第3回CO2フリー水素WG

事務局提出資料

平成28年8月9日

資源エネルギー庁

省エネルギー・新エネルギー部

新エネルギーシステム課

水素・燃料電池戦略室

第2回ＷＧでの事業者プレゼン概要

1

投入電力、電解水素製造原単価、電解設備費の全ての低減が必要であり、電解装置の設備利用率向上が課題である。

再生可能エネルギーからの電力の安定部分を用いることで、水素製造コストの大幅な削減が可能である。 火力発電より再エネ発電コストが安い環境では、水素混焼は経済性を有する可能性がある。 P2Gの水素コストを許容する地域・用途・その他条件を探すことが重要である。

■研究団体によるプレゼン概要

太陽光を中心に再生可能エネルギーの導入が進んでいる。風力については現状太陽光ほどではないものの、アセス等の手続きが済めば導入が進むものと思われる。

地域によっては系統の増強が必要になっており、工事費の負担が課題であると認識している。 系統負荷対策としての水素利用はコスト面等の課題があり、中長期的な取組が必要である。 水素製造システムについても、大型蓄電池システムと同様の技術要件（高い安全性、長寿命、高い効率・応答

性）が求められる。

■送配電事業者によるプレゼン概要

第2回ＷＧでの委員からの主なご意見

2

新しい社会システムを作っていくという観点での議論であれば、発電効率の比較だけに終始するのではなく、余剰電力対策で作られた水素をどのように活用し、どんな方法で評価するのかを、電気以外の幅広い視点で整理・議論していくことが必要。

再エネのさらなる活用という視点でP2Gを導入する場合は、送配電事業者とは別のプレーヤーが中心になるため、分けて考えることが必要。

■再エネ活用の観点でのP2G

電力会社（送配電事業者）としては系統安定化を目的とするなら、水素を作ったとしても燃料電池等からまた系統に電気で戻すことになる。そのため、水素を作って、様々な用途で活用するということまでは想定していない。

エネルギー貯蔵手段として、蓄電池単体ではシステム的にコストが未だ高い状況。短周期では蓄電池、長周期については水素といったハイブリッド方式が考えられ、コスト的にブレークスルーがあれば期待できる。

■送配電事業者によるP2Gの可能性

蓄電池はなかなか運べないが、水素は需要地に運ぶことができるように、違う使い方ができる。技術比較のみならず、使い方についても比較の視点に加えるべき。

■水素の活用

3

Power-to-gasシステムの全体像

Power-to-gasシステムは、概ね「発電」、「エネルギー変換・貯蔵」、「利用」の３つから構成される。

[出所] Siemens (2015)

4

Power-to-gasの付加価値創出の源泉

P2Gの付加価値は、大別すると、P2Gの上流（アンシラリーサービスの提供）と下流（CO2フリーガスの供給）において創出される。

アンシラリーサービス

変動再エネ電源の 出力安定化

P2G

燃料利用

エネルギー貯蔵

電気・熱利用 （ローカル）

産業ガス利用

上流側 下流側

5

Power-to-gasシステムによるアンシラリーサービス

系統へのサービス提供により、Power-to-gasは追加的な付加価値の創造が可能。

[出所] California Hydrogen Business Council (2015)

