New Energies, new possibilities

共同で実証を進めるトヨタとホンダのチームメンバー

　トヨタ自動車（以下、トヨタ）とホンダの本田技術研究所は2020年11月26日、燃料電池バス（FCバス）を活用した移動式発電・給電システム「Moving e（ムービングイー）」を、山梨県庁前広場（甲府市）にて公開した。Moving eは、トヨタとホンダが共同で、2020年9月より山梨県富士川町などで実証実験を進めているプロジェクト。FCバスが燃料として搭載する大容量の水素を、被災地などの電力供給に生かそうという取り組みだ。

近年、地震や台風・豪雨などの自然災害により送電網が寸断され、家庭や避難所に電気が届かないという問題が頻発している。この問題に対してトヨタとホンダは、両社の技術を持ち寄り、送電網に頼ることなく被災地に電気を届ける移動式発電・給電システムの構築を目指す。Moving eはそれを具現化するもので、トヨタのFCバスとホンダの可搬型外部給電器・可搬型バッテリーを組み合わせたシステムとなっている。

トヨタの燃料電池バス、水素搭載量を2倍に

　「CHARGING STATION（チャージングステーション）」と名付けられたFCバスは、既に東京で採用されている従来型のFCバス「SORA」をベースに、搭載する高圧水素タンクの本数を約2倍にして水素搭載量を大幅に増やしたもの。これにより高出力かつ大容量の発電能力（最高出力18kW、発電量454kWh）を得ることとなり、災害時にはこのバス自体が独立電源としての役割を果たす。 　そもそも燃料電池自動車（FCV）は、水素と酸素の化学反応によって発電した電気を使い、モーターを回して走る自動車。それは「動く発電機」とも呼び得るものであり、作った電気を走行のためだけでなく、外部給電用に使うこともできる。特に今回公開されたFCバスは大容量の水素を搭載しているため、作った電気を走行のためだけでなく、避難所などの電力としても十分に活用できるポテンシャルを有しているのだ。停電時には、文字どおり電気をチャージするためのステーションとなる。 　このバスから電気を取り出すためのポートは、車両後部に2つ装備されている。従来型のトヨタFCバスにも外部給電用ポートはあったが、その数は1つだけだった。これを2つにすることで、より迅速に、より多くの被災者の元に電気を届けることが可能になった。

トヨタ車両でつくった電気をホンダバッテリーに給電

　FCバスから取り出した電気を受け取るのは、ホンダの可搬型外部給電器「Power Exporter（パワーエクスポーター）9000」と可搬型バッテリー「LiB-AID（リベイド）E500」・「Mobile Power Pack（モバイルパワーパック）」、そしてモバイルパワーパックの充電・給電器「Mobile Power Pack Charge & Supply Concept（モバイルパワーパックチャージ＆サプライ コンセプト）」などだ。FCバスから電気をチャージした各給電器・蓄電池は、その後、それぞれの避難場所に運ばれ、照明やスマートフォンなど各々必要とする電気製品のために使われることになる。 　Power Exporter 9000は、FCバスから直接電気を取り出し、一般の電気製品で使えるようにするためのもの。100V×6口、200A×1口の出力端子を備えている。LiB-AID E500は最大出力500W・定格出力300W、重量わずか5.6kgの軽量・コンパクトなポータブル蓄電池。Mobile Power Packは最大出力1500Wと高出力でありながら、着脱式のバッテリーを採用することで利便性を高めた給電器だ。ちなみに、この着脱式バッテリーは、ホンダの電動二輪車でも使われているものだという。 　Moving eは、トヨタのFCバスCHARGING STATION 1台に、ホンダのPower Exporter 9000×2台、LiB-AID E500×20台、LiB-AID×36台、Mobile Power Pack Charge & Supply Concept×36台を搭載して構成される。まずは、このパッケージで被災地に駆けつけ、FCバスからPower Exporter 9000に取り出した電気を、複数のLiB-AID E500やLiB-AIDに小分けして持ち運ぶ。

「電気のバケツリレー」で分散避難をサポート

　この取り組みのコンセプトとなっているのが、「電気のバケツリレー」という発想だ。電気のもととなる水素をFCバスで現地に運び、FCバスから取り出した電気をたくさんの蓄電池に分けて、必要とされる場所までリレーする。両社はこれを、重厚長大なインフラの欠陥を補完する、「移動式マイクログリッド」と位置づける。 　コロナ禍の中にあって、災害時の避難の在り方も変わってきた。避難所の“密”を避けるために、分散避難や在宅避難というあり方が標準になろうとしている。その意味でも、電気のバケツリレーにより、被災地のあちこちに電気を運ぶことができるMoving e には、大きな期待が寄せられるところだ。 　クルマから電気を取り出すことは電気自動車（EV）やプラグインハイブリッド車（PHEV）でも可能だが、Moving eほどのスケールで電力供給システムを構築している例はない。この日、説明にあたったトヨタの燃料電池開発者は、「災害時を想定し、さまざまなエネルギーを利用できる体制を構築することが大切。広域で停電していたらEVへの充電は難しいし、ガソリンスタンドにトラブルがあればガソリンも使えない。エネルギーの多様性を持つことに価値がある」と話す。 　さらに、トヨタとホンダは、「Moving eは災害時だけでなく、平時にもイベントなどで日常的に活用できる“フェーズフリー”のシステム」であるとアピールする。いざというときに「使い方が分からない」などということがないよう平時にも活用し、平時と非常時という2つのフェーズをフリーにすることを提唱する（平時活用・有事利用）。両社としては、導入の間口を広げることで、コスト低減にもつなげていきたい考えだ。

