始動が可能な燃料電池スタック「Honda FC STACK」（表 4-1-7）を開発したと発表した。この「Honda FC STACK」では，水素イオン伝導性に 優れたアロマティック電解質膜と導電性，熱伝導性に優れた金属プレスセパレータを採 用することにより氷点下での始動を可能にしたという。「Honda FC STACK」を搭載し た「FCX」は，2004 年 11 月に米ニューヨーク州に販売され，2005 年 1 月には北海道 庁に納車されている。 注） 2005 年度 JARI「FCV に関する調査報告書」 −200− 表 4-1-7 発表年月 スタック出力（kW） サイズ（L）（ft3） 重量（kg）（lb） 膜のタイプ 最大作動温度（℃） バイポーラプレート ／セパレータ シール 構造 ホンダ製燃料電池スタック 第 1 世代 第 2 世代 1999 年 9 月 2001 年 2 月 30 35 67（2.4） 48（1.7） 101（223） 78（172） フッ素系電解質膜 フッ素系電解質膜 80 80 機械加工カーボン 成形加工カーボン グラファイト グラファイト Separate seals Plaster-sealing and separate seals ボルト固定 ボルト固定 Honda 2005 FCX STACK 2003 年 10 月 50 35（1.2） 48（106） アロマティック電解質膜 95 プレス加工 ステンレススチール Rubber seals unitized with separators パネルボックス 出典：FEBRUARY 2004 Automotive Engineering International（aei） ホンダの開発した FC スタックの特徴は，世界で初めて金属プレスセパレータを使っ た独自の構造と，アロマティック電解質を採用したことである。アロマティック電解質 は，耐久性や低温での発電性能に特徴があり，金属セパレータは，薄くコンパクトであ ることに加え，熱伝導性が高く，低温でも暖機特性に優れているという特長があるとい う。また，高温耐久性についても 95℃での作動を実現しており，この結果，スタックの 作動範囲は−20℃から 95℃まで拡大し，この広い温度領域で耐久性を向上させていると 発表している注）。ホンダ内製スタックの出力密度の推移を図 4-1-9 に示す。体積出力密 度，重量出力密度ともに第 2 世代の 2 倍以上の性能を実現していることがわかる。 図 4-1-9 ホンダ FC スタックの出力密度 出典：「Honda’s ZEV Program & Related Activities」ZEV Technology Symposium September, 2006 注） JARI 次世代自動車フォーラム（平成 16 年 1 月）資料。2005 年度 JARI「FCV に関する調査報告書」 −201− 主に 2005 年度の訪問インタビュー調査結果より，主要自動車メーカにおける FC ス タックの開発状況および課題を表 4-1-8 に整理する。 表 4-1-8 自動車メーカにおける FC スタックの開発状況 自動車 メーカ 開発状況および課題 自社製スタックの中で MEA も自社製が基本。膜，触媒，GDL 材料は購入し ても，どう設計してどう製造するか，セパレータを含めたセルモジュールとし てどう最適化するかは自社で行うべきこと。 ・ 何がどのくらい難しいのかが明らかになってきたという印象。明らかになった 課題は段階的に着実に解決の方向に進んでいる。ただし，全ての課題が摘出で きていない。逆に，現象の解明が進めば，その課題の解決はできるだろう。 ・ 具体的な課題は，さらなる出力密度の向上，耐久性，低温始動性能。だがこう した課題は必ず数年のうちに解決できる。 トヨタ ・ 最後に残る課題はこうした課題の解決と低コスト化の両立である。コストに関 しても，何が一番ネックで，何が量産化で下がるのか，下がりにくい部分は何 かといった分析は進んでいる。 ・ 膜の耐久劣化については，一部市場走行との相関が不十分だが，社内評価にお いて 15 年 20 万 km もつだろうというレベル。問題は電極触媒に関連する出 力低下。これについてはまだ 5 年前後の水準。いかに 15 年 20 万 km に延ば すかというのが課題。 ・ ここ数年の間で，技術の到達レベルはそれぞれの分野で着実に進歩している。 ・ 耐久性は，改善が進んできているが，いまだ目標へ向けては道半ばの状態。 日産 ・ 主要課題は，コスト，耐久性，出力密度，低温起動の 4 つである。 ・ 低温始動性はまだ十分ではないが，近い将来かなり改善される。 ・ 「Honda FC スタック」の開発コンセプトは，①小型・高出力化，②量産ポテ ンシャルとして将来的な低コスト化の方向性が示せること，③環境適合性の向 上，の三つ。その鍵となる技術が金属セパレータとアロマティック電解質膜（芳 香族系ハイドロカーボン膜）。 ・ 新構造ではシールを一体成形した金属セパレータを用いて，部品点数を 1/2 に した。 ・ 今後の目標は，車両への搭載性を向上させ，自由度のある車載ができるように ホンダ すること。しかし，スタック小型化はガスの流れを悪くするなどの問題があり， そうした弊害の解決と，耐久・信頼性の向上，材料を安くしながら部品点数を 減らしてコスト低減を図ることなどに取り組んでいく。 ・ 重点開発項目は耐久性，信頼性の確保。とくに電圧が経時的に低下してくると いう問題がある。 ・ スタックの品質管理も大きな課題である。品質保証と耐久性の向上が重要。部 品点数を考えると，6 ナイン（99.9999％）以上の品質保証が必要とされる。 出典：2005 年度 JARI 国内訪問インタビュー調査，2005 年度 JARI「FCV に関する調査報告書」 ・ −202− （1） 固体高分子膜 1） 固体高分子膜の課題と開発の動向 固体高分子電解質膜（水素イオン交換膜）としては，現在，パーフルオロスルホン 酸膜が標準的に用いられている（表 4-1-9）。パーフルオロスルホン酸膜は，1970∼ 1980 年代に開発され，化学的安定性が高いなどの優れた特性を有し，現在 PEFC の 電解質として最も一般的に用いられている。しかし，パーフルオロスルホン酸膜につ いては後述するような課題もあり，現在，これに代わる電解質膜の開発も鋭意進めら れている。 表 4-1-9 商品化されているパーフルオロスルホン酸膜 膜名 ナフィオン®膜 フレミオン®膜 アシプレックス®膜 GORE-SELECT®膜 メーカ DuPont 旭硝子 旭化成 W.L.GORE，ジャパンゴアテックス パーフルオロ系の固体高分子膜は化学的安定性に優れるという有利な特性を有する ものの， ① 低加湿化・無加湿化（導電性・強度を確保するために水分管理が必要） ② 耐熱性の向上（高温で強度が低下，常圧での高温化は水が蒸発し伝導度が低下） ③ 低コスト化 ④ メタノールの透過（DMFC 用） といった課題がある。 図 4-1-10 にパーフルオロスルホン酸膜の課題に対する現状の研究開発の方向性を示 す。 −203− 無・ 低加湿 機械的強度 官能基（アニオン膜等） フラーレン型 架橋， 主鎖構造改良 多孔質ガラス Pt, ｼﾘｶ等分散 補強薄膜 スルホニルイミド膜 プ ロ ト ン 伝導度 短側鎖型膜 パーフ ルオロ スルホン 酸膜 側鎖安定性向上 高イオン容量化 エンプラベースリン酸型膜 フ ッ 素系樹脂フ ィ ルムベース 部分フッ素化膜（グラフト重合） 無機有機ハイブリッド膜 高温用 安定性 Ｄ ＭＦ Ｃ 用 低コ スト エンプラベーススルホン酸膜 図 4-1-10 パーフルオロスルホン酸膜の研究開発の方向性 資料提供：旭硝子（株） 以下に，以上の課題を踏まえた現状の技術動向を整理する｡ 2） 低加湿化・無加湿化 一般にパーフルオロスルホン酸膜において優れたイオン導電性を得るには，飽和水 蒸気圧雰囲気に近い条件で膜を保持する必要があり，水分管理（加湿）が必要となる｡ 水分管理の方法としては，外部から加湿する方法があるが，システムの簡略化とコス トの低減のため，無加湿，あるいはより低加湿で利用可能な膜の開発が進められてい る。これらは，カソード側の生成水の一部がアノード側に拡散した水分や，アノード 側に供給される加湿した燃料ガスからの水分を，膜内で高く維持管理する試み等であ る｡表 4-1-10 に示すように，ナフィオン®膜をベースに白金を入れて水素と酸素の反応 から水を生成するものや，膜内に親水性を有するシリカ等を含有させた膜，プロトン 伝導性を有する多孔質ガラス注１）を電解質として利用する方法注２）などが提案されて いる。さらに，ソニーではフラーレンに OH 基をつけて水分ゼロでプロトン伝導性を 注１） 分相によって生成した第二相を溶解・除去するとその部分が空隙となりできる微細な空隙を多数有す るガラス。多孔質ガラスの用途としては各種の分離膜，無機触媒および酵素の担体などがある｡多孔 質ガラスは次のような特徴を持っている。 ・径が数 nm∼数μm の貫通細孔を無数に有し，比表面積も最大数百 m2／g と大きい ・細孔径や比表面積を熱処理過程で容易に制御できる ・高ケイ酸質であるため耐化学性・耐熱性が優れている 注２） 例えば，名古屋大学の野上正行教授の研究グループは，ゾルゲル法と呼ばれる方法で作成したリン･ ケイ酸塩ガラスが，130℃から−20℃の広い温度範囲で安定したプロトン伝導性を示すことを発見し た。 −204− 出せると発表している。また，ポリベンゾイミダゾール（PBI）のような基を膜の分 子の末端につけて無加湿膜を検討する研究や，薄膜化して低加湿に対応するというよ うな動きもみられる。 表 4-1-10 パーフルオロ系複合膜の開発動向 材料 触媒分散パーフルオロ型スルホン酸膜 特徴・狙い 自己加湿 シリカ分散パーフルオロ型スルホン酸膜 自己加湿 パーフルオロスルホン酸樹脂含浸 PTFE 多 孔体膜（GORE-SELECT®） 布補強パーフルオロスルホン酸膜 フィブリル補強パーフルオロスルホン酸膜 パーフルオロスルホン酸／無機複合膜 開発機関 山梨大 山梨大，燃料電池開発情報 センター，Stonehart 補強膜 W.L.GORE and J.G.I. 補強膜 補強膜 高温作動 旭硝子，旭化成 旭硝子 Princeton University 出典：「固体高分子型燃料電池の開発と実用化」（第 2 版）技術情報協会 2000.2 を基に作成 3） 薄膜化と補強膜の動向 パーフルオロスルホン酸膜は，膜厚が薄いほど膜抵抗が低下し，発電性能が向上す るために，薄膜化が図られてきた。しかし，薄膜化は逆に機械的な強度や寸法安定性， 操作性の低下等の問題を生じさせるため，薄膜化とともに機械的強度，寸法安定性に 優れた補強膜の開発が進められてきた。また，薄膜化によって水素の透過量が増加し， 透過した水素が空気極で酸素と反応し効率を低下させたり，MEA の劣化を促進した りするという問題が生じる。そのため，現状では 20∼40μm 程度の膜厚が適正と考え られている。 現在，表 4-1-10 に示したように，各種補強膜が開発されている。補強化の方法とし ては，現状では化学的に安定な PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）を補強材に用 いる方法が主流である。ジャパンゴアテックス社からは PTFE 多孔体にパーフルオロ スルホン酸樹脂液を含浸した膜（Gore-Select®膜）で，膜厚 15∼40μm 程度のものが 市販されている（表 4-1-17 参照）。また，旭化成，旭硝子は，それぞれ NEDO のプ ロジェクトにおいて PTFE を用いた補強膜の開発を行っている。 今年度における旭硝子に対するインタビュー調査によれば注），補強膜には初期強度 は高いが，実運転環境下において長期間にわたって収縮と膨潤を繰り返すと，補強材 と膜との間に不具合が生じる可能性があり，長期間的な耐久性に問題が生じると考え ているという。そのため，旭硝子では，今後コスト的にも有利なプレーン膜を主体に 開発していくと述べている。 注） 参考資料-ⅩⅣ.参照。 −205− 4） 耐熱性の向上 FC の運転温度は約 80℃が一般的であるが，自動車用 FC における廃熱効率の向上 や，改質ガス中の CO による電極触媒被毒の軽減のために，より高温で作動可能な耐 熱性膜の開発が進められている。例えば 80℃から 120℃への高温運転化は，外気温と の差が 2 倍になり，ラジエタの容量を半減できる可能性がある。また，改質ガス用 FC の場合では，130℃での運転により CO の被毒がほとんど問題にならなくなるという注 １） ｡ 現状の FC システムの標準的運転条件である常圧 80℃では，飽和水蒸気圧が約 0.5 気圧であり，100℃を超えると飽和水蒸気圧が 1 気圧を超え，加圧しないとガスが入 らないことになる。120℃では飽和水蒸気圧が約 2 気圧になるので，常圧 80℃と同じ 燃料ガス分圧を狙うと 4∼5kg／cm2 の加圧が必要になる。また，高温によって PEM の理論起電力が低下するというデメリットもある。したがって，各システムにおいて 以上のようなメリット・デメリットを勘案して適切な運転温度を探る必要がある｡現在 の自動車と同様の水を用いた冷却システムを採用する意味においても，FC での 120℃ の運転が望ましい温度レベルといわれている。NEDO のロードマップ（図 4-1-1）や FCCJ の開発目標（表 3-5-2）においても最大のセル温度が 120℃と設定されている。 この点に関して複数の膜メーカに対するインタビューでも，固体高分子膜の耐熱性と しては，120℃が一つの目標水準となっている注２）。例えば，DuPont 社では 100ppm でも CO の被毒の影響を受けない 120℃が固体高分子膜の最適な温度領域であると述 べ，高温膜の開発に取り組み注３），素材に関しては，ナフィオン®の改良と新規素材の 両面から開発を行っているという。 ジャパンゴアテックス注１）や 3M 注４）においても 高温耐性膜の開発が進められている。 Clemson University では，パーフルオロスルホンイミド膜が従来のパーフルオロス ルホン酸膜より耐熱性が約 100℃向上すると報告している。Princeton University に おけるパーフルオロ系複合膜による耐熱性の向上を目指した開発もある（表 4-1-10）。 また，Celanese は，固体高分子膜製造メーカである Celanese Ventrures 社を通じ て，200℃で使用可能な PBI 高温膜を用いた MEA のパイロット生産を 2002 年 9 月 から開始したと述べている注５）。この Celanese の流れを汲み，2004 年に設立された PEMEAS では，既に定置用の PBI 高温膜 Celtec-P1000 を製品化しており，さらに自 2001 年度 JEVA「FCV に関する調査報告書」 旭硝子は，耐熱性に関して 120℃が一つのターゲットと述べている（2001 年度 JEVA「FCV に関す る調査報告書」）。デュポン，ジャパンゴアテックス社も 120℃を 1 つの目標にしていると述べて いる（2002 年度 NEF「FC 動向調査報告書資料編」）｡ 注３） 2002 年度 NEF「FC 動向調査報告書資料編」 注４） 2001 年度 JEVA 海外調査報告書 注５） （財）新エネルギー財団「平成 15 年度 新エネルギー等導入促進基礎調査−燃料電池の技術及び政 策の動向調査（資料編）」平成 16 年 3 月（以下，「2003 年度 NEF『FC 動向調査報告書資料編』」 と記す） 注１） 注２） −206− 動車用の Celtec-V を現在開発中である注１）。 また，VW でも高温膜の開発が行われている。VW は，シミュレーションにより， 現状の 80℃の稼動温度ではラジエタの放熱能力の制約により，平地の最高速度が 136km／時，6％の上り勾配では 49km／時に制約されてしまうが，120℃になれば， それぞれ 193km／時，100km／時になるとしている注２）。VW は，当初は PEMEAS と共同研究を行っていたが，現在は独自技術による稼動温度 120℃の PBI 系高温膜で ある HT-VW を開発中である。 東洋紡では，「ザイロン®」注３）の微多孔支持フィルムと「SPN ポリマー」を複合 化したナノコンポジットイオン交換膜を開発中であり，100℃以上の高温下でも安定 的な機械特性を示すことが期待できると発表している。 旭硝子は，フッ素系固体高分子膜を用いた膜・電極接合体（MEA）で高温耐久性を 大幅に高めることに成功している。旭硝子が新規に開発した NPC（新規パーフルオロ 系ポリマーコンポジット）を用いた MEA の発電耐久試験では，120℃で相対湿度 50％ の条件のもと，4 千時間の連続運転を達成している注４）。 また，旭化成においてもナフィオンタイプの膜とともに，それよりも 40℃くらい耐 熱性の高いポリマーを用いた電解質膜を開発している注５）。インタビュー調査時点で， 100℃で 1,000 時間の連続運転を既に実証しているという。この膜の特長は，耐熱性 とプロトン伝導性が高いことで，従来並みの伝導性でよければ湿度を 30∼40％下げら れるという。また，マイナス 30℃といった低温始動性についても伝導度が高いという 評価を得ているという。 5） 耐久性 膜の耐久性については，利用温度や利用するガス，ガスの入れ方，冷却の方式，加 湿の方法，セパレータ等との相性の問題があり，スタックシステムや MEA としての 耐久性に深く係わっている。現在，MEA の劣化要因の解明と耐久性の確立，その実 証はコストと並んで最大の課題となっている。現在，劣化要因の解明に向けた産官学 共同の取り組みも活発化してきており，後述するとおり，いくつかの有用な知見が得 られつつある。 2005 年度 JARI 欧米調査報告書 2006 年度 JARI 欧米調査報告書 注３） 「ザイロン」はポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（PBO：芳香族環を有する耐熱性高分 子材料）。 注４） 参考資料-ⅩⅣ.参照。 注５） （財）日本自動車研究所「平成 16 年度 燃料電池自動車に関する調査報告書」平成 17 年 3 月（以 下，「2004 年度 JARI『FCV に関する調査報告書』」と記す） 注１） 注２） −207− 6） コスト パーフルオロ系固体高分子膜は，食塩電解事業用として現在量産されているが，イ オン交換基を有するモノマーの合成工程が多段にわたり，また製膜までの工程が多く， このことが高コストの原因といわれている。現状の標準的なパーフルオロ系固体高分 子膜である DuPont 社のナフィオン®膜の価格は，データとしてはやや古いが，1 ㎡あ たり$500∼$900 程度であり（表 4-1-11），例えば，セル面積あたりの出力を 5kW／ ㎡と仮定すると，膜のコストだけで$100／kW∼$180／kW となり，さらなるコスト ダウンが必要とされている。 表 4-1-11 Nafion®膜の価格（1998 年 1 月現在） 量（㎡） ＜100 100−1000 1001−5000 N-117 $900 $850 $800 NF-115 $800 $750 $700 NF-1135 $750 $680 $620 NF-112 $550 $500 $450 NE-105 $950 $900 $820 （US$/㎡） NE-1035 $900 $850 $780 出典：DuPont 社 DuPont 社は，米国 Fayetteville に大量生産と低コスト化を可能とするプラントを 建設し，2001 年春よりキャスト法によるナフィオン®膜（無補強ナフィオン溶剤成形 膜）の生産を開始している注１）。当社は年間 200∼300 万㎡の出荷量があるならば， 価格として$30／㎡以下が可能と述べている注２）（表 4-1-12）。 表 4-1-12 固体高分子膜の価格の見通し（DuPont 社 2000 年発表） 現状 将来 生産量 ？ 200∼300 万㎡／年 （FCV 約 20∼30 万台／年） 価 格 $500∼$900／㎡ $30／㎡以下 備 考 FCV の普及台数は 50kW， 5kW／㎡を仮定 「技術開発戦略」では，現状の固体高分子膜の価格を 5∼15 万円／㎡とした上で， 2010 年の目標を 3∼5 千円／㎡としている（表 4-1-1 参照）｡旭化成は 2004 年度の訪 問インタビュー調査において，膜の厚さや複雑さによって異なるものの，年間 200 万 m2 の生産量であれば 30∼50 ドル／m2 は可能であると述べている。ただし，定置用だ と，そもそも使用される膜の量が少ないため，現状ではコストよりも性能向上が優先 事項であるという注３）。 一方，FC-Cubic の設立目的の１つにもあるように注４），自動車メーカは数百円／㎡ （財）日本電動車両協会「平成 14 年度 燃料電池自動車に関する調査報告書」平成 15 年 3 月（以 下，「2002 年度 JEVA『FCV に関する調査報告書』」と記す） 注２） 「日経メカニカル」2000 年 12 月号，No.555，および 2001 年度 JEVA「FCV に関する調査報告書」 注３） 2004 年度 JARI「FCV に関する調査報告書」 注４） 2005 年度 JARI「FCV に関する調査報告書」 注１） −208− のコストを要求している（図 4-1-8 参照）。