気候変動に関連するニュースが話題となることも増え、世界中でカーボンニュートラルの推進が求められています。私たちが暮らす地球の環境を守りながら、快適な暮らしを実現するためには、脱炭素への取り組みが必要不可欠です。この脱炭素への高いハードルを越えるべく、世界では原油や石炭といった化石燃料から、クリーンなエネルギーへのエネルギー・トランジションが起ころうとしています。その中のひとつとして注目されているのが水素です。

なぜ、水素が注目されているのでしょうか。まず、水素は様々な物質から取り出せることに加え、エネルギーとして利用する際にCO₂を排出しないクリーンなエネルギーです。水素の利活用が進めば、発電部門や電化が難しい設備の脱炭素化や、BEV化に課題のある大型商用車の脱炭素化も見えてきます。

また、水素には「ためる」ことができるという特性があるため、太陽光発電などの再生可能エネルギーの余剰電力を水素に変換して、長期貯蔵することが可能です。日本のようなエネルギー自給率の低い国においては、脱炭素の観点だけでなく、エネルギーセキュリティの観点からも水素の利活用に期待が集まっています。

しかし、期待の高さとは裏腹に、まだ水素の利活用は普及しているとは言えません。世界中で持続可能な社会を実現するための試行錯誤が行われているものの、実現のために超えていくべきハードルがまだ多く存在しているためです。

水素の利活用を普及するには、「つくる」「ためる・はこぶ」「つかう」といった水素のサプライチェーンにおける技術課題を、同時に解決していくことが必要だと、自動車＆ライフソリューション部の伊神は言います。

「水素のサプライチェーンが整わないことには、水素利活用の普及は困難です。再生可能エネルギーから効率的にグリーン水素_※をつくり、適切に運べるようになること。そして、グリーン水素活用の幅が広がり、需要が増えていること。水素の需給における課題を同時にクリアしていくことが、水素の利活用が普及していくためには重要です。

しかし、この課題は大きく、複雑であるため、到底1社では実現できません。様々な企業が持つ技術やノウハウを結集し、協力しながら解決していく必要があるでしょう。私たちがクルマのシステム開発で培ってきた技術もきっとお役に立てるはず。これらをご提供することで、カーボンニュートラルな未来づくりに貢献していきたいと考えています」（伊神）

※グリーン水素：再生可能エネルギーを利用して生成される水素

水素の普及における様々な技術課題。デンソーは、水素を「つくる」領域と、「つかう」領域における技術課題の解決に挑戦しています。

デンソーは、これまでにも水素を「つかう」領域において、技術開発に挑戦してきました。乗用車領域において、市販車として世界初のFCEV（燃料電池車）である「MIRAI」のシステム関連製品の開発・量産に貢献してきた実績があります。FCEVの開発に携わってきたエネルギーソリューション開発部の山田は、水素との歩みをこう振り返ります。

「実は、FCEVに関連するデンソーの製品開発の歴史は約20年にもなります。水素という新たなエネルギー源をつかって走るFCEVは、従来とは異なる安全性への取り組みが必要でした。当時は、『水素爆発』など、水素は危険なものであるという印象もあり、『絶対安全に使えるようなものにしなければ』という使命感をもって開発に取り組んできました。

MIRAIを世に送り出すための技術開発の積み重ねの中で、水素を安全に早く充填できる技術、水素を効率的に電気に変える技術、そして電気を効率よく走行エネルギーにする技術などを培ってきました。

これらのFCEV技術に加え、その他の要素技術や生産技術なども複合的に活かすことで、水素利活用を広げていくことに貢献できるはずです」（山田）

これまでデンソーは水素を「つかう」領域において、FCEVシステム関連製品の開発と量産に取り組んできました。これからはその本格普及へ取り組むとともに、水素エンジンなどの水素を活用した内燃機関の開発にも技術の活用範囲を広げていきたい。

さらに、モビリティの領域を超え、定置型燃料電池や、工場の炉での水素利用、また水素を「つくる」ための水電解装置にも、挑戦しようとしています。

水素の普及に向けて、顕在化している技術課題がいくつかあります。その中でも、「つかう」領域の燃料電池や炉での活用、 「つくる」に必要な水電解装置などにおいてよく触れられるのが、「効率性」と「耐久性」をいかに上げられるかという課題です。

実は、これらの技術課題は、クルマのシステムに求められる要件との共通点があります。デンソーはこれまで培ってきた技術を活かし、これらの課題解決に挑戦しています。

なぜ、水素において「効率性」が重視されるのでしょうか。環境ニュートラルシステム開発部の大杉は、「貴重な再生可能エネルギーを無駄なく使用し水素を『つくる』こと、そしてその水素を余すことなく『つかう』ことで、水素利活用のコストを抑えられるからです」と、効率性の大切さを語ります。

