- 2025年時点で世界の燃料電池市場は約300億米ドル規模で、FCEVや発電システムの導入拡大と政府の水素戦略推進により年率20%超の成長が見込まれています。
- 燃料電池の主なタイプは、PEMFC(約80°Cで起動が速く車両向け)、SOFC(600–1000°C、定置・燃料柔軟性)、PAFC(約200°C)、AFC(約70°C)、MCFC(約650°C)、DMFC(60–120°C)とされ、それぞれ用途が異なります。
- 2025年時点の水素ステーションは世界で約1,000カ所に達し、主要市場はドイツ100カ所超、日本約160カ所、中国は250カ所以上を目指しています。
- トヨタの水素発電拠点「Tri-Gen」はロサンゼルス・ロングビーチで2.3MWの発電と日量1,200kgの水素生産を実現し、年間約9,000トンのCO2排出を相殺します。
- アルストムのCoradia iLintは2018年にドイツで商業運転を開始し、2022年にはフランクフルト地域で14編成が運行、1回の充填で1,000km以上走行可能な非電化路線対応の水素列車です。
- 大型輸送では、ダイムラー・トラックとボルボの合弁Cellcentricが量産体制を整え、ヒュンダイのXCIENTはスイスで47台のフリートを展開して2025年までに総走行距離4百万km超を記録し、欧州で総走行距離1,500万km超の実績を報告しています。
- 2024年、マイクロソフトは3MWの燃料電池発電機の実証に成功し、コロラド州キャンパスにトヨタ製1MWのPEM燃料電池を設置するなど、データセンターや大規模施設のバックアップ電源としての実用化が進んでいます。
- 政策面では、米国のインフレ抑制法(IRA)で水素生産税額控除が最大3ドル/kg付与され、DOEのHydrogen Shotは2031年までに水素を1kgあたり1ドルへ引き下げる目標を掲げ、EUのHydrogen BankやNYSERDAの370万ドル支援などが進行しています。
- コストと耐久性の改革として、DOE Million Mile Fuel Cell Truck Programは3万時間走行を目標に、80kW級車用スタックの白金使用量を10–20gに抑えるなどの技術革新を進め、2030年までにスタックのコストを60ドル/kW未満、2030年代に40ドル/kW未満へ低減する見通しです。
- 2050年には水素と燃料電池が最終エネルギー需要の10–12%を占め、輸送・建物・発電の分野で数百万台のFCEVが普及する見通しで、グリーン水素の大規模拡大が前提となります。
燃料電池は、クリーンエネルギー革命の主役として研究室から表舞台へと登場しました。2025年、産業界全体で水素燃料発電がかつてない勢いを増しています。これらの装置は、主に水素を用いて電気化学的に発電し、排出ガスはゼロ(排出されるのは水蒸気のみ)、かつ高効率です。現在、すべての主要経済圏が、バッテリーや送電網では対応が難しい分野の脱炭素化に燃料電池が不可欠だと認識しています。各国政府は水素戦略を打ち出し、企業は研究開発やインフラに数十億ドルを投資し、燃料電池車や発電システムが市場に次々と登場しています。本レポートでは、今日の燃料電池の状況を詳しく解説し、主要な燃料電池の種類と、それらの用途(輸送、定置型発電、携帯機器)を取り上げます。さらに、性能向上やコスト削減をもたらす最近の技術革新、燃料電池の環境への影響や経済的実現可能性、そして最新の市場動向、政策、業界の発展を世界的に概観します。科学者、技術者、業界リーダーの視点も交え、今後の展望と課題の両面を浮き彫りにします。
燃料電池は新しいアイデアではありません。初期のアルカリ型燃料電池はアポロ宇宙船の電源として使われていましたが、今ようやく本格的な普及の時を迎えています。サニタ・サティヤパル博士(米国エネルギー省水素プログラム長年ディレクター)は2025年のインタビューで次のように述べています。政府主導の研究開発により、「1000件以上の米国特許…触媒、膜、電解装置など」が生まれ、「アマゾンやウォルマートなど大手企業で約7万台の商用水素燃料電池フォークリフトが稼働」するなど、的を絞った資金投入が「市場のブレークスルーを促進できる」ことを証明しています。[1] 今日の燃料電池は、かつてないほど効率的で耐久性が高く、手頃な価格になっていますが、課題も残っています。コスト、水素インフラ、耐久性は依然として「最大の課題の一つ」であるとサティヤパル氏は指摘し、[2]、懐疑的な声も進展が期待ほどでない場合があると指摘します。それでも、強力な支援とイノベーションにより、燃料電池産業は大きな成長と楽観ムードを見せており、水素社会の基盤が築かれつつあります。トヨタの水素担当チーフエンジニアの言葉を借りれば、「決して平坦な道ではなかったが、正しい道だ」とのことです。[3]
(以下のセクションでは、燃料電池革命のあらゆる側面を、最新データと世界中の専門家のコメントとともに探ります。)
主要な燃料電池の種類
燃料電池にはいくつかの種類があり、それぞれ独自の電解質、動作温度、最適な用途があります[4]。主なカテゴリは以下の通りです:
- プロトン交換膜燃料電池(PEMFC) – ポリマー電解質膜燃料電池とも呼ばれるPEMFCは、固体ポリマー膜を電解質、白金系触媒を使用します。比較的低温(約80°C)で動作し、素早い起動と高い出力密度を実現します[5]。PEM燃料電池は純水素(および空気中の酸素)を必要とし、一酸化炭素などの不純物に敏感です[6]。コンパクトで軽量な設計のため、車両に最適であり、実際に現在の水素自動車、バス、トラックの多くはPEMFCで動いています[7]。自動車メーカーは数十年にわたりPEM技術の改良、白金使用量の削減、耐久性の向上に取り組んできました。
- 固体酸化物形燃料電池(SOFC) – SOFCは硬質セラミック電解質を使用し、非常に高温(600~1,000°C)で動作します[8]。これにより内部改質が可能となり、水素、バイオガス、天然ガス、さらには一酸化炭素でも動作し、これらの燃料を内部で水素に変換します[9]。SOFCは約60%の発電効率(熱電併給モードでは85%以上)を達成できます[10]。高温動作のため貴金属触媒を必要としません[11]。しかし、極端な高温のため起動が遅く、材料の熱応力や腐食などの課題があります[12]。SOFCは主に定置用電源(1kWユニットから数MWの発電所まで)で使用され、その燃料柔軟性と効率性が大きな利点です。Bloom Energyのような企業はデータセンターや電力会社向けにSOFCシステムを展開しており、日本では数万台の小型SOFCが家庭用の熱電併給に利用されています。
- リン酸型燃料電池(PAFC) – PAFCは電解質として液体リン酸を使用し、通常は白金触媒を用います。これは古い「第一世代」の燃料電池技術で、商業用定置型として最初に実用化されたものです[13]。PAFCは約150~200℃で動作し、PEMFCよりも不純な水素(例:天然ガス改質由来)に対して耐性があります[14]。病院やオフィスビルの自家発電機、さらには初期のバストライアルなど、定置型用途で使用されてきました[15]。PAFCは約40%の発電効率(コージェネレーション時は最大85%)を達成できます[16]。欠点は、大型・重量・高い白金使用量によるコスト高です[17]。現在もDoosanなどの企業が定置用電源として製造していますが、新しいタイプとの競争に直面しています。
- アルカリ型燃料電池(AFC) – 最初期に開発された燃料電池の一つ(1960年代にNASAが使用)、AFCは水酸化カリウムなどのアルカリ性電解質を使用します。高い性能と効率(宇宙用途で60%超)を持ちます[18]。しかし、従来の液体電解質AFCは二酸化炭素に非常に敏感で、空気中のCO₂でも炭酸塩を形成して性能が低下します[19]。このため、AFCは歴史的に閉鎖環境(宇宙船など)や、精製酸素が必要とされてきました。近年はアルカリ型膜燃料電池(AMFC)のように高分子膜を用いてCO₂感受性を低減する開発も進んでいます[20]。AFCは非貴金属触媒を使用できるため、コスト低減の可能性があります。企業も特定用途でアルカリ技術を再評価しており(例:英国AFC Energy社はオフグリッド電源やEV充電用にアルカリシステムを展開)、CO₂耐性や膜の耐久性、PEMに比べて寿命が短いなどの課題は残ります[21]。AFCは現在ニッチ用途で使われていますが、継続的な研究開発により小~中規模電力(ワット~キロワット)分野での実用化が期待されています。
- 溶融炭酸塩型燃料電池(MCFC) – MCFCは高温型燃料電池(動作温度約650°C)であり、セラミックマトリックスに懸濁された溶融炭酸塩塩電解質を使用します[22]。これらは、天然ガスやバイオガスを使用する大規模な定置型発電所、例えば電力会社の発電や産業用コージェネレーション向けに設計されています。MCFCはニッケル触媒(プラチナ不要)を使用でき、動作温度で炭化水素を内部改質して水素を生成できます[23]。つまり、MCFCシステムは天然ガスのような燃料を直接供給でき、その場で水素を生成するため、システムが簡素化されます(外部改質器が不要)[24]。電気効率は60~65%に達することができ、廃熱の併用により85%を超える効率も可能です[25]。最大の欠点は耐久性であり、熱く腐食性の炭酸塩電解質と高温が部品の劣化を加速させ、現在の設計では寿命が約5年(約40,000時間)に制限されています[26]。研究者たちは、より耐食性の高い材料や設計で寿命の延長を目指しています。MCFCは韓国で数百メガワット規模で導入されており(韓国は定置型燃料電池の世界的リーダーの一つで、2020年代半ば時点で1GW超の燃料電池発電容量を導入しています)[27]。米国では、FuelCell Energyのような企業が、しばしば天然ガス供給会社と提携して、電力会社や大規模施設向けにMCFC発電所を提供しています。
- ダイレクトメタノール燃料電池(DMFC) – PEM燃料電池技術の一種であるDMFCは、液体メタノール(通常は水と混合)を燃料電池のアノードで直接酸化します[28]。メタノールには炭素が含まれているため副産物としてCO₂を発生しますが、取り扱いが水素よりも容易な液体燃料という利便性があります。メタノールのエネルギー密度は圧縮水素より高い(ただしガソリンよりは低い)ため、既存の燃料物流を活用できます[29]。DMFCは通常、低出力(数十ワットから数kW)のユニットで、携帯型や遠隔地での用途に使われます。例えば、オフグリッドのバッテリー充電器、軍用の携帯電源パック、小型移動機器などです。水素PEMFCと異なり、DMFCは高圧タンクを必要とせず、燃料は軽量なボトルで持ち運べます。ただし、DMFCシステムは効率や出力密度が低く、触媒が中間反応生成物によって劣化することがあります。また、依然として貴金属触媒を使用しています。DMFCは2000年代に民生用電子機器(試作の燃料電池携帯電話やノートパソコン)で注目されましたが、現代のリチウム電池がこの分野では主流となりました。現在、DMFCや同様の携帯型燃料電池は、重いバッテリーや発電機に頼らず長時間のオフグリッド電源が必要な場面、例えば軍や遠隔地の環境センサーなどで利用されています。DMFC市場は依然として比較的小規模(世界で数億米ドル規模[30])ですが、メタノール燃料電池の性能と耐久性向上に向けた着実な進歩が続いています[31]。
各燃料電池タイプには、それぞれ特定の用途に適した利点があります。たとえば、素早く始動する自動車エンジン(PEMFC)からメガワット級の発電所(MCFCやSOFC)まで多岐にわたります。下記の表1は、主な特徴と典型的な用途をまとめたものです。
(表1:主要な燃料電池タイプの比較 – PEMFC、SOFC、PAFC、AFC、MCFC、DMFC) [32]
燃料電池の種類 | 電解質&温度 | 主な用途 | 長所 | 短所 |
---|---|---|---|---|
PEMFC | 高分子膜;約80°C | 車両(自動車、バス、フォークリフト);一部の定置型および携帯型用途 | 高い出力密度;起動が速い;コンパクト [33] | 純水素と白金触媒が必要;不純物に敏感 [34]. |
SOFC | セラミック酸化物;600–1000°C | 定置型発電(マイクロCHP、大規模プラント);船舶やレンジエクステンダーの可能性 | 燃料の柔軟性(天然ガス、バイオガス使用可);非常に高効率(60%以上);貴金属不要 [35]. | 起動が遅い;高温材料の課題;断熱と熱サイクル管理が必要 [36]. |