また，FCCJ の自動車用固体高分子膜の 要求コストも，1,000 円／㎡以下と設定されている（表 3-5-2 参照）。旭硝子は，この ようなコスト要求に対して，例えば固体高分子膜のロバスト性能を向上させることに よってシステムを簡略化し，トータルでのコスト削減に貢献したいと述べている注１）。 7） 非パーフルオロ系代替膜の開発動向 大幅なコストダウンや性能の向上が見込める非パーフルオロ系代替膜の開発も 1995 年頃から始められている（表 4-1-13）。それらは，膜材料の視点から分類すると， 主に以下のようなものがある注２）。 ① 部分フッ素化固体高分子膜 一般にスチレン−ジビニルベンゼン等の炭化水素系膜において，化学的に不安定な α位の水素をフッ素に置き換えた構造のものをいう。代表的なものでは，Ballard Power Systems 社によって開発されたトリフルオロスチレン誘導体共重合膜（BAM® グラフト注３）重合膜）がある（図 4-1-11）。この膜は低価格化を狙ったものとされて いるが，Ballard 社によると注４），性能面でもナフィオン®膜より優れると述べている （図 4-1-12）。現在英国のポリマーメーカである Victrex 社と共同で生産プロセスを 開発中である。また，2002 年 5 月には，荏原製作所と BAM®グラフト重合膜のパイ ロットスケールで製造するプロセスおよび装置の独占的な開発契約を締結したと発表 している注５）。 その他には，放射線グラフト重合膜注６）などが開発されている。（表 4-1-13） 図 4-1-11 BAM® Ionomer 注１） 参考資料-ⅩⅣ.参照。 特許庁「平成 12 年度特許出願技術動向調査報告書−燃料電池」平成 13 年 3 月 注３） グラフト重合膜技術：グラフトは「接木」「結合」を意味する。化学的な作用を利用して，フィル ムや布の膜にイオン交換などの機能を新たに付与（重合）する技術。 注４） 2002 年度 JEVA 海外調査報告書 注５） http://www.ebara.co.jp/news/news20020522.html 注６） 放射線を使って新しい機能を化学的にグラフト（接ぎ木）する方法を言う。グラフト重合は，高分 子鎖の幹に枝をつけるようにして異なったモノマーを側鎖として導入するような高分子反応であり， 高分子の機能化の有効な手段のひとつである。例えば，親水・疎水性，高吸水性，温度応答性などと いったモノマーの持つ機能を既存の高分子に付与することができる。 注２） −209− 電圧 [V] 1.00 BAM Nafion 0.3 0 図 4-1-12 電流 [mA/cm2] 1400 BAM®膜と Nafion®膜の電流-電圧特性 注：プレゼンテーションを参考に再構成したものであり，実際のデータとは異なる。 ② 炭化水素系固体高分子膜 炭化水素系膜の主な狙いは，低コスト化と高温耐熱性である。PBI（ポリベンゾイ ミダゾール）等の耐熱高分子にりん酸を含侵した膜や，エンジニアリングプラスチッ ク（エンプラ）をベースとして，スルホン酸基を付加した膜などが検討されている｡ 自動車用として，Celanese がホンダと Plug Power と共同で開発中の PBI を用いた 膜がある（表 4-1-13）。同じく PBI を用いた系列としては，前述のとおり PEMEAS や VW が開発中の膜がある。 また，日立製作所では，NEDO の委託により，現在低コスト，長寿命を狙った芳香 族系エンプラを原料とする炭化水素系膜の開発を行っており，2004 年 3 月には，この 膜を用いた MEA が 4,000 時間の連続運転を実現したと発表した。 さらにホンダは，ホンダが新しく開発した「Honda FC STACK」にエンプラを原料 とするアロマティック電解質膜を採用し，マイナス 20℃から 95℃までの発電が可能 となったと発表している。この電解質膜を搭載した FCX はすでにリース販売を開始し ている。2006 年 1 月 25 日には，JSR㈱は㈱本田技術研究所との共同開発で，新規な 炭化水素系電解質膜である「アロマティック電解質膜」を開発し，ホンダの「Honda FC STACK」に使用されていると発表した。この膜は，従来の電解質膜に比べて，イオン 交換基（スルホン酸基）濃度を高くした構造のため，優れたプロトン伝導性を発現し， また，ポリマーの分子設計を最適化することにより，耐久性，ガス遮断性，高温特性， 低温特性にも優れるという。この膜を採用したスタックは，従来の膜を使用したもの に比べて約 4 倍の高温発電耐久性能を示し，低温始動性についても，ポリマー構造を 最適化して，0℃で凍結しない水の含量を増やすことによって実現したと発表している。 炭化水素系固体高分子膜については，まだ耐久性能が不十分であるとの見方が一般 的であり，学識経験者に対するインタビューでは，当面はパーフルオロ系固体高分子 膜で実用化を急ぐべきという意見が多い注）。一方で，大同工業大学の堀教授は，様々 な固体高分子膜を評価した実績から判断し，炭化水素系の膜はガスのクロスリークが 注） 例えば，過年度調査のインタビュー調査を含めると，京都大学小久見教授，山梨大学渡辺教授，同志 社大学稲葉助教授，横浜国立大学太田教授などがこうした見解を示している。 −210− 起こりにくく，とくに自動車の負荷変動に対してパーフルオロ系膜と比較して耐久性 が高いと述べ，自動車用途として炭化水素系膜に対して高い評価を与えていることが 注目される注１）。 ③ 混合固体高分子膜 樹脂とイオン導電性を混合して成膜したものを混合固体高分子膜として分類した。 特許庁の調査注２）によると，わが国では，松下電器や旭化成，日本電気などで研究開 発が行われているという。 表 4-1-13 非パーフルオロ系代替膜の候補 部分フッ素化膜 材料 放射線ｸﾞﾗﾌﾄ 基材：FEP ｽﾁﾚﾝ／DVB 重合膜 基材：ETFE ﾄﾘﾌﾙｵﾛｽﾁﾚﾝ 基材：ETFE ｽﾁﾚﾝ 炭化水素系膜 基材：ﾎﾟﾘｴﾁ SSS／AAc トリフルオロスチレン重合樹脂含浸 多孔体膜“BAM®” りん酸含浸 PBI（ﾎﾟﾘﾍﾞﾝｿﾞｲﾐﾀﾞｿﾞｰﾙ） PBI 系スルホン酸膜 PBI 系膜 特徴・狙い 架橋，低ｺｽﾄ化 架橋，低ｺｽﾄ化 架橋，低ｺｽﾄ化 低ｺｽﾄ化 高温使用 高温使用， CO 耐性 芳香族ポリエーテルケトンスルホン酸膜 低コスト化 無機・有機ハイブリッド膜 高温使用 ブロック構造膜 機能性向上 バイポーラ膜 加湿，排水性 開発機関 PSI クロリンエンジニアリング IMRA Materials R&D PSI 旭化成 Ballard Power Systems Inc. Case Western Univ. 上智大学 Celanese・ホンダ ・Plug Power Hoechst（現 Aventis） 電総研 物質研 物質研，豊田中研 出典：「固体高分子型燃料電池の開発と実用化」（第 2 版）技術情報協会 2000.2 を基に作成 8） 細孔フィリング膜 東京大学の山口助教授は，細孔フィリング膜という電解質膜構造を提案している（図 4-1-13）注３）。細孔フィリング型電解質膜とは，耐熱性・耐化学薬品性の高い数 10nm ∼数 100nm 程度の細孔がある基材の細孔中に電解質ポリマーを充填したものである。 膜厚は数 10μm∼100μm，穴の形状はスポンジ状の複雑な形状をしている。その重 要な特性は，基材に非常に強い物質を用いるため，そのたがにより細孔中の電解質ポ リマーが膨潤しにくいこと，メタノールや水素の透過性が低いことである。このフィ リング膜は，従来から直接メタノール形 FC の電解質膜として応用が図られているが， 自動車用途を目的とした研究にも展開が図られている。フィリング膜に用いる基材と ポリマーは用途に応じて様々な物質を用いることが可能であり，現在，山口助教授の 注１） 注２） 注３） 参考資料-Ⅲ.参照。 特許庁「平成 12 年度特許出願技術動向調査報告書−燃料電池」平成 13 年 3 月 2005 年度 JARI「FCV に関する調査報告書」 −211− 研究室では，自動車用を目的とした芳香族系炭化水素を用いた電解質膜についての研 究も進められている。 このコンセプトを用いた固体高分子膜を現在研究開発している企業は複数あるとい うが，例えば東亜合成では，この細孔フィリング膜のコンセプトを用いた直接メタノー ル形 FC の開発を行っている注）。同じコンセプトで安価な PEFC 用の固体高分子膜が 製造できるとしているが，当面は直接メタノール形 FC 用の膜を展開していくという。 細孔フィリング膜のコンセプト Dry membrane at room temp. Single material × H2 O MeOH All of functions H+ Assign function to each material and make system Pore-filling membrane concept T. Yamaguchi et al., Macromolecules, 24, 5522-5527 (1991) H2O Membrane during operation substrate： suppress membrane swelling filling polymer： reduce MeOH crossover 図 4-1-13 細孔フィリング膜のコンセプト （2） 電極触媒 一般に PEFC の電極触媒は，触媒担体としてのカーボンブラックの粒子表面に数Åの 白金粒子等を均一にばらまいたものであり，これを固体高分子膜に塗りつけて，MEA （膜・電極接合体；後述）として加工する。一般には白金を有効利用するために，カー ボンブラック粒子表面に白金をどれだけ均一に細かくばらまくかが重要となる。カーボ ンブラックについては，いろいろな種類（成分，粒子の大きさ，出発物質等）があり， どのようなものが FC に適当かについても研究が行われている。 PEFC の電極触媒における課題としては，まず高価な白金の担持量の低減が挙げられ る。また，近年ではカソード触媒に係る耐久性向上が重要な課題として注目されている。 具体的には，白金粒子が大きくなるシンタリングの問題，白金が溶解して膜中に再析出 する白金バンドの問題，触媒担体が腐食する問題がクローズアップされている。さらに， FC の効率向上のためには，カソード触媒の触媒活性の向上が重要な課題となっている。 注） 参考資料-ⅩⅢ.参照。 −212− また，アノード側では，改質ガス用 PEFC における改質ガスに含まれる CO による耐 被毒性能の向上が課題となっている注１）。さらに，燃料枯渇時に触媒担体が腐食するこ とも課題であるという注２）。 1） 白金量の低減化について 電極触媒における最大の課題の一つは使用貴金属量の低減化である。「技術開発戦 略」では電極触媒における現状の白金担持量を 2∼4g／kW とした上で，2010 年の目 標をこの 10 分の 1 としている。また，FCCJ から出された自動車用 FC の目標では， 2010 年までに総白金使用量 0.3g／kW，2015 年∼2020 年までに 0.1 g／kW，最終的 には無白金という目標値が出されている（表 3-5-2 参照）。 白金量の低減化に向けては，貴金属量の低減のために触媒層を薄膜化していくと均 一な触媒層を形成するのが難しいといった課題が顕在化している。また，白金量の低 減は，耐久性とトレードオフの関係にあり，耐久性能を確保した上での白金量の低減 が重要な課題となっている。 図 4-1-14 は，Johnson Mattey（JM）社による FCV の白金使用量の低減見通しを 示しており，現状の FCV（PEFC 出力 75kWe を仮定）では，1 台当りの白金族の担 持量は 60∼120g であるが，2010 年においては，25g 程度に低減できると考えている。 Johnson Matthey では，白金以外のもので代替することは不可能と考えており，白金 使用を前提に担持量を低減するべく開発を行っているという。 2005 年度の自動車メーカに対するインタビュー調査によると，現状の内燃機関自動 車の白金使用量は 2∼3g／台，SULEV レベルで 10g／台以下であり，このレベルを長 期的な FCV の目標値の目安とすべきであるとの意見が複数社から得られている。 今年度訪問インタビュー調査で旭硝子は，従来の白金担持量が両極合わせて 0.5∼ 1mg／cm2 であったものが，現在では 0.2∼0.4 mg／cm2 になってきていると述べてい る。 米国では，DOE の「水素製造・水素貯蔵・燃料電池プログラム」において，3M， Ballard 等が中心となって，非貴金属触媒の開発を開始している注３）。 日本電池（現 GS・ユアサ）は，従来のチャンピオンデータの 10 分の 1 の白金使用 量（約 0.2g／kW）のものができたと 1999 年の電池討論会で発表している。この方法 は，電極を触媒金属の錯体イオンと触媒未担持電極中の電解質の対イオンとのイオン 交換反応に続いて，その錯体イオンを水素により科学還元するという独自の触媒担持 田中貴金属工業によると（参考資料-ⅩⅥ.参照），純水素を用いた FC であっても，燃料を循環させ ると，その間に CO が蓄積されて，燃料中の CO 濃度が徐々に高くなるという問題があるという。 注２） 参考資料-ⅩⅥ.参照。 注３） 2003 年度 NEF「FC 動向調査報告書資料編」 注１） −213− 技術によって製作するものである注１）。この方法は，耐久性向上にも有効であるとい う注２）。2000 年度から，NEDO のプロジェクトとして実用化技術の確立を目指して 継続的に開発が進められている。 白金族の使用量 [g/車] 120 100 Pt 80 60 40 Rh 20 0 Pd 2000 年 2010 年 図 4-1-14 Johnson Matthey 社による FCV の白金族使用量低減の見通し 出典：2003 年度 JARI 海外調査報告書 また，山梨大学の渡辺教授は，2004 年度の訪問インタビュー調査において，白金使 用量を 1／10 にするには，１つの触媒を見つけることによっては達成され得ず，併せ て活性を上げる，温度を上げる，触媒の利用率を上げるような拡散層の作り方等を組 み合わせて達成するしかないと述べている注３）。 前述の東京大学山口助教授の研究グループは，電極層ナノ制御法という触媒担持方 法を提案している。カーボンブラックの表面自体を活性化し，表面の OH 基に反応基 をつける。その後，グラフト反応により，プロトン伝導体のポリマーを付加するとい うカーボンの表面修飾を行ったのち，これを白金触媒と混ぜて MEA を作成する方法 である。この方法により，従来手法ではポリマーが進入できなかったカーボン粒子の 隙間にポリマーを導入することが可能になり，三相界面量が増え，触媒の利用率を向 上することができるという。耐久性を考慮しない研究室レベルの研究成果として，0.2g ／kW 程度が達成できているという注２）。 カソード触媒の無貴金属化に向けた研究としては，群馬大学の尾崎助教授の研究グ ループが，NEDO の支援を受け，カーボンをナノシェル構造にして窒素やホウ素を 注１） 注２） 注３） NEDO「平成 12 年度 PEFC 研究開発成果報告会講演要旨集」平成 12 年 3 月 9 日 2005 年度 JARI「FCV に関する調査報告書」 2004 年度 JARI「FCV に関する調査報告書」 −214− ドーピングするといった方法で，カソード触媒能を有する機能性の炭素材料の研究開 発をしており，注目を集めている注１）。 また，横浜国立大学の太田教授の研究グループによるタンタル（Ta）系の酸窒化物 やジルコニウム系の酸化物や窒化物を触媒に用いた研究注２）や，信州大学高須教授の 研究グループによる導電性金属酸化物を触媒に用いる研究注３）などが行われている。 2） アノード（水素極）触媒における CO 被毒に関する課題 現在の FCV においては，純水素を用いるものが主流になっているが，家庭用 PEFC 熱電併給システムなどにおける改質ガスを用いる PEFC においては，改質ガス中に含 まれる CO によるアノード触媒の耐被毒性能の向上が課題となっている。これととも に，貴金属量の低減が最大の課題である。従来から純水素用の 5 倍から 10 倍程度の 白金量が必要とされている｡触媒の被毒に対しては，触媒の改良に加えて，高温化や改 質ガス中の CO 濃度の低減，エアブリーディング注４）などのいくつかの方法が考えら れている。触媒の改良としては，白金とルテニウムの合金（白金とルテニウムの担持 量（重量）の比は 1：1 が基本）を触媒に用いることが主流となっている｡ 最近の動向としては，触媒そのものの技術的な変化は大きく変わっていないが，白 金量を減らすために，高温運転化や改質ガスの CO 濃度の低減が検討されているとい う注５）。改質ガス中の CO 濃度としては 10ppm が一般的になりつつある｡ 最近では，FC 運転中におけるルテニウムの安定性も問題となってきており，ルテニ ウムをどう安定的に存在させるかといった課題が顕在化してきている。 山梨大学の渡辺教授らは PtFe，PtNi，PtCo，PtMo 系電極触媒が優れた耐 CO 性 （100ppm）を有することを発表した。製法についてもスパッタリング法注６）を含めて 検討し，成果を挙げている。また，産業技術総合研究所の五百蔵らは Pt/MoO2/C など の酸化物修飾触媒が耐 CO 性を示すことを報告している注７）。海外では，カナダ INRS の C.Gouerec 等は PtMo を含むコロイド型電極触媒の製造で AlH3, MgH2 などの金属 水素化物を還元剤に用いる方法を開発し，100ppm CO 耐性試験に成功している。 参考資料-Ⅳ.参照。 参考資料-Ⅰ.参照。 注３） 参考資料-Ⅱ.参照。 注４） 水素極の中に空気を入れること｡エアブリーディングの効果は次のとおり。CO の被毒は CO が触媒 表面を通っていく過程で，触媒表面と CO が離れなくなる現象。そこに空気があると，水素とも反応 するが，触媒上にある CO を CO2 にして分離できる。それを利用して CO 被毒を低減しようという もの。通常 0.5％から 5％ぐらいまでの空気を水素に混ぜて回避する。デメリットは安全性と効率低 下である。 注５） 2001 年度 JEVA「FCV に関する調査報告書」 注６） 加速されたイオンをターゲット（固体）に照射すると，ターゲット表面の原子・分子が外部に放出 される。これをスパッタ蒸発（Sputtering evaporation）と呼び，スパッタ蒸発したターゲット物質をウ エハーやガラスなどの基板上に付着させて薄膜を形成することをスパッタ蒸着（Sputtering deposition） と称している。これを称してスパッタリング法と言う。 注７） 2002 年度 NEF「FC 動向調査報告書資料編」 注１） 注２） −215− 3） カソード（空気極）触媒に係る課題 FC のエネルギー損失の内訳を見ると，全損失の 8 割をカソードが占め，高効率カ ソード触媒は重要な課題となっている（図 4-1-15）。 このような課題に対して，例えば山梨大学の渡辺教授の研究グループでは，カソー ド触媒に卑金属の合金を用いて，酸素の還元性能を向上させる取り組みを行っている 。鉄などの卑金属を Pt に混ぜると還元反応を促進させる効果があることが明らか 注１） にされている。 図 4-1-15 燃料電池のロス 近年，田中貴金属工業ではこうした問題に対処するため，白金・コバルト合金触媒 を開発している。この合金触媒は，出力密度の向上と同時に耐久性の向上に対しても 有効という成果も得られつつあり，自動車用，定置用にその性能評価と開発が活発に 進められているという注２）。 カソード触媒では，前述のとおりとくにシンタリングや白金バンドの問題，触媒担 体の腐食の問題がクローズアップされてきている。これについては，現在 NEDO プロ ジェクトを通じて，その原因解明に向けた取組みが行われている状況にある注３）。 カソード触媒特有のその他の課題としては，空気中の不純物に対する問題が挙げら れる。前段階で不純物質の除去も必要となるが，これと触媒の耐久性の向上との兼ね 合いの最適化も課題である。今後，触媒量の低減を図ることにより，より大きな問題 注１） 注２） 注３） 2004 年度 JARI「FCV に関する調査報告書」 参考資料-ⅩⅥ.参照。 参考資料-Ⅷ.参照。 −216− として顕在化する可能性もある。 4） 電極触媒の加工費注１） 表 4-1-14 に 2001 年度のインタビュー調査時点における田中貴金属工業の触媒加工 費を示す。触媒の加工費は，触媒のロットサイズが 1kg∼数 10kg で，触媒 1g 当たり 600∼1,000 円程度であり，今後，燃料電池の普及時には 1/5 程度が目標になるという。 表 4-1-14 電極触媒の加工費（田中貴金属工業提供） ロットサイズ 加工費（材料費除く） 現状 1kg∼数 10kg 600∼1,000 円／g 目標 普及時 120∼200 円／g 注）重量は全て貴金属を含む触媒の重さ 出典：2001 年度 JEVA「FCV に関する調査報告書」 今回の田中貴金属工業に対するインタビューによれば，この加工費は，ここ 5 年間 で変わっておらず，500 円／g∼2,000 円／g 程度であるという。