低コストなグリーン水素普及を目指したアルカリ水電解システムの開発

旭化成株式会社

概要

カーボンゼロ社会において、大きな役割を担うのが水素エネルギーです。その普及の鍵の一つは水素製造コストであり、2030 年までに 30 円 /Nm 3 に低減することが日本政府の目標となっています。
旭化成グループは、世界をリードする食塩電解技術で培った知見を元に、再生可能エネルギー由来のカーボンフリーな水素グリーン水素を低廉かつ大規模に製造するアルカリ水電解システムの開発を進めています。

開発のポイントは
①大規模化、②高効率化、③ 運転範囲拡大、④プロセス・制御設計です。

グリーン水素の川上再生可能エネルギーから川下供給インフラに至る関係者とも協力しながら、2050 年までには低廉なグリーン水素が世界各地で利用できるカーボンゼロ社会の構築を目指しています。

説明

旭化成グループは、「世界の人びとの“いのち”と“くらし”に貢献」のグループ理念のもと、近年では地球温暖化抑制に貢献する持続可能な低炭素 /脱炭素社会（カーボンゼロ社会）を目指した各種の技術開発に取り組んでいます。
テーマの一つに、再生可能エネルギー由来でカーボンフリーな水素（グリーン水素）を供給できるアルカリ水電解システムの開発があります。このグリーン水素を交通や発電、化学、製鉄などの広範な分野において利用していくことで、社会の低炭素化に大きな貢献が期待されています。
水素エネルギー導入・普及における大きな課題は、水素の低コスト化です。現状100〜300 円 /Nm3の水素製造コストを、2030 年までに30円 /Nm3に低減することが日本政府の目標となっています。この実現に向け、旭化成グループは、世界をリードする食塩電解技術を基盤に、グリーン水素を低コストに供給できる大型アルカリ水電解システムの開発に取り組んでいます。開発のポイントは次の通りです。

① 大規模化
アルカリ水電解システムはスケールアップによるコスト低下が期待できるため、プラント設備の最適構成を確立し、コスト（設備コスト、維持コスト）の大幅低減を目指します。

② 高効率化
食塩電解技術の活用により、旭化成グループの水電解実証機は現在、世界トップクラスのエネルギー効率を示していますが、部材の高性能化や運転技術の高度化で、更なる高効率化を目指します。

③ 運転範囲拡大
水電解システムの運転範囲が広がることで、変動が大きい再エネ電力を有効に活用することができ、かつ、電力市場価格の増減に応じ入力電力を
機動的に制御できるようになり、水素の低コスト化に貢献します。

④ プロセス・制御設計
精度の高い水電解シミュレーションモデルを構築することで、機器仕様の最適化や自動制御による省人化を目指します。

2020年代半ばの大型アルカリ水電解システムの商用化を目指し、旭化成グループは、NEDO 事業として2020年3月に開所した福島水素エネルギー研究フィールド（FH2R）向けに、世界最大級の大型アルカリ水電解システムを納入しました。

旭化成グループは本研究開発を継続発展させ、2050年までには低廉なグリーン水素が世界各地で利用できる低炭素社会の構築に貢献していきます。