PAFC | 液体リン酸;約200°C | 定置型CHPユニット(200kWクラス);初期のバス実証 | 成熟した技術;改質燃料(CO含有)に耐性 [37];良好なCHP効率(熱利用で85%)。 | 大型・重量級;白金使用量が多く高コスト [38];約40%の電気効率;利用は徐々に減少。 |
AFC | アルカリ性(KOHまたは膜);約70°C | 宇宙用途;ニッチな携帯型・バックアップシステム | 高効率・高性能(CO₂のない環境で) [39];非貴金属触媒も使用可。 | CO₂に弱い(改良型AMFCを除く) [40];従来型は純酸素が必要;新型膜は耐久性向上中 [41]. |
MCFC | 溶融炭酸塩;約650°C | ユーティリティ規模の発電所;産業用CHP(数百kW~数MW) | 燃料の柔軟性(CH₄の内部改質可);高効率(約65%電気) [42];安価な触媒(ニッケル)を使用。 | 腐食による寿命短縮(約5年) <a href=”https://www.energy.gov/eere/fuelcells/types-fuel-cells#:~:text=itself%20by%20a%20process%20called,reformingenergy.gov;非常に高い動作温度;大型の定置用のみ(車両には不適)。 |
DMFC | 高分子膜(メタノール供給型);約60~120°C | 携帯型発電機;軍用バッテリー代替;小型モビリティ機器 | 液体メタノール燃料を使用(輸送が容易、H₂に比べ高いエネルギー密度)[43];簡単な燃料補給。 | 出力と効率が低い;CO₂を一部排出;メタノールクロスオーバーや触媒中毒の問題あり。 |
(注:他にも、再生型/可逆型燃料電池のように電解槽として逆運転できるものや、微生物燃料電池のようにバクテリアを使って発電するものなど、特殊な燃料電池タイプが存在しますが、これらは本レポートの範囲外です。ここでは上記の主要な商業/研究カテゴリに焦点を当てます。)
輸送分野における燃料電池
おそらく燃料電池の最も目立つ用途は輸送分野です。水素燃料電池車(FCEV)は、バッテリーEVと補完し合い、急速な燃料補給と長い航続距離をゼロ排出で実現します。2025年には、燃料電池バス、トラック、乗用車、さらには列車までもが増加傾向で導入されており、特にバッテリーの重量や充電時間が課題となる用途で活躍しています。30社以上の業界CEOによるEU指導者への共同書簡では、「水素技術は、道路輸送の多様化、レジリエンス、費用対効果の高い脱炭素化を確保するために不可欠である」と述べられ、バッテリーと燃料電池の両輪によるアプローチが「電化だけに頼るよりもヨーロッパにとって安価になる」と主張されています。[44]
燃料電池車およびSUV
乗用FCEV(トヨタ・ミライやヒュンダイ・ネッソなど)は数年前から市場に登場しています。これらはPEM燃料電池スタックで電動モーターを駆動し、バッテリーEVと似ていますが、水素ガスで3~5分で再充填できます。トヨタ、ヒュンダイ、ホンダは、世界中で数万台の燃料電池車を走らせています(バッテリーEVと比べればまだニッチですが)。2025年時点で、世界のFCEV市場規模は30億ドルで、年率20%超の成長が見込まれています[45]。消費者の普及は、水素充填インフラが整った地域(米国カリフォルニア、日本、韓国、欧州の一部(ドイツ、英国など))で最も進んでいます。例えば、ドイツでは全国で100カ所以上の水素ステーションが稼働中[46]、日本は約160カ所で、これらの国がFCEVの主要市場となっています。フランスは70億ユーロ規模の国家水素計画を打ち出し、政府や公共交通向けに水素バスや小型商用車の導入も進めています[47]。
自動車メーカーは、マルチパスウェイ戦略の一環として燃料電池技術への取り組みを継続しています。トヨタは2025年に「水素社会」への幅広いロードマップを示し、燃料電池をミライセダンから大型トラック、バス、さらには定置型発電機にまで拡大しています[48]。「トヨタの脱炭素化への多くの取り組みはバッテリー式電気自動車に焦点を当てていますが、水素燃料電池パワートレインも私たちのマルチパスウェイ戦略の重要な一部です」と同社は表明しています[49]。トヨタのアプローチには、協調的な標準化策定も含まれています:「私たちは従来なら競合であった企業とも協力し、水素燃料供給の標準を策定しています…業界標準が自社の競争優位性よりも大きな利益をもたらすと認識しているからです」と、トヨタの先進モビリティ主任エンジニアであるJaySackett氏は述べています[50]。この業界協力は、燃料供給プロトコルや安全慣行の統一を目指しており、それが普及の加速につながるとしています。性能面では、最新の燃料電池車は従来の車両に匹敵します。ヒュンダイNEXO SUV(2025年モデル)は、水素1回の充填で700km超の航続距離を謳っています[51]。これらの車両は汚染物質を一切排出せず、唯一の副産物は水です――ミライはその証明のために道路に水を滴らせたことでも有名です。自動車メーカーはコスト削減にも取り組んでおり、ミライの第2世代モデルは価格が下がり、中国メーカーも(多くは政府補助金付きで)低価格モデルを投入しています。それでも、燃料供給インフラは消費者向けFCEVにとって「鶏が先か卵が先か」の課題が残ります――2025年時点で世界の水素ステーションは約1,000カ所に過ぎず、ガソリンスタンドやEV充電ポイントと比べるとごくわずかです。多くの国がステーション整備に資金を投じており、例えばドイツのH2 Mobilityイニシアチブは全国規模の水素ハイウェイ網を目指し、カリフォルニア州のプログラムも1万台超のFCEVを支えるために数十カ所のステーションを補助しています。
バスと公共交通
トランジットバスは、燃料電池の初期の主要な焦点となっています。バスは車庫に戻るため(燃料補給が簡単)、長時間運行することから、燃料電池の素早い燃料補給と長い航続距離に適しています。ヨーロッパでは、2023年1月時点で370台の燃料電池バスが運行されており、2025年までに1,200台以上に増やす計画があります[52]。この規模拡大は、JIVEやClean Hydrogen PartnershipプロジェクトなどのEUの資金援助プログラムによって、都市が水素バスを調達しやすくなっていることが後押ししています。進展は目に見えます。ヨーロッパでは、2025年前半にH₂バスの登録台数が前年比426%増加しました(2025年前半は279台、2024年前半は53台)[53]。これらのバスは通常、バラード・パワー・システムズ、トヨタ、カミンズなどのメーカーによるPEM燃料電池システムとバッテリーハイブリッドを組み合わせています。1回の燃料補給で300~400kmの航続距離を実現し、長距離路線や寒冷地でバッテリー電気バスが直面する重量や航続距離の制限を回避しています。
ロンドン、東京、ソウル、ロサンゼルスなどの都市でも水素バスが導入されています。例えばウィーンでは、都心部の特定路線に水素バスを選択し、都心部に充電設備を設置する必要を回避しました。H₂バスを使うことで、「もはや市中心部に充電インフラは必要なくなり、燃料補給が速く航続距離が長いため、より少ない車両で路線をカバーでき、車両数も削減できる」と交通事業者は述べています[54]。実際の運用実績も好調で、交通機関は燃料電池バスがディーゼルバスと同等の稼働率と燃料補給時間を達成し、水蒸気のみを排出して大気質を改善していると報告しています。主な課題はコストで、燃料電池バスはディーゼルバスの1.5~2倍の価格です。しかし、大口発注や新型車両の登場で価格は下がりつつあります。2023年にはイタリア・ボローニャが130台の水素バス(ソラリス・ウルビーノモデル)を発注し、これはこれまでで最大のH₂バス単独発注となりました[55]。これは規模拡大への自信を示しています。特に中国では、すでに数千台の燃料電池バスが走っており(上海などの都市で都市路線や2022年冬季オリンピック向けに導入)、世界のFCEVバスの90%以上を中国が占め、国家の強力な支援のもとで水素トランジットや物流車両の導入が急速に進んでいます[56]。
業界の専門家は、燃料電池が長距離コーチや大型輸送で主流になると考えています。「水素燃料電池技術は、長距離運行における『ポストディーゼル』の将来に向けた有力な選択肢として勢いを増している」と、Sustainable Bus誌は、都市間移動用の燃料電池コーチ開発プロジェクトを複数挙げて報じています[57]。例えば、FlixBus(欧州の大手コーチ運行会社)は、航続距離450km超を目標とした燃料電池コーチの実証運行を行っています[58]。Van HoolやCaetanoといったメーカーもH₂コーチの開発を進めています。大型用途では耐久性の向上が求められます。乗用車向けの現行燃料電池スタックは約5,000~8,000時間の寿命ですが、コーチやトラックでは約30,000時間以上が必要です。Freudenbergはバス向け燃料電池を開発しており、「最低35,000時間の寿命を目指した専用の大型設計」を採用しており、商用車両に必要な桁違いの耐久性向上を反映しています[59]。これは、燃料電池が公共交通や貨物輸送の厳しい運行サイクルに対応できるよう、克服されつつある技術的課題の一つです。
トラックおよび大型輸送
大型トラックは、燃料電池の最も有望かつ必要とされる用途の一つと見なされています。これらの車両は長距離走行、迅速な燃料補給、高い積載能力を必要としますが、これらの分野ではバッテリーは重量や充電時間の問題で苦戦しています。燃料電池トラックは10~20分で水素を補給でき、500km以上の航続距離に十分な水素を搭載できるうえ、積載量も維持できます(同等のエネルギーを得るための巨大なバッテリーパックよりも水素タンクの方が軽量なため)。主要なトラックメーカーもプログラムを進めています:ダイムラー・トラックとボルボは、トラック用燃料電池システムを生産する合弁会社(cellcentric)を設立し、今後数年で量産を目指しています。ニコラ、ヒュンダイ、トヨタ、ハイゾンなども、2025年にはプロトタイプや初期の商用燃料電池セミトラックを走らせる予定です。ヨーロッパのHydrogen Mobility Allianceは、「大型長距離トラック輸送こそが水素自動車の主要用途であり、大型燃料電池システムが中核技術である」と明言しています[60]。この考えは、ダイムラー・トラックのCEOであるカリン・ロードストロム氏の発言にも反映されています。「水素トラックはバッテリー電気トラックを完璧に補完する存在であり、長距離走行、迅速な燃料補給、そしてヨーロッパにとって大きなチャンスをもたらします。私たちは水素技術でリードしており、今すぐ行動すればバリューチェーン全体でその優位性を維持できます。」 [61] 彼女の指摘は、欧州メーカーが燃料電池のノウハウに多大な投資をしてきたこと(ダイムラーは1990年代に燃料電池の研究開発を開始)と、リーダーシップを譲るつもりはないことを強調していますが、その優位性を活かすためにも政策立案者に対し、水素トラックのインフラを今整備するよう求めています。