この理由としては， 近年はコスト低減よりも性能を上げるための開発や手のかかる工法を採用しているた めで，現状では，コスト低減よりも高性能化が重視されている結果であるという。 田中貴金属工業では，触媒材料から FCV まで，貴金属を容易にリサイクルできる， 現実的な流通の仕組みが重要であると述べている注１）。例えば，以下のような仕組み を提案している。また，同様の提案をジャパンゴアテックスや旭硝子も行っている注２）。 触媒中の貴金属のみリースにする。使用済み触媒中の白金はリサイクルにより 96∼ 98％戻すことが可能であるため，回収精製した白金をクレジットにして電極触媒を作 製する。このとき，2∼3％の不足分の白金を新たに調達投入する。FCV の購入者は， 金利分と加工費，減耗する白金のコストをリース代として負担することになる。こう することによって電極触媒の価格が白金の相場変動を大きく受けずに済むことになる。 5） FCV 普及時における貴金属の資源制約について FCV 普及時に必要な白金量については，全世界の車（年産 7,000 万台）が全て短期 間に FCV になれば厳しいと考えられるが，数パーセントのレベルで FCV が導入され ても，リサイクルを前提にすれば，資源制約上の問題はないと考えられている。また， 白金については需要の増大が明確になれば鉱山の生産量を増産できるとも言われてい る。Johnson Matthey は 2003 年度の海外調査において，FCV が大量普及しても白金 族は供給不足になることはないと述べている注３）。 田中貴金属工業でも，今回のインタビュー調査において，FCV の普及による白金の 注１） 注２） 注３） 参考資料-ⅩⅥ.参照。 2002 年度 NEF「FC 動向調査報告書資料編」および参考資料-ⅩⅣ.参照。 2003 年度 JARI 海外調査報告書 −217− 資源制約の危険性は低いと述べている注）。例えば，将来 FCV1 台当たり 20g の白金が 使われると仮定し，急激に 100 万台が普及したとしても 20t の増加である。現状の自 動車用触媒から回収される触媒量や供給量の動向，ならびに過去のマスキー法対応時 など急激な 20t 程度の需要増加に対して対応してきていることなどから判断すると， この程度の需要増加は問題とならないと述べている。一方で，白金の副産物で供給量 が限られるルテニウムやイリジウムの方に資源制約的に懸念があるとしている。 図 4-1-16 は参考のため，近年の白金の需要と供給量の推移を示している。自動車用 触媒に使われる白金量は，1993 年比で 3 倍弱と急速に伸びている。これは環境規制が 厳しくなったためであり，今後も需要が伸び続けるものと考えられる。さらに，近年 はテレビや携帯電話の液晶ガラスを作る装置に白金が使われており，こうした需要が 好調であるほか，中国の宝飾用需要（投資用）やヘッジファンドなどの流入などによ り需要が伸びているという注）。 （トン） 250 200 150 100 50 0 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 年 供給合計 需要合計 需要（自動車触媒用） 回収量（自動車触媒用） 図 4-1-16 全世界の白金の需要と供給 出典：Johnson Matthey 社 HP におけるデータを基に作成 注） 参考資料-ⅩⅥ.参照。 −218− 6） 貴金属の価格の動向 図 4-1-17 は最近の白金価格相場を示している。1995 年から 1999 年中頃までは，お おむね 1,300∼1,500 円／g で取引されていたが，その後は高騰し，2001 年に入り一 時的に下落傾向に転じた。しかし 2001 年後半から 2002 年に再び高騰し，2004 年 3 月には高値で 3,000 円／g まで高騰した。その後再び急騰し，2006 年 2 月には 4,000 円／g を超え，2007 年 2 月現在 4,700 円/g となっている。 ルテニウムの価格の推移をみると，2001 年から下落傾向を示していたが，2004 年 に入って上昇に転じた（図 4-1-18）。その後，徐々に高騰し，2006 年 11 月から急激 に高騰した。ルテニウムは，高密度・高容量ハードディスク（垂直磁性体）のための 製造ターゲット材料に用いられ，装置メーカが買い集めているほか，航空機のジェッ トタービンなどに用いられているため，需要が伸びているという注）。 （円/g） 6,000 最高 最低 平均 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 1995 年 1996 年 1997 年 1998 年 1999 年 2000 年 2001 年 2002 年 2003 年 2004 年 2005 年 2006 年 図 4-1-17 プラチナの月間の高値，安値および平均価格（1995 年∼2007 年 2 月） 出典： 田中貴金属工業 HP データよりグラフ化 注） 参考資料-ⅩⅥ.参照。 −219− （$/g） 30 Johnson Mattheyベース価格 高値 安値 平均価格 25 20 15 10 5 0 2000年 2001年 2002年 2003年 2004年 2005年 2006年 図 4-1-18 ルテニウムの月間の高値，安値および平均価格（2000 年∼2007 年 2 月） 出典：Johnson Matthey HP 注）1 オンス = 約 31.1035g として計算してグラフ化 （3） ガス拡散基材 電極の基材（ガス拡散層：GDL）としては，カーボンペーパー，カーボンクロス，カー ボンフェルト等が用いられている。従来，東レ製のカーボンペーパーが標準品とされて いたが（表 4-1-15），現在同じ炭素繊維メーカである三菱レイヨンからはロール状のカー ボンペーパータイプの製品（図 4-1-19），東邦テナックスからはカーボンクロス／フェ ルトタイプの製品が提供されるなど，新たな参入も進んでいる注）。2002 年度の海外調 査によると注），Ballard 社の子会社である BMP（Ballard Material Products）からも 連続ロール状生産が可能な GDL「AvCarb Grade-P50T」が販売されているが，Ballard 社では三菱レイヨン製の GDL を採用しているという。 電極の基材として用いられるカーボンペーパーの価格は，現状で 5,000 円／㎡程度で あり，出力 5kW／㎡を仮定すると，カーボンペーパーの価格は， 5,000[円／㎡]／5[kW／㎡]×2（正負極）＝2,000 [円／kW]≒17 [$／kW] となって，現状ではかなり高価である。今後のコストダウンに向けた取り組みが大きな 課題となっている。「技術開発戦略」では，2010 年のコスト目標を 500 円／㎡として いる（表 4-1-1 参照）。 注） 2002 年度 JEVA「FCV に関する調査報告書」 −220− 表 4-1-15 東レ製カーボンペーパーの物性値 項目 単位厚さ 電気 抵抗値 熱伝導率 単位 mm mΩ・cm − W/(m・K) 厚さ方向 面方向 厚さ方向 面方向 気体透過性 気孔率 嵩密度 表面粗さ 線膨張係数 (面方向) 曲げ強度 曲げ弾性率 引張強度 出典：東レ㈱HP より TGP-H060 0.19 TGP-H090 0.28 80 5.6 1.7 21 23 TGP-H120 0.36 1900 1700 1500 0.44 78 0.45 8 0.45 5.8 − ml・mm/(cm2・ hr・mmAq) % g/cm3 Μm ×10-6/℃ -0.8 MPa GPa N/cm 39 9.8 70 50 4.7 90 密度 70 g/m2 曲げ強度 85 MPa ロールの長さ ロールの幅 直流 4 端子法 室温 室温 100℃ 25∼100℃ 160 μm 抵抗率 0.15MPa Ra 厚さ ガス透過率 備考 1500 ml/hr･cm2･mmAq 4.3 mΩ･cm2 50，100，200 m 300，800 mm 図 4-1-19 三菱レイヨン製ロール状 FC 用ガス拡散層（PYROFILTM MGF-070） （4） 膜・電極接合体（MEA） 膜･電極接合体（MEA）の代表的な製法であるホットプレス法を図 4-1-20 に示す。電 極は白金担持カーボン粉（水素電極には白金−ルテニウム担持カーボン粉を用いる場合 あり）と結着材としてのテフロン液を混合撹拌してペースト状にし，これを電極基材で あるカーボンペーパー等の片面にコートして電極層とし，熱処理を施す。これを水素電 極，酸素電極の 2 枚作成する。次に，固体高分子膜と同じ成分の溶液（膜溶液）を 2 枚 のそれぞれの電極層に塗布し，固体高分子膜をこの 2 枚の電極でサンドイッチしてホッ トプレスで一体化し，MEA とする。 表 4-1-16 に示すような様々な MEA の製法が提案されているが，MEA の製法は MEA メーカの重要なノウハウに係わる部分であり，実際にどのような製法がとられ，今後ど のような方法が志向されていくのかは不明である。 −221− 白金担持カーボン テフロン液 純水 カーボンペーパー 混合攪拌（スラリー） ｶｰﾎﾞﾝﾍﾟｰﾊﾟｰ上に電極層形成 膜溶液 アルコール 熱処理 膜 電極層に塗布 膜の上下に電極層付ｶｰﾎﾞﾝﾍﾟｰﾊﾟｰを置い てﾎｯﾄﾌﾟﾚｽし，膜と電極を接合 MEA 図 4-1-20 代表的な MEA 製法の例（ホットプレス法） 出典：水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（WE-NET）サブタスク 7 関する調査・検討（平成 11 年 3 月） 水素利用技術に 表 4-1-16 ＭＥＡのその他の製法 方法 開発機関 Decal 法 Los Aramos National Laboratory （膜に触媒層フィルムを転写する方法） 延伸多孔質 PTFE シートをベースとするものと ジャパンゴアテックス さらなる改良を加えた方法 電極または MEA の形成過程で 2 種類以上の触 ジョンソンマッセイ 媒層を層状に被覆するもの 高分子電解質樹脂と触媒からなる水系の電極調 ジョンソンマッセイ 整用インクの考案 バラード 白金をドライプロセスで担持させるもの S. Chalk et. al. 出典：「固体高分子型燃料電池の開発と実用化」 技術情報会 1999.5 近年，MEA の劣化が大きな課題として認識された。そのため，NEDO の委託により， 複数の研究グループが MEA の劣化解析や劣化対策に取り組んでいる。京都大学，同志 社大学を中心とした産官学の研究グループでは，現在，MEA の劣化要因の解明に取り 組んでおり，その中で，白金担持カーボン触媒上に過酸化水素が副生することが見出さ れ，これがパーフルオロスルホン酸系固体高分子膜の分解を加速することなどが解明さ れてきている注）。同志社大学の稲葉助教授の研究グループは本 NEDO プロジェクトの 注） NEDO「固体高分子形燃料電池の劣化要因に関する研究」平成 15 年 3 月 −222− 中で，過酸化水素に関わる MEA の劣化要因の解明に取り組んでいる。2004 年度の訪問 インタビュー調査によると注１），本 NEDO プロジェクトの中で，過酸化水素は空気極， 燃料極のどちらでも発生する可能性があるが，この際，白金量が少ないほど，多くの過 酸化水素が発生しやすいこと，とくに燃料極側では，酸素がクロスリークすることによっ て，過酸化水素を発生させやすいこと等が明らかになったという。また，過酸化水素下 におけるナフィオン膜の劣化に関しては，とくに鉄イオンや銅イオンの存在によって過 酸化水素の分解反応（フェントン反応）が生じ，生成されるラジカルが膜をアタックす ることが明らかになったという。このことは，金属セパレータとパーフルオロ系の膜の 組み合わせにおいて問題になると考えられる。また，高分子膜は欠陥構造を有するほど， ラジカルに対する攻撃を受けやすく，ポリマーの分解が進行するという。この知見によ れば，不純物の少ない膜の製造が劣化に対して有効であることを示している。現在，各 パーフルオロ系膜メーカでは，こうした取り組みによって，耐久性の高い膜を提供しつ つあるという。 大同工業大学の堀教授を中心とした NEDO プロジェクトでは，自動車用の FC セルの 劣化対策に取り組んでいる。現状では，様々の課題項目のうち，半分程度はクリアでき るが，コストを含めそれ以外のものについては何らかのブレークスルーが必要となるで あろうと述べている注２）。 ゴアテックス社（W.L.Gore，ジャパンゴアテックス）は，現在表 4-1-17 に示すよう な MEA 製品 Primea®を販売している。この Primea®の構成図を図 4-1-21 に示す。2000 年度の JEVA の海外調査によると注３），Primea®の特長としては，量産性に優れ，すで にこの低コスト・量産技術（連続生産技術）を確立したという。また，白金担持量が少 なく（将来の目標は 0.1 mg／cm2），長寿命であるという。調査時点において，すでに 定置用では 1,000∼10,000 時間を達成し，自動車向けの寿命テストでは，すでに 6,000 時間を達成したと述べている。なお，ジャパンゴアテックスは，2006 年に横浜で開催さ れた EVS-22 において，現在の日産の FC スタックに Primea®が用いられていることを 展示会場において公表した。 前章の表 3-3-21 に示したように，現在，欧米メーカでは上記の Gore に加えて，DuPont， 3M，Johnson Matthey，Umicore 等が MEA を製品として販売している。3M では，5 層（GDL･触媒･膜･触媒･GDL），7 層（5 層＋シール･ガスケット）の MEA を製品化・ 販売しているが，現在，バイポーラプレートまでを統合し，ユニット化した 9 層 MEA （Unitized Cell Assembly：UCA）の開発を行っている注４）。また，DuPont において も 3 層，5 層，7 層の MEA を，Johnson Matthey でも，5 層，7 層の MEA の販売を行っ 2004 年度 JARI「FCV に関する調査報告書」 参考資料-Ⅲ.参照。 注３） （財）日本電動車両協会『平成 12 年度 燃料電池自動車に関する調査報告書「海外調査編」』平成 13 年 3 月（以下，「2000 年度 JEVA 海外調査報告書」と記す） 注４） 2003 年度 JARI 海外調査報告書 注１） 注２） −223− ている。 表 4-1-17 ジャパンゴアテックス社の製品 補強材 固体高分子膜 MEA GORE-TEX® GORE-SELECT® PRIMEA® ガス拡散層 CARBEL-CFP® CARBEL-CL® 延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレン GORE-TEX®を補強材に持つ GORE-SELECT®に電極層を形成したもの。ガス拡 散層 CARBEL と組み合わせて発電に供せられる。 カーボンペーパーに特殊加工を施したもの CARBEL-CFP® の改善品（高電流域での高効率維 持が可能） 出典：ジャパンゴアテックス（株）藤本他「イオン交換膜と MEA の最近の開発状況」， 水素エネルギー協会特別講演会予稿集（1999 年 11 月 17 日）を基に作成 PEM 膜「Gore-Select」 ガス拡散層「Carbel」 図 4-1-21 Primea®の構造 出典：W.L.Gore 社資料 わが国メーカでは，旭硝子が MEA の製品化に向けた取り組みを行っている。旭硝子 によると，現状における最大の課題はコストダウンと実運転に対応できるロバスト性の 向上にあるといい，従来問題として指摘されてきた固体高分子膜に穴があくといった膜 自身の問題は解消され，現在では電極触媒における白金の溶出と再析出，カーボン担体 の腐食の問題が主要課題になっていると述べている注）。 （5） セパレータ セパレータ（バイポーラプレート）には，①水素や酸素を供給するための流路を確保 する，②双方が交じり合わないように仕切る，③隣り合うセルを電気的に接続するなど の役割が求められる。そのため，性能としては様々な動作環境における機械強度，安定 性，低い電気抵抗，成形性などが要求される。FC の出力密度向上のためには，より軽 く薄くすることが課題である。また，低コスト化も課題である。 注） 参考資料-ⅩⅣ.参照。 −224− セパレータの材料としては，古典的にはカーボングラファイトの機械加工製品である が，非常に高コストである。最大の課題であるコストの削減について「技術開発戦略」 では，2010 年目標値を 100∼200 円／枚としている（表 4-1-1 参照）。 各メーカともスチール製やカーボンコンポジット材料といった代替素材，安価な製造 方法の研究開発を進めている（表 4-1-18）。 現在検討が進められているセパレータの種類には，大きくグラファイト製，金属製， コンポジット製がある。通常のグラファイト製は機械加工が必要となるため，現在カー ボン製として主流となっているのは，導電性のある黒鉛の粉を樹脂で固めたコンポジッ ト製の製品である。コンポジット製メーカである日清紡に対するインタビュー調査によ れば注１），軽薄化，低コスト化に向けての大きな技術的課題はすでにクリアしていると 述べている。日清紡では，溝を含めた厚さで 0.4mm，溝を含めない厚さで 0.2mm の製 品が製造可能と述べている注１）。金属製と同様の 0.1mm 以下を目標にしているという注 ２） 。 これらに分類できないタイプとして，ユニチカが製造しているアモルファスカーボン 製のものがある。これは，原料となる樹脂を成形したのち，炭化焼成することによって 製造するものである。アモルファスカーボンの素材そのものの物性は，コンポジット製 に比べて優れるが，炭化焼成によってサイズが変化するため，精度が出しにくいという 欠点がある。ユニチカでは，この精度の出し方に独自のノウハウがあると述べている注１）。 現在，樹脂メーカを中心にコンポジット製セパレータ市場に 30 社以上が参入している と考えられ，市場競争がますます激化していくものと考えられる。 カーボンセパレータの課題については，2005 年 1 月に開催された FC EXPO 2005 に おいて，腐食のメカニズムが示された。それによると水素燃料が不足した場合，カーボ ンセパレータのカーボンを消費して，水素の代わりにプロトンと電子を放出するという。 水素燃料欠乏時にこういった現象が確認されている。 図 4-1-22 は，日清紡からの情報によるセルの構造を示すが，カーボンモールド製セパ レータでは，一般的に 1 つの MEA につき 2 枚のセパレータを用いる構造であり，セパ レータの背面は水冷のための水の流路とする構造が標準的であるという。 2005 年度の三洋電機に対するインタビュー調査では注３），カーボンモールド製セパ レータの技術は固まりつつあり，最低限必要とされる性能が確保できるようになってき ていると述べている。さらに，セパレータメーカも将来的に 200 円／セルを達成できる と述べており，少なくとも定置用に関しては，セパレータに関する課題は解決されつつ あるものと思われる。 2001 年度 JEVA「FCV に関する調査報告書」 （財）日本自動車研究所「平成 15 年度 燃料電池自動車に関する調査報告書」平成 16 年 3 月（以 下，「2003 年度 JARI『FCV に関する調査報告書』」と記す） 注３） 2005 年度 JARI「FCV に関する調査報告書」 注１） 注２） −225− 表 4-1-18 セパレータに関する主な研究開発動向 メーカ SGL-Carbon ユニチカ 日清紡 三菱電機 大同特殊鋼 日立製作所，日立 電線 住友金属工業 Intelligent Energy ＆ Microponent GTI DuPont Nuvera Fuel Cells 昭和電工 内容 出典 2001 年に射出成形によるコンポジット製セパレータ の大量生産を開始。5 万枚以上の生産規模で＄3／枚 を目指す。 原料樹脂を成形し，炭化焼成することによって製造す るアモルファスカーボン製セパレータの量産化を計 画｡ NEDO のプロジェクトにセパレータの実用化技 術開発ということで参画した。（平成 12∼14 年度） コンポジット製セパレータを供給中。2002 年 5 月稼 動を目標に岡崎市に生産拠点を移し，年産 5,000 ∼ 7,000 万枚まで対応可能なスペースを確保する。 NEDO の委託により，カーボン樹脂モールドセパ レータを研究開発中。 NEDO の委託により，金属ガラスを用いた高性能セ パレータの材料と製造技術を研究中。 日立製作所と日立電線の共同で NEDO の助成事業と して開発を進め，DMFC に使用可能な耐食金属セパ レータ材開発。(1)クラッド材の表面にナノメートル 単位で貴金属を蒸着したのち，独自開発の表面処理方 法により表面の強度を高めることに成功（ナノメタル 導電処理法：M コート）。これにより，クラッド材 を高導電性表面で耐メタノール性の基材に改質。(2) クラッド材そのものも耐食性の高いチタン系を適用 することで，M コートによる表面処理ができない加 工部の耐食性も高めた。