水素発電で火力発電を代替するという幻想
政府の第6次エネルギー基本計画(案)では、2030年までにCO2排出量を46%削減する、2050年までにCO2排出を実質ゼロにする、そのために再生可能エネルギーによる不安定電源を安定化する目的で水素発電やアンモニア発電、炭酸ガス回収貯留(CCS)付き火力発電を大幅に導入して、石炭・LNG(液化天然ガス)発電に置き換えるという政策を取ろうとしています。また、太陽光発電の余剰電力を水素やアンモニア製造に回して貯蔵し、夜間・曇・雨時の発電用に供給するという政策も意図されています。
この政策に対応して、水素の供給量目標は、2030年300万トン、2050年2000万トンと掲げられています。

style-photography/iStock
目標に組み込まれている各種の発電技術は、あたかもすぐに大規模に実用化でき、国レベルのCO2排出を何割も削減できるかのように表現されていますが、実際は、基本技術さえ開発途上であり、これから実証試験を行って大規模化の技術を確立して行かなければならないものです。更に、実現できた設備の運転・維持にどれだけのCO2を排出するかを評価しなければならない段階にあります。
ここでは、水素発電で石炭火力発電やLNG火力発電を置き換え、CO2排出をゼロに持って行く場合を考えてみます。
まず、CO2排出が最も多い石炭火力発電を水素発電に切り替える場合です。
日本での火力発電用石炭消費量(2018年)は約1億1100万トンです。石炭の発熱量は、6900kcal/kg 注1)ですので、年間総発熱量は7.7x10の14乗kcalです。水素の発熱量は、34000kcal/kg ですから、石炭と同じ熱量を出すためには、年に2260万トンの水素が必要です。
2050年までに現在の石炭消費量をゼロにしていくためには、水素発電用の水素を2260万トン供給できるようにする必要があるわけですが、エネルギー基本計画では2050年に水素を2000万トン供給するという目標になっており、この数字だけで既に水素が不足するという計算になります。
火力発電では、LNG火力も大きな割合を占めています。LNG火力発電も水素発電に置き換えなければ、CO2の排出はゼロになりません。
日本でのLNGの発電用消費量(2019年)は約4800万トンです。LNGの発熱量は13000kcal/kgですので、年間発熱量は6.2x10の14乗kcalです。水素の発熱量は34000kcal/kgですから、LNGと同じ量の熱量を出すためには、年に1800万トンの水素が必要です。
石炭火力とLNG火力の両方を水素発電に置き換えるには、4060万トンの水素が必要であり、2050年目標の水素供給量2000万トンでは、発電量の半分も担えないことになります。
つまり、CO2排出をゼロにはできません。
以上のように、2050年目標の水素供給量2000万トンという数字は、それを全量水素発電に供給しても火力発電の半分を代替できる程度です。電気自動車用に大量に必要となる水素燃料電池用の水素供給を行う余力は全く無いということになります。
これらを纏めると、2050年カーボンニュートラル目標を達成するためには、発電用に使う水素量を減らし、その分を自動車用水素燃料電池に振り向け、発電分野のC02排出削減には原子力を使うのが合理的であるということになります。
日本の経済力を維持し、エネルギーや食糧、ワクチンなどの輸入を可能にするだけの資金を確保するためには、エネルギーの安定供給とリーズナブルな価格による産業力の維持が重要であり、原子力の活用が不可欠な条件になると考えられます。第6次エネルギー基本計画(案)の中の、「可能な限り原発依存度を低減」という文言を削除し、「可能な限り原発を活用する」という文言を入れて、現時点から原子力の再稼働・新増設・リプレースを推進していかなければ、次世代の若者の活躍の場を提供することはできないと考えられます。
注1)「エネルギー源別標準発熱量・炭素排出係数(資源エネルギー庁2018年度改訂)」によると、石炭の発熱量は、28.7MJ/kg = 28.7X106J/kgx0.24cal/J = 6.9x106cal/kg=6.9x103kcal/kg =6900kcal/kg

関連記事
-
いよいよ、米国でトランプ政権が誕生する。本稿がアップされる頃には、トランプ次期大統領が就任演説を終えているはずだ。オバマケア、貿易、移民、ロシア等、彼に関する記事が出ない日はないほどだ。トランプ大統領の下で大きな変更が予
-
日本、欧州、米国で相次いで熱波が発生したとのことで、日本でも連日報道されていて、まるで地球全体が暑くなったかのようだが、じつはそんなことはない。 メイン大学のホームページにある米国の分析結果を見ると、7月21日の地上2メ
-
前橋地裁判決は国と東電は安全対策を怠った責任があるとしている 2017年3月17日、前橋地裁が福島第一原子力発電所の原発事故に関し、国と東電に責任があることを認めた。 「東電の過失責任」を認めた根拠 地裁判決の決め手にな
-
遠藤誉氏のホームページで知ったのだが、10月14日に実施された中国の軍事演習の狙いは台湾の「エネルギー封鎖」であった。中国環球時報に国防大学の軍事専門家が述べたとのことだ。 「連合利剣-2024B」演習は台湾島の主要港の
-
高速炉、特にもんじゅの必要性、冷却材の選択及び安全性についてGEPRの上で議論が行われている。この中、高速炉の必要性については認めながらも、ナトリウム冷却高速炉に疑問を投げかけ、異なるタイプで再スタートすべきであるとの主張がなされている。
-
はじめに 地球温暖化に高い関心が持たれています。図1はBerkeley Earthのデータで作成したものです。パリ協定は、世界の平均気温上昇を2℃未満に抑え1.5℃を目指す目標ですが、2030年代には1.5℃を超えること
-
小泉純一郎元総理(以下、小泉氏)は脱原発に関する発言を続けている。読んでみて驚いた。発言内容はいとも単純で同じことの繰り返しだ。さらに工学者として原子力に向き合ってきた筆者にとって、一見すると正しそうに見えるが、冷静に考えれば間違っていることに気づく内容だ。
-
ついに出始めました。ニュージーランド航空が2030年のCO2削減目標を撤回したそうです。 ニュージーランド航空、航空機納入の遅れを理由に2030年の炭素排出削減目標を撤回 大手航空会社として初めて気候変動対策を撤回したが
動画
アクセスランキング
- 24時間
- 週間
- 月間