「クルマは、みなさん燃費がいいものを選びますよね。クルマのシステムサプライヤーであるデンソーは、クルマの燃費を上げるために、エネルギーを効率的に使用する技術とノウハウを培ってきました。

具体的には、エネルギーの無駄をなくす熱の技術や、電駆動製品から培った電気の制御技術、それらの性能を極限まで高める素材技術などです。これらの技術は、水素を『つくる』ための水電解装置なら電解効率に、『つかう』ための燃料電池なら発電効率に、それぞれの効率を上げるために活用できます」（大杉）

また、水素を「つくる」「つかう」ためのシステムがすぐ壊れてしまったり、メンテナンス性が悪く稼働率が落ちてしまったりしては、いかに高効率で性能がよくても意味がありません。だからこそ、システムが安全に長期間使用できる「耐久性」が重要になります。

「クルマはどんな環境でも走行できる必要があるため、耐久性が非常に求められます。

マイナス何十度になる環境であっても、どれだけ暑い地域でも、雨や雪が降っても、ちゃんと動き、人の命を守り続けないといけません。厳しい環境でも作動する高い品質の製品を、世界中に届けられるように量産できる生産技術が、デンソーにはあります。

また、センシングの技術を活用することで、システムが正常に稼働しているかを常に監視できるようにすることで、長く、安全に使い続けられるシステムづくりを目指しています。

これらのノウハウを、水素の『つくる』『つかう』ためのシステムにも生かしていきたいと考えています」（大杉）

• 水素社会の未来を見据えデンソーが挑む、水電解装置「SOEC」開発
• クリーンなエネルギー社会実現を目指す、デンソーの燃料電池「SOFC」開発

とはいえ、水素はまだ不確実性の高い領域です。そのため、どのようなソリューションが最適なのかを確かめるために様々な実証が必要なフェーズにあります。また、伊神が言うように水素の需給における課題を同時にクリアしていくことも求められます。デンソーは、水素の複雑な課題に取り組むために、様々な可能性を想定しながら、技術を活かそうとしています。

「一口に『水素のサプライチェーン』と言っても、それぞれの場面で求められる技術要件は異なります。柔軟性が求められることがあれば、安定性が求められることもあります。小型分散型であることが必要な場面もあれば、大規模集中型であることが必要な場面もあります。

水素のサプライチェーン全体を俯瞰すると、場面に応じて、求められる性質も違えば、規模も多様です。デンソーは、これらのニーズに対応できるようシステムのラインナップを広げています。たとえば、水電解装置であるSOECは、モジュール構造のシステムを採用することで、小規模から大規模まで対応できるよう開発を進めています。使用されるシチュエーションに応じて、これらのシステムを組み合わせて使用することも可能です」（大杉）

「モビリティ領域を起点にはじまった挑戦を、工場などの産業領域、さらには水素が利活用される社会づくりまで広げていきたい。デンソーの技術を活かせる領域を広げることで、水素の需要と供給の両面に貢献していきたい」と環境ニュートラルシステム開発部の中島は語ります。これらの挑戦が進んでいけば、水素利活用普及の一番の課題とされている、「グリーン水素のコスト低減」に貢献できる可能性が見えてきます。

「水素の価格面での課題がクリアできれば、さらに様々な可能性が拓かれます。水素をつかってメタネーションやアンモニア合成が実現できれば、現在都市ガス供給で使用されているような既存のインフラを活用したエネルギーの供給が可能になり、水素の普及におけるインフラへの投資コストを抑えることができます」（中島）

水素のコストが下がれば、CO₂を素材や燃料として再利用する「カーボンリサイクル」への取り組みも進展します。カーボンリサイクルに関連する基幹物質や、化学品、代替燃料の多くの技術は安価な水素が必要です。このように、水素の価格が下がれば、再生可能エネルギーを無駄なく使う循環社会を実現できる可能性がグッと高まります。

「クリーンなエネルギーが循環する社会を実現するためには、水素は欠かせません。実際に、米国において水素は電気・ガスと同じくインフラ基盤として整備されようとしています。私たちは、地球の未来をよりよいものにするために、水素の技術開発に挑戦し続けます。

私たちは、水素に関連する開発を行い、社会に貢献していくことは結局、日々エネルギーを利用してものづくりを行う自分たちに返ってくることだと考えています。

しかし、これらは到底1社で行うことはできません。様々な領域のパートナーの皆様と同じ夢を描いて、連携を密に取りながら共創に取り組むことで、水素が適切に利活用され、そして社会が無理なく脱炭素化に向かう未来を目指していきたいと考えています」（中島）

• エネルギーの地産地消モデルを福島から次世代へ