(3) 独自の加工技術により， 微細な型成形が可能。この結果従来の黒鉛セパレータ 材の 50 分の１∼100 分の１の低コストが期待できる。 NEDO の委託事業により，金属セパレータ用の高性 能ステンレス薄鋼板の量産化の見通しを得たと発表。 このセパレータは，中に多数分散析出し，鋼板表面に 露出する微細な導電性金属析出物の導通効果により， 燃料電池セパレータとして機能させるに十分な導電 性（低接触抵抗値）を確保。母材耐食性は高耐食ステ ンレス鋼である標準規格品の SUS316L より優れてお り，燃料電池セパレータとして十分な耐食性を有す る。 メタル製セパレータを開発。SS316（0.3mm 厚）を ベースに Microponent 社が SS スプレーエッチング加 工を行う。コーティング材は INEOS Chlor の PEM coat。 DOE プロジェクトにより，＄10／kW を目標にした 圧縮成形グラファイトセパレータの量産技術を確立。 ノンコートメタルセパレータの開発にも取り組む。 圧縮成形によるカーボンセパレータを 2002 年半ばよ り出荷。2mm 厚で密度は 1.8gm／cc。 コーティングのないステンレスプレートとポーラス （多孔質）な金属から構成される金属セパレータを開 発。特許も取得している。 カーボンコンポジット製セパレータを開発。他のコン ポジット製セパレータと比べ，曲げ強度に対するひず みが大きく割れにくいことが特長。 2001 年度 JEVA 海外調査報告 書 −226− 2001 年度 JEVA「FCV に関す る調査報告書」 2001 年 8 月プレス発表 2001 年度 JEVA「FCV に関す る調査報告書」 NEDO「第 22 回事業成果報告 会予稿集」2002 年 9 月 19 日 NEDO「第 22 回事業成果報告 会予稿集」2002 年 9 月 19 日 日立電線プレスリリース 2004 年 5 月 20 日 住友金属工業プレスリリース 2003 年 10 月 28 日 2002 年度 NEF「FC 動向調査 報告書資料編」 2002 年度 NEF「FC 動向調査 報告書資料編」 2002 年度 NEF「FC 動向調査 報告書資料編」 2004 年度 JARI 海外調査報告 書 今年度訪問インタビュー調査 （参考資料-ⅩⅧ.参照） ガス拡散基材 空気極 膜 燃料極 シール 空気極 水冷部分 セパレータ 図 4-1-22 セルの構造（資料提供：日清紡） 金属製セパレータについても，様々な機関で研究開発が進められている。NEDO のプ ロジェクトでは，アイシン精機が様々な金属（ステンレス鋼板，アルミ板，チタン板な ど）を基板としたセパレータの開発に取り組んだ。現在では，NEDO の委託により，日 立製作所，住友金属工業が金属製セパレータの検討を行っている。2002 年度の海外調査 によると，Intelligent Energy 社や GTI（Gas Technology Institute）でもステンレス鋼 板をベースとした金属製セパレータの開発が進められている注１）。 住友金属工業は，2003 年 10 月に，世界初の金属セパレータ用の高性能ステンレス薄 鋼板の量産化の見通しを得たと発表した注２）。住友金属工業は，NEDO との 2000 年度 から 5 年間の受託研究に採用され，PEFC 用金属製セパレータの開発を進めてきた。 NEDO 事業の目標は，a)高性能燃料電池セパレータ用低コストステンレス薄板材料生産 技術の確立，b)ステンレス製燃料電池セパレータ低コスト量産方法の確立，c)燃料電池 内 3,000 時間耐久性の確認（耐久寿命 5 万時間の見通しの確認）であり，これらの目標 をすべて達成できているという。住友金属工業によると，通常のステンレス鋼では，表 面の不動態皮膜が接触抵抗を高めるためセパレータに不適であったものが，新開発の素 材では，鋼中に多数分散析出し，露出する微細な導電性金属析出物の導電効果により， 十分な導電性を確保することができ，また，母材の耐食性は高耐食ステンレス鋼である 標準規格品の SUS316L より優れており，燃料電池セパレータとして十分な耐食性を有 するという（図 4-1-23∼図 4-1-25）。このセパレータは，「Honda FC STACK」に採 用されており，ホンダは，金属プレスセパレータの採用により，熱伝導性とセパレータ 接触面の導電性が向上すると公表している。 注１） 注２） 2002 年度 NEF「FC 動向調査報告書資料編」 住友金属工業プレスリリース（2003 年 10 月 28 日），2004 年度 JARI「FCV に関する調査報告書」 −227− 図 4-1-23 住友金属工業が開発した金属セパレータ 図 4-1-24 住友金属のステンレスにおける新しい表面接触抵抗の低減方法 −228− 図 4-1-25 開発したステンレス鋼の実際の金属ミクロ粒子 また，2004 年 5 月，日立製作所と日立電線は共同で NEDO の助成事業として開発を 進め，DMFC に使用可能な耐食金属セパレータ材を開発したと発表した注１） （図 4-1-26）。 特徴は，（1）表面処理方法として新たにナノメタル導電処理法（M-コート）を開発， （2）チタン系の耐食金属クラッド材を適用，（3）DMFC に適したコンパクト構造のセ パレータに型成形にあるという。（1）の M-コートの開発により，クラッド材の表面の 強度を高めることに成功し，クラッド材を高導電性表面で耐メタノール性の基材に改質 できるという。また，クラッド材そのものも耐食性の高いチタン系を適用することで， M-コートによる表面処理ができない加工部の耐食性も高めることができたという。以上 により，新開発の金属セパレータ材は，メタノールに関する高い耐久性と低抵抗特性が 達成され，かつ量産時には，従来の黒鉛セパレータ材の 50 分の１∼100 分の１の低コス トが期待できると発表している。 2004 年度の海外調査においても Nuvera FC において，ステンレスとポーラスな金属 を用いたコーティングのない金属セパレータが開発されていることが明らかになり，か なり実用的な完成度が高いという印象を受けている注２）。 以上のように金属性セパレータに関する技術開発は活発化してきており，実用域に近 づきつつあるものと考えられる。 また，近年新しい素材として注目を集めている金属ガラス注３）を用いたセパレータに ついても，NEDO の委託により大同特殊鋼によって検討が行われている。 日立電線プレスリリース（2004 年 5 月 20 日）より 2004 年度 JARI 海外調査報告書 注３） 金属ガラスは機械的特性などにおいて優れた性質を示し，またガラス転移温度以上では成形性が非 常に容易になることから，種々の分野での応用に期待が高まっている新しい材料である。 注１） 注２） −229− 図 4-1-26 ナノメタル導電処理したセパレータ材断面構造（左）と耐食金属クラッド材（右） 4-1-5 改質器 （1） 改質技術の動向 改質器（システム）は，一般に燃料を改質して水素化する改質反応器，改質ガス中の CO を低減する CO 変成器（高温変成器，低温変成器），CO を除去する CO 選択酸化反 応器からなり，それぞれにおいて性能向上に向けた各種検討が行われている。 1） 改質方式の比較 改質方式には，一般に水蒸気改質，部分酸化改質，オートサーマル改質方式がある｡ それぞれの改質反応の反応熱による比較を図 4-1-27，表 4-1-19 に示す。酸素量 X＝0 の場合が水蒸気改質反応であり，これは吸熱反応であるため，反応を進行させるため には熱を加える必要がある｡部分酸化反応は発熱反応であり，CH4 の改質を例にすると， X＝0.44 の場合，全反応での反応熱がちょうど 0 となり，最も熱バランスがよくなる。 このような水蒸気改質反応と部分酸化改質反応を併用した改質方式をオートサーマル 改質（併用改質）と呼んでいる。 燃料 水 空気 CnHmOp 改質反応器 H2、CO2、N2 CnHmOp+xO2+(2n-2x-p)H2O(l)=nCO2+(2n-2x-p+m/2)H2 ΔH = nΔHCO2-(2n-2x-p)ΔHH2O(l)-ΔHfuel 例.CH4 が燃料の場合 X=0 の時《水蒸気改質反応》 ΔH = +61 kcal/gmol CH4 X=0.44 の時 ΔH = 0 X=2 の時 ΔH = -192 kcal/gmol CH4 図 4-1-27 改質反応の反応熱・改質効率による比較 −230− 表 4-1-19 改質反応の反応熱・改質効率による比較 水蒸気改質反応 （Steam Reforming） CnHmOp + (2n−p)H2O＋ΔH 部分酸化改質反応 （Partial Oxidation） CnHmOp + (n−p/2)O2 ＋ΔH オートサーマル改質 反応（ATR） CnHmOp + xO2 + (2n−2x−p) H2O＋ΔH 吸熱反応（ΔH＞0） → nCO2 + (2n−p＋m/2) H2 発熱反応（ΔH＜0） → 2nCO2 + (m/2) H2 → nCO2 + (2n−2x−p＋m/2) H2 ΔH=ゼロ可能 出典：2002 年度 NEF「FC 動向調査報告書資料編」 水蒸気改質反応による改質システムはシステムの小型化が難しい。ただし，システ ムスペースの制約がなく，運転が安定しているため，化学産業分野では多くの実績が ある。部分酸化反応による改質は，システムの小型化が可能であり，スタート/ストッ プに対するレスポンスも高い。しかし，発熱反応であるため，コーキングを防ぐため にインレット側に水を供給する必要がある。また，熱効率上も不利である。 水蒸気改質と部分酸化改質を併用するオートサーマル改質は，温度の制御が重要と なるが，触媒を適切に選択することによって，燃料の対応性を高め，リアクタを小型 化し，さらに反応温度を低下させることも可能である。そのため，車上改質方式とし ては主流とみられている｡定置用の場合には，想定される運転条件にもよるが，主に水 蒸気改質の方式が採用されている。 図 4-1-28 は，水蒸気（スチーム）改質とオートサーマル改質の熱効率を比較したも のである。改質反応だけを取り上げると，一般には水蒸気改質の熱効率が上回るが， 水蒸気改質では，バーナー等による熱供給が必要であり，始動停止を含む運転パター ンでの全体の熱効率では，オートサーマル改質の方が優れる可能性も考えられる。 オートサーマル改質 スチーム改質 H2O(l)=2 スチーム改質器 CH4=1.32 1 0.32 Air O2=0.63 N2=2.37 H2O(l)=1.12 H2=4 CO2=1 熱 バーナー H2O(g)=0.63 CO2=0.32 N2＝2.37 CH4=1 Air O2=0.44 N2=1.66 H2/CH4=4/1.32=3.03 η=91.7％ オートサーマル 改質器 H2=3.11 CO2=1 N2=1.66 H2/CH4=3.11/1.0=3.11 η=93.9％ 図 4-1-28 スチーム改質とオートサーマル改質の反応熱による比較の例（燃料がメタンの場合） −231− 2） 改質器に用いられる触媒の動向 各段階の性能向上には，優れた触媒の開発が鍵となっている。表 4-1-20 に各段階に 用いられる触媒の動向を整理する注１）。 表 4-1-20 改質器に用いられる触媒の動向 段 階 改質反応器 変成器 CO 選択酸化反応器 触媒の動向 改質触媒には，燃料ごとに色々なタイプがある｡従来はニッケル系の 触媒が用いられたが，炭素数が多いガソリン等ではもたないため，耐 久性の面から[Pt，Ru]系に移ってきていると考えられる。 変成触媒は世界的に[Cu/Zn]が主流であり，[Fe，Cr]は少ない。とこ ろが[Cu/Zn]は活性はよいが，FC を on-off すると酸化雰囲気で発熱し て，触媒が性能を失うという問題がある｡そのため，[Pt，Ru，Rh]を 用いる系に変わりつつある。 CO 除去触媒（選択酸化触媒）は，従来から[Pt，Ru]系，[Pt-Ru]が主 流。 出典：田中貴金属工業（2001 年度 JEVA「FCV に関する調査報告書」） （2） 改質器にかかる課題 改質器にかかる課題としては，効率の向上，軽量･コンパクト化，始動性･負荷応答性 の向上，コストの低減が挙げられる。表 4-1-21 に改質形 FC に特有の問題点を整理する。 とくに，車上改質技術における最大の課題は始動性といわれている。改質器は，一般 に燃料の改質反応を行う改質反応器，改質ガス中の CO を低減させる CO 変成器，CO を除去する CO 選択酸化反応器から構成されるが，このうちとくに CO 変成器において 小型軽量化が進まず，必要な温度まで加熱するのに時間とエネルギーが必要とされ，始 動性とエネルギー効率を悪化させている注２）。たとえ二次電池等によるエネルギー供給 によってすみやかな始動が可能になったとしても，エネルギー効率の向上は望めない。 ガソリン改質形の FCV はエネルギー効率で内燃機関車（ICEV）や ICEV とのハイブリッ ド車を上回らないと存在意義が失われるため，この問題の解決が最大の課題であり，何 らかのブレークスルーが必要とされている。 米国 DOE によるガソリン型改質器の目標値を表 4-1-22 に示す。DOE はここに示さ れた 2010 年の始動性に関する目標値の達成可能性を 2004 年 6 月の時点で判断し，その 如何によっては，車上改質技術に対する支援を打ち切るという方針を打ち出した。その 結果，2004 年 8 月に目標達成の可能性は低いと判断され，支援の打ち切りが発表された。 注１） 注２） 2001 年度 JEVA「FCV に関する調査報告書」 2002 年度 NEF「FC 動向調査報告書資料編」 −232− 表 4-1-21 車上改質に関する問題点 （低温）始動性 負荷応答性 改質器装置全体が大きな熱容量を持つために，各反応が適正な運転温 度に達し燃料電池スタックが許容する濃度まで CO を除去するようにな るためには，現状では数分の始動時間を要する。また，この始動のため の熱は燃料の燃焼によって得ることになるため，効率悪化と始動時の大 気汚染物質排出量を増加させる。 改質器の負荷応答性に問題があり，PEFC に供給される水素の応答性 に問題が生じる可能性がある。改質は反応が遅く，1，2 秒の遅れがある といわれている。このような始動性や負荷応答性については，わが国 メーカにおいては，主に二次電池等とのハイブリッド構成にすることに よる解決が図られている。 表 4-1-22 DOE によるガソリン型改質器の目標値 項目 負荷応答性（10%⇔90％） スタートアップ時間 2003 年現状 60 秒 <600 秒 2004 年目標 <5 秒 90%出力：<60 秒 最終目標 <1 秒 10%出力：<2 秒 90%出力：<30 秒 < 2 MJ < 2 MJ スタートアップエネルギー（50kWe） ― 効率 78％ 78％ > 80％ 700 W/L 700 W/L 2,000 W/L 出力密度 耐久時間（停止・始動回数） 2,000 時間 2,000 時間 5,000 時間 > 50 回 > 20,000 回 耐硫黄性能 ― 入口：30 ppm 入口：30 ppm 出口：< 50ppb 出口：< 10ppb ターンダウン比 ― 20：1 > 50：1 $65/kWe <$10/kWe コスト ― 出典：Federal Register / Vol. 69, No. 23 / February 4, 2004 / Notice (P.5331) （3） メンブレンリアクタ型改質器 燃料電池用の水素を供給する方式としては，FCV での車上改質や，家庭用のコージェ ネ機での改質システムのように二酸化炭素や窒素を含む改質ガスを FC に投入する方式 と，水素ステーションでの水素供給のように，純水素を FC に供給する方式がある。前 者の場合，PSA（Pressure Swing Adsorption）などによって改質ガスをさらに精製す る必要があるが，これに代わるシステムとして，パラジウム膜やその他のより安価な水 素分離膜を用いたメンブレンリアクタ型改質器の研究開発も東京ガスなどによって進め られている。東京ガスと三菱重工が共同で開発しているメンブレンリアクタ型改質器は， 都市ガスを燃料とし，パラジウム膜を用いた水素分離型改質器によって，高純度の水素 を製造するものである。この方式では，改質と水素の精製が一体化した反応器で同時に 行われるため，通常の PSA 方式に比べて，3 分の 1 から 5 分の 1 のスケールへのコンパ クト化が可能になるといった特長があるという注）。2003 年からメンブレンリアクタ型 改質器を用いた水素ステーションが JHFC プロジェクトの一環として千住に開設されて 注） （財）日本電動車両協会「平成 12 年度 燃料電池自動車に関する調査報告書」平成 13 年 3 月 −233− いる。 （4） メタノール改質形 FCV の動向 メタノール改質は低温での改質が可能であり，改質形の中では実用化への障壁が最も 低いと考えられる。平成 12 年度から 13 年度にかけて日本では，メタノール改質形 FCV として，マツダ「プレマシーFC-EV」と DaimlerChrysler「Necar5」が大臣認定を取 得し，公道走行試験を行った。 メタノール改質形 FCV の全体的な課題としては，メタノール製造時の効率の低さ等か ら総合エネルギー効率上の優位性が低いことが挙げられる。また，新たにインフラ設備 に対する投資が必要なほか，走行時にゼロエミッションではないといった不利な点もあ る。改質器を車載することはシステム構成や制御の複雑さ，燃料電池性能の低下，改質 器の容量や重量からくるパッケージング等の不利な点もある。 メタノール改質形 FCV については，現状ではメタノールを燃料としてインフラを整備 しようとする機運になく，すでに開発の重点が他に移っているものと考えられる。 （5） ガソリン改質形 FCV の動向 ガソリンを FCV の燃料として用いることが可能ならば，極めてメリットが大きい。 2001 年 1 月，GM とトヨタ自動車は共同で「短中期の水素への移行期間を担う燃料と して，ガソリン系の燃料である Clean Hydrocarbon Fuel を研究の主要な候補とするこ とを GM と合意した」と発表し，にわかにガソリン改質形 FCV の実現可能性に対する 期待が高まった。 GM は ExxonMobil とのジョイントチームによる改質器の開発を進め，2001 年 8 月に 試作車「シボレーS10」を発表した。 また，米国 Argonne National Laboratory（ANL）も DOE の燃料電池開発プロジェ クトに参加し，燃料フレキシブル（マルチ燃料）対応の改質器の開発を行った。 2001 年 10 月にトヨタ自動車は，東京モーターショーにおいて，CHF 改質形 FCV の 試作車「FCHV-5」を発表している。 前述のとおり，ガソリン改質形 FCV については，その技術的ハードルの高さのため， 現状では早期の実用化は不可能と考えられる。2003 年度の海外調査では，GM は今後直 接水素形 FCV の開発に資源を集中させ，ガソリン改質の開発を中止したと述べている注 １） 。2005 年度のトヨタ自動車における訪問インタビューでも，ガソリン改質形 FCV の 可能性は難しいとの見解が示されている注２）。 注１） 注２） 2003 年度 JARI 海外調査報告書 2005 年度 JARI「FCV に関する調査報告書」 −234− （6） 直接メタノール形燃料電池 メタノールについては，改質器なしで直接電力への変換が可能な直接メタノール形燃 料電池（DMFC）に関する研究開発もここ数年で大きく進展しており，主に携帯用可搬 電源や車載用として期待されている（3-6 節参照）。ただし，車載用としてはエネルギー 効率面や耐久性の面での課題も多く，一般普及車としての実用化は現状では非常に困難 であると考えられる。 固体高分子電解質を用いた DMFC は，図 4-1-29 に示すように，固体高分子膜を電極 で挟んだ構造であり，通常の PEFC と同様であるが，水素極側にメタノール水溶液を供 給するところが異なる。 DMFC のメリットは，直接メタノールを燃料として使えるために，改質器が必要なく システムが簡素化できる点であるが，問題点としてメタノールが電解質膜を透過してし まい，出力を低下させる問題（クロスオーバー）と，反応過程で CO が発生して触媒が 劣化する問題（CO 被毒）の 2 点が挙げられる。 図 4-1-29 DMFC の原理 出典：「固体高分子型燃料電池の開発と実用化」技術情報協会 1999.5 DaimlerChrysler は ， 2000 年 11 月 に ド イ ツ ・ シ ュ ツ ッ ト ガ ル ト で 開 催 し た 「DaimlerChrysler Innovation Symposium」で，Ballard Power Systems 社と共同開 発したダイレクトメタノール燃料電池車（図 4-1-30）を公開した。一人乗りのゴーカー トにスタック出力 3kW，体積出力 500W／㍑の DMFC を搭載したもので，最高速度は 時速 22 マイル（35.4km/h），1 回の給油で 9 マイルの走行が可能である。また，始動 のために小型のバッテリを搭載している。