　トヨタ自動車の北米事業体であるToyota Motor North America（TMNA）は12月10日（現地時間）、燃料電池大型商用トラック（FC大型商用トラック）の新型プロトタイプを初公開した。この新しいFC大型商用トラックは新型「MIRAI（ミライ）」に搭載している第2世代のFCシステムを採用することで、将来の量産化を見据え、より力強い加速性能を実現するなど、パフォーマンスと柔軟性を大幅に向上させたという。荷重量は8万ポンド（約36t）、航続距離は300マイル（約480km）以上と、幅広い商用トラックニーズに適応できる設計となっている。

トヨタは2017年からロサンゼルス港湾地域で商用トラックへのFC技術展開の可能性を検証するため、さまざまな改良を行ない実証に取り組んできた。ロサンゼルス市港湾局が中心となって進める貨物輸送の「ゼロ・エミッション化」プロジェクト（「ZANZEFF：Zero-and Near Zero-Emission Freight Facilities Project」）においては、12月から2019年に公表したケンワースのトラック「T680」をベースにしたFC大型商用トラック（第1世代FCシステム搭載）の貨物運送会社への納入を開始。今回初公開した新型FC大型商用トラック（同「T680」ベース、第2世代FCシステム搭載）についても、貨物輸送オペレーションでの実証を進めていく。 　今回の発表について、同プロジェクトのチーフエンジニアであるTMNA 電動車・先進技術部門のアンドリュー・ランド氏は「FC大型商用トラックの大規模な実証は、貨物輸送の『ゼロ・エミッション化』に向けた重要なステップです。これまでの実証を通じて、FC技術が日常の貨物輸送に適していることを確信していますが、今後は新型プロトタイプを追加することで、量産化だけではなく、より長距離の輸送など幅広い用途での活用も視野に入れていきます」と語っている。

日本自動車工業会は12月14日、政府が打ち出した2050年にCO2（二酸化炭素）など温室効果ガス排出の実質ゼロをめざす「2050年カーボンニュートラル」への自動車メーカーの課題と取り組みについて、オンラインでメディア向けの説明会を開いた説明会には自工会の三部敏宏環境技術・政策委員会委員長（ホンダ専務兼本田技術研究所社長）が出席した。このなかで三部委員長は、自工会として菅義偉首相が打ち出したカーボンニュートラルの目標について「英断であり、総理方針に貢献するため、自動車業界を挙げて全力でチャレンジする」との方針を表明した。 そのうえで、実現に向けては「画期的なブレークスルーがないと達成は見通せない。欧米や中国と同様に政策的・財政的な措置などの支援が必要」とし、政府によるサポート策を要請した。とりわけ、ブレークスルーにつながる自動車各社の研究開発投資については「年3兆円規模で最大限努力しているが、設備投資も含め支援の維持・拡充をお願いしたい」と、述べた。 また、カーボンニュートラルは「自動車業界だけで対応するのは困難だ。国のエネルギー政策との整合性が必要」と指摘し、電気自動車(EV）など電動車をライフサイクルでもカーボンフリーにするには「カーボンフリーによる電力や水素の供給が大前提になる」と強調した。 さらに、EVや燃料電池車（FCV）といった次世代車の普及には、補助金や減税などによる需要喚起策も必要として、政策の継続や拡充も訴えた。三部委員長は、自動車産業のアプローチには「色々なパス（経路）があるので、今後（経過的な目標である）マイルストーンを定め、政府にも発信していきたい」と語った。マイルストーンの設定時期については、今後詰めていく方針だ。

Robert Bosch GmbH plans to spend several hundred million euros to make fuel cells with technology from Ceres Power Holdings Plc. in the U.K.

The move will see the German automotive-parts supplier develop a manufacturing capacity of 200 megawatts per year of fuel cells by 2024 for the niche technology that’s so far mostly been deployed in the U.S. and Asia, Ceres said in a statement.

The technology could form part of a growing trend to find ways to provide dependable, low-carbon power generation to complement intermittent renewable sources.

Bosch, which owns about 18% of Ceres, agreed to use the technology after conducting a roughly two-year pilot phase. The 200 megawatts of production will be spread out between factories in Bamberg, Wernau and Homburg. Ceres said it expects to make around 23 million pounds ($30.5 million) on the deal from 2021 to 2023.

Shares in Ceres soared as much as 12% in London on the news.

While most fuel cells in the world are used for vehicles, there is a growing market to use them for power generation as well. The market for stationary fuel cell applications grew to 240 megawatts in 2018, up from 148 megawatts in 2014, according to BloombergNEF.