実世界での試験がこのコンセプトを実証しています。ヒュンダイは2020年からスイスで燃料電池大型トラック(XCIENTモデル)47台のフリートを展開し、2025年までにこれらのトラックは合計で400万km以上の運行実績を記録しました。これを踏まえ、ヒュンダイの副会長Jaehoon Changは、ヨーロッパでの同社の水素トラックが「合計で1,500万キロメートル以上を走行し…商業物流における水素の信頼性と拡張性の両方を実証した」と発表しました。[62] これは、燃料電池トラックが過酷な日常使用に耐えうることを強力に証明するものです。北米では、スタートアップのNikolaが初期顧客に燃料電池セミトラックを納入しています(ただし同社は財政的な困難と2023年の再編に直面しました[63])。トヨタは、ロサンゼルス港でのドレージ用に(水素燃料電池スタックをMiraiベースで使用した)クラス8の水素燃料電池トラックを製造しており、約30台の水素トラックのフリートが、ロングビーチの専用水素「Tri-Gen」プラントで燃料供給を受けながら貨物を運んでいます[64]。このプラントはFuelCell Energyと共に建設され、再生可能バイオガスを現地で水素・電気・水に変換し、2.3MWの電力と1日最大1,200kgの水素を生産します[65]。この水素はトヨタのトラックと乗用FCEVの両方に供給され、電力は港の運営に使われ、副産物の水も船から降ろされた車の洗浄に利用されています[66]。トヨタは、このシステム単体で港において「年間9,000トンのCO₂排出を相殺している」と強調し、これはディーゼルトラックが排出していた量に相当します[67]。「水素燃料電池トラックで空気をきれいにできる機会が、毎日2万回もある」とトヨタのJay Sackett氏は述べ、LA/ロングビーチ港でディーゼルトラックが日々行っている輸送が水素トラックに置き換えられる可能性に言及しました[68]。トラック向けの水素燃料供給は、パートナーシップによって後押しされています。EUでは、企業がH2Accelerateイニシアチブを立ち上げ、2020年代後半に長距離トラック向けの水素貨物回廊と給油ステーションの展開を同期させることを目指しています。カリフォルニア州エネルギー委員会は、ドレイジ(港湾輸送)および最終的には内陸物流拠点への長距離ルートを支援するため、1日に数十台のトラックに給油可能な大容量水素トラックステーションのいくつかに資金を提供しています。中国政府は、特定の省で燃料電池トラックを補助金や義務付けによって積極的に推進しており、2025年までに5万台の燃料電池車の走行、2030年までに10万~20万台、および1,000カ所の水素ステーション設置を目指しています[69]。すでに中国では、重型燃料電池トラックが製鉄所の運用や鉱山で導入されており、国内技術(WeichaiやREFIREなどの企業が燃料電池システムを提供)を活用しています。
鉄道、船舶、航空機
道路車両以外にも、燃料電池は他の交通手段でも役割を果たし始めています。
- 鉄道:いくつかの水素燃料電池旅客列車が現在運行しており、鉄道の脱炭素化にとって大きな節目となっています。特に、Alstom社のCoradia iLint燃料電池列車は2018年にドイツで商業運行を開始し、2022年までにはニーダーザクセン州の地域路線でディーゼル列車の代替として運行されていました。2022年には、フランクフルト地域で14編成のAlstom燃料電池列車が運行を開始し、イタリア、フランス、イギリスでもパイロットプロジェクトが進行中です。これらの列車は水素をタンクに搭載し、1回の充填で1,000km以上走行できるため、非電化路線(ヨーロッパの鉄道網の約半分が非電化)に適しています。燃料電池列車は、交通量の少ない路線で高額な架線工事を不要にします。2025年時点で、ヨーロッパは水素列車の拡大を約束しており、例えばイタリアはロンバルディア州向けに6編成の燃料電池列車を発注、フランスはAlstom車両をテスト中、イギリスはHydroFLEX列車を試験運行しました。アメリカでは開発が遅れていますが、Stadlerなどの企業がカリフォルニア向けに水素列車を供給しています。中国も2021年に水素機関車の試作機を発表しました。貨物分野では、鉱山会社Anglo Americanが2MW燃料電池ハイブリッド機関車を2022年に初公開しました。要するに、燃料電池はバッテリーでは重すぎたり航続距離が足りない鉄道路線で、その価値を証明しつつあります。
- 海洋(船舶・ボート):海運分野では、補助電源および主電源の両方に燃料電池の導入が進められています。小型の旅客フェリーや船舶が初期の導入例です。2021年、ノルウェーのMF Hydraは世界初の液体水素燃料電池フェリーとなり、1.36MWのBallard製燃料電池システムで自動車と乗客を運びました。日本でも燃料電池フェリー(HydroBingo)の試験運航が行われ、沿岸輸送への水素活用が検討されています。欧州連合は、H2PortsやFLAGSHIPSなどのプロジェクトに資金を提供し、港湾での水素船や水素バンカリングの実証を進めています。大型船舶については、現時点ではアンモニアやメタノールなど水素由来燃料と燃料電池の組み合わせが有力視されています(これらの燃料は「クラッキング」や設計次第で燃料電池に利用可能)。例えば、ノルウェーのクルーズ運航会社Hurtigrutenは、2026年までにグリーンアンモニアを用いたSOFC搭載クルーズ船の開発を進めています。もう一つのニッチ分野は水中航行体や潜水艦で、燃料電池(特にPEM型)は静粛かつ空気非依存の電力供給が可能です。ドイツの212A型潜水艦は、水素燃料電池を用いてステルス運用を実現しています。長距離コンテナ船は当面、アンモニアやメタノールを燃焼させるエンジンが主流となる見込みですが、港湾での操船補助や、数MW級の高出力燃料電池の開発が進めば主機としての利用も期待されます。安全性や貯蔵の課題が解決されれば、燃料電池はディーゼルエンジンの騒音や振動がないゼロエミッション推進を船舶にもたらす可能性があります。
- 航空:航空は脱炭素化が最も困難な分野であり、水素燃料電池が特定のニッチ用途向けに積極的に研究されています。燃料電池がジャンボジェットを直接動かすことはおそらく今後もないでしょう(水素燃焼や他の燃料がその役割を担うかもしれません)が、小型航空機やハイブリッドシステムの一部としては可能性があります。いくつかのスタートアップ企業(ZeroAvia、Universal Hydrogen、H2Fly)は、水素燃料電池でプロペラを駆動する小型機の改造飛行に成功しています。2023年にはZeroAviaが、2基のエンジンのうち1基を燃料電池電動パワートレインに置き換えた19席のテスト機(ドルニエ228)を飛行させました。次の目標は、2027年までに40~80席の地域航空機を水素で運航することです。エアバス(世界最大の旅客機メーカー)は、当初水素燃焼タービンを研究していましたが、2023年には「完全電動の水素燃料電池エンジン搭載航空機」をZEROeプログラムの主要な道筋として重視する方針に転換したと発表しました[70]。2025年6月、エアバスはエンジンメーカーのMTU Aero Enginesと、航空向け燃料電池推進技術の開発・成熟化に向けた大規模なパートナーシップを締結しました。「将来の水素航空機に向けた完全電動燃料電池推進への注力は、この分野での自信と進展を示すものです」と、エアバスの将来プログラム責任者Bruno Fichefeuxは述べています[71]。「MTUとの協業により、知見を結集し、重要技術の成熟を加速し、最終的には将来の商用機向けに革新的な水素推進システムを実現します。私たちは共にこの分野を切り拓いています。」[72]。同様に、MTUのDr.Stefan Weberも、「事実上排出ゼロの飛行を可能にする革新的推進コンセプトのビジョン」と述べ、共同の取り組みが燃料電池旅客機の実現に向けた重要な一歩であると強調しました[73]。このパートナーシップは、まず部品(高出力燃料電池スタック、極低温H₂貯蔵など)の改良、次に実物大燃料電池パワートレインの地上試験、そして2030年代の航空認証可能な燃料電池エンジンの実現を目指す、数年にわたるロードマップを描いています[74]。当初の用途は小型地域航空機が想定されますが、最終的には単通路短距離機への拡大が最大の目標です。燃料電池は水しか排出せず、巡航高度で高効率という利点があります。課題は、重量(燃料電池やモーターとターボファンエンジンの比較)や、十分な水素(おそらく液体水素)を機内に貯蔵することです。エアバスの公的なコミットメントは、これらの課題が解決可能であるという強い信念を示しています。一方、燃料電池また、航空機では他の方法でもsが使用されています。APU(補助動力装置)として機内の電力を静かに供給したり、乗務員用の水を生成したりしています(再生型燃料電池)。NASAや他の機関は、電動航空機のエネルギー貯蔵として再生型燃料電池の利用を研究しています。全体として、水素航空機はまだ初期段階にありますが、2020年代後半には、特にエアバス、MTU、ボーイング、ユニバーサル・ハイドロジェンのような企業が研究開発やプロトタイプ試験を強化する中、燃料電池で動く航空機による最初の商業路線が登場する可能性が高いでしょう。
- ドローンと特殊車両:より小規模ながら成長中のカテゴリーが、燃料電池ドローンと特殊車両です。Intelligent EnergyやDoosan Mobilityのような企業は、ドローン用のPEM燃料電池パワーパックを開発しており、リチウム電池よりもはるかに長い飛行時間を実現しています。水素ドローンキットは、UAVをバッテリーでは20~30分のところ2~3時間飛行させることができ、監視、地図作成、配送用途で価値があります。2025年には、韓国が5kgのペイロードを搭載した水素燃料電池マルチコプタードローンを1時間以上飛行させることにも成功しました。地上では、燃料電池は(前述の通り)フォークリフトや空港設備(トーイングトラクター、冷蔵トラック)にも電力を供給しており、バッテリー交換が煩雑な場面で活躍しています。マテリアルハンドリング分野は、静かに燃料電池の成功事例となっています:7万台以上の燃料電池フォークリフトが現在倉庫で日常的に使用されており、[75]、企業にとっては「倉庫環境でのゼロエミッション」や生産性向上(バッテリー充電によるダウンタイムなし)という恩恵があります。WalmartやAmazonのような大手小売業者も、Plug Powerなどのベンダーを通じてこれらに多額の投資を行っています。この早期導入は、燃料電池がその独自の利点(急速な燃料補給、連続電力供給)によってバッテリーやエンジンを上回るニッチを見つけられることを示しています。
まとめると、燃料電池は乗用車から最大級の車両、さらには空にも進出し、交通分野全体で着実に浸透しています。大型輸送は明確な得意分野であり、専門家の間では水素燃料電池が「特にバッテリー電動オプションでは十分でない分野において、輸送の脱炭素化に不可欠な役割を果たす」[76]と広く認識されています。今後数年でその範囲が決まりますが、それは十分な水素燃料供給インフラの整備と、車両コストを下げるための規模の経済の達成に大きく依存します。しかし、公共車両、貨物輸送、ニッチ用途での燃料電池車の存在はすでに水素需要を牽引し、技術の普及を後押ししています。Oliver Zipse(BMW CEO)は次のように述べています:「今日の状況において、水素は単なる気候対策ではなく、レジリエンス(強靭性)を高める手段です。…BMWでは、水素なしに完全な脱炭素化や競争力ある欧州のモビリティ分野はあり得ないと考えています。」[77]
燃料電池による定置型発電
水素自動車が注目を集める一方で、定置型燃料電池システムは静かに私たちの電力の作り方・使い方を変えつつあります。燃料電池は、家庭、建物、データセンター、さらには電力網への供給にも、クリーンで効率的な電力と熱を提供できます。燃焼発電機(およびそれに伴う排出・騒音)に代わる選択肢となり、再生可能エネルギー比率の高い電力網を、オンデマンドで出力調整可能な電源で安定化させることもできます。主な定置型用途は以下の通りです:
- バックアップ電源および遠隔電源 – 通信タワー、データセンター、病院、軍事施設などは信頼性の高いバックアップ電源を必要とします。従来はディーゼル発電機がこの役割を担ってきましたが、燃料電池(主に水素や液体燃料を使用)の代替案が、ゼロエミッションのバックアップとしてますます人気を集めています。例えば、VerizonやAT&Tは、バッテリーUPSシステムよりも長時間稼働できるよう、携帯電話基地局に水素燃料電池のバックアップを導入しています。2024年には、Microsoftが3MWの燃料電池発電機のテストに成功し、データセンターのバックアップ用ディーゼル発電機の代替として、現地で生産した水素を燃料に稼働させたと発表しました[78]。燃料電池は瞬時に起動し、エンジンと比べてメンテナンスも最小限です。さらに、屋内施設や都市部では、排出ゼロ運転が大きな利点となります――CO₂、NOx、粒子状物質の排出がありません。米国や欧州の通信業界では、騒音や環境規制でディーゼル使用が制限される場所を中心に、燃料電池の導入が始まっています。さらに、SFC EnergyやGenCellのような小型・携帯型燃料電池発電機は、軍の前哨基地や災害救援活動の遠隔電源としても利用可能です。例えば米陸軍のプロジェクトでは、「H2Rescue」トラックに燃料電池発電機を搭載し、災害地での使用を想定――25kWの電力を72時間連続供給でき、最近では1回の水素充填で1,806マイル走行という世界記録を樹立[79]。このような能力が、非常時のバックアップ電源として燃料電池の導入を検討する機関を惹きつけています。