供給されるメタノール濃度は 10wt%であり， Tank-to-Wheel でエネルギー効率 40%を達成したという。 また，ヤマハ発動機は，2000 年頃から DMFC に取り組み，ユアサと DMFC の共同 開発を行い，パッソルをベースとした DMFC 搭載二輪車「FC06」を開発し，2003 年 −235− 10 月の東京モーターショーに出品している。さらに開発を進め，2004 年 9 月には「FC06 PROT」でナンバーを取得し，公道走行を行った。その後，2005 年 9 月より「FC06 PROT」 の成果を踏まえ，性能をより熟成させた燃料電池二輪車「FC-me」を静岡県に 1 台リー スしている。FC-me の諸元を図 4-1-31 に示す注）。 図 4-1-30 DaimlerChrysler が発表した DMFC 車 諸元 Weight（Dry） 65kg Motor max. power 0.95kW FC-Type DMFC Fuel MeOH54 FC nominal output(Net) 0.5kW Battery type Li-ion Top speed 40km/h Range @ speed 100 ＠ 30 Batt. Capacity 6.2Ah Batt. Voltage 25V 図 4-1-31 ヤマハ発動機「FC-me」の外観と諸元 注） 参考資料-ⅩⅠ.参照。 −236− 4-1-6 周辺機器 FCV に関するその他の主要な周辺機器としては，主に空気供給システムと熱管理シス テムがある。 （1） 空気供給システム 空気供給システムの主な課題は，エアコンプレッサ（圧縮機）の効率の向上と消音， 小型化である。FC は高圧力で効率が向上するが，それだけ圧縮機のパワーを必要とし， ある程度以上の圧力にするとシステム全体の効率は低下するというトレードオフの関係 がある。コンプレッサの方式にも様々なものがあり，その選択も課題の一つである。 米国エネルギー省（DOE）では，FCV 用のコンプレッサとして，従来技術の延長で は目標効率の達成が困難と判断し，性能向上のための研究を行っている。図 4-1-32 は DOE が検討しているコンプレッサの種類である。JEVA が実施した海外調査によると注 １） ，現状の技術では，ピストン型，スクロール型が最も技術的に成熟しているが，一長 一短があり，最も短所が少ない選択としてタービン型に期待していると述べている。 図 4-1-32 米国 DOE で検討しているコンプレッサの種類 出典：2000 年度 JEVA 海外調査報告書 （2） 熱管理システム 熱管理が直面する課題は，FC スタック本体の冷却のみならず，主機モータとインバー タの冷却，および FC スタックの早期暖機である。FC 本体については，PEM から放出 される低い温度での廃熱を処理するためにラジエタやファンの負担が大きくなる注２）。 そのため，ラジエタの大型化，ファンの大容量化が必要になる。ラジエタの大型化は搭 載性を悪くするという弊害があり，また，ファンの大容量化は消費電力の増大という弊 害がある。現行車両の冷却システムを踏まえると，FC の運転温度を 120℃程度にする のが望ましく，FC 運転温度の向上が一つの解決策となる。 注１） 注２） 2000 年度 JEVA 海外調査報告書 ICEV では熱を排出ガスとともに放出できるが，FCV ではすべてをラジエタで負担する必要がある。 また，低温をそれ以上に下げる場合には，外気温との温度差が小さいため，ラジエタの負担が大きく なる。 −237− また，冷却水では，電気伝導度が重要となるが，防腐剤を入れると伝導度は上がり， 入れないと部品の腐食につながるという問題があるという。これらの課題に対し，今後 の技術革新が求められている。 （3） その他の周辺部品 図 4-1-33 に示すように，その他の周辺部品も低コスト化と性能改善のための開発が求 められる。商品化にあたっては，コストと耐久性を達成するための開発が求められてい る。とくにこうした周辺部品は，共通部品化することによるコストダウンが必要不可欠 と考えられる。 機器名 空気供給機器 バッテリー 電気 水素供給機器 FCスタック 電気 電力制御機器 電気 機器名 改質器用燃料気化器 改 質 COｾﾝｻ 方 燃料ｾﾝｻ 式 燃料ﾀﾝｸ 燃料ﾎﾟﾝﾌﾟ 純 水 素 方 式 ﾌｨﾙﾀ ｻﾙﾌｧ，ﾅﾄﾘｳﾑ等の除去 気液分離器 高効率気液分離 ﾊﾞﾙﾌﾞ 高精度・小型 モータ 熱制御機器 改質器 主要課題 電動ｴｱｺﾝﾌﾟﾚｯｻ／ｲﾝﾊﾞｰﾀ 高効率・低騒音・小型 主要課題 機器名 主要課題 小型・軽量・低ｺｽﾄ・高応答 暖機ｼｽﾃﾑ 早期暖機・熱源確保 早期起動・低ｴﾐｯｼｮﾝ FCｽﾀｯｸ冷却ｼｽﾃﾑ Max温度・温度分布の制御 非導電冷却液 低電気伝導度と耐食性の確保 高信頼性・小型・低ｺｽﾄ・高応答 電動ｳｫｰﾀｰﾎﾟﾝﾌﾟ ﾗｼﾞｴｰﾀ／電動ﾌｧﾝ 耐腐食性 制御弁 電動水素ﾎﾟﾝﾌﾟ／ｲﾝﾊﾞｰﾀ 低ﾘｰｸ・小型・軽量・低コスト 水素吸蔵材 高吸蔵特性・低ｺｽﾄ 水素ｾﾝｻ 高信頼性・小型・低ｺｽﾄ・高応答 水素制御ﾊﾞﾙﾌﾞ 高精度・低ﾘｰｸ 図 4-1-33 FCV 用周辺機器の主要課題 資料提供：（株）デンソー −238− 小型・軽量・低ｺｽﾄ 4-1-7 水素の車上搭載方法 （1） 水素の性状と車上への搭載方法 水素の性質を表 4-1-23 に整理する。水素は最も軽い燃料であり，質量あたりのエネル ギー密度はガソリンなどに比べて非常に小さく，車上に効率的に貯蔵するための方法が 課題となっている。 表 4-1-23 水素ガスの性質 分子量 2.016 沸点 −252.8℃ 融点 −259.1℃ 比重（空気を 1 として） 0.0695 臨界圧力 12.759 気圧 臨界温度 −259.9℃ 液体の密度（沸点） 70.8kg/m3 気体の密度（20℃，1 気圧） 0.083764 kg/m3 熱伝導度（20℃，1 気圧） 1.897mW/cm･K 蒸発熱 445.59kJ/kg 燃焼熱（HHV） 141.86MJ/kg 拡散定数（空気中） 0.634cm2/s 出典：「固体高分子型燃料電池の開発と実用化」技術情報協会 1999.5 水素を車上に搭載する方法としては，現在では大きく 3 つの方法がある。高圧ガス， 液体水素，および水素吸蔵合金を用いる方法である。それらの特徴を表 4-1-24 に整理す る。高圧ガス方式は，実用上最も現実的な方式であるが，体積密度が小さいのがデメリッ トであり，現状では航続距離を十分に確保できない。液体水素は，この中では唯一ガソ リン車並みの航続距離を確保できる方式であるが，貯蔵時のボイルオフが避けられない ことや，液化時のエネルギー損失の問題，システムが複雑になることによるコストの増 大などのデメリットがある。わが国でこの方式を選択しているメーカはない。一方，水 素吸蔵合金を用いる方式は，吸蔵能力が不十分であり，重量密度が小さいのがデメリッ トである。材料が比較的高価であることやシステムが複雑になるといったデメリットも ある。 いずれの方法においても問題があり，安価で貯蔵密度の高い水素貯蔵材料の開発が求 められている。 −239− 表 4-1-24 主な水素の車上搭載方法 搭載方式 圧縮水素 液体水素 水素吸蔵 合金 長 所 短 所 ・ 重量比のエネルギー密度は ・ ガソリン貯蔵の 1／4∼1／5 と容量比のエネ 比較的高い。 ルギー密度が低く，車載時のレイアウトに制 ・ スペースの問題が少ないバ 約を受ける。 ス，トラックなどに向く。 ・ わが国では，高圧ガス保安法の適用を受け る。 ・ 体積密度，重量密度でガスよ ・ 蒸発が避けられなく液化にエネルギーを損 失するため総合効率が低下する。 りも優れる。 ・ わが国では，高圧ガス保安法の適用を受け ・ 航続距離の確保が可能。 る。 ・ 安全性の問題が比較的大。 ・ 高圧ガスと同様，レイアウトに制約を受け る。 ・ プロセスが複雑でコスト大。 ・ 低圧での取り扱いが可能な ・ 現状では貯蔵能力が小さい。現状重量比で 1 ∼2.8％。 ため，高圧ガス保安法の適用 ・ タンクの重量エネルギー密度が大きい。 を受けない。 ・ 水素の充填・放出に温度管理が必要なためシ ・ 安全性が高い。 ステムが複雑になる。 ・吸蔵能力が大きい材料は耐久性が悪く，コス トも大きい。 現状において検討が行われている水素の貯蔵方法について整理・比較したものを表 4-1-25 に示す。水素吸蔵材料は大きく水素吸蔵合金と，無機系水素吸蔵材料，有機系水 素吸蔵材料，炭素系材料に分けられる。このうち有機系水素吸蔵材料と無機系水素吸蔵 材料は，合わせてケミカルハイドライドと呼ばれることが多い。 −240− 表 4-1-25 水素貯蔵方法の比較 方法 圧縮水素 液体水素 水素吸蔵材料 無機系水素吸蔵材料 可逆型 加水分解型 常圧近傍 10∼20MPa 常圧 常温∼300℃ 100∼200℃ 常温 熱交換器付容器 高圧容器 FRP容器 金属水素化物状態 （熱交換要） （要耐アルカリ性） LaNi5等の合金 例 NaAlH4 例 体積：気体状態 錯陰イオン（AlH4 ） NaH の1/1000 状態 NaBH4 容量：0.03 小容量容器試作の 小規模システム ∼2000Nm3 段階：∼0.1Nm3 試作段階∼0.1Nm3 水素吸蔵合金 内容 長所 −241− 短所 高圧 常温 軽量高圧タンク（小容量） 20∼70MPa， 3 数10Nm ボンベ・ローダー 15∼20MPa， 3 ∼2,800Nm 耐圧タンク（大容量） 1∼3MPa， 3 ∼25,000Nm 高質量水素密度 低エネルギー消費 常温貯蔵 普及技術 低体積水素密度 高圧 3a） 所要動力 理論：0.163kＷh/Nm 現状：0.25 3 ∼0.5kＷh/Nm g） 充填時間 5∼10分 常圧 極低温（-253℃） 断熱容器 3 容量：数10Nm 3 ∼3200Nm 高質量水素密度 高体積水素密度 高純度水素源 高体積水素密度 高安全性 高純度水素源 常温貯蔵 液化動力大（高コスト） 低質量水素密度 自然蒸発（ボイルオフ） 被毒・劣化現象 充填時の蒸発 初期活性化 3b） 理論：0.31kＷh/Nm 現状：1.2 3 ∼2.0kＷh/Nm 3∼10分 0.37kＷh/Nm 3c） 有機系水素吸蔵材料 炭素系材料 常圧 200∼400℃ ガソリンタンク程度 の容器 例 シクロヘキサン -ベンゼン デカリン -ナフタレン等の系 常圧∼10MPa 常温∼300℃ 高圧容器に充填 ｶｰﾎﾞﾝﾅﾉﾁｭｰﾌﾞ等 高質量水素密度 高体積水素密度 水素貯蔵特性不明 高質量水素密度？ f) 高質量水素密度 運搬・充填等 取扱容易 高質量水素密度 運搬・充填等 取扱容易 遅い吸蔵放出速度 サイクル特性 禁水性物質 強アルカリ性 反応器，精製器，廃液 水素貯蔵特性不明f) 廃液タンク必要 タンクが必要 水素化物再生に多量の反応熱大 エネルギーが必要 有害性を持つものも有 3 3d） 0.94kＷh/Nm 理論：0.85kＷh/Nm 圧縮水素と同程度 0.43kＷh/Nm 10分（WENET目標） 数時間 3e） 数分 a）1気圧から35MPaへの等温圧縮に必要な動力（実際には，この1.5∼3倍の電力が必要） b）液化に必要な動力（実際には4∼6倍の電力が必要） c）水素化熱（30kJ/molH2）で算出 d）シクロヘキサン-ベンゼン系 e）NaAlH4系，NaHまで脱水素 f）水素吸蔵性能にはまだ議論がある。 g）自動車用小型容器の場合 資料提供：（独）産業技術総合研究所関西センター（2002 年度 NEF「FC 動向調査報告書資料編」） 数分 圧縮水素と同程度 一般に FCV がガソリン車並の航続距離を有するためには，車上に 5kg の水素を貯蔵 することが必要とされている。表 4-1-26 は水素 5kg を貯蔵するための各種燃料，貯蔵 物質別の特性を比較したものである。いずれの方法もガソリンに比べて体積や重量の面 で不利であることがわかる。 表 4-1-26 水素 5kg の貯蔵性の比較 l） 燃料 a） ガソリン メタノールa） シクロヘキサンb） NaBH4c） NaAlH4d） 圧縮水素（鋼製）e） 圧縮水素（軽量小型）f） 圧縮水素（軽量大型）g） 圧縮水素（超軽量）h） 液体水素i） MH（1wt％）j） MH（3wt％）k） m） 中身燃料 容器重量 容器体積n） 重量（kg） 体積（L） 容器のみ（kg） 水素込み（kg） 体積（L） 14 20 4 18 21 30 38 6 36 42 70 90 76 81 95 71 68 77 82 72 89 71 104 109 89 5 320 400 405 390 5 214 113 118 273 5 214 54 59 250 5 214 39 44 278 5 71 20 25 96 505 73 600 605 228 172 33 197 202 96 a）ガソリン及びメタノールは水素5kgと等しい発熱量を示す量 b）「容器のみ」の重量は，容器そのものの重量（11kg）とベンゼンの重量（65kg）の和とした。 また，脱水素反応装置は含まず c）アルカリ性水溶液（NaBH4濃度35％），脱水素反応装置含まず（脱水素反応装置：50kg程度） d）NaAlH4→NaH+Al+3/2H2，軽量高圧容器の使用を仮定，NaAlH4充填率：80％ e）内容積47L，20MPa，1.3wt％ f）内容積33L，35MPa，4.2wt％ g）126L，35MPa，8.5wt％ h）内容積144L，35MPa，11.3wt％ i）断熱容器，20wt％ j）合金（MH）：500kg，容器（鋼製）：150kg k）合金（MH）：167kg，容器（Al製仮想容器）：30kg l）水素+貯蔵媒体 m）貯蔵媒体重量を含む（水素貯蔵材料使用の場合） n）外容積推定値 資料提供：（独）産業技術総合研究所関西センター（2002 年度 JEVA「FCV に関する調査報告書」） 訪問インタビュー調査結果より，主要な自動車メーカにおける水素搭載方法の考えを 表 4-1-27 に整理する。当面，圧縮水素方式を中心に開発が進められると考えられるが， とくにトヨタ，ホンダは水素吸蔵材料と圧縮タンクを組み合わせたハイブリッド型の貯 蔵タンクに期待をかけている。また，スズキにおいても同様である注）。 注） 2005 年度 JARI「FCV に関する調査報告書」 −242− 表 4-1-27 主要自動車メーカの水素搭載に対する考え 自動車 メーカ トヨタ 水素搭載方法に対する考え ・ ここ数年で優先順位が高いのは高圧水素で，最も完成度が高い。ハイブリッド型タ ンクもエンジニアリングの領域にある。 ・ 70 MPa までの高圧化の実証は意義があるが，最適圧力かどうかは別。タンクの炭素 繊維などコスト面，LCA 的な評価では 50 MPa といった可能性もある。 ・ FCHV 用高圧水素タンクやバルブ等全て当社グループの内製。内製タンクは 70MPa も含め高圧ガス保安協会の認可を取得済み。 ・ 液体水素はボイルオフに起因する問題が大きい。加えて充填の際のフラッシングロ ス（ある量の水素を空中放散しないと充填不可能）が大きいという問題がある。 ・ 70 MPa で充填時間を短縮し温度上昇を防ぐため，プレクーリングの有効性と必要 性，通信の必要性等の検討は必須。そのため JHFC-2 での 70 MPa の実証が必要で ある。 日産 ・ 今後 10 年間で現実的なのは圧縮水素のみ。航続距離を増やす 1 つの手段として 70MPa までの高圧化に取り組んでいる。ただし，将来的に 70MPa が望ましいかは 流動的。 ・ タンクにスペースを配分して，低圧化する方がコスト的には有利である。 ・ 水素吸蔵材を用いたハイブリッド型の高圧タンクはそう簡単ではないと考える。 ・ 水素吸蔵材の吸蔵率は，材料として 5％（重量％）程度が当面の目安である。ただし， これで 5kg の水素を貯蔵するタンクを作っても，全てのデバイスを含めると 200kg 近くなるだろう。 ・ 液体水素を車に搭載するという選択肢は考えていない。 ホンダ ・ 水素貯蔵については，高圧化もひとつの手段であり，容積を小さくできる。しかし， 重量増加や高圧化による Well-to-Wheel 総合エネルギー効率の悪化，CO2 排出量の 増加というマイナス面がある。さらに，水素脆性の問題もあり，安全性の担保等を 踏まえると，高圧化は慎重に進めるべきと考える。また高圧化タンクは，35MPa タ ンクも同様だが，ハイグレードなカーボン繊維を用いるためコスト低減に対する課 題もある。 ・ 水素貯蔵量の当面の目標は 5kg であるが，現状では 3.75kg である。70MPa では 5kg 搭載するためには容積 130L，重量 150kg 程度になり当社の目標には達しない。 ・ 解決手段のひとつとして，吸蔵材料とのハイブリッド型のタンクに期待している。 物理的に水素を小さくして詰め込むには限界があり，化学的な方法と組み合わせる ことが必要である。 ・ 70MPa はタンクのみならず，ステーション側にも様々な制約が出てくる。充填時の 昇温を抑える方法としてプレクールなのか，他の方法なのかなど，インフラ側とタ ンク側で考え方の整合を図っていく必要があると考えている。まず，35MPa での現 状を整理して，議論する必要があると考えている。その上で，どういうステーショ ンが最後にあるべき姿で，70MPa だと何が問題で，どういったツールが必要である かなど現状をベースに整理していく必要がある。 ・ 自動車側とステーション側との通信については，自動車側の安全については自動車 側で守るべきだという考えであり，「70MPa には通信が必要」といった短絡的な考 えには疑問が残る。 出典：2005 年度の訪問インタビュー調査結果より 以下にこれらの材料についての研究開発動向の概要を整理する。 （2） 圧縮水素 現在わが国で走行している FCV のほとんどは，高圧水素型であり，現状の技術水準を 前提にすると，高圧ガス方式が最も実用的な水素の車載方法であると考えられる。 現状主流となっている充填圧力は 35MPa（トヨタ FCHV，ホンダ FCX など）であり， −243− 現状では高圧水素方式の FC 乗用車の航続距離は，最大でも 300∼350km 程度であると 考えられる。そのため，航続距離を伸ばすために，50∼70MPa といった高圧化の検討 が行われている。 CNG 車や FCV に用いられている軽量高圧容器としては，Type3 と Type4 と呼ばれる タイプがある。Type3 はライナーがアルミニウムで強化繊維にカーボンファイバーを用 いたもので，カナダの Dynetek 社とアメリカの SCI 社等が開発・供給を進めている。 一方，Type4 はライナーに熱可塑性樹脂を用い，強化繊維には同じカーボンファイバー を用いたものであり，アメリカの Lincoln 社，Quantum 社等が開発を進めている。こ のうち Dynetek 社の Type3 容器は，DaimlerChrysler 社の FC バスや MAN 社の水素 バスの路上試験等で採用されており，2 年以上の実績がある。Ford 社の FCV や日産の 実証試験車等にも搭載されている。 水素用高圧容器における課題は，低コスト化と高圧化への対応である。高圧化に対し ては，バルブやレギュレータ類における水素のリークの問題が大きいという注１）。 こうした背景の中，70MPa の実現に向けた取り組みが活発になっている。2002 年 7 月には GM 社と Quantum 社が世界初となる 70MPa タンクの開発に成功したと発表し た。その後，GM 社とスズキは，日本における高圧ガス保安協会の認証を得て，開発し た 70MPa 圧縮水素貯蔵システムを搭載した「MR ワゴン-FCV」を開発し，国土交通大 臣認定を取得し，実証走行を開始している。 また，カナダでは，70MPa 仕様の燃料電池車用水素容器やバルブ等の開発，標準化を 目的とした Hydrogen P700 プロジェクトが実施されている注２）。 水素の高圧化に関しては，高圧力化するにしたがって圧力と体積の関係が線形領域を 外れていき，70MPa 以上に高圧化してもそのメリットはほとんどないといわれている。 また，高圧化に伴い，圧縮に要するエネルギーのロスも大きくなるため，今後高効率な コンプレッサの開発も重要な課題である。 （3） 水素吸蔵合金 法規制や安全性等の面からは水素吸蔵合金による貯蔵方式が有利であり，より安価で 大きな吸蔵力のある材料開発が進められている。自動車用水素タンクとして仕上げた ベースで理想的には 5 重量％以上の貯蔵能力が必要と考えられている。 現在までに開発された水素吸蔵合金は 100 種類を超えていると言われ，組み合わせと しては，水素吸蔵量の多い金属元素単体と，吸蔵量は少ないが水素化反応が早くしかも 反応温度を低く抑えられる元素との組み合わせが基本となっている。水素吸蔵量の多い 元素として，Ca，Mg のグループ，希土類金属のグループ，Ti のグループ，Pt，Pd の JFE コンテイナー（旧鋼管ドラム）は，こうした問題から，50MPa が現実的と述べている。（2001 年度 JEVA「FCV に関する調査報告書」） 注２） 詳細は 3-2-6（4）参照。 注１） −244− グループなどが挙げられる。2 つの元素の組み合わせ（2 元素系合金）を基本とし，そ の合金の持つ性質をさらに向上させるために，第 3 の元素，第 4 の元素と次第に複雑化 する方向へ進んでいる。