※１ Arbitrage: 夜間電力など電力調達コストが最小となる時間帯に電力消費をシフトすることによる値差

※２ Ancillary Services: 系統運用者に対する瞬動予備力／待機予備力としての調整力の提供

6

Power-to-gas関係プレーヤー

プレーヤー 事業概要 主な収益源 P2Gの用途 備考

電力会社（TSO）

送配電用設備の維持・運用

託送料 エネルギー貯蔵（P2P）

アンシラリーサービスとしての活用が主となるため、水素をモビリティ分野などの用途で利用することは事業性質上困難

再生可能エネルギー事業者

再生可能エネルギーの発電・売電

売電収入 エネルギー貯蔵（P2P） 再生可能エネルギーを電気以外の形で販売（P2G）

再エネをそのまま電気として販売できない場合に電気以外の形で販売する可能性。

P2Gを用いたTSOに対するアンシラリーサービスの提供が可能。

水素サプライヤー／ 産業ガス事業者

水素の製造／調達・販売

水素販売収入 CO2フリー水素／メタンの販売（P2G）

CO2フリーのガスの製造・販売が可能だが、環境価値が経済的に認められなければインセンティブがない。

P2Gを用いたTSOに対するアンシラリーサービスの提供が可能。

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①未利用電力を活用した水素製造及び発電予測技術等

②蓄エネルギー技術の最適運用等

○株式会社ユーラスエナジーホールディングス ○株式会社NTTファシリティーズ

○富士電機株式会社

第3回ＷＧ議題

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グリーン電力の考え方について

モデル 概要

パターンＡ 自営線による直接供給 再生可能エネルギー設備から需要家までを自営線で接続し、電力供給を行うもの。

物理的に100%グリーン電力の供給となる。 自営線の設置・維持コストが大きい。

パターンＢ 託送による供給 再生可能エネルギー発電事業者が一般送配電事業者の送配電網を利用して特定の需要家に送電するもの。

グリーン電力の供給となる。 自然変動電源による30分同時同量の達成が必要であり、予測技術等の活用が不可欠。

パターンＣ グリーン電力証書等を利用した供給

証書として切り出された電力の環境価値部分を非グリーン電力に追加することで「みなしグリーン電力」とするもの。

[出所] 「グリーンPPS検討会報告書」（2005）を基に事務局作成

※パターンＡ、Ｂは「生グリーン電力」と呼ばれることがある。

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グリーン電力の概念図

石炭火力

LNG火力

電力ネットワーク

水力

需要家Ａ

自営線 （パターンＡ）

需要家Ｂ 託送

（パターンＢ）

需要家Ｃ

グリーン電力証書活用 （パターンＣ）

グリーン電力証書活用 （パターンＣ）

非グリーン電力

グリーン電力

グリーン電力証書の取引

需要家Ｄ

原子力

系統電力

再エネ電源

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グリーン電力証書の活用例

ドイツにおけるP2G実証では、再生可能エネルギーから自営線を通じて直接水素を製造するパターンのみならず、証書を活用したパターンも存在。

[出所] Uniper (2016)

ドイツにおけるグリーン電力証書取引

ドイツでは再生可能エネルギー法（ＥＥＧ）により、再生可能エネルギーによる電力は、原則として電力市場（ＥＰＥＸ）で直接販売することとされている。

電力市場では電源別の取引を行うことはできないため、送電系統を利用してグリーン電力を販売するグリーン電力小売事業者は、電力の調達とともにグリーン電力証書（発電源証明、ＨＫＮ）の取引が不可欠となる。

11

【物理電力とグリーン電力証書（ＨＫＮ）取引の概念図】 【ドイツの電力供給体制】

[出所]MRI:「平成26年度グリーンエネルギー証書制度基盤整備事業報告書」より [出所]MRI:「平成26年度グリーンエネルギー証書制度基盤整備事業報告書」より

ドイツにおけるグリーン電力証書取引

再エネ発電事業者は物理的な電力を電力市場で販売する一方で、ＨＫＮを発行。グリーン電力小売事業者は消費者に電力を供給するとともに、供給量と同量のＨＫＮを調達。

なお、ＥＥＧの支援（固定価格買取制度ＦＩＴまたは市場プレミアム制度ＦＩＰ）を受ける再エネ設備については、ＨＫＮを発行・取引することはできない。

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[出所]「ドイツにおける2014年再生可能エネルギー法の制定」より