The technology marketed by Ceres can use either natural gas or hydrogen. With natural gas as the fuel, the machine separates out the hydrogen first before using it to make electricity.

That means the machines could be plugged into the gas grid to deploy for flexible power generation now and later be switched to run on hydrogen produced from renewable power as that becomes cheaper and more widely available.

“If you think that to meet our carbon targets we have to electrify most of society, you’re going to need flexible power generation that can do that in a net zero way and that’s exactly what fuel cells do,” said Phil Caldwell, Ceres Power’s chief executive officer.

Bosch said it sees a variety of applications for the fuel cells such as in cities, factories, data centers and electric vehicle charging infrastructure.

©2020 Bloomberg L.P.

수소 생산-저장·운송-활용 과정에 여러 산업과 연계돼 고용유발 커

수소에너지는 우리나라 미래의 경제를 이끌어갈 주요한 에너지원으로 주목을 받고 있다. 수소 활용산업은 수소전기차를 중심으로 한 수송분야에서부터 전기·열 등 에너지 분야까지, 새로운 미래 신산업으로 육성이 가능한 분야다. 온실가스와 미세먼지도 줄여 깨끗하고 안전한 환경을 만드는데 이바지할 수 있다.

특히 수소 활용산업은 수소 생산-저장·운송-활용 등 벨류체인 전반에 걸쳐 다양한 산업과 연계돼, 상당한 고용유발 효과를 거둘 수 있다는 장점도 있다.

에너지경제연구원 김재경 연구위원은 국회 정의로운전환, 그린뉴딜 국회의원 연구모임이 최근 개최한 세미나에서 “한국의 수소경제가 성장할 경우 2040년 수소경제로 말미암아 발생하는 부가가치 유발 규모는 2017년 우리나라 GDP의 약 2.5%를 초과하는 43조원, 고용유발 인원은 2018년 자동차산업 고용인원의 75%를 초과하는 42만명이 될 것”으로 추산했다.

◇세계 각국 수소산업 활성화=해외 각국에서는 이미 수년전부터 수소산업 활성화를 위한 로드맵을 세우고 이를 추진하고 있다.

미국은 수소 밸류체인 기능을 확보해 에너지 리더십을 강화하겠다는 전략이다. 일본은 수소2030 로드맵을 통해 높은 에너지 해외의존도를 벗어나고, 자국산업 활성화를 위한 수소에너지 집중개발 계획을 발표했다.

중국도 2017년 수소전기차 로드맵을 발표하고, 2030년까지 수소차 100만대를 공급하겠다는 계획이다. 독일은 올해 6월 국가수소전략을 수립하고 수소시장 확대를 위해 70억 유로, 수소 수입을 위한 국제 파트너십 구축에 20억 유로의 투자계획을 발표했다.

우리나라의 경우 지난해 1월 산업통상자원부가 수소경제 활성화 로드맵을 발표했다. 로드맵은 수소전기차 및 연료전지 세계시장 점유율 1위 달성을 목표로, 수소 활용산업에서의 시장창출과 육성에 방점을 두고 있다. 올해 2월에는 수소경제 육성 및 안전 관련 법률안 8개를 통합한 ‘수소경제 육성 및 수소안전관리에 관한 법률안’을 제정했다.

◇수소경제 이행 핵심은=김재경 연구위원은 “수소경제 이행을 위해서는 수소가 어떠한 방식으로 얼마나 생산·공급되느냐가 중요하다”고 강조했다. 수소 생산과정에서 ‘탈탄소화’를 추진하고, 수소 공급가격을 최소화하는 ‘경쟁 가능한 수소가격 설정’이 관건인 것이다.

즉 수소 생산 전 과정에서 온실가스 배출을 최소화하는 것이 그린뉴딜에 적합한 정책이 된다. 수소는 천연가스 추출, LFG 추출, 전력계통을 활용한 수전해 등 다양한 방식으로 생산이 가능한데, 생산방식에 따라 온실가스 배출량에 차이가 있다. 특히 재생에너지와 연계한 수전해 수소 생산방식은 온실가스 배출량 ‘0’을 달성할 수 있다.

이와함께 휘발유·경유·수송용 전기 등 다른 수송연료와 경쟁할 수 있는 수소 충전요금이 수소경제 활성화 로드맵 이행의 필수조건이다. 수소차 보급을 늘리고 수소경제를 활성화하기 위해서는 대체 관계에 있는 차종, 특히 경유차의 연료비용보다는 충분히 낮은 수준이 되도록 수소충전 요금을 설정하는 것이 필요하다.

이를 위해 김 연구위원은 EU에서 추진 중인 ‘그린수소 인증제도’를 벤치마킹한 ‘친환경 CO₂-free 수소 인증제도’의 국내 도입을 제안했다. 친환경 CO₂-free 수소 생산 및 공급 확대를 지원할 경제적 인센티브 체계를 갖추자는 것이다. 또, 투입 원료를 천연가스·일반수소·저탄소 인증 수소·그린 인증 수소로 구분해, 각 원료별 가중치를 차등 적용하는 방안도 있다. 중기이코노미 채민선 기자