水素吸蔵合金の吸蔵量の例を表 4-1-28 に整理する。 表 4-1-28 水素吸蔵合金の吸蔵量の例 吸蔵量（重量％） 水素吸蔵合金 LiH 12.7 MgH2 7.6 LaNi5H6.0 1.4 Ti0.9Zr0.1Mn1.4V0.2Cr0.4H3.2 3.0 現在，自動車車載用として最も高い貯蔵能力を有するのは，トヨタ自動車が開発した 常温で作動する 2.3 重量％の BCC 合金（Ti-V-Cr 系）である。最近の技術動向としては， 2.8 重量％程度の吸蔵能力を有する合金が開発されつつあるという注）。 最近発表された研究成果としては，広島大学，広島県立西部工業技術センター，マツ ダの共同研究である RF 支援スパタリング薄膜法注）がある。Mg はもともと 7.6 重量% の多量の水素を吸蔵することができるが，水素の吸収・放出に 300℃の高温が必要とな る。そこで，水素吸蔵量は 0.6%と少ないが放出温度が 100℃以下である Pd 薄膜と Mg 薄膜を交互に積層した多層膜を形成した。その結果，Pd 4 層と Mg 3 層を積層した 7 層 膜では，100℃以下で 5 重量%の水素を吸蔵し放出することが確認されたという。現状 では，薄膜の大量製造方法やコスト面からみて，実用化へのハードルは高い。 また，東北大学の岡田教授の研究グループでは，重量比で 3％の吸蔵能力を持つチタ ン系の吸蔵合金を開発したという報告もある。 以上のように，最近になって，いくつかの研究成果が報告されているものの，吸蔵合 金タンクとしてのコスト，吸蔵能力に関してはこれからの課題であり，現状では貯蔵能 力，コストとも実用化には程遠いといえる｡そのため，現状では何らかのブレークスルー が必要と考えられている。 （4） ハイブリッド型水素貯蔵容器 産業技術総合研究所では，NKK，JFE コンテイナーと共同で水素吸蔵合金と高圧水素 容器の両者の特性を活かしたハイブリッド水素貯蔵容器の研究開発を行った。これは高 圧容器の中に吸蔵合金を入れ，高圧水素の一部を吸蔵合金に貯蔵することによって，両 者の重量と体積に関する特性を活かし，従来の高圧容器以上の体積密度の向上を狙った ものである（図 4-1-34）。水素 5kg を貯蔵した場合，質量 161kg（水素込み），容器体 積 134L となっており，従来の高圧容器（表 4-1-26）よりも体積密度の向上が図られて 注） 2001 年度 JEVA「FCV に関する調査報告書」 −245− いる注１）。今年度のインタビュー調査では，想定されるハイブリッド型水素貯蔵タンク の仕様は，貯蔵圧力が 35MPa，全体システムの大きさ 150ℓ，内容量が 130ℓで，そのう ちの 15％の 20ℓが吸蔵材と考えているとのことであった。また，吸蔵材の目標とする水 素貯蔵能力は 180g／ℓであり，現状の水素吸蔵合金に当てはめると，おおよそ 3wt％を 少し超えるくらいの吸蔵能力となる。可逆性や反応速度，温度が適切な領域にあり，最 終的には 3wt％を超える高容量の材料を見出すことがハイブリッドタンク用の水素吸蔵 合金の最大の課題であり，今後 5 年後を目指して，2∼2.5wt％の合金を用いてシステム を組む場合には，平衡圧を 50 気圧程度とし，ある程度の耐久性を持たせることが課題 であるという注２）。 本田技術研究所では，2005 度のインタビュー調査の中で，圧力を 35MPa に維持した まま，貯蔵量を増加させる方法として，幅広い吸蔵材料を用いたハイブリッド型の水素 貯蔵容器に期待をかけていると述べている。高圧化という物理的な方法とともに化学的 な方法を併せて高密度な水素の貯蔵を図っていくべきだという。注３） 図 4-1-34 ハイブリッド水素貯蔵容器 資料提供：（独）産業技術総合研究所関西センター（2002 年度 JEVA「FCV に関する調査報告書」） 注１） 注２） 注３） 2002 年度 JEVA「FCV に関する調査報告書」 参考資料-Ⅸ.参照。 2005 年度 JARI「FCV に関する調査報告書」 −246− （5） カーボンナノチューブ 1997 年に A.C.Dillon らは，カーボンナノチューブが常温で 5∼10 重量％という極め て高い水素吸蔵能力を有する可能性を指摘し，1999 年には C.Liu らによって精製によ る 50％純度のカーボンナノチューブが作製され，その水素吸蔵量が 4.2 重量％であると 報告されるなど，カーボンナノチューブの水素吸蔵材料としての期待が高まった。 大阪ガスでは積極的にカーボンナノチューブの研究開発に取り組んでおり，現在，ア モルファスカーボンナノチューブ（α-CNTs）と呼ばれる物質の研究開発に取り組んで いる注１）。通常の CNTs は中央の穴の周りの層が多層のグラファイトで構成されている のに対し，α-CNTs ではグラファイトの層が認められず，結晶性がほとんどないのが特 徴である（図 4-1-35）。 水素吸蔵に関しては，通常の多層 CNTs は，論文等で 5wt%や 10wt%と発表されてい るが，発表後に確認できておらず，研究者の中では 0.1wt%∼0.5wt%程度という見解に 固まりつつあるという。しかし，α-CNTs の水素貯蔵量は，室温，10MPa で 3wt%が 確認され，現状ではサンプルによってバラツキがあるため 1∼3wt%の間にあるという注 １） 。 以上のようにカーボンナノチューブは水素吸蔵合金と比較してやや大きな重量密度を 有しているが，実用化に向けては，吸蔵能力を上げるための構造の最適化，効率良くボ ンベにパッキングする技術の開発などが課題であり，基礎的な研究段階にあるのが現状 である。 図 4-1-35 α-CNTs の写真 （6） ケミカルハイドライドを用いた水素供給システム 無機系のケミカルハイドライドについては，アメリカやドイツで数多く研究されてい る。アメリカの Millennium Cell 社では，燃料電池向けの水素貯蔵材料として NaBH4 を 検 討 し て お り 注 ２ ） ， 同 社 の 技 術 を 用 い た FCV 「 Town&Country Natrium 」 が DaimlerChrysler より発表されている。これは，以下の加水分解反応を利用したもので 注１） 注２） 2003 年度 JARI「FCV に関する調査報告書」 日本では，工学院大学の須田教授が同様の研究を行っている。 −247− ある。 NaBH4（aq）＋2H2O → 4H2 ＋ NaBO2（aq） ＋ 300 kJ これは燃料タンクに NaOH（5％）を含む NaBH4（35％）の水溶液を入れ，冷却シス テムを備えたルテニウム触媒層へ導入して水素を発生させ，生成される NaBO2 を廃液 回収タンクに収容するシステムである。NaBO2 は回収されてリサイクルされる。 同様に，加水分解を利用した水素の生成方法としては，Powerball 社の NaH と NaOH を利用したもの，Herbst 社の Si と SiO2 を利用したもの，Graz 大学の Fe と FeO2 を利 用したものなどが提案されている。 その他には，ハワイ大学の C.M.Jensen らによる NaAlH4 を用いた水素貯蔵の研究な どがある｡ 有機系のケミカルハイドライド（有機ハイドライド）については，北海道大学の市川 勝教授らにより，水素の吸蔵方法としてシクロヘキサンやデカリンなどを用いる方法が 提案されている注）。水素とベンゼン，および水素とナフタレンを反応させるとそれぞれ シクロヘキサン，デカリンが生成される。シクロヘキサンやデカリンは常温常圧で液体 なので，水素が必要なところで触媒を使って水素を取り出し利用するということが考え られている。すなわち，シクロヘキサンやデカリンを水素キャリアとして利用するとい うものである。 メタノールや液体水素に比べて，シクロヘキサンやデカリンは，ガソリンスタンド設 備が使える，価格が安い，すぐに水素が取り出せる，という優れた面を持っていると市 川教授は述べている注）。北海道大学市川研究室では，極めて高性能な機能集積型貴金属 触媒の研究開発がなされ，シクロヘキサンやデカリンから水素を高速で効率的に取り出 す反応器の開発に成功したと発表している注）。 有機ハイドライドの特性を図 4-1-36 に示す。シクロヘキサンの沸点は 90∼125℃であ り，ガソリンの 80∼125℃と同等であり，メタノールのような腐食の問題もない。 注） 技術情報協会セミナーテキスト「固体高分子型燃料電池における燃料の選択・供給システムの動向」 （平成 13 年 1 月 30 日） −248− 図 4-1-36 ケミカルハイドライドの特性 出典：「固体高分子型燃料電池における燃料の選択・供給システムの動向」（平成 13 年 1 月 30 日） また，市川教授らは，ゼオライトの表面にモリブデンやレニウムなどの金属をのせた 独自の触媒によってメタンガスから水素とベンゼンを同時に取り出すシステムについて も提案している。この方式では，とくに炭素を CO2 として空気中に排出せずにベンゼン として固定することに意味があるという。この方式については，平成 12 年度地域コン ソーシアム研究開発事業に採択され，北海道地域技術振興センター等と共同で，「メタ ン直接改質法によるクリーン水素等の製造技術開発」として研究開発が進められた。 こうしたケミカルハイドライドを用いた水素供給システムについては，現状では社会 的認知度が低く，また，例えばシクロヘキサンから水素を取り出した後のベンゼンの処 理方法，ベンゼンによる環境汚染対策や安全性の確保などに対する具体的な提案がない ため，これを具体的に評価できるようになるまでには，まだまだ時間がかかるものと考 えられる。 4-1-8 二次電池等 FCV における始動性の向上や減速時のエネルギー回生，あるいは低負荷領域で高効率 という燃料電池の特性を最大限に発揮させるために，エネルギーバッファとしての二次 電池やキャパシタを利用することが主流となっている。このようにいわゆるハイブリッ ド化することで，FCV の車両効率の向上を図ることが可能となる。現在では，開発され ているほとんどの FCV にはこのようなエネルギーバッファが搭載されており，二次電 池等は，FCV における重要な構成要素となっている。 −249− （1） 二次電池 現在，トヨタ FCHV においてはプリウスと同スペックのパナソニック EV エナジー製 ニッケル水素電池が使用されており，DaimlerChrysler 社の F-Cell においても三洋電機 製ニッケル水素電池が採用され，また，Ford の Focus FCV においても三洋電機製ニッ ケル水素電池が搭載されている。三洋電機では，1997 年から HEV 用ニッケル水素電池 の開発を開始し，2001 年には Ford が 2003 年に発売する HEV 用バッテリシステムに 独占供給すると発表している。また，日産 X-TRAIL FCV（2003 年モデル）では，独自 に開発した薄型ラミネート型セルを採用したコンパクトリチウムイオン電池が搭載され ている。従来の円筒型リチウムイオン電池に比べ重量，体積が約半分になり，パワーは 1.5 倍という高性能を達成したとしている。 以上のように現状のほとんどの FCV においては，ハイブリッド車（HEV）用と同ス ペックの二次電池が用いられている。この点についてトヨタ自動車は，FCV は HEV に 比べて電池そのものよりも制御方法が異なると述べている注）。参考として，三洋電機製 HEV 用ニッケル水素電池（2002 年モデル）の仕様を表 4-1-29 に示す。 ニッケル水素電池の課題としては，高出力化，温度特性，コスト，寿命が挙げられる。 三洋電機によれば注），寿命については，累積走行距離 15 万マイル，使用年数について は放置を含めて 10∼15 年という要求が自動車メーカから出されているという。距離に ついては目標水準が達成されつつあるが，使用年数については，あらゆる環境条件にお いて目標を達成するためのハードルが高い上に，コスト削減についても厳しい状況であ るという。 表 4-1-29 三洋電機製 HEV 用二次電池（HR-DP）の仕様 HR-DP（2002 年） 6.0Ah 1.2V φ32.3×H58.5mm 180g 公称容量 公称電圧 セルサイズ セル質量 最大放電出力（ 10 秒） 注 ） 185W （SOC50% 25℃ 0.9V） 注） 最大充電出力（ 10 秒） 150W （SOC50% 25℃ 1.6V） 注） 放電出力密度（ 10 秒） 1,030W/kg （SOC50% 25℃ 0.9V） 推奨電圧範囲 0.9∼1.6V 推奨温度範囲 -30∼+50℃ 注）使用条件，使用履歴により異なる。 資料提供：三洋電機株式会社 注） 2002 年度 JEVA「FCV に関する調査報告書」 −250− ニッケル水素電池と並んで期待されているリチウムイオン電池の課題としては注１）， ニッケル水素電池と同様，高性能化（高出力・高エネルギー密度），寿命，コストがあ り，さらにリチウムイオン電池には安全性が挙げられる。現在，二次電池が将来の電動 車両の鍵となる技術という位置づけから，EV 用，HEV 用，plug-in HEV を含めた電動 車両用としてのリチウムイオン電池に研究開発の期待が持たれている状況にある。 なお，現在の FCV あるいは HEV 用二次電池としては，ほとんどの車両で日本企業製 が採用されており，この分野の二次電池における日本企業の優位性は揺るぎないものと なっている。しかし，米国の A123 Systems が，オリビン鉄（LiFePO4）を正極に用い た安価で安全性，信頼性が高く，寿命も長いリチウムイオン二次電池を開発し注目を集 めている。日本の電池メーカにおいてもこの電池系の評価を進めており，すぐにではな いにしろ脅威だという意見も聞かれる。日本では，当初，電圧が低く，ハイパワーの用 途には向かないのではないかと判断されていたが，A123 Systems が材料に導電補助材 などを付加して，パワーが取れる電池として仕上げてきた。エネルギー密度的には十分 ではないが，電圧が低いことで，寿命と安全性が非常に高いと言われており，HEV 用リ チウムイオン二次電池のひとつとして有力な候補であると思われるという注２）。 （2） キャパシタ FCV や HEV で用いられているキャパシタ（別名コンデンサ）は，電気二重層コンデ ンサであり，ウルトラキャパシタ，スーパキャパシタとも呼ばれる注３）。ホンダが独自 開発したウルトラキャパシタが Honda FCX のエネルギーバッファとして採用されてい る。このホンダ製ウルトラキャパシタは二次電池に比べてエネルギー密度は小さいが出 力密度は高く（1,500W／kg 以上），また，二次電池のような化学反応を伴わないため， 内部抵抗が小さくエネルギー効率が高いことが特長である。さらに，ウルトラキャパシ タを用いたシステムでは，FC スタックの電圧変動に対応して充放電を行うことから， 二次電池のシステムのような電圧調整のためのコンバータが不要となり，エネルギー伝 導効率が高くなるメリットもある注４）。 トヨタによれば注４），キャパシタは瞬間的なパワーを出すためには有利だが，容量が 小さいので継続的なパワーを出すことは難しく，トヨタが採用しているような停止時に はスタックを止め，二次電池のみでの走行モードがあるというシステムに用いることは 現状では難しいという。したがって，都市走行のような低中速走行で，スタックを止め る機会が多いときは二次電池の方が効率はよくなり，逆に，高速走行などのスタックを 止める機会が少ないときは，エネルギー効率が良いキャパシタを使った方が有利である リチウムイオン電池における研究開発動向については，参考資料-Ⅶ.参照。 参考資料-Ⅶ.参照。 注３） 一般にコンデンサは，対向する 2 つの電極間に誘導体を挟んだ形で構成されるが，電気二重層コン デンサには誘導体はなく，その代わりに電気二重層という状態を誘導体の機能として利用している。 注４） 2002 年度 JEVA「FCV に関する調査報告書」 注１） 注２） −251− という。走行条件によって互いにメリットとデメリットがあると述べている。 4-1-9 FCV のシステム上の技術課題 燃料電池車全体システムの課題としては，始動性や負荷応答性，寒冷地や砂漠等のあ らゆる環境条件下における耐久性，信頼性といった自動車としての基本性能の確保が重 要課題である。とくに実用化に向けた当面の重点課題としてこの氷点下での始動性の確 保が挙げられる。現在，国内外のメーカにおいてこの問題の解決に向けた努力が進めら れている注１）。なお，前述のとおり，ホンダは，氷点下での始動を可能にした「Honda FC STACK」を搭載した「FCX」を 2005 年に日米で販売を開始している。また，車両効率 のさらなる向上も重要な課題のひとつである。 2005 年度の自動車メーカへのインタビュー調査注２）では，こうした耐久性，信頼性， 低温始動性などの技術課題に対しては，現象解明が進んでいくことによって徐々に解決 が図られるという各社の自信を感じることができた。トヨタでは，社内評価ベースとは いえ，電解質膜の耐久性がすでに 15 年 20 万キロの耐久を見通せる段階に来たと述べて いる。ただし，スタックの出力低下の問題があり，この課題に対しては，目標の半分程 度の達成状況であるという。 車両効率についても現状レベルからさらに 2 割程度の向上が可能と，複数のメーカが 述べている。 航続距離の問題に対しても，FC スタックシステムの効率向上，水素の高圧化あるい はハイブリッド型水素タンクの採用，車両レイアウトの効率化による水素搭載量の向上 によって十分な実用航続距離を有する FCV が数年のうちに開発されると考えられる。 日産自動車では，従来車の性能にほぼ匹敵する FCV が 2010 年までに開発可能と述べて いる。また，ホンダが今年度発表した FCX コンセプトでは，35MPa の高圧水素タンク を搭載し，LA4 モードで 570km の航続距離を達成している（表 3-5-15 参照）。 一方で，こうした性能と低コスト化の両立は，依然として目途が立っておらず，コス トの削減は最後まで残る大きな課題である。 注１） 注２） 2002 年度 JEVA「FCV に関する調査報告書」 2005 年度 JARI「FCV に関する調査報告書」 −252− 4-2 自動車用燃料・インフラストラクチャ整備に関する課題と動向 4-2-1 燃料の選択について FCV に用いる燃料としては，主に水素（直接水素を供給する方式），メタノール，既 存のガソリンスタンドを利用できるガソリン系の燃料が想定され，この中でどれが標準 になるかについて注目を集めてきた。一時期において既存のインフラが利用できるガソ リン燃料の車上改質技術に期待が持たれたが，ガソリン燃料の車上改質が非常に難しく， ブレークスルーとなる技術革新の必要性が認識されるに至っている。そのため，主要な FCV メーカの開発の重点は，現状では直接水素形の FCV に置かれている状況にある。 米国エネルギー省（DOE）では，ガソリンの車上改質について厳しいマイルストーンを おき，2004 年 6 月に最終判断をすることとなっていた。具体的には，2010 年の目標値 である 30 秒始動の達成可能性を判断し，その判断いかんによっては，研究開発の支援 の中止を決める考え方である注１）。その結果，2004 年 8 月，目標の達成は不可能と判断 し，DOE のガソリンの車上改質に関する支援は正式に打ち切られることとなった。 昨年度の国内自動車メーカに対するインタビュー調査でも，PEFC を用いた従来型の ガソリン系燃料の改質型 FCV は，ガソリンハイブリッド車を陵駕する程のエネルギー 効率を達成することが困難なことなどからその可能性が否定されている注２）。 こうした動きに呼応するように，直接水素形の FCV の導入や実証走行に併せて，世界 各地で公的な支援により水素供給ステーションの整備を進める動きも活発化しており， 現状では直接水素方式の FCV の導入に完全に絞られてきている状況にある。 4-2-2 水素供給システム （1） 直接水素形 FCV への水素供給方式について わが国では，WE-NET プロジェクトおよび JHFC プロジェクトにおいて，多様な水 素源を使用する水素供給パスが検討され，また実際に水素ステーションが設置され，運 転されている。WE-NET においては，水素の供給方式として，図 4-2-1 に示すようなオ プションが検討された注３）。WE-NET の目標とする究極的な水素供給システムは，海外 の再生可能エネルギーを液体水素タンカーで輸送し，水素の国内輸送を経て利用するこ とであるとされていた。しかし，この方式は，上流から下流までのインフラストラクチャ の構築に多くの時間と費用を必要とするため，短中期的な自動車用水素供給方法として は様々なパスが検討されている。 