- 住宅・商業用マイクロCHP – 日本や韓国では、数万戸の家庭にマイクロコージェネレーション(CHP)燃料電池ユニットが設置されています。日本の長期的なエネファームプログラム(パナソニック、東芝などが支援)は、2009年以降、40万台以上のPEMFCおよびSOFC家庭用ユニットを導入しています。これらのユニット(電力出力約0.5~1kW)は家庭用の電気を発電し、排熱は給湯や暖房に利用され、全体効率は80~90%に達します。通常は小型改質器で天然ガスから得た水素を燃料とします。現地で発電することで、電力網の負荷やカーボンフットプリントを削減できます(特に再生可能エネルギー由来のガスと組み合わせた場合)。韓国でも住宅用燃料電池に対するインセンティブがあります。欧州や米国でも実証プロジェクト(例:ドイツのKfWプログラムによる燃料電池マイクロCHPユニット)がありますが、初期費用の高さや歴史的に天然ガス価格が安かったことから普及は遅れています。しかし、気候変動対策で天然ガス暖房が段階的に廃止される中、グリーン水素やバイオガスを燃料とする場合、燃料電池CHPは効率的な家庭用エネルギーとしてニッチな需要が見込まれます。
- 主力電源およびユーティリティ規模の燃料電池発電所 – 燃料電池はメガワット規模の発電所として集約され、電力網に供給したり、工場・病院・大学キャンパスなどに電力を供給したりできます。利点としては、高効率、非常に低い排出量(特に水素やバイオガスを使用する場合)、他の発電所と比べて設置面積が小さいことが挙げられます。例えば、韓国・華城市の59 MW燃料電池パーク(POSCO EnergyのMCFCユニットを使用)は、何年も電力網に電力を供給しています[80]。韓国はこの分野で世界をリードしており、1 GW超の定置型燃料電池容量が設置され、都市や産業拠点で分散型電力を供給しています[81]。その背景には、韓国の再生可能エネルギー目標があり、燃料電池は特定の規制下でクリーンエネルギーとして認定されているほか、石炭やディーゼル発電機の代替により地域の大気質も改善されます。米国では、Bloom Energy(SOFCシステム)やFuelCell Energy(MCFCシステム)などの企業が、1 MWから約20 MW規模のプロジェクトをユーティリティや大規模企業キャンパス向けに建設しています。2022年には、BloomとSK E&Sが韓国で80 MWのBloom SOFC設備を稼働開始 – 世界最大の燃料電池アレイ[82]。これらのシステムは負荷追従が可能で、一部は熱供給(地域暖房や産業用蒸気に有用)も行えます。ヨーロッパでは燃料電池発電所はまだ少ないものの増加傾向にあり、ドイツ、イタリア、イギリスでは1桁MW規模の設置例があり、多くはバイオガスを利用したPEMまたはSOFCユニットです。2025年には、ノルウェーのStatkraftが40 MWの水素燃料電池発電所(再生可能エネルギーのバッファ用)を計画していましたが、コスト懸念から一部の新規水素プロジェクトを一時停止しましたts2.tech。燃料電池は分散型エネルギーリソースの一部として、信頼性の高い電力をより少ない汚染で供給する傾向が強まっています。また、断続的な再生可能エネルギーを補完する役割もあり、例えば燃料電池は余剰の太陽光・風力から生成された水素(直接または接続された電解装置経由)を利用し、再生可能エネルギーの出力が低い時に稼働することで、実質的にエネルギー貯蔵の役割を果たします。この「パワー・トゥ・ハイドロジェン・トゥ・パワー」というコンセプトはマイクログリッドで実証中です。米国国立再生可能エネルギー研究所は、2024年にコロラド州のキャンパスにトヨタ製1 MWのPEM燃料電池システムを設置し、燃料電池によるエネルギーレジリエンスの強化や太陽光・蓄電との統合の研究を行っています[83]。
- 産業用および商業用CHP(コージェネレーション) – 住宅以外にも、より大規模な燃料電池CHPシステムは病院、大学、企業施設で使用されています。1.4MWのPAFCプラントは、病院に電力を供給し、その廃熱で蒸気を供給することで、全体効率80%超を達成することもあります。イェール大学やカリフォルニア州立大学などの大学では、キャンパス内で数MW規模の燃料電池プラント(FuelCell Energy社のMCFCユニット)を運用し、電力網からの電力消費と排出量を削減しています。IBM、Apple、eBayなどの企業は、データセンターに燃料電池ファームを設置しています(例:Appleはノースカロライナ州に主にバイオガスを燃料とした10MWのBloom Energy燃料電池ファームを保有)。これらは現地でクリーンな電力を供給するだけでなく、バックアップやグリッドサポートとしても機能します。政府はこのようなプロジェクトをインセンティブで後押ししており、米国では燃料電池向けの連邦投資税額控除(ITC、30%控除)が少なくとも2025年まで延長されました[84]。カリフォルニア州などの州ではSGIPを通じて追加のクレジットも提供しています。ヨーロッパでは、一部の国でコージェネ燃料電池ユニットがフィードインタリフや助成金を得ることができます。その結果、定置型燃料電池の設置は2023~2024年に年間約400MW増加し過去最高を記録する見込みで、2030年代には世界で年間1GW超に達するとの予測もあります[85]。これは電力セクター全体から見ればまだ小規模ですが、成長は加速しています。
- グリッドバランシングと電力貯蔵 – 燃料電池の新しい用途として、再生可能エネルギー比率の高い電力網のバランス調整があります。太陽光や風力が多い地域では、水の電気分解で余剰電力を水素に変換し、それを貯蔵して後で燃料電池に供給し、需要が高い時や再エネ出力が低い時に再び電力を生み出す「水素エネルギー貯蔵」が検討されています。このモードの燃料電池は、非常に応答性が高く、排出ゼロのピーカープラントとして機能します。例えば、米国ユタ州(インターマウンテン・パワー)では、2030年までに数百MW規模の可逆型固体酸化物燃料電池を計画しており、電気分解と発電を切り替えながら、ロサンゼルスの100%クリーンエネルギー達成を水素キャバーンでのエネルギー貯蔵によって支援します。ヨーロッパの電力会社も同様に小規模なパイロットシステムを試験中です。バッテリー貯蔵は通常、数時間の短時間バランシングを担いますが、水素+燃料電池は数日~季節単位のギャップをカバーできるため、完全なグリッド脱炭素化には不可欠です。米国エネルギー省の「Hydrogen Earthshot」は、水素コスト削減によってこのような長期貯蔵の経済性向上を目指しています。スニータ・サティヤパル博士は「水素は数週間から数か月にわたるエネルギー貯蔵の数少ない選択肢の一つになり得る」と述べており、より深い再エネ統合を可能にします[86][87]。
政策支援も定置型燃料電池を後押ししています。例えば、ニューヨーク州は2025年に、グリッドの信頼性向上と産業の脱炭素化のための革新的な水素燃料電池プロジェクトに370万ドルの資金提供を発表しました[88]。「ホークル知事の下、ニューヨークはクリーンエネルギーを実現するために先進的な燃料を含むあらゆる資源を検討しています」と、ドリーン・ハリスNYSERDAのCEOは述べ、水素燃料電池への投資を「化石燃料への依存を減らし、グリッドの信頼性に貢献し、地域社会をより健康にする可能性を持つ高付加価値の提案」と呼びました[89]。このプログラムは、「バランスの取れた電力網のための確定容量」として機能する、または産業プロセスの脱炭素化を実現する燃料電池システムの設計を募集しています[90]。これは、燃料電池が排出物なしでオンデマンドの電力(容量)を提供できることを認識していることを示しており、石炭火力発電所の廃止が進む中でますます重要な特性となっています。同様に、米国水素アライアンスは、NYのような州が「ターゲットを絞った州の取り組みが、レジリエントで低炭素なエネルギー経済への国家的進展を加速できることを示している」と述べ、グリッドや産業用途向けの拡張可能な燃料電池技術の推進を評価しています[91]。アジアでは、日本の新しい水素戦略(2023年)が電力とモビリティの両方で燃料電池の利用拡大を求めており、中国の第14次五カ年計画も産業の脱炭素化とエネルギー安全保障の鍵として水素を明記しています[92]。
まとめると、定置型燃料電池は着実にパイロット段階から実用展開へと移行しています。彼らは重要な役割を果たしています:クリーンなバックアップ電源の提供、熱回収を伴うオンサイト発電(効率向上)、そして断続的な再生可能エネルギーと信頼性の高いグリッドの橋渡しとなる可能性です。また、発電の分散化によりレジリエンスが高まり、テキサス州2021年の大規模停電のような事象の後で大きな注目を集めています。コストが下がり、燃料(特にグリーン水素やバイオガス)の供給が改善されれば、今後ますます多くの建物や重要施設で燃料電池が使われるようになるでしょう。実際、2030年代には燃料電池が世界中で数ギガワット規模の分散型発電容量を担い、クリーンエネルギーインフラの静かだが重要な柱となる見通しです。
携帯型およびオフグリッド燃料電池の用途
すべての燃料電池が大型や車載型というわけではなく、重要な開発分野の一つが、オフグリッドや消費者、軍事用途向けの携帯型燃料電池です。これらはポケットサイズの充電器から、持ち運び可能な1~5kWの発電機までさまざまです。魅力は、重いバッテリーや汚染をもたらす小型エンジンを必要とせず、遠隔地や機器に電力を供給できる点にあります。
- 軍事および戦術用途:現場の兵士は、無線機、GPS、暗視装置などの電子機器を動かすために重いバッテリーを持ち運びます。液体燃料で動作する燃料電池は、小型カートリッジからオンデマンドで電力を生み出すことで、その負担を軽減できます。米陸軍は、メタノールやプロパン燃料電池ユニットを携帯型バッテリー充電器としてテストしており、20ポンドの予備バッテリーを持つ代わりに、兵士は3ポンドの燃料電池といくつかの燃料カートリッジを持ち運ぶことができます。UltraCell(ADVENT)やSFC Energyのような企業は、軍用に50~250Wのユニットを供給しています。2025年には、SFC Energyが次世代の携帯型戦術燃料電池(最大100W出力、2,400Whのエネルギー容量)を発表しました。これは従来モデルの約2倍の出力です[93]。これらのメタノール燃料システムは、数日間静かに電力を供給できるため、秘密作戦やセンサー前哨基地にとって非常に貴重です。例えばドイツ連邦軍は、現場の兵士のバッテリー充電用にSFCの「Jenny」燃料電池を広く採用しており、バッテリーの物流が劇的に削減されたと報告しています。同様に、米国、英国なども「人が持ち運べる」燃料電池の開発プログラムを進めています。主な燃料はメタノールやギ酸(便利な水素キャリア)ですが、一部の実験的設計では化学水素化物パックを使ってその場で水素を生成します。これらの機器がより堅牢で高エネルギー密度になるにつれ、現在軍や救助隊が使用している多くの小型ガソリン発電機や大型バッテリーパックに取って代わる可能性があります。
- レクリエーションおよびキャンプ:キャンプ用燃料電池発電機のニッチな消費者市場が生まれています。これらは本質的にDMFCまたはPEMシステムで、ガス発電機とは異なり、静かで排気ガスなしにRVやキャビンに電力を供給できます。例えば、Efoy(SFC Energy製)は、RVオーナーやボート、キャビン利用者向けにメタノール燃料電池ユニット(45~150W連続)を販売しています。これらはバッテリーバンクを自動的に充電し、1週間で数リットルのメタノールを消費してオフグリッドで照明や家電に電力を供給します。時折メタノールカートリッジを交換するだけで済む手軽さ(騒がしい発電機を動かしたり、ソーラーパネルを運んだりする代わりに)が、特にヨーロッパで少数ながら安定した顧客層を引きつけています。これらのユニットはまた、ヨットにも人気があり、長い航海中に静かにバッテリーをトリクル充電できます。