【再生可能エネルギー法（EEG）から抜粋】 【ドイツにおけるグリーン電力証書（ＨＫＮ）取引の流れ】

ＥＥＧ　第３４条　市場プレミアム

ＥＥＧ　第３７条　小規模施設のための供給補償

（１） 施設管理運営者は再生可能エネルギー又は坑内ガスによる電力で、第

　　２０条第１項第１号の規程により直接販売し、実際に供給し、かつ、第

　　三者により買い取られたものについて、系統運用者に対して市場プレミ

　　アムに請求することができる。

（１） 施設管理運営者は、再生可能エネルギー又は坑内ガスによる電力で、

　　第２０条第１項第３号の規程により系統運用者に供給するものについ

　　て、当該系統運用者に対して供給補償を要求することができる。

（２） 供給補償の請求権は、次の各号に掲げる要求を満たす場合に限り、行

　　使することができる。

１． ２０１５年１２月３１日以前に運転を開始した施設については、設

　　備容量が５００キロワット以下であること。

２． ２０１６年１月１日以降に運転を開始した施設については、設備容

　　量が１００キロワット以下であること。

[出所]MRI:「平成26年度グリーンエネルギー証書制度基盤整備事業報告書」より

ドイツにおけるグリーン電力証書取引

ドイツで設置された再エネ発電設備のうちほとんどがＥＥＧの支援を受けており、ドイツ国内のグリーン電力小売事業者にとって、ドイツ国内のグリーン電力を調達することは困難である。

2013年のＨＫＮ取引をみると、ドイツ国内で発行されたＨＫＮが9,239,907MWhであるのに対し、輸入が43,437,729MWhと大幅に上回っている。また発電源証明の総国際取引のうち、ドイツの輸入量は20％となっており、発電源証明導入国の中で最も輸入割合が多くなっている。

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【HKNの発行量とグリーン電力の発電量（2013年）】

[出所]UBA:「Statistik des HKNR fur das Jahr 2013」より作成

【発電源証明の国別輸出入割合（2013年）】

[出所]MRI:「平成26年度グリーンエネルギー証書制度基盤整備事業報告書」より

ドイツ 2%

エネルギーの種類

発行

（ドイツ国内

の発電量、

MWh）

無効化

(HKNが無効

化されたドイツ

国内の電力

量、MWh)

未発行

(HKNが発行

されていないド

イツ国内の電

力量、MWh)

発行 移転 無効化 輸出 輸入未

発

行

陸上風力 1,274,826 1,176,322 31,257 68,762 269,984 35,687 22,897 283,382 0

オフショア風力 0 0 0 0 0 0 0 0 0

流水、貯水、揚水、その他水

力14,878,427 14,264,269 1,536,480 8,515,257 39,848,946 5,875,814 782,497 35,317,623 0

太陽光、（直接的）ソー

ラーエネルギー、未特定の太

陽エネルギー発電

502 410 16 110 26 26 0 14 0

固形バイオマス 799,240 488,163 913,409 74,046 48,537 0 24,633 0 0

埋め立てガス 105,442 95,158 3,463 5,405 0 0 0 0 0

汚泥ガス 3,736 3,443 0 0 0 0 0 0 0

バイオガス 161 159 879 7 6 0 0 0 0

その他再エネ再生可能エネル

ギー1,301,781 455,840 667,658 576,320 330,750 0 116,621 7,836,710 0

18,364,115 16,483,764 3,153,162 9,239,907 40,498,249 5,911,527 946,648 43,437,729 0

発電（MWh） 取引（HKN数）

ベルギー ワロン 1%

デンマーク 4%

アイスランド 3%

フィンランド 14%

スイス 1%

オランダ 2%

ノルウェー46%

ベルギー フランダース

9% スウェーデン

13%

オーストリア4%

スウェーデン 12%

オーストリア7%

ベルギー ブリュッセル

2%

ドイツ 20%

ベルギー フランダース

11%

ベルギー ワロン 6%

スイス 4%

デンマーク 1%

フィンランド14%

イタリア 1%

ルクセンブルク 2%

ノルウェー 7%

オランダ 14%

輸入

輸出

日本におけるグリーン電力証書取引

日本では2001年よりグリーン電力証書の認証開始。現在は「グリーンエネルギー認証センター」（（財）日本エネルギー経済研究所附置機関）が認証行っている。

グリーン電力発電事業者は証書発行事業者と発電委託契約を締結し、証書発行事業者が証書の認証を申請。証書の購入希望者に対して証書を発行し、グリーン電力付加価値を移転する。

