燃料電池の家は“世界一”
― 暮らしを変えずにＣＯ２を３割減らす
田村直士（たむらなおし／石油連盟水素・ＦＣ専門委員会普及促進分科会主査）
灯油やガスから水素をつくる
「燃料電池」――この言葉を聞いたことがある方も多いだろう。次世代の夢の自動車として、排気ガスをいっさい出さない「燃料電池車」が紹介される機会も増えている。
燃料電池とは、水素と、空気中の酸素が結合する化学反応によって、電気と熱を発生させる仕組みである。水を電気分解すると水素と酸素ができるが、この逆を行ない電気を取り出そうというのである。窒素酸化物（ＮＯｘ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）、二酸化炭素（ＣＯ２）などを出さない非常にクリーンなエネルギーシステムである。
「燃料電池車」が一般家庭に普及するのはもうしばらく先になるようだ。だが、「燃料電池」自体は家庭に導入される日が近づいてきている。各家庭に設置して日常で使う電気を発電し、熱を給湯に利用する「家庭用燃料電池コージェネレーションシステム」がいよいよ2009年に発売される予定なのである。
家庭用の燃料電池システムが普及していく際に、まず問題になるのは、燃料となる水素をどこで入手すればよいか、という点だが、これについては心配はいらない。すでに供給インフラが整っている灯油、ＬＰＧ（プロパンガス）、都市ガスなどから水素をつくることができるからである。
灯油もＬＰＧも、主に炭化水素といって、炭素原子Ｃの周りに水素原子Ｈが付いている物質である。たとえばＬＰＧの場合は三つの炭素の周りに八つの水素が付いている（Ｃ３Ｈ８）。これに水（Ｈ２Ｏ）を加え触媒の働きを効かせることにより改質し、水素と二酸化炭素に分解するのである。
都市ガスならＣが１つ、灯油はＣが平均12個。炭素数が増えるとだんだん重くなって液体になる。液体だと貯蔵性はいいものの、改質して分解するのが難しくなる。だが、いまは研究も進み、都市ガスから灯油まで、どの燃料にも対応できる改質器が完成している。量産によって価格を抑える目処も立ってきた。
じつは石油会社が燃料電池に取り組むアドバンテージは、石油精製の過程で培った触媒技術をもっていることにある。製油所では巨大な装置で改質を行なうわけだが、それを技術開発によって大きめの電気ポット程度の装置の中でできるようにしたことが、燃料電池の水素供給を可能にしたのである。
燃料電池自動車にも、この改質器を積んで、灯油などから水素を供給すればよいのではないか、という意見が出るかもしれない。だが、改質器が稼働してから水素が発生するまでに、30分から１時間ほどが必要になること、およびスペースも狭く振動も激しい自動車に搭載しなければならないなどの技術的な壁から、現段階で燃料電池車にこの技術を適用するのは、残念ながら困難な状況である。
よって、すでに実験的につくられている燃料電池車の燃料には水素が使われている。燃料電池車が本格的に普及する暁には、全国各地にガソリンステーションならぬ「水素ステーション」がつくられるかたちとなるだろう。
一般家庭向けにも将来的には、水素をパイプラインで供給するインフラがつくられるかもしれない。たとえば山口県の周南市では苛性ソーダ工場から出る副生水素を精製して、パイプラインで一般家庭に直接供給するモデル事業も行なわれている。
だが、現時点ではまだごく例外的な実験段階である。これから何十年かのちには、たとえば太陽光発電や原子力発電で発電した電気で水を分解して水素をつくり、家庭までガス配管で供給したり、あるいは水素貯蔵合金などの新技術の発展によって、新たな水素供給の手段が出てくるかもしれない。しかし、いまの段階では、やはり供給インフラの確立した灯油やＬＰＧ、都市ガスを利用するのがもっとも現実的である。
灯油やＬＰＧ、都市ガスから水素を取り出す過程で、どうしてもＣＯ２が排出されてしまう。しかし燃料電池は発電時の排熱も温水として利用するコージェネレーションシステムというきわめて効率のいい仕組みであるため、トータルで考えればＣＯ２排出削減に寄与できるのである。
いま家庭用として開発されているのは固体高分子型（ＰＥＦＣ型）の燃料電池だが、発電効率が定格で35％前後である。さらに、熱をうまく利用しきれれば45％程度排熱回収できるので、合計で80％ほどの効率となる。
比較のための例を挙げると、たとえば火力発電所の発電効率は約40％である。そこから送電ロスもあるので、どうしても家庭に来るときには35％程度の効率になってしまう。しかも、遠隔地にある発電所で発生した熱は各家庭で使うことはできない。各家庭で発電して、発生する熱がその場で有効利用できる燃料電池コージェネレーションシステムは格段に有利なのである。エネルギー効率がよくなれば、使用する燃料が減り、ＣＯ２削減につながる。
一般家庭で考えた場合、従来の火力発電による電気と石油給湯器の併用と比較すると、燃料電池システムではＣＯ２の排出量を30〜40％削減できる。いつもの生活を変えることなしにＣＯ２を30〜40％減らせることこそ、燃料電池システムのいちばんいいところであるといえるだろう。家庭から排出されるＣＯ２を早急に減らしていくことが課題となりつつあるいま、燃料電池という技術的なブレークスルーによってそれが可能になったことは、きわめて大きな意味をもつと考えている。
温室効果ガスの削減など、環境問題に注目が集まるなか、石油はともすれば「悪しき要因」としてばかり取り上げられがちである。しかし、無資源国であるわが国にとって…
人類の歴史は常に「危険への挑戦」の連続であった。それを一つ一つ真摯に受け止め、一歩一歩確実に克服してきたからこそ今日のような豊かで多様な文化があり…
悩める個人投資家に朗報！
元為替チーフディーラーの両雄が�牴射鄙蠑譴任眈，討覘疆蟷駛，鯏按貉愼遏�
コンプライアンスは一般に「法令遵守」と訳されている。「その“遵守”が間違い」だと郷原氏は指摘する。ただし、それは法令遵守だけでは足りないという意味ではない。とにかく法令を守れ、違反するなというだけでは、何のために、なぜ守らなければならないのか…
木内博一 （農事組合法人「和郷園」代表理事）
当連載が本になりました！
『最強の農家のつくり方』（定価1,470円）
「農業界の革命児」が語る成功の方程式と日本再生への構想をぜひ、ご一読ください。
野口悠紀雄（早稲田大学教授）
「オフショア」「タックスヘイブン」の姿を知ることで、日本経済の問題点と進むべき道が見えてくる！
第２回 タックスヘイブンは存在悪か？