- 個人用電子機器の充電器:これまでに、ノートパソコンや携帯電話、その他のガジェットを充電・駆動するための小型燃料電池が各社からデモされてきました。例えば、BruntonやPoint Source Powerは水素やプロパン燃料電池のキャンプ用充電器を提供しており、東芝は2005年にDMFCプロトタイプのノートパソコンを発表して話題になりました。しかし、リチウム電池の性能向上により、燃料電池充電器は多くの消費者にとって魅力的な選択肢とはなっていません。それでも、特に緊急時の備え(キャンプ用燃料で動く小型燃料電池ランタン/USB充電器など)として、このコンセプトは今も時折登場します。例えば、Lilliputian Systemsはブタン燃料電池式携帯電話充電器(Nectar)を開発し、FCCの認可も取得しましたが、広く市場には普及しませんでした。可能性は依然として残っており、特定のユーザー(例:現場のジャーナリスト、探検隊など)にとっては、携帯型燃料電池がより長いデバイス稼働時間を提供できるかもしれません。より有望なアプローチとしては、水素カートリッジの利用が挙げられます。各社は、小型の金属水素化物または化学的水素カートリッジ(炭酸飲料缶ほどの大きさ)を使い、超小型PEM燃料電池でノートパソコンを数十時間駆動させることを検討しています。2024年には、Intelligent Energyがドローン用の水素燃料電池レンジエクステンダーのプロトタイプを発表し、ノートパソコン向けの同様の技術も示唆しました。水素の貯蔵と安全性がうまく小型化できれば、USB機器の普及とともに、主流の電子機器向け商用燃料電池充電器がついに登場するかもしれません。
- ドローンとロボティクス:輸送のセクションで水素ドローンについて触れましたが、電源の観点から見ると、これらは携帯型燃料電池です。高付加価値のドローン運用(監視、地図作成、配送など)は、燃料電池による長時間飛行の恩恵を受けます。1~5kWクラスの燃料電池パックがマルチコプターや小型航空機ドローンに組み込まれています。2025年には、韓国Doosan Mobilityの水素ドローンが燃料電池と高密度水素貯蔵を活用し、マルチローター構成で13時間の飛行記録を樹立しました。これは、通常20~30分ごとにバッテリー交換のため着陸しなければならないパイプライン点検や捜索救助ドローンなどの用途にとって画期的です。別の例として、NASAジェット推進研究所は、燃料電池の長時間稼働を活かしてUAVが火星表面の広範囲を調査できる燃料電池駆動の火星飛行機コンセプトを実験しています(火星では補給ができないため水素は化学水素化物を使用)。地球上でも、燃料電池は一部の自律型ロボットやフォークリフトの動力源としても使われています。素早い水素補給と排気ガスが出ないことから、倉庫内でロボットやフォークリフトが数時間の充電ではなく、2分間の水素補給で作業を継続できるため、適しています。
- 緊急時および医療機器:ポータブル燃料電池は、医療機器(例:通常はバッテリーパックに依存する携帯型酸素濃縮器や人工呼吸器)にも試験的に使用されています。これは、野戦病院や災害時に長時間稼働できる電源を提供するというアイデアです。また、プロパンやディーゼルなどの物流用燃料で動作する(リフォーマー付きの)燃料電池も、災害対応用に開発されています。例えば、前述のH2Rescueトラックは、電力供給だけでなく水の生成も可能であり、どちらも緊急時に不可欠なニーズです[94]。GenCellのような企業は、アンモニア(広く入手可能な化学物質)で稼働するアルカリ型燃料電池発電機を提供しており、遠隔地のコミュニティや緊急時のオフグリッド電源ソリューションとなっています。アンモニア分解によって燃料電池用の水素が生成され、このシステムはインフラが停止した際にも重要な負荷に対して連続的な電力供給が可能です。
ポータブル燃料電池市場はまだ比較的小規模ですが、成長しています。ある報告書では、2024年の市場規模は62億ドル、2030年までに年間約19%の成長が見込まれる[95]とされています。軍事、レクリエーション、ドローン、バックアップ電源など、需要は多岐にわたりますが、共通するテーマは「燃料電池は、バッテリーが苦手とする場面や発電機が望ましくない状況で、クリーンで静か、長時間稼働する電力を提供できる」という点です。技術は成熟し、信頼性も高くなっています(多くの企業が現在、ポータブルユニットで5,000~10,000時間のスタック寿命を宣伝)、運用も簡素化されています(ホットスワップ可能な燃料カートリッジ、セルフスタートシステムなど)。例えば、新しいDMFC設計では、改良された触媒や膜により性能が向上し、研究者たちは有名なメタノールクロスオーバーを抑制し効率を高める方法を見つけています[96]。これにより、製品はより魅力的かつコスト効率の高いものとなっています。ある技術レビューでは、DMFCや他のポータブル燃料電池は「以前よりも性能が向上しコストが低下したため、特定のニッチ分野で大規模利用に適している」と指摘されていますts2.tech。
結論として、ポータブル燃料電池がすぐにあなたのスマートフォンのバッテリーを置き換えることはないかもしれませんが、静かに多くの専門的なタスクを可能にしています。例えば、長期任務中の兵士の電力供給、ドローンの飛行距離延長、キャンパーの静かなオフグリッド電源、嵐の後に救命機器を稼働させ続ける救急隊員などです。燃料(特に水素やメタノールカートリッジ)の入手性が向上し、流通量が増えれば、これらのポータブルおよびオフグリッド用途はさらに拡大し、燃料電池エコシステム全体を補完することになるでしょう。
燃料電池を前進させる技術革新
近年の燃料電池技術の進歩は、コスト、耐久性、性能といった過去の課題を解決する上で極めて重要な役割を果たしています。世界中の研究者や技術者が、材料科学、エンジニアリング設計、製造の各分野で革新を進め、燃料電池をより効率的で手頃な価格、かつ長寿命にするために取り組んでいます。ここでは、燃料電池開発を加速させる主要な技術革新とブレークスルーをいくつか紹介します:
- 触媒の削減と代替:PEM燃料電池の主なコスト要因は、反応に使用される白金触媒です。白金の使用量削減や代替を目指した大規模な研究開発が行われてきました。2025年、SINTEF(ノルウェー)のチームは顕著な成果を報告しました。白金ナノ粒子の配置と膜設計を最適化することで、PEM燃料電池において性能を維持しつつ白金使用量を62.5%削減することに成功しました[97]。「燃料電池の白金使用量を減らすことで、コスト削減だけでなく、重要な原材料の供給や持続可能性といった世界的課題にも配慮しています」と、Patrick Fortin氏(SINTEF研究者)は説明しています[98]。彼らが開発したこの「極薄」新型膜技術は、厚さわずか10マイクロメートル(紙の約1/10の厚さ)で、出力を高く保つために触媒を非常に均一にコーティングする必要がありました[99]。その結果、必要な出力を維持しつつ、より安価で環境に優しい膜-電極接合体が実現しました。このようなブレークスルーはコストを下げ、希少な白金(主に南アフリカやロシアで採掘される重要原材料)への依存も減らします。同時に、研究者たちは白金族金属フリー(PGMフリー)触媒の開発も進めており、新規材料(例:鉄-窒素ドープカーボン、ペロブスカイト酸化物など)を用いて最終的には白金を完全に排除することを目指しています。実験的なPGMフリーカソードの中には、ラボでまずまずの性能を示すものもありますが、耐久性が課題です――しかし着実に進歩しています。
- 新しい膜とPFASフリー材料:PEM燃料電池は従来、ナフィオンや同様のフッ素系高分子膜を使用しています。しかし、これらはPFAS(「永遠の化学物質」)に分類され、分解した場合に環境や健康へのリスクをもたらします。そのため、PFASフリーの膜で同等の性能を持つものの開発が進められています。前述のSINTEFのイノベーションでは、膜を33%薄くすることで(導電性の向上と材料使用量の削減)、膜中のフッ素含有量も減らし、PFASリスクを低減しました[100]。EUでもPFAS規制が検討されており、タイムリーな動きです。他社でも、PFASを全く使わない炭化水素系膜や複合膜の試験が行われています。改良された膜は、PEMで120°C超の高温動作(廃熱利用や不純物耐性の向上)も可能にします。注目すべき進展としては、アルカリ性膜燃料電池用のアニオン交換膜(AEM)があります。これにより安価な触媒が使え、不純な水素の利用も可能になるかもしれません。AEMの課題は化学的安定性でしたが、最近の進歩で5,000時間超の耐久性を持つAEMポリマーが登場し、PEMの信頼性に近づいています。
- 耐久性の向上:燃料電池スタックは、特に大型車両や定置用で経済的に成立するために、より長寿命である必要があります。耐久性向上のためのイノベーションには、バイポーラプレートのコーティング(腐食防止)、炭素腐食に強い触媒担体、劣化を最小限に抑える電解質中の独自添加剤の使用などがあります。例えば、トヨタの最新Mirai燃料電池スタックは初代比で耐久性が2倍となり、現在は8,000~10,000時間(自動車で15万マイル超相当)を目指しています。大型燃料電池では、BallardやCumminsなどが3万時間設計の堅牢な膜や耐腐食部品を導入しています。前述のFreudenbergの大型燃料電池は、特殊な電極設計と加湿システムで高負荷時の劣化を抑制しています[101]。米国DOEのMillion Mile Fuel Cell Truckプログラムでは、3万時間(約100万マイル走行)を目標にしています。2023年には、「白金1グラムあたり2.5kW」という、従来比3倍の触媒出力密度を持ち、耐久性とコスト目標も満たす新触媒を開発したと発表しました[102]。この技術は現在ライセンス提供されており、次世代トラック用燃料電池の耐久性向上とコスト低減に大きく貢献する可能性があります。さらに、高度な診断・制御アルゴリズムも寿命延長に役立っています。最新システムでは、運転条件を動的に調整し、燃料電池へのストレス(急速冷却や電圧スパイクによる劣化など)を最小限に抑えることができます。
- 高温PEMとCO耐性:PEM燃料電池を100℃超で運転することは望ましい(熱回収の向上、冷却の簡素化、一部不純物への耐性)。研究者たちは、PEM燃料電池を150~180℃で稼働させることができるリン酸ドープポリベンズイミダゾール(PA-PBI)膜を開発しました。Advent Technologiesのような複数の企業が、これらの高温PEM(HT-PEM)燃料電池を商業化しており、標準的なPEMでは中毒を起こす1~2%の一酸化炭素にも耐えるため、改質メタノールや天然ガスも燃料として使用できます[103]。HT-PEMシステムは、特に定置型や船舶用APUで有望視されていますが、寿命はまだ低温PEMほど長くありません。
- 製造とスケールアップ:多くのイノベーションは、燃料電池をより簡単かつ安価に製造することに関するものです。企業は自動化されたMEA製造(膜電極接合体)、触媒のロール・ツー・ロールコーティングや、すべての膜の欠陥を機械ビジョンで検査する品質管理の向上などを進めています。バイポーラプレートの製造も進化しており、薄い金属板のプレス加工が一般的になり(高価なグラファイトの機械加工プレートに代わる)、プラスチック複合プレートの試験も行われています。スタックは大量組立向けに設計されています。例えばトヨタの最新スタックは部品点数を削減し、軽量でシンプルなカーボンポリマーモールドバイポーラプレートを採用しています。これらの進歩により、キロワットあたりのコストが低下しています。2020年、DOEは自動車用PEMFCスタックの量産時コストを約80ドル/kWと推定しましたが、2025年には業界目標が10万台/年で60ドル/kW未満、2030年には40ドル/kW未満となり、FCEVが内燃機関車とコスト競争力を持つとされています[104]。製造イノベーションとしては、3Dプリンティングにも注目すべきです。研究者たちは、複雑な流路プレートや触媒層など燃料電池部品の3Dプリントを開始しており、廃棄物削減や、性能向上につながる新しい設計(例:均一なガス分布のための最適化流路)を可能にしています。
- リサイクルと持続可能性:燃料電池の普及が進む中、スタックの廃棄時に貴重な材料(白金や膜)を回収するリサイクルにも注目が集まっています。新しい手法も登場しており、2025年の報告では、使用済み燃料電池から触媒材料を分離・回収する「音波」技術が紹介されました[105]。IEAは、燃料電池からの白金リサイクルは実現可能であり、FCEVが数百万台規模で生産される場合、バージンプラチナの必要量を最小限に抑えるためにも重要だと指摘しています。一方で、グリーン製造に注力する企業もあり、製造工程から有害化学物質を排除(特に古いPFAS含有膜に関連)し、燃料電池がライフサイクル全体でクリーンなイメージを維持できるよう取り組んでいます。