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【日本におけるグリーン電力証書の認証フロー図】

[出所]日本エネルギー経済研究所HPより事務局作成

グリーンエネルギー認証センター

環境価値購入者

グリーン電力発電者

申請事業者 兼 グリーン電力証書発行者

電力会社Ａ 電力会社Ｂ

グリーン電力証書購入申込み

グリーン電力証書発行 （グリーン電力付加価値の移転）

従来どおりの電力供給

グリーン電力発電委託

グリーン電力付加価値の移転

購入電力料

電力販売

設備認定・電力量認証の申請

設備認定・電力量認証

グリーン電力

付加価値

電気自体価値

日本におけるグリーン電力証書取引

MRIが実施した証書発行事業者/購入事業者へのヒアリング調査によると、証書取引市場は縮小傾向にあるという意見が多く、今後の普及施策として、税控除や還付など金銭的支援の他、証書そのものの認知度やブランド力の向上が必要といった意見が得られている。

将来的なCO2フリー水素の普及に向け、生グリーン電力だけでなく、グリーン電力証書取引による「みなし」のグリーン電力の活用も検討していくべきではないか。

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【証書購入事業者へのヒアリング概要】

[出所]MRI:「平成26年度グリーンエネルギー証書制度基盤整備事業報告書」より抜粋

【証書発行事業者へのヒアリング概要】

結果概要

調達経緯 ・企業や商品の環境アピールの一手段として調達を開始。

調達方法 ・長期契約での調達が多いが、近年は短期契約へ移行。

エネルギー種

・基本的にはこだわりがない事業者が多い。

・企業の製品のイメージに沿うこと（紙製品を製造しているため木質バイオマス

　由来等）や、発電所の性質（近隣地域との摩擦がない等）を考慮する事業者も

　あり。

用途

・業務ビルやイベント等PR目的と、東京都の取引制度での利用が２種類が存在。

・PRはストーリーが描ける事例が少なく十分な活用が行えていないという意見が

　多い。

・取引制度は自助努力で達成が可能であり、証書は結果的に必要ないケースが多

金銭的支援

・税控除や還付などの優遇措置等、金銭的メリットこそが重要。

・証書を活用した商品等を購入した側にインセンティブを与えるような制度も重

　要。

導入義務 ・一定量のグリーン電力の利用義務や排出量取引制度の導入。

PR

・証書そのものの認知度が低く、またスキームが複雑であり消費者理解が低いこ

　とが一番の課題。

・企業としては、証書を活用することで商品の販売促進に繋がる（＝売上が上が

　る）ことが第一であるため、認知度・ブランド力の向上が必要。

ヒアリング項目

グリーン電力証書

普及施策

結果概要

契約方法・旧来は5～15年という長期契約が多かったが、現状は単年度契約が主流。

・イベント等で利用するスポット的な契約も存在。

販売価格

・3～14円/kWh程度。長期契約が安価で、スポット契約が高値。

・エネルギー種により発電単価（調達）が異なり、太陽光が高値でバイオマスが

　安価。

エネルギー種

・商品特性や企業特性により、エネルギー種や発電所立地が考慮されるケースあ

　り。

・単純に価格が安価な物を好む事業者も多い。

市場動向

・市場は横ばいという意見もあるが、縮小という意見が多い。

・東京都条例の電力入札時の環境価値要件の廃止、東京都排出量取引制度の目標

　達成の容易さ等がその主な要因。

金銭的支援・税控除や還付などの優遇措置。

・寄付金扱いではなく損金計上扱いを可能とする。

導入義務 ・一定量のグリーン電力の利用義務や排出量取引制度の導入。

PR ・証書そのものの認知度や、環境問題に対する気運を高めるPR。

ヒアリング項目

グリーン電力証書

普及施策

【参考】日本におけるグリーン電力証書取引

グリーン電力証書制度により2001年～2013年に認定を受けた発電設備は、バイオマス発電及び風力発電が全体の認証量の約９割を占めており、太陽光発電は約１割弱。

グリーン電力証書として認定された電力量を年度別推移でみると、2011年度をピークに、ＦＩＴ制度が開始された2012年度からは漸減傾向にある。

16

【電源種別グリーン電力証書認証量（2001～2013年度）】 【電源種別グリーン電力証書認証量推移】

[出所]MRI:「平成26年度グリーンエネルギー証書制度基盤整備事業報告書」より [出所]MRI:「平成26年度グリーンエネルギー証書制度基盤整備事業報告書」より