注１） 注２） 注３） 2002 年度 NEF「FC 動向調査報告書資料編」 2005 年度 JARI「FCV に関する調査報告書」 水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（WE-NET）サブタスク 7 調査・検討（平成 11 年 3 月） −253− 水素利用技術に関する エネルギー資源取得地 水力・風力 ・太陽光 電力 国際輸送 国内輸送 供給ステーション 水素ﾊﾟｲﾌﾟﾗｲﾝ 水 液体水素ﾀﾝｶｰ 素 液体水素ﾛｰﾘｰ 水 バイオマス ー メ タ ノ ﾒﾀﾉｰﾙﾀﾝｶｰ 自 動 車 ﾒﾀﾉｰﾙ・ﾛｰﾘｰ 改質 ル 素 都市ガス 天然ガス LNG LNGﾀﾝｶｰ 電解 電力 石油・石炭・ 原子力・水力 注）太線部は商業ベースでの運用が確立している部分 図 4-2-1 燃料電池車への水素供給のオプション 出典：水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（WE-NET）サブタスク 7 する調査・検討（平成 11 年 3 月） 水素利用技術に関 昨年度の JHFC プロジェクトにおいても，2010 年頃を目標年次とした一次エネルギー の採掘から自動車のタンクに水素を充填するまでの様々なエネルギーパスにおけるエネ ルギー効率，CO2 排出量といった視点から検討が進められた（図 4-2-2）。その結果， 近い将来においては，製鉄所で副生されるコークス炉ガス（COG）を精製して水素を製 造しステーションまで輸送する方法，苛性ソーダ製造過程から副生される水素を圧縮水 素でステーションまで輸送する方法などが比較的エネルギー効率面や CO2 排出削減の 面から望ましいという結果が得られている。 （2） 水素供給ステーションの種類と課題 表 4-2-1 に水素ステーションのタイプと特徴を整理する。JHFC プロジェクト（第 1 期）では，これらのすべてをカバーする実証ステーションが建設され，運用された。 水素ステーションは，水素製造装置，貯蔵装置，精製装置，圧縮機，蓄圧シリンダ， ディスペンサ，コネクタ，安全装置などで構成されている。これらは，すでに実証ステー ションにおいて運転されており，技術的には実用化が可能なものである。しかし，直接 水素形 FCV の Well-to-Wheel 総合効率からみた優位性を確保するためには，水素充填 に至る個々のプロセス効率の向上が必要であり，重要な課題である。とくに現在，FCV の航続距離を延ばすために水素タンクへの充填圧力の 35 MPa から 75MPa までの高圧 化が検討されていることからも，圧縮機の効率向上は重要な課題であると考えられる。 また，実証ステーションの圧縮機の多くが外国企業製であることからもわかるとおり， 現在，わが国の圧縮機に関する技術は，その信頼性において欧米企業に遅れを取ってい る状況にあり，この分野における技術進歩が必要であると考えられる。 −254− NG Origin Steel COG LH NaOH bypro 10 NaOH bypro LH 200 9 100 7 6 0 エネルギ投入量 実証データ 5 CO2 実用化段階データ 4 -100 3 2 -200 922Jp: 日本MIXPEM（@S S） CHG充填 931J: 日本 MIX 充電 922Ja: 日本MIXアルカリ （@SS） CHG充填 926Rn: 塩電解（NG） LH輸送 ＬＨ充填 926Rt: 塩電解（都ガ） LH輸送 ＬＨ充填 926Rh: 塩電解（重油 ） LH輸送 ＬＨ充填 926Pn: COG（NG） LH輸送 ＬＨ充填 926Pt: COG（都ガ） LH輸送 ＬＨ充填 926Ph: COG（重油 ） LH輸送 ＬＨ充填 922Rn: 塩電解（NG） LH輸送 CHG充填 922Rt: 塩電解（都ガ） LH輸送 CHG充填 922Rh: 塩電解（重油 ） LH輸送 CHG充填 922Qn: 塩電解（NG） CHG充填 922Qt: 塩電解（都ガ） CHG充填 922Qh: 塩電解（重油 ） CHG充填 922Pn: COG（NG） LH輸送 CHG充填 922Pt: COG（都ガ） LH輸送 CHG充填 922Ph: COG（重油） LH輸送 CHG充填 922On: COG（NG ） CHG充填 922Ot: COG（都ガ） CHG充填 922Oh: COG（重油） CHG充填 907: M eOH給油 922M: M eOH改質 （@SS） CHG充填 904: LPG充填 922G: LPG改質（@SS） CHG充填 905: 都市ガス圧縮充填 922I: 都市ガス改質（@S S） CHG充填 903: ナフサ給油 922F: 灯油改質（@SS） CHG充填 922C: ナフサ改質 （@SS） CHG充填 902: 軽油給油 0 922A: ガソリン改質 （@SS） CHG充填 1 901: ガソリン給油 一次エネルギ投入量／車載燃料エネルギ 8 Input Primery Energy/Fuel final[MJ/MJ] CO2 300 Electrolysis production g-CO2/MJ(Fuel) Oil Origin 11 Steel COG 排出量／車載燃料エネルギ 12 -300 図 4-2-2 Well-to-Tank 効率の算定結果 出典：平成 17 年度 JHFC セミナー資料 表 4-2-1 水素ステーションの特徴 型式 天然ガス改質形 LPG 改質形 メタノール改質形 ガソリン・ナフサ 改質形 高圧ガス運搬貯蔵形 液体水素運搬貯蔵形 水電解形 原燃料インフラ 都市ガス 13A の 配管利用 貯蔵設備の新設 を要す 貯蔵設備の新設 を要す 既存 GS に設置 可能 貯蔵設備の新設 を要す 貯蔵設備の新設 を要す 全国全ての地域 に設置可能 代表的特徴 ・ 水素コストがほかよりも安価 ・ 都市ガスの供給地域に限られる ・ 都市ガスに比べ割高 ・ 全国すべての地域に設置可能 ・ 改質温度が 300℃で天然ガスより有利 ・ 改質技術が比較的難しい ・ 全国すべての地域に設置可能 ・ 設備コストが安価で取り扱いが容易 ・ 場所により輸送コストが高い ・ 設備コストが高価であるが貯蔵量が多い ・ 取り扱いが不慣れ ・ 水素コストが高い（電気料金により変動） ・ 起動時間 1 分で運転の自由度大 ・ 夜間電力により負荷平準化に貢献 出典：第 39 回電気化学セミナー「エネルギー・環境への切り札 を基に作成 クリーンビークル 」1999.11.25∼26 70MPa の車載水素タンクへの対応については，圧縮機のみならず，蓄圧用コンポジッ トシリンダ，ディスペンサ，バルブ類やコネクタなどの新規開発が必要であり，課題と なる注）。 注） 「水素利用技術集成 製造･貯蔵･エネルギー利用」㈱エヌ・ティー・エス，2003 年 11 月 −255− なお，水素に暴露される金属については，水素が金属中に浸透して強度が低下する問 題と，水素中においては空気中に比べて摩擦抵抗が増大するという問題がある。こうし た問題に対しては，今年度に九州大学に設置された（独）産業技術総合研究所水素材料 先端科学研究センター（HYDROGENIUS）において研究が行われ，解決が図られるこ ととなっている注）。 （3） 水素供給ステーションの建設費検討事例 WE-NET 計画サブタスク 7 では，水素供給ステーションの経済性の検討を行っている （表 4-2-2）。それによると，水素供給ステーションの建設コストは 2 億∼2 億 3 千万円 と試算されている。 表 4-2-2 水素供給ステーション建設費のコスト試算（百万円） 天然ガス 改質 300Nm3/h メタノール 改質 300Nm3/h アルカリ 水電解 300Nm3/h PEM 水電解 300Nm3/h − − − − 94 94 （パッケージ型） 43 30 25 25 217 43 30 15 20 202 改質装置 61 61 （脱硫，改質，CO 変成， （パッケージ型） （パッケージ型） 蒸気，純水，制御系） ガス精製装置 47 47 水電解装置 （セルスタック，プラン − − ト，純水，電源，制御系） ガス圧縮貯蔵設備 43 43 その他機器 40 40 建屋 15 15 工事費 20 20 水素供給コスト小計 226 226 注 1）各種水素製造法に関する製造設備費の想定は以下のとおり。 ①天然ガス改質法：300kW 級燃料電池用改質装置を利用 ②メタノール改質法：量産時において天然ガス改質法と同等と想定 ③アルカリ水電解法：Norsk Hydro Electrolyser より購入 ④固体高分子電解質水電解法：量産時のコストを予測 注 2）水素の貯蔵設備としては，既存技術としての高圧ガス貯蔵のほかに，将来的には水素吸蔵合金によ る定置型貯蔵が考えられる。水素吸蔵合金による貯蔵設備のコストとしては，300Nm3 で 1.89 億円 との試算が行われている。（中島政雄：化学工学，49，379(1985)） 出典：水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（WE-NET）サブタスク 7 調査・検討（平成 11 年 3 月） 水素利用技術に関する NEDO のロードマップでは，水素ステーション設備費として 2020 年の本格普及期に おいては，改質形のステーションで 20∼30 万円／（Nm3/h），水電解形で 25∼40 万円 ／（Nm3/h）という値が示されている（図 4-1-3 参照）。水素価格を抑えるためにも水 素ステーションの建設コストのさらなる削減が期待される。 注） 参考資料-Ⅵ.参照。HYDROGENIUS では，すでに水素による強度低下が，有力な説であった金属の 格子間脆化によるものではないことを突き止めるなどの成果を得ている。 −256− 4-3 FCV の経済性評価の事例 （1） 燃料電池実用化戦略研究会の目標値 「燃料電池実用化戦略研究会」では，自動車用と定置用について，2010 年以降を普及 時期とし，その時期における FC システム全体の経済性目標を設定している（表 4-3-1）。 ここでは，自動車用は 5,000 円／kW 以下，定置用については，家庭用システムで 30 万 円／台以下，業務用システムで 15 万円／kW 以下を目標値としている。 表 4-3-1 「燃料電池実用化戦略研究会」による FC システムの経済性目標値 用途 時期 自動車用 定置用 家庭用システム 業務用システム コスト目標 2010 年以降 5,000 円／kW 以下 2010 年以降 30 万円／台以下 15 万円／kW 以下 備考 ・改質器・その他周辺機器含む ・約 5 万台の普及を想定 ・約 210 万 kW（家庭用 120 万台）などを想定 出典：燃料電池実用化戦略研究会「固体高分子形燃料電池／水素エネルギー利用技術開発戦略」（2001 年 8 月 8 日）を基に作成 （2） NEDO の技術開発ロードマップ NEDO が発表した燃料電池技術開発ロードマップでは，2020∼2030 年の次世代車の 本格普及時において FC システムの製造価格を約 4,000（円／kW）としている（表 4-3-2）。 表 4-3-2 NEDO 燃料電池技術開発ロードマップによる FC システムの製造価格（自動車用） 時 現在 2010 年頃 初期車 限定導入 2015 年頃 初期車普及， 次世代車実証 2020∼30 年頃 次世代車 本格普及 数十万円 5∼6 万円 約 1 万円 4,000 円未満 10 万台想定 100 万台想定 100 万台想定 期 フェーズ FC システム製造価格 （円／kW） 生産台数（台／年） 表 4-3-3 NEDO 燃料電池技術開発ロードマップによる FC システムの価格（定置用） 時 期 フェーズ FC システム価格 （円／kW） 生産台数（台／年） 現在 2010 年頃 改良機 2015 年頃 普及機 2020∼30 年頃 本格普及機 数百万円 約 70 万円 約 50 万円 40 万円未満 10 万台想定 50 万台想定 50 万台超想定 （3） 米国 DOE による目標値 米国 DOE は，FreedomCAR プログラムにおいて FC システムのコストと水素供給コ ストの目標値を示している（表 4-3-4）。自動車用の FC システムコストの目標値として， 普及段階とする 2010 年以降で$45／kW，本格普及段階とする 2015 年以降で$30／kW と設定している。 米国 DOE では，最近の原油価格の高騰を踏まえて，水素供給コストの見直しを行っ −257− たが，そのコスト目標は 2009 年において＄3.0／kg である。これは Nm3 当り 3 円を上 回る程度あり，相当安い水準と考えられる。 表 4-3-4 DOE による FC システムと水素のコスト目標値 プログラム等 FreedomCAR 分類 FC システムコスト （自動車用） 水素価格 FCV デモンストレーション 水素供給コスト プロジェクト（2005 年） 達成時期とコストの目標 2010 年以降：$45／kW 2015 年以降：$30／kW 2010 年以降：$1.25／ガロンガソリン相当 2009 年：$3.0／kg 2015 年：$1.5／kg （4） EU の FP6 による目標値 EU の FP6 では，FC システムの長期的なコスト目標として，自動車用で 50 ユーロ／ kW，定置用で 300 ユーロ／kW を設定している。 （5） FCCJ による目標値 FCCJ では，定置用 FC システム（1kW 級）について，2015 年以降の本格普及段階 において 30 万台／社の製造を想定した場合に，製造原価 16 万円／台を目標としている。 （6） WE-NET による試算 WE-NET では，水素燃料 FCV の経済性を評価している注）。短期に成立可能な最も安 価な水素の供給システムは，表 4-3-5 に示すように，天然ガス（都市ガスあるいはメタ ン）をオンサイトで改質する方法であり，1Nm3 当り約 40 円となっている。 表 4-3-5 わが国における自動車用水素のコスト見積 項目 設備費 人件費 変動費 都市ガス メタノール 電力 その他ユーティリティ 計 天然ガス改質 17.6 2.9 14.1 − 4.9 0.4 39.9 メタノール改質 17.6 2.9 − 27.6 4.4 0.3 52.8 （単位：円／Nm3-H2） アルカリ水電解 PEM 水電解 16.9 15.7 2.9 2.9 − − − − 54.5 48.8 0.5 0.5 74.8 67.9 注）都市ガス価格：39.3 円／Nm3，メタノール価格：40.0 円／kg，電力価格：東京電力高圧季時別電力 B 出典：水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（WE-NET）サブタスク 7 調査・検討（平成 11 年 3 月） 水素利用技術に関する 図 4-3-1 は各種自動車の生涯（15 万 km 走行を想定）の燃料コストを比較したもので あり，水素，メタノールともガソリンハイブリッド車と同等レベルかそれ以下であるこ 水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（WE-NET）サブタスク 7 査・検討（平成 11 年 3 月） 注） −258− 水素利用技術に関する調 とがわかる。ただし，この比較では水素，メタノールに対する燃料課税はないものと想 定されていることに注意する必要がある。 わが国では，メタノールを化学工業用に年間約 200 万トン消費しており，当面はこの 工業用メタノールの一部が利用され，価格面でも同じ扱いをされると想定されている。 ここでは，1998 年時点の化学工業用ローリー引渡し価格の平均的な値として，40 円／ kg が仮定されている。また，メタノールの小売価格としては，これにメタノール供給ス タンドの設備費相当を加算した場合のコストとして 53 円／㍑が仮定されている。 図 4-3-1 各種自動車の燃料コストの比較 出典：水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（WE-NET）サブタス ク 7 水素利用技術に関する調査・検討（平成 11 年 3 月） また，40 円／Nm3 という水素の価格は，1 ステーション当り 300Nm3／ hour の能 力をフル稼働した場合であり，普及が十分に進展していない時期においては，公的な支 援なしではこれより高額になることは避けられないと見積られている。表 4-3-6 は 40 円／Nm3 の前提となる天然ガス改質形水素ステーションの建設費である。 表 4-3-6 燃料電池車が経済的に成立するシステム例 （天然ガス改質形水素ステーションの建設費） 項目 金額(百万円) 備考 パッケージ型(脱硫，改質，変成，蒸気，純水，制御系 改質装置 61 を含む) 47 精製装置 PSA 式 43 ガス圧縮貯蔵設備 圧力 20MPa 40 その他機器 15 建屋 20 工事費 226 合計 注）水素製造能力：300Nm3/hr 出典：水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（WE-NET）サブタスク 7 調査・検討（平成 11 年 3 月） −259− 水素利用技術に関する 表 4-3-7 は，FCV の車両コストの見積り額であり，245 万円と見積られている。また， 表 4-3-8 は燃料費，車両コストを踏まえた生涯 15 万 km を走行した場合の総合経済性の 評価である。すなわち，この車両価格，燃料コストで，生涯 15 万 km を走行する場合， ガソリン車と同等となるという結果となっている。 表 4-3-7 燃料電池車が経済的に成立するシステム例（車両コスト） 単位：千円 共通部分 エンジン＋変速装置 その他ｶﾞｿﾘﾝ車専用 燃料電池 二次電池 インバータ モータ 水素吸蔵合金タンク 合計 FCV 1,200 − − 300 200 200 150 400 2,450 ガソリン車 1,200 250 50 − − − − − 1,500 備考 燃料タンク，排ガス処理装置等 10 千円／kW×30 kW 8 千円／kW×25 kW 最大出力 50kW 合金 3 千円×110kg，水素貯蔵量 2.2kg 注）車種：小型バン 出典：水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（WE-NET）サブタスク 7 調査・検討（平成 11 年 3 月） 水素利用技術に関する 表 4-3-8 燃料電池車が経済的に成立するシステム例（総合経済性） FCV 2,450 千円 車両価格 (a) ガソリン車 1,500 千円 燃費 (b) 8 km/l 8.11 km/Nm3 150,000 km 90 円／l 1,690 千円 3,190 千円 150,000 km 40 円／Nm3 740 千円 3,190 千円 生涯走行距離 (c) 燃料単価 (d) 生涯燃料費 (e) 総合費用 備考 FCV の効率はガソリン車の 3.125 倍と した 15,000 km／年×10 年 (d)×(c)／(b) (a)＋(e) 注）車種：小型バン 出典：水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（WE-NET）サブタスク 7 調査・検討（平成 11 年 3 月） 水素利用技術に関する （7） 経済産業省「燃料電池実用化戦略研究会」による燃料供給ステーションの設置費用の試算 燃料電池実用化戦略研究会では，表 4-3-9 のように既存のサービスステーション（SS） に設備を追加するための 1SS 当たりの設置費用を試算している。 表 4-3-9 燃料電池用として見込まれる主な燃料の 1SS 当たりのインフラ投資額 燃料種類 現在の自動車用 供給設備数 既存の SS に設 備を追加するた めの 1SS 当た りの設置費用 水素 メタノール ガソリン GTL 0 ヶ所 約 50 ヶ所 約 56,000 ヶ所 0 ヵ所 0.2 億円 − 0.1 億円 液体水素 貯蔵 水素ガス 貯蔵 0.9 億円 0.8 億円 −260− 4-4 燃料電池車の実用化の時期と普及台数の見通しについて 4-4-1 自動車メーカによる FCV の実用化計画 2002 年 12 月，トヨタとホンダは FCV の限定リース販売を行い，DaimlerChrysler， 日産も限定リース販売を開始している（表 4-4-1）。また，国内では，官庁，自治体， 一般企業を含めこれまでに 25 台の FCV がリース販売されている（表 4-4-2）。 表 4-4-1 自動車メーカ発表による FCV の商品化の時期（2005 年 10 月末現在） 自動車メーカ 商品化時期 トヨタ 2002 年限定販売 ホンダ 2002 年限定販売 DaimlerChrysler Ford 日産 2003 年限定販売 2003 年内限定販売予定 2008∼2010 年までに累 計数万台を販売 2004 年限定販売 ダイハツ 2004 年限定販売 GM 備 考 国内で 12 台，米国で 5 台を限定 リース販売 国内で 6 台，米国（個人を含む） で 10 台を限定リース販売 国内で 3 台を限定リース販売 国内で 3 台を限定リース販売 国内で 1 台を限定リース販売 表 4-4-2 国内における FCV リースの現状（2002.12∼2005.10 末現在） 車両 トヨタ ホンダ 日産 ダイハツ D/C FCHV （120 万円/月） FCX （80 万円/月） X−TRAIL FCV （100 万円/月） MOVE FCV-K-Ⅱ （20 万円/月） FCELL （120 万円/月） 総計 官庁 自治体 一般企業 合計 5台 3台 4台 12 台 3台 1台 2台 6台 − 2台 1台 3台 − 1台 − 1台 − − 3台 3台 8台 7台 10 台 25 台 注）トヨタ：米国で 5 台リース，ホンダ：米国で 10 台リース 表 4-4-3 は，昨年度の自動車メーカに対する訪問インタビュー調査結果から本格普及 の時期についての発言をまとめたものである。