- システム統合とハイブリッド化:多くの燃料電池システムは現在、バッテリーやウルトラキャパシタと巧みに統合され、過渡的な負荷に対応しています。このハイブリッド方式により、燃料電池は(効率と寿命のために)安定した最適負荷で運転し、バッテリーがピークを処理することで、システム全体の応答性と寿命が向上します。例えば、ほぼすべての燃料電池車はハイブリッドであり(ミライには回生ブレーキのエネルギー回収や加速ブースト用の小型バッテリーが搭載されています)、燃料電池バスやトラックにもリチウムイオンバッファが含まれることが多いです。パワーエレクトロニクスや制御ソフトウェアの進歩により、これがシームレスに実現されています。さらに、電解装置や再生可能エネルギー源との統合も革新の注目分野であり、余剰の太陽光で電気分解により水素を生成し、貯蔵した水素で夜間に燃料電池発電を行うなど、仮想的なクローズドループを作り出しています。可逆型燃料電池(固体酸化物型やPEM型で電解装置としても動作可能)は、このようなシステムを簡素化する最先端技術の一つとして研究されています[106]。いくつかのスタートアップ企業は、現在プロトタイプの可逆型SOC(固体酸化物セル)システムを開発しています。
- 新しい燃料とキャリア:イノベーションは水素ガスだけに限られていません。アンモニア燃料電池のような代替案も研究されており(燃料電池システム内でアンモニアを水素に分解する、または特殊な触媒を用いた直接アンモニア燃料電池)、これが成功すればエネルギー輸送にアンモニアインフラを活用できる可能性があります。もう一つの新しいアイデアは、液体有機水素キャリア(LOHC)で、触媒を使ってオンデマンドで燃料電池に水素を供給します。2023年には、直接ギ酸燃料電池も高い出力密度を達成できることが実証されました。ギ酸は液体の形で水素を運び、H₂よりも取り扱いが容易な可能性があります。これらはいずれもまだ商業化されていませんが、将来的には用途に応じて最も便利な水素キャリアを使うことで導入が加速する柔軟な燃料オプションを示唆しています。
- 燃料電池のリサイクルとセカンドライフ:持続可能性の観点から、燃料電池スタックは徐々に劣化するため、もう一つのアイデアとして使用済み自動車用燃料電池の再利用(EVバッテリーが定置型蓄電池としてセカンドライフを得るのと同様)が挙げられます。例えば、自動車用燃料電池が初期性能の80%未満に低下した場合(走行用としては寿命)、家庭用コージェネやバックアップ発電機として再利用できる可能性があります。これには、セルの再スタックやリフレッシュが容易なモジュール設計が必要です。一部の自動車メーカーは、燃料電池のライフサイクル全体の経済性と持続可能性を高めるためにこの取り組みに関心を示しています。
これら多くのイノベーションは、協調的な取り組みによって支えられています。EUの燃料電池・水素共同事業や米国エネルギー省のコンソーシアムは、国立研究所、学術機関、産業界を結集し、これらの技術的課題に取り組んでいます。例えば、DOEの燃料電池性能・耐久性コンソーシアム(FC-PAD)は、より優れた材料開発のために劣化メカニズムの解明に注力しています。ヨーロッパでは、CAMELOT(SINTEF事例で言及)などのプロジェクトが、革新的な設計でPEMFCの性能限界に挑戦しています[107]。
また、電解槽(水素を製造するための対となる技術)の急速な進歩にも注目する価値があります。これは燃料電池そのものではありませんが、電解槽技術の改良(より安価な触媒、新しい膜タイプ、不純水の利用能力ts2.techなど)は、グリーン水素をより安価かつ入手しやすくすることで燃料電池エコシステムに直接恩恵をもたらします。IEAは、世界の電解槽製造が25倍に拡大していると報告しており、これによりグリーン水素のコストが下がり、燃料電池の普及が促進されるでしょう[108]。AIによるシステム制御の活用や、メンテナンス予測のためのデジタルツインなどの技術も、稼働時間と性能を最大化するために燃料電池システムに応用されています。
総じて、継続的なイノベーションにより、現代の燃料電池は約20年前のものと比べて寿命が5倍、出力密度が3倍、コストはごく一部という具体的な進歩が見られます。EKPO Fuel Cell TechnologiesのCEO、ゲルノット・シュテルベルガー教授は業界向けの書簡で次のようにまとめています:「EKPOでは、性能、コスト、信頼性の面で燃料電池を競争力のあるものにしています。」 しかし彼は、その恩恵を実現するには、「水素モビリティは導入の準備ができているが、初期コストのギャップを埋めるためには決定的な政策支援が必要だ」と指摘しています。[109] これは、技術はコインの片面に過ぎず、これらのイノベーションが本当にコスト削減に結びつくには、製造規模を拡大するための支援的な政策が必要であることを強調しています。次に政策や経済面を検討しますが、技術の観点からは、燃料電池分野は活気にあふれており、材料研究室、スタートアップのガレージ、大企業のR&Dセンターなどから次々とブレークスルーが生まれています。これらのイノベーションは、燃料電池の古典的な課題(高コスト、寿命、触媒依存)が克服できるという自信を与え、広範な利用への扉を開いています。
燃料電池の環境への影響
燃料電池はしばしば「ゼロエミッション」エネルギーデバイスとして称賛されます。実際、純粋な水素で稼働する場合、その唯一の副産物は水蒸気です。これは、特に使用地点での大気汚染物質や温室効果ガスの排出を排除する点で、非常に大きな環境上の利点をもたらします。しかし、環境への影響を完全に評価するには、燃料の生産経路やライフサイクル要因を考慮する必要があります。ここでは、燃料電池の環境上の長所と短所、そしてそれがより広範な脱炭素化のパズルにどのように適合するかについて論じます。
- ゼロ排気ガス/現地排出ゼロ:燃料電池車(FCEV)や燃料電池発電所は、現場での燃焼排出物を一切発生しません。車両の場合、これはCO₂なし、NOₓなし、炭化水素なし、粒子状物質なし、つまり排気管から出るのは水だけということです。大気質の悪化に悩む都市部では、これは大きな利点です。ディーゼルバスの代わりに燃料電池バスを導入するごとに、CO₂だけでなく、呼吸器系の問題を引き起こす有害なディーゼルすすやNOₓも排除されます。定置型用途でも同様です。都市中心部で水素を使って稼働する燃料電池は、ディーゼル発電機やマイクロタービンのような汚染を出さずにクリーンな電力を供給します。これにより、大気質や公衆衛生が大幅に改善される可能性があります。特に人口密度の高い場所や密閉された環境(例:倉庫のフォークリフト―プロパン式から燃料電池式に切り替えれば、屋内で一酸化炭素がたまることもありません)で効果的です。燃料電池システムは静かでもあり、エンジン発電機や車両に比べて騒音公害も減らします。
- 温室効果ガス排出量:水素(または他の燃料)が再生可能または低炭素の供給源から生産される場合、燃料電池はエネルギー利用の深い脱炭素化への道を提供します。例えば、太陽光発電による電気分解で得られた水素を使う燃料電池車は、ライフサイクル全体でのCO₂排出量がほぼゼロとなり、真にグリーンなモビリティとなります。国際エネルギー機関(IEA)の2050年ネットゼロシナリオでは、水素と燃料電池が、直接電化が困難な重輸送や産業分野の脱炭素化に活用されるとしています[110]。しかし、水素の供給源が極めて重要です。現在、水素の約95%はCO₂回収なしで化石燃料(天然ガス改質や石炭ガス化)から製造されています[111]。この「グレー」水素は、上流で多量のCO₂を排出し、天然ガス由来では水素1kgあたり約9~10kgのCO₂が発生します。このような水素を燃料電池車で使用すると、ライフサイクル排出量はガソリンハイブリッド車と同等かそれ以上となり、排出源が排気管から水素プラントに移るだけです。したがって、気候変動対策の恩恵を得るには、水素が低炭素でなければなりません。すなわち、再生可能電力による電気分解の「グリーン水素」か、化石燃料由来でCO₂回収・貯留を伴う「ブルー水素」です。現時点では、低排出水素の役割はごくわずか(2023年の総水素約97Mtのうち1Mt未満)にとどまっています[112]が、新規プロジェクトの波が進行中で、2030年までに状況が大きく変わる可能性があります[113]。IEAは、発表済みプロジェクトが実現すれば、2030年までに低炭素水素の生産量が5倍になると指摘しています[114]。さらに、米国のインフレ抑制法による水素税額控除(グリーン水素で最大3ドル/kg)やEUの水素戦略など、クリーン水素供給拡大を目指す政策も進んでいます[115]。一方で、一部の燃料電池プロジェクトでは「移行期」燃料が使われています。例えば、多くの定置型燃料電池は天然ガスを使用しますが、燃焼発電所よりも高効率でCO₂排出削減を実現しています(コージェネレーションの場合は、別途熱供給を置き換えることでさらに削減)。例えば、60%効率の燃料電池は、同じ燃料を使う33%効率の送電網発電所の約半分のCO₂しか1kWhあたり排出しません[116]。バイオガス(廃棄物由来の再生可能天然ガス)と組み合わせれば、燃料電池はカーボンニュートラルやカーボンネガティブにもなり得ます。例えばBloom Energyの多くのサーバーは埋立地由来のバイオガスを燃料としています。カリフォルニア州では、燃料電池プロジェクトが指向性バイオガスを利用し、非常に低いCO₂フットプリントを実現しています。
- 排出削減が困難なセクター:燃料電池(および水素)は、他の手段がうまくいかない分野で脱炭素化を可能にします。重工業(鉄鋼、化学、長距離輸送)では直接電化が難しく、バイオ燃料にも限界があります。水素は鉄鋼製造(直接還元法)で石炭の代わりになり、燃料電池は高温熱や電力を排出ゼロで供給できます。トラック輸送では、バッテリーでは40トンの積載量を800km運ぶのは非現実的な重さになるかもしれませんが、燃料電池の水素なら可能です。IEAは、水素と水素由来燃料が「排出削減が困難で他の解決策が利用できない、または困難なセクターで重要な役割を果たしうる」と強調しています。たとえば重工業や長距離輸送などです[117]。IEAのネットゼロシナリオでは、2030年までにこれらのセクターが水素需要の40%を占めるとされています(現在は0.1%未満)[118]。燃料電池は、これらのセクター向けに水素をクリーンな形で利用可能なエネルギーに変換する装置です。
- エネルギー効率と1kmあたりのCO₂:効率の観点では、燃料電池車は一般的に内燃機関車よりもエネルギー効率が高いですが、バッテリー電気自動車よりは劣ります。PEM燃料電池車は、水素のエネルギーを車輪の動力に変換する効率が約50~60%(水素製造時の損失も含む)です。BEVはグリッドから車輪まで70~80%の効率で、ガソリン車は20~25%程度です。したがって、天然ガス由来の水素を燃料電池車で使っても、同等のガソリン車に比べて高効率のためCO₂排出は削減されますが、再生可能水素を使う場合ほどではありません。再生可能水素を使えば、1kmあたりのCO₂はほぼゼロになります。また、燃料電池は部分負荷でも高効率を維持するため、市街地走行ではFCEVの効率低下は、ストップ&ゴーのICE車より小さくなります。
- 汚染物質と大気質:排気ガスの汚染物質については説明しましたが、上流側も考慮してください。水素を天然ガスから製造する場合、CO₂は排出されます(隔離しない限り)が、人間の健康に影響を与える地域の汚染物質は排出しません。水素のための石炭ガス化は一部の地域で使われていますが、浄化しない限り大きな汚染物質の排出があります――しかしこの方法はCO₂排出量が多いため減少傾向にあります。一方、電気分解は、再生可能エネルギーで稼働すれば環境への排出はほとんどありません(大規模プラントの場合、冷却塔から水蒸気が出ることがありますが、これはごくわずかです)。水の使用も別の側面です:燃料電池自体は水を消費するのではなく生成します(PEM燃料電池はH₂ 1kgあたり約0.7リットルの水を生成します)。水素を電気分解で作る場合は水が必要で、H₂ 1kgあたり約9リットルです。水素を天然ガスから作る場合は水を消費するのではなく生成します(CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O)。したがって、水への影響は経路によって異なります:グリーン水素は水を使います(ただし比較的少量です。例えば、H₂ 1トン(非常に多くのエネルギー)を生産するのに9~10トンの水が必要で、これは鉄1トンを生産するのと同程度です)。一部の企業は、電気分解に廃水や海水を利用する方法を見つけています(最近のブレークスルーでPEM電解槽が不純な水でも稼働可能にts2.tech)。全体として、水素/燃料電池は、例えばバイオ燃料や火力発電所と比べて水の使用量は多くなく、用途によっては燃料電池が水を供給することもできます。例えばトヨタのTri-genシステムは副産物として1日1,400ガロンの水を生み出し、それを車の洗浄に利用しています[119]。