単位：千kWh

【参考】日本におけるグリーン電力証書取引

2006年～2013年に認証された累計グリーン電力証書のうち、約８割が企業等に販売され、残り約２割が在庫（証書発行事業者から所有者が変更されていない分）となっている。

購入者別にグリーン電力証書認証量の推移をみてみると、2011年～2013年にかけて在庫分の割合が増加傾向にあり、2013年では約５割が在庫分となっている。

17

【購入者別グリーン電力証書認証量（2001～2013年度）】 【購入者別グリーン電力証書認証量推移】

[出所]MRI:「平成26年度グリーンエネルギー証書制度基盤整備事業報告書」より [出所]MRI:「平成26年度グリーンエネルギー証書制度基盤整備事業報告書」より

単位：千kWh

時期 議題 内容 プレゼン候補者 （敬称略）

第1回 5/13 ①WG趣旨説明、検討の目的・射程 ②P2Gを巡る現状

• WG開催趣旨、目的、アウトプット、スケジュール • 海外動向、NEDOプロ概要説明

① METI ② NEDO

第2回 6/22

①再生可能エネルギー接続状況と系統負荷対策等について

②P2Gの経済性・導入可能性等について

• 再エネ接続による系統逼迫状況、蓄電池等の系統負荷対策、水素利用に対する期待と課題

• 余剰電力の考え方、再エネからの水素製造の経済性、P2Gの適地・導入可能性

① 九州電力、東北電力 ② 日本エネルギー経済

研究所、エネルギー総合工学研究所

第3回 8/9

⓪グリーン電力証書の現状 ①未利用電力を活用した水素製造泳ぎ発電予測技術

②蓄エネルギー技術の最適運用

• 国内外のグリーン電力証書取引について • 発電予測技術について • 再エネの短周期成分の分離、活用方策について

⓪METI ①②NTTﾌｧｼﾘﾃｨｰｽﾞ、ﾕｰﾗｽｴﾅｼﾞｰﾎｰﾙﾃﾞｨﾝｸﾞｽ、富士電機

第4回 9/29 ①P2G技術の現状と見通しⅠ ②他の競合技術との比較分析

• 水電解技術、水素貯蔵技術、純水素燃料電池について

• 蓄電池等の蓄エネルギー技術との比較 ①②JSW、旭化成、東レ

第5回 10月下旬

①P2G技術の現状と見通しⅡ ②CO2フリー水素の定義について ③CO2フリー水素のアプリケーション（地産地消・都市における利用について）

• 工場のCO2フリー化等CO2フリー水素の利活用方策について

• 再エネ由来水素、副生水素等のLCA • 既存のエネルギーインフラを踏まえたCO2フリー水素の地方における地産地消、都市への輸送の考え方等を整理

① 東芝 ② トヨタ自動車 ③ ＪＸエネルギー、岩谷

産業、東芝

第6回 11月下旬

①国内外のCCSについて(P) ②海外のCO2フリー水素について

• 国内、国外のCCSを取り巻く状況について(P) • EOR技術、海外からの水素輸送について

① METI(P) ② 川崎重工業、千代田

化工建設

第7回 12月下旬

①海外のP2G事例（出張報告） ②取組方針の整理、報告書骨子案

• 秋の出張報告 • 骨子案の審議

① METI、NEDO ② METI

第8回 1月下旬 ①報告書案の審議 • 報告書案の審議 ① METI 18

CO2フリー水素WG 検討スケジュール（案） ※今後の議論の状況に応じて適宜変更があり得る。