トヨタは，新しい燃料や自動車が従来の ものから完全に代替されるのに少なくとも 20∼30 年を要することを考えると，深刻化 する地球環境問題，エネルギー問題に対応するためには，2010 年代には初期のプリウス と同程度の FCV を市場に出す必要があるとしている。ホンダにおいては，明確な時期 についての言明はなかったが，同様の問題意識から目標をおいて開発を進めていると述 −261− べている。また，日産自動車は，2010 年までには性能レベルでは航続距離を含め従来ガ ソリン車に近い性能の FCV が完成し，それをどのように市場に出すかはビジネス戦略 次第と述べている。 表 4-4-3 FCV の本格普及の時期に対する自動車メーカの考え 自動車 メーカ トヨタ 日産 ホンダ FCV の本格普及の時期に対する考え ・ 普及には商品性，インフラ整備，マーケットニーズの 3 条件が整うことが必要 である。 ・ 商品を成立させる技術がここ数年でそう簡単ではないと認識されたのは確か である。エネルギー需給や CO2 の問題がいつ本当に差し迫るかで大きく影響 することだが，2010 年代には，FCV がプリウスを導入したレベルと同等に達 している必要があると考える。 ・ エネルギーが大きく変わるのには 30∼50 年のスパンがかかる。市場の車が全 部切り替わるのにも 10∼30 年を要する。それを考慮すれば，2010 年代を普及 開始の目標にしなければ遅すぎると感じている。 ・ FCV の大量普及時期は 20 年，30 年先だと思うが，それを目標に市場のデー タ収集をし，大量生産技術を確立し，インフラを準備することを考慮すると， 実はそれほど期間はない。2010 年代にはある程度始まっていないと 2030 年で の大量普及は困難である。 ・ 技術開発の観点からは，2010 年までにはかなり実用的な事ができると考えて いるが，ビジネスモデルを成立させることが大きな課題である。その FCV の 性能レベルは，全てがガソリン車並とはならないが，航続距離も実用で 500km に達すると思う。圧縮水素でも現状より効率を向上させるとともに，ガソリン 車のレイアウトにこだわらず，車上での水素搭載量を増やせば，達成可能な目 標だと思う。 ・ 地球温暖化問題がエネルギー問題より先にくると予想しているが，化石燃料の 枯渇はいずれくる問題という位置づけで，原油の可採埋蔵量のピークは標準 ケースでも 2030 年頃と言われており，それに対応した技術という形で FCV 開発を行っている。 ・ 耐久性や航続距離などの課題を解決した上で，コストを低減していくという 2 ステップが必要だと考えている。 ・ 少量量産の条件としては，基本的には性能がガソリン車と同等になることが求 められる。コストはガソリン車の数倍レベル程度に抑える必要があるが，これ でも量販化というわけにはいかないと考えている。 ・ 量販化については，少なくとも今のガソリン車並みあるいは補助金を含めて HEV 並みのコストまで下げる必要がある。 ・ そのためには，技術面では耐久性を確保したうえで，コストをどこまで下げら れるかがキーになる。同様に、インフラ整備を加速するには商品性のある FCV を早く出すことが重要だと考える。 出典：2005 年度の訪問インタビュー調査結果より（2005 年度 JARI「FCV に関する調査報告書」）。 −262− 4-4-2 経済産業省「燃料電池実用化戦略研究会」による見通し 2004 年 3 月 11 日に開催された第 12 回燃料電池実用化戦略研究会において，水素エ ネルギー社会の将来像，水素社会に向けたシナリオが提案された（表 4-4-4）。そのシ ナリオでは 2030 年には燃料電池自動車が約 1,500 万台，定置用燃料電池が約 1,250 万 kW となっている（詳細は 3-4-1（6）参照）。 表 4-4-4 将来に向けた普及のシナリオ 燃料電池自動車 定置用燃料電池 2010 年 約 5 万台 約 210 万 kW 2020 年 2030 年 約 500 万台 約 1,500 万台 約 1,000 万 kW 約 1,250 万 kW 出典：第 12 回燃料電池実用化戦略研究会資料を基に作成 4-4-3 WE-NET による導入シナリオ WE-NET 計画においても，直接水素形 FCV の導入シナリオが検討されている注）。そ れによると，2010 年におけるわが国の FCV の年間販売台数は全車種で 1 万 2 千台程度 であり，そのうちの約 2 千台が乗用車，8 千台が商用のバンという想定である（図 4-4-1）。 短中期シナリオによる 2020 年の直接水素形 FCV の新車販売台数は約 15 万台，普及台 数で 60 万台程度の想定である（図 4-4-2，図 4-4-3）。わが国の年間新車販売台数を 700 万台とすると，15 万台は約 2％程度のシェアに相当する。また，この時期においても一 般乗用車の FCV の普及はほとんど見込んでおらず，乗用車の普及が始まるのはこれ以 降という想定である。 [台／年] 14,000 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 バン 塵芥車 バス 乗用車 2,000 0 2000 2001 図 4-4-1 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 [年] WE-NET における FCV 導入シナリオ・新車販売台数（短期） 出典：水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（WE-NET）サブタスク 7 調査・検討（平成 11 年 3 月） 注） 水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（WE-NET）サブタスク 7 査・検討（平成 11 年 3 月） −263− 水素利用技術に関する 水素利用技術に関する調 図 4-4-2 WE-NET 試算による直接水素形 FCV の新規導入台数（短中期シナリオ） 出典：水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（WE-NET）サブタスク 7 調査・検討（平成 11 年 3 月） 図 4-4-3 水素利用技術に関する WE-NET 試算による直接水素形 FCV の普及台数（短中期シナリオ） 出典：水素利用国際クリーンエネルギーシステム技術（WE-NET）サブタスク 7 調査・検討（平成 11 年 3 月） −264− 水素利用技術に関する 4-5 まとめ 本章の結果を以下に取りまとめる。 （1） 燃料の選択について FCV に用いる燃料としては，主に水素（直接水素を供給する方式），メタノール，既 存のガソリンスタンドを利用できるガソリン系の燃料が想定され，この中でどれが標準 になるかについて注目を集めてきた。一時期において既存のインフラが利用できるガソ リン燃料の車上改質技術に期待が持たれたが，ガソリン燃料の車上改質が非常に難しく， ブレークスルーとなる技術革新の必要性が認識されるに至っている。そのため，主要な FCV メーカの開発の重点は，現状では直接水素形の FCV に置かれている状況にある。 昨年度の国内自動車メーカに対するインタビュー調査でも，PEFC を用いた従来型の ガソリン系燃料の改質型 FCV は，ガソリンハイブリッド車を陵駕する程のエネルギー 効率を達成することが困難なことなどからその可能性が否定された。 こうした動きに呼応するように，直接水素形の FCV の導入や実証走行に併せて，世界 各地で公的な支援により水素供給ステーションの整備を進める動きも活発化しており， 現状では直接水素方式の FCV の導入に完全に絞られてきている状況にある。 そのため，FCV の導入を推進するには，安価でエネルギー効率の高い水素製造技術と 輸送技術が重要であり，水素の車上における貯蔵技術が極めて重要な技術となる。 （2） FCV 技術に関する動向 FCV においては現状様々な課題があるが，トヨタ，ホンダ，日産，ダイハツなどの FCV が限定的なリース販売を開始したように，性能面に係る課題について言えば，現状 では徐々に実用域に達しつつある状況と考えられる。そのため，今後の課題としては， 実際の利用を想定した耐久性や信頼性の確認，コストダウンに向けた技術開発が最大の テーマとなっていると考えられる。 1） 燃料電池スタック 昨年度の自動車メーカに対するインタビュー調査ならびに今回の素材メーカ等への インタビュー調査を通じて，着実に技術が進歩していることを実感することができた。 FCV に自社製スタックを搭載するトヨタ，ホンダを始め，リース車を自社製スタック に順次リプレイスしていく予定の日産も含め，着実に市場走行データとスタックの劣 化状況に関するデータの蓄積が図られており，耐久性，信頼性向上に向けた貴重なデー タが揃いつつあることが伺えた。トヨタは，昨年度のインタビュー調査でスタックの 経時的な出力低下が目標の半分程度の達成状況であるものの，電解質膜の耐久性に関 しては，社内評価ベースで 15 年 20 万 km 走行を見通せる耐久が得られていると述べ −265− ている。 こうした耐久性，信頼性の向上とともに，さらなる出力密度の向上，ユニットの小 型軽量化が必要であると考えられている｡とくに水素の貯蔵スペースの確保と軽量化 のためにスタックシステムのさらなる小型軽量化が必要と考えられている。 また，内燃機関並みの性能を確保する上で，マイナス 35℃∼40℃を見据えた低温始 動性の確保も重要な課題となっている。 しかしこうした課題に対しては，現象面の理解が進むにつれて，数年のうちに着実 に課題解決に向かうものと自動車メーカは自信を示している。 最後に残されるのがコストの課題である。上記のような様々な性能面の課題とコス ト削減の両立は最後に越えなければならない大きな課題である。その目標水準は，現 状コストの 1／100 のオーダーであり，自動車メーカは現状の技術の延長上では，現 状の自動車並みのコストに抑えることは困難であると考えている注）。そのため，もう 一度基礎研究に返って技術的なブレークスルーを狙う必要があると考えられている。 とくに固体高分子膜の低コスト化，電極触媒中の白金量の低減，ガス拡散層として用 いられるカーボン繊維製品の低コスト化，低コストなセパレータ材料や製造工程の開 発等，様々なコスト低減に向けた課題がある。 2） 車上改質器 ガソリン系燃料の改質器については，トヨタ自動車や GM と ExxsonMobil， HydrogenSource，米国 DOE を中心とした Nuvera FC，アルゴンヌ国立研究所（ANL） 等において開発が進められてきた。しかし，とくに CO 変成器の小型軽量化が進まず， 始動性や熱効率向上の面で大きな技術的な障壁に直面し，何らかの技術的ブレークス ルーが必要とされる状況にある。しかしながら，2004 年 8 月，米国 DOE は，2010 年の目標であるスタートアップ時間 30 秒以内が見込めないとして，以降のガソリン改 質器の研究開発に対する支援を打ち切ることを発表した。実用化に向けては，さらに コストや耐久性等の課題，ガソリン中の成分が改質触媒に与える影響分析の必要性， 燃料の標準化等，克服すべき課題は山積しており，実用化へのハードルは非常に高い 状況にあると考えられる。 3） 水素貯蔵技術 直接水素方式の場合，その最大の弱点は水素の低エネルギー密度という性質に由来 する航続距離の問題である。 コスト面，技術面から，現状では航続距離等に問題があるものの，高圧水素タンク 詳しくは 2005 年度 JARI「FCV に関する調査報告書」の FC キュービック訪問インタビュー調査結 果参照。 注） −266− が最も実用的な車載方法であると考えられている。現状の充填圧力は 35MPa が主流 であるが，近年 70MPa の圧縮水素タンクの開発が進み，GM とスズキ，あるいは日 産などが開発を発表している。トヨタにおいても，70MPa 水素タンクを内製し，JHFC プロジェクト・第 2 期において 70MPa の技術的検討を実施するように要望を出して いる。 また，現在，独立行政法人産業技術総合研究所などが検討しているように，例えば 35MPa の高圧ガス容器の中に水素吸蔵合金などの吸蔵材料を入れ，高圧ガス方式の低 体積エネルギー密度という弱点を化学的な吸着を利用して緩和しようとする試みも行 われている。トヨタやホンダ，スズキなどもこのハイブリッド型の水素タンクに着目 しており，内部に入れる水素吸蔵材料の開発が進めば有力な貯蔵方式となり得る。ホ ンダでは，70MPa への高圧化よりもどちらかといえば圧力は 35MPa に維持したまま で，このハイブリッド型タンクによって水素貯蔵量を増やす方向を志向していると思 われる。 以上のような方法でも，現状では目標とする航続距離を確保するには不十分な状況 にあり，各社とも基礎研究の必要性を訴えている状況にある。 4） FCV 全体システム FCV の実用化のためには，寒冷地や砂漠等あらゆる環境においての耐久性と信頼性 といった自動車としての基本性能の確保が課題である。とくに氷点下においては，FC から生成される純水の凍結が避けられないため，この問題にどう対処するかが当面取 り組むべき重要な課題となっている。しかし，各社ともこうした課題に対する解決は 時間の問題としており，最大の課題は，上記の水素の搭載量に起因する 1 充填当りの 走行距離の問題である。 この問題に対しては，上記に示すような水素のさらなる高圧化あるいはハイブリッ ドタンクの採用，車両効率の向上，スタックの小型軽量化と従来車にとらわれない車 内パッケージングの見直しによる水素搭載スペースの増大などによって解決し，近い 将来に実用航続距離を確保した FCV が次期商品として投入されてくると予想される。 （3） 水素供給ステーションに関する動向 現在国内外において FCV 実証走行試験のための水素ステーションの建設が進められ ている。とくに国内では，2002 年度から JHFC プロジェクトがスタートし，東京・横 浜周辺に 10 基の水素供給ステーションが建設され，水素供給ステーションも本格的な 実証試験段階に至っている。 水素ステーションの整備に係る大きな課題としては，3 章において整理したように建 築基準法等による各種規制の問題であるが，現在，国が中心となって規制の見直しに向 けた検討が進められ，着実に規制緩和が進んでいる状況にあり，昨年度，ガソリンスタ −267− ンドへの併設が認められることとなったことは，ステーションの建設・運営を効率化し ていく上で重要な一歩であった。 また，水素を製造し水素供給ステーションに水素を供給する方法に関しては，短中期 的には水素をオンサイトで改質する方法，オフサイトで水素を製造し配給する方法，副 生水素を配給する方法等様々な方式があり，また一次エネルギーに何を用いるかによっ て様々なパスが存在する。そうしたパスについて，とくに総合エネルギー効率，コスト の面からの評価を実施し，望ましい水素の製造供給方式についての知見を積み重ねるこ とが必要であると考えられる。 −268− 5．今後の課題 本調査では，国内外におけるインタビュー調査やその他の文献情報に基づき，主とし て FCV に関する現状の技術動向について調査を行った。今後の課題として考えられる 項目は以下のとおりである。 （1） 燃料電池の実用化・導入促進，産業育成等における諸外国政府の取組み状況の調査 燃料電池車の実用化に向けて解決すべき課題は，技術的な課題のみならず燃料供給イ ンフラの整備や規制の見直しをはじめとして広範囲に及んでいる。またその課題を解決 するためのアプローチも様々な方策が考えられる。現在，海外においても，政府や公的 機関が中心となって，燃料電池の実用化に向けて技術開発を支援するためのプログラム や制度，実用化・商業化を目指したロードマップの策定，実証試験の実施，一般市民に 対する普及啓発活動等に積極的に取り組んでいる状況にある。こうした中で，今後のわ が国における燃料電池車の導入促進施策検討の参考とするために，海外における燃料電 池の実用化・導入促進，産業育成のための各種支援策や規制緩和，標準化に向けた取組 み等の各種施策の導入状況，およびそれらの企業等への波及状況や導入成果の状況につ いて引き続き調査を行う必要があると考えられる。 （2） FCV の技術動向に関する調査 FCV 技術に関する動きは非常に速い。そのため，日本および全世界の FC，FCV に関 する技術動向を継続的に調査することが重要である。とくに現在，日欧米のみでなくア ジアでも燃料電池車の実用化・商業化を目指した実証走行試験が実施され，あるいは実 施される予定であり，そうしたプロジェクトから得られる新たな知見を調査していく必 要がある。 一方，要素技術の共通の重点課題として挙げられるのは，低コスト化に加えて，燃料 電池スタックの耐久性，信頼性の向上，ならびにその実証である。劣化要因の解明と加 速試験方法の確立も重要な課題として認識されている。こうした現象解明に加えて，水 素の貯蔵方法，スタックの低コスト化等に向けた基礎研究の必要性が叫ばれ，FC キュー ビックや HYDROGENIUS の設立，あるいは各種の産官学協同による NEDO プロジェ クトが立ち上げられるなどの取組みがスタートしている。企業が開発する実用化間近と なった技術に関する情報交換は，次第に難しくなっていきつつあるが，技術課題解決に 向けたわが国および欧米の国立研究所や大学における基礎的な研究動向等にも注視して いく必要があると考えられる。まだまだ FC，FCV の本格的な普及には時間を要するの ではないかと思われるので，2015 年前後を睨んだ長期的な視野で調査していくことがま すます重要になると考えられる。 269 −269− （3） FCV のエネルギー効率等に関する分析・調査 FCV をエネルギー効率面から分析・評価することは，次期クリーンエネルギー自動車 の本命とみられる FCV の環境性能を検証する上で重要であり，また望ましい燃料の選 択，エネルギーパス，適切なインフラ整備の方向性を把握する上でも重要である。こう した観点から，当研究所においては継続的に FCV のエネルギー効率に関する分析・評 価を進めてきた。とくに，Tank-to-Wheel の分析・評価ツールである GREEN を開発し， さらに，これを加えて JHFC による実証ステーションでの実際のエネルギー消費を踏ま えた Well-to-Tank 効率の検討を進め，一定の成果を得ることができた。技術的な進歩 を見極めつつ，あるインターバルをおいて本結果のローリングをすることも必要と考え られる。 こうした成果は，今後の FCV 開発，インフラ整備等の方向性を見極めるための基礎資 料として有効に活用されていくことが期待される一方で，今後は，LCA 的な観点からの より詳細な検討が必要と考えられる。Well-to-Wheel 総合効率の分析は LCA の一部を取 り扱ったものであり，従来の ICEV のように効率が低い車両の場合には，Well-to-Wheel の分析によってほぼ LCA 的なエネルギー消費や CO2 の排出の評価に対応することでき ると考えられてきた。しかし，FCV をはじめとして，評価対象とする車両効率が非常に 良くなっていき，同時にまた自動車自体が非常に複雑になってくると，車両の製造過程 や廃棄過程あるいはインフラ整備などの寄与度が増してくると考えられるため，そうし た過程を含めたエネルギー消費，CO2 排出量の比較分析も重要であると考えられる。 （4） FCV の市場受容性に関する検討・調査 2002 年末に，トヨタ，ホンダから限定的にリース販売が始まった FCV ではあるが， 現状の価格は極めて高く，現状ではとても一般市場に受け入れられる水準ではない。こ のように今後の FCV の市場受容性についてはいまだに未知数であり，FCV のコストダ ウンの可能性，および各種燃料価格の見通しを推計・調査し，FCV の市場受容性につい て検証を行う必要がある。 また，FCV の市場受容性を高めるためには，水素の安全性に対する一般への理解の促 進も重要な課題である。 （5） FCV 導入・普及に向けての検討 新しいクリーンエネルギー自動車である FCV の普及促進を図るために，どのような新 たな施策を展開していく必要があるかを，上記に示した調査・分析を踏まえ，検討を行っ ていく必要がある。また，FCV やインフラ導入シナリオの検討も必要である。 同時に，FCV の研究開発を進める上で，あるいは FCV の市場導入を進める上で，必 要な規制緩和については引き続き検討・調査・要望を行っていく必要がある。また，安 全性等の基準の策定，燃料電池に使用される機器，燃料等の規格化による標準化，国際 270 −270− 標準化（ISO，IEC）活動への参加も積極的に推進していく必要がある。 271 −271− 272 −272−
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