- 材料と資源への影響:燃料電池は一部の希少金属(白金族金属)を使用しますが、その量は少量です。前述の通り、それらは削減されつつあり、リサイクルも可能です。資源の観点から見ると、将来何百万台もの燃料電池車が普及する場合、白金の供給をある程度拡大する必要がありますが、推計では2040年までに数百トン程度の追加で済み、リサイクルを考慮すれば実現可能です(対照的に、バッテリーは大量のリチウム、コバルト、ニッケルなどを必要とし、持続可能性の課題を生んでいます)。また、燃料電池は特定の重要鉱物への依存を減らすことができます。例えば、FCEVは大規模なリチウムやコバルトを必要とせず(小型バッテリーのみ)、FCEVが大きなシェアを占めればこれらのサプライチェーンへの需要を緩和できます。水素自体はさまざまな地域資源(再生可能電力、原子力、バイオマスなど)から生産でき、エネルギー安全保障を高め、石油採掘・精製の環境負荷を減らします。再生可能エネルギーが豊富な地域(晴れた砂漠、風の強い平原)は、大規模な送電線を敷設せずに水素を通じてエネルギーを輸出できます。
- 代替案との比較:燃料電池は、バッテリーEVやバイオ燃料などの他のソリューションと環境面から比較する価値があります。BEV(バッテリー式電気自動車)は効率が高いですが、大型バッテリーの採掘など製造時の影響があり、本当に低炭素であるためにはクリーンな電力網が必要です。燃料電池は環境負荷を水素の生産に移しますが、これがクリーンに行われれば、非常に低い影響に抑えられます。実際には、両者の混在が存在する可能性が高いです。多くの専門家は、燃料電池とバッテリーは補完的であると見ています。すなわち、バッテリーは短距離や軽量車両向け、燃料電池は重量物や長距離用途向けです。この組み合わせアプローチは、EUのCEOの書簡でも強調されたように、全体のシステムコストやインフラを最小化し、環境負荷も最適な用途で使うことで抑えられる可能性があります[120]。
- 水素漏洩:現在研究されている微妙な環境要因として、水素漏洩が大気に与える影響があります。水素自体は温室効果ガスではありませんが、漏洩するとメタンの寿命を延ばし、間接的に温暖化に寄与する可能性があります。このリスクについて研究が進められており、Hydrogen Councilは、漏洩を低く抑えること(優れたエンジニアリングで実現可能)が重要だと指摘しています。それでも、漏洩したH₂による最悪の場合の温暖化効果は、同等のエネルギー量のCO₂やメタン漏洩よりもはるかに低いです。それにもかかわらず、業界では生産・輸送・利用時の損失を最小限に抑えるためのセンサーやプロトコルの開発が進められています。
総合的に見て、燃料電池の環境展望は非常に良好ですただし水素がクリーンな供給源から得られる場合に限ります。そのため、グリーン水素の拡大に多くの投資が行われています。国際エネルギー機関(IEA)は、勢いは強いものの(60か国が水素戦略を持つ)、「低排出水素の需要を創出し、投資を呼び込み、生産を拡大してコストを下げる」必要があると強調しています。そうでなければ、水素経済はその環境上の約束を果たせません[121]。現在、発表された低炭素水素プロジェクトのうち、最終投資決定に至ったのはわずか7%であり、その多くは明確な需要や政策支援の不足が原因です[122]。このギャップは現在、政策によって解消されつつあります(詳細は次のセクションで)。
急速な変化が見て取れる。例えば、2025年初頭には米国財務省がIRAの水素製造税額控除の規則を最終決定し、投資家に確実性を与えた[123]。ヨーロッパはグリーン水素の買い取りを補助するためのHydrogen Bankオークションを開始した[124]。これらの行動は、より多くの低炭素水素を促進し、それが導入されるすべての燃料電池の環境負荷を直接的に改善するはずだ。すでに、低排出水素への世界的な投資は2025年に約70%増加し、80億ドル近くに達する見込みであり、2024年の60%増に続いているts2.tech。要するに、水素がクリーンであればあるほど、燃料電池もグリーンになる――そして業界全体が水素供給をクリーンにするために迅速に動いている。
より広い視点から見ると、燃料電池は環境の持続可能性に貢献している。それは排出量だけでなく、エネルギーの多様化やレジリエンス(強靭性)を可能にすることによってもである。燃料電池は余剰再生可能エネルギーを活用でき(無駄や出力抑制を防ぐ)、遠隔地や災害被災地でクリーンな電力を供給できる(人間や生態系のニーズを支援)。再生可能エネルギーと組み合わせることで、かつては困難とされた分野でも化石燃料の段階的廃止が現実的となり、汚染と気候への影響の両方を削減できる。Air LiquideのCEO、François Jackowが簡潔に述べたように、「水素は産業とモビリティの脱炭素化の鍵であり、将来のエネルギーと産業のレジリエンスの柱である。」[125] 燃料電池は、その水素を汚染なしで実用的な電力に変える働き者である。
結論として、燃料電池技術は大きな環境上の利点をもたらす。クリーンな空気、温室効果ガス排出の削減、再生可能エネルギーの統合である。主な注意点は、化石燃料由来の水素を使うことで単に排出を上流に移すことを避けることだが、これは移行期の課題であり、強力な政策と市場動向によって積極的に対処されている。グリーン水素の拡大により、燃料電池は真のゼロカーボンエネルギーを多くの用途で提供できるようになる。排気ガスゼロと、ますますゼロカーボン化する燃料供給の組み合わせにより、燃料電池は多くの国の気候戦略や企業のサステナビリティ計画の要となっている。汚染削減や気候変動対策において、燃料電池は脅威というより味方であることは明らかであり、これは世界中の科学者や政策立案者によっても支持されている結論だ。
経済的実現可能性と市場動向
燃料電池の経済性は長らく精査の対象となってきました。歴史的に、燃料電池は高価でハイテクな珍品であり、宇宙ミッションやデモンストレーションプロジェクトにしか手が届かないものでした。しかし過去10年でコストは大幅に低下し、多くの燃料電池用途が経済的な実現可能性に近づいています――特に政策支援や生産量の増加があればなおさらです。本節では、燃料電池の経済的実現可能性を各分野で評価し、現在の市場動向(投資、成長予測、政策イニシアチブが市場に与える影響など)を検証します。コスト推移と競争力
燃料電池システムのコストは、(定置用や自動車用スタックの場合)キロワットあたりのコスト、または(バスや自動車のようなものの場合)1ユニットあたりのシステム総コストで測定されます。コスト削減にはいくつかの要因が寄与しています:
- 量産:生産規模が数十台から数千台に拡大することで、製造効率が向上します。例えばトヨタは、ミライの燃料電池スタックコストを初代から2代目で推定75%削減しました(量産と設計簡素化による)。それでも、FCEVは依然として同等の内燃機関車やバッテリー車よりも初期費用が高くなっています(ミライはインセンティブ前で約5万ドル以上)。米国エネルギー省は、2030年までに大量生産時でICEとコスト同等(燃料電池システムで約30ドル/kW)を目標としています。
- プラチナ削減:技術的なプラチナ削減については前述しましたが、経済的にもプラチナはスタックコストの大きな部分を占めます。使用量を減らしたりリサイクルプラチナを使うことで、スタックコストを数千ドル削減できます。現在、80kWの自動車用燃料電池には10~20gのプラチナが使われており(設計による)、1gあたり30ドルとするとプラチナだけで300~600ドルとなり、全体から見れば大きくはありませんが注目に値します。大型車両用ではスタックがさらに大きくなりますが、kWあたりのプラチナ量を減らす努力が続いています。一方、定置用のMCFCやSOFCはプラチナを全く使わないため、材料コスト面で有利です(ただし他に高価な材料や組立工程があります)。
- システムのバランスオブプラント(BoP):スタック以外の部品(コンプレッサー、加湿器、パワーエレクトロニクス、タンクなど)もコストに大きく寄与します。ここでも生産量やサプライチェーンの成熟が助けになります。車両ではカーボンファイバー製水素タンクが大きなコスト要因であり(しばしば燃料電池スタックと同程度)、そのコストは生産量が倍増するごとに約10~20%低下しています。業界では代替貯蔵法(金属水素化物やより安価な繊維など)も研究されていますが、当面は複合材の量産拡大が中心です。EUや日本では自動化や新素材によって2030年までにタンクコストを半減するプログラムが進行中です。定置用ではBoPに改質器(天然ガス使用時)、インバーター、熱交換器などが含まれ、これも標準化やスケールメリットの恩恵を受けています。
- 燃料コスト:経済的な実現可能性は、水素(またはメタノールなど)の価格にも依存します。現在、水素燃料は初期市場では高価になることが多いです。カリフォルニアやヨーロッパの公的なH₂ステーションでは、水素は1kgあたり10~15ドル(エネルギー換算でガソリン1ガロン4~6ドル程度)で販売されることが多いです。これは、FCEVの燃料費が1マイルあたりガソリン車と同等かやや高くなることを意味します(EVの電気代と比較するとさらに高い)。しかし、大規模生産が始まるにつれてコストは下がっています。米国エネルギー省(DOE)のHydrogen Shotは、2031年までに水素1kgあたり1ドルを目指しています[126]。これは野心的ですが、再生可能エネルギーやSMR+CCSを用いた場合でも1kgあたり3ドルであれば、燃料電池車はICEの2~3倍の効率があるため、1マイルあたりの運用コストは非常に安くなります。産業的には、グリーン水素のコストは2025年には最良のケースで1kgあたり4~6ドル(非常に安価な再生可能電力を使用)まで下がっており、ブルー水素は1kgあたり2~3ドルとなっています。米国の新しい税額控除(最大1kgあたり3ドル)により、グリーン水素は米国内の生産者にとって実質的に1~2ドルで供給でき、今後数年で小売価格も5ドル未満になる可能性が高いです。ヨーロッパのHydrogen Bankによるグリーン水素プロジェクトも同様に、1kgあたり4~5ユーロ以下での契約を目指しています。つまり、燃料コストの障壁は克服されつつあり、燃料電池の経済性は従来燃料に対して向上していきます。長距離トラックの場合、水素が1kgあたり5ドルであれば、燃料電池トラックの効率的な優位性を考慮すると、ディーゼルが1ガロン3ドルの場合と1マイルあたり同等程度になります。
- インセンティブとカーボンプライシング:現在、政府のインセンティブが燃料電池の経済性を後押ししています。多くの国が補助金や税額控除を提供しています。例えば、米国では燃料電池車に最大7,500ドルの税額控除(EVと同様)があり、カリフォルニアはさらに追加のインセンティブを提供、EU諸国でもFCEV購入補助金(フランスはH₂車に7,000ユーロ、ドイツは自動車税免除など)があります。バスやトラック向けには大規模な公的共同資金プログラム(EUのJIVEは300台以上のバスを支援、カリフォルニアのHVIPはH₂トラックのコストの大部分をカバー)があります。定置型燃料電池も税額控除(米国では30%のITC[127])や日本のCHP補助金などのプログラムの恩恵を受けています。さらに、カーボンプライシングや排出規制が強化されれば、CO₂排出のコストが上昇し、燃料電池のようなゼロエミッション技術が有利になります。例えば、ヨーロッパのCO₂フリート規制や将来の燃料義務化の下では、グリーン水素の利用によってクレジットが発生し、収益化できる可能性があります。この政策環境は、今後5~10年で自立した市場規模に到達するために極めて重要です。
現在の競争力:特定のニッチ分野では、燃料電池はすでに経済的に競争力がある、または近い状況です。
- 倉庫用フォークリフト:燃料電池フォークリフトは、大規模なフリート運用において稼働時間と労働効率の面でバッテリー式を上回ります。ウォルマートのような企業は、初期投資が高いにもかかわらず、スループットの向上(バッテリー交換不要、より安定した出力)やスペースの節約(充電室不要)によって、燃料電池が経済的に魅力的であることを発見しました[128]。これにより、Plug Powerによってリースモデルで数万台が導入されました。Plug PowerのCEOは、これらのフォークリフトが高稼働率の現場で魅力的なROIを持つ可能性があると述べており、そのためAmazon、Walmart、Home Depotなどが早期に導入しました。
- バス:燃料電池バスは、初期費用がディーゼルやバッテリーバスよりも依然として高いです。しかし、一部の交通機関では、特定の路線(長距離、寒冷地、または高頻度運行)では、バッテリーバスよりも水素バスの方が少ない台数で済む(急速な燃料補給と長い航続距離のため)と計算しています。ウィーンで12台のBEB(バッテリー電気バス)を10台のFCEBに置き換えた事例がその一例です[129]。12年間の運用で、水素価格が下がり、メンテナンスコストが同等であれば、総所有コスト(TCO)は収束する可能性があります。初期データでは、一部のフリートで燃料電池バスのダウンタイムが初期のバッテリーバスよりも少ないことが示されており、これがコスト削減につながる場合もあります。
- 長距離トラック:ここではディーゼルがコスト面で手強い競合相手です。燃料電池トラックは初期費用が高く(現在ディーゼルの1.5~2倍程度)、水素も1マイルあたりのコストでディーゼルより安くはありません。しかし、2020年代後半には量産が見込まれており(ダイムラー、ボルボ、現代自動車が量産計画)、前述の燃料価格の変化と合わせて、経済性が逆転する可能性があります。特にゼロエミッション規制によって運送会社が非ディーゼル車の導入を迫られる場合、運用経済性(積載量と稼働率)から長距離用途では燃料電池が有力な選択肢となるかもしれません。ACT Researchの最近の調査では、水素価格が約4ドル/kgになれば、FCEVトラックは2030年代半ばには一部の大型車両セグメントでディーゼルとTCOの同等性を達成できると予測されています。カリフォルニアやヨーロッパではすでに2030年代のディーゼル販売廃止が示唆されており、燃料電池トラックへの早期投資のビジネスケースが生まれています。
- 定置用電源:主電源用途では、燃料電池は依然としてグリッド発電所やエンジンよりもkWあたりの初期コストが高い場合が多いです。しかし、信頼性や排出量が重視される場面では競争力があります。例えば、データセンターでは、燃料電池とグリッドを組み合わせることで、バックアップ発電機やUPSシステムが不要となり、コストを相殺できる可能性があります。マイクロソフトは、ディーゼル発電機の代わりに3MWの燃料電池を使用することで、一部の電力インフラを省略できることを考慮すれば、全体コストが合理的になることを発見しました[130]。電気料金が高い地域(例:島嶼部や遠隔地でディーゼル発電機を$0.30/kWhで運用している場合)では、現地生産の水素やアンモニアを使った燃料電池が、コスト効率の良いクリーンな代替手段となり得ます。政府も、環境面やグリッドのレジリエンス向上のために、NYSERDAのような初期導入を支援するプログラムを通じて、プレミアムを支払う意欲があります[131]。今後、炭素コストや厳しい排出規制が発電機に適用されれば(いくつかの都市では大型ビルの新規ディーゼルバックアップ禁止を検討中)、燃料電池は経済的な優位性を得ることになります。
- マイクロコージェネ(マイクロCHP):家庭用の燃料電池マイクロCHPユニットは依然として高価(数万ドル)ですが、日本では補助金とグリッド電力+液化天然ガスの高価格により、初期導入者にとって実用的となりました。導入当初からコストは半減しており、メーカーは量産によるさらなるコスト削減を目指しています。燃料コスト(天然ガスや水素)が妥当な範囲に収まり、バックアップ電源(災害後など)に価値がある場合、エネルギーの安全性や効率性のために、燃料電池CHPに追加費用を払う家庭や事業者も出てくるでしょう。
よく引用される重要な指標の一つが学習率です。過去の実績では、燃料電池は約15~20%の学習率(累積生産量が倍増するごとにコストがその割合だけ減少)を示しています。大型車両や定置用市場で生産規模が拡大すれば、さらなるコスト低減が期待できます。
市場の成長とトレンド
燃料電池市場は成長段階にあります。2025年時点での注目すべきトレンドは以下の通りです。
- 収益と販売量の成長:市場調査によると、世界の燃料電池市場(すべての用途を含む)は近年、年間約25%以上の成長を続けています。特に燃料電池電気自動車セグメントは、2034年までに年平均成長率20%超が見込まれています[132]。例えば、燃料電池車の市場規模は2025年の約30億ドルから2034年には約180億ドルに拡大すると予測されています[133]。同様に、定置型燃料電池市場やポータブル市場も2桁成長率を示しています。2022年には、世界の燃料電池出荷台数が20万台を超え(主に小型APUやマテリアルハンドリングユニット)、新たなトラックや自動車モデルの登場によりその数は増加しています。
- 地理的ホットスポット: アジア(日本、韓国、中国)は定置用でリードし、車両分野でも大きな存在感を示しています(中国はバス・トラック推進、日本は乗用車と定置用、韓国は発電所と車両)。アジア太平洋地域は2024年のFCEV市場を支配しており、日本と韓国の乗用車プログラム、中国の商用車が大きなシェアを占めています[134]。中国は国家補助金と地域クラスター(例:上海、広東)を組み合わせた統合戦略で、導入を急速に拡大しています[135]。ヨーロッパも現在、水素インフラと車両に多額の投資を行っており、ドイツのような国ではすでに100カ所の水素ステーションがあり、さらに数百カ所の設置を目指しています[136]。また、ヨーロッパは多くの車両導入を資金援助しており(H2Accelerateによる数百台のトラック、2030年代半ばまでに1,200台のバス導入計画[137]など)、積極的です。北米(特にカリフォルニア)は先進的な導入の拠点があり、カリフォルニア州には約50カ所の公共水素ステーションがあり、2025年までに200カ所を目指してFCEV数万台を支援する計画です。米国の新しい水素ハブ(2023年末に80億ドルの資金が割り当てられた)は、ガルフコースト、中西部、カリフォルニアなどの地域で水素インフラを提供し、地域市場の成長をさらに促進します。一方、新興市場であるインドも燃料電池の導入を模索しており、2023年に初の水素バスの試験運行を開始、2025年には燃料電池トラックの試作車を発表しました[138]。インド政府は「国家水素ミッション」のもと、実証プロジェクト(例:ラダックでの水素バス[139])に投資しています。
- 企業の投資とパートナーシップ:大手業界プレーヤーが賭けに出ています。自動車メーカー:トヨタ、ヒュンダイ、ホンダは長年参入しており、2023年に限定シリーズの水素SUVを発表したBMWや、GM(航空宇宙や軍事向けの燃料電池モジュールを開発し、ナビスターなどのパートナー向けにHydrotec燃料電池を供給)なども加わっています。トラックメーカー:ダイムラーとボルボの合弁会社のほか、Nikola、ヒュンダイ(欧州でのXCIENTプログラムや米国での計画)、トヨタ日野(燃料電池トラックを開発)、ケンワース(トヨタと港湾トラックのデモで提携)なども積極的に活動しています。鉄道・航空会社:アルストム(鉄道)、エアバス(MTUやバラードとのデモエンジンのパートナーシップ)、ZeroAviaのようなスタートアップ(航空会社からの支援あり)など、業界横断的な関心が示されています。
サプライチェーンでも統合や投資が進んでいます。大きな動きとしては、ハネウェルによるジョンソン・マッセイの燃料電池・電解槽触媒事業の18億ポンドでの買収(2025年)があり、既存の産業大手が水素経済に向けてポジションを取っていることを示しています。ts2.tech。水素製造スタートアップには石油・ガス大手が出資しており(例:BPが電解槽スタートアップHystarやLOHC企業Hydrogeniousに投資)、実際、石油・ガス会社は出資を拡大しています。グローバル企業ベンチャリングの分析によると、2025年上半期には石油・ガス会社による水素スタートアップへの投資が前年の3倍になり、関心の冷え込みという見方に反しています。[140]。彼らは水素が重要なエネルギーキャリアとなる未来に備えてリスクヘッジしています。例として、シェルは水素燃料補給ネットワークに、トタルエナジーズは水素製造プロジェクトに投資し、シェブロンとトヨタの水素インフラ提携などがあります。
- IPOと株式市場:多くの純粋な燃料電池企業が上場しており(Plug Power、Ballard Power、Bloom Energy、FuelCell Energy)、その株価は政策ニュースに左右されて変動が激しい。2020年には水素ブームで急騰し、2022~2023年は予想より収益化が遅れたことで多くが冷え込んだが、2024~2025年には実際の受注増加や政府資金の実現で再び楽観ムードが広がった。例えば、Ballardは2025年にこれまでで最大規模のバス用燃料電池受注(欧州バスOEM向けに90基超)を獲得し[141]、新CEO就任後は中核市場に再注力している[142]。Bloom Energyは製造拡大と、可逆型SOFCによる水素製造など新市場開拓を進めている。Plug Powerは財務目標達成に苦戦しつつも、グリーン水素ネットワークを構築中で、2024年には10億ドル超の売上を報告、野心的な成長計画(支出も大きいが)を掲げている[143]。要するに、業界は純粋な研究開発段階から収益化段階へと進んだが、全体的な黒字化は規模拡大に伴い数年先と見込まれる。
- 合併・協業:国境や業界を越えた協業が進んでいる。例:Daimler、Shell、Volvoによる水素トラックエコシステムの共同構築、トヨタがAir Liquideやホンダと日本・EUのインフラで提携、Hydrogen Council(2017年設立)は今や140社超が戦略を共有。特に国際協業が進展しており、2023年にはオーストラリアから日本へアンモニア形態で水素を輸送し発電に使う提携が発表された(アンモニア対応燃料電池が商用化されれば燃料電池発電にも直結)。欧州各国も連携しており、IPCEI(欧州共通重要プロジェクト)HydrogenはEU各国から数十億ユーロを集め、電解槽から燃料電池車まで開発を推進している[144]。「ベルギー、ドイツ、オランダが水素市場強化のため明確な欧州戦略を要請」と報じられ、地域協力の重要性が強調されている[145]。
- 市場の課題と調整:急速な成長の中で、現実的な調整も見られます。H2View H1 2025レポートは、「現実が突きつけられ始めた」と指摘しており、一部のスタートアップが失敗し、Statkraftのような大手企業も高コストや需要の不確実性からプロジェクトを一時停止しています[146]。しかし、これは撤退ではなく戦略的な進化であり、投資家はより明確なビジネスケースと短期的なキャッシュフローを求めるようになっています[147]。これは長期的な安定性にとって健全なことです。例えば、BPがオランダの大規模グリーン水素プロジェクトから撤退し、コアビジネスに注力することになりましたが、プロジェクト自体は新たなリーダーのもとで継続されましたts2.tech。また、Nikolaの劇的なストーリーもあります。初期の盛り上がりの後、財政難や創業者のスキャンダルに直面し、2023年にはバッテリートラック事業が苦戦しました。しかし2025年には、新会社「Hyroad」が破産後にNikolaの水素トラック資産と知的財産を取得し、そのビジョンの継続を目指しています[148]。これらの出来事は、熱狂的な初期段階から、より合理的でパートナーシップ主導の成長段階への移行を反映しています。
- 政策と義務化のシグナル:市場は差し迫る規制にも反応しています。カリフォルニア州のAdvanced Clean Trucks ruleやEUのCO₂基準は、新型トラックの一定割合をゼロエミッション車にすることを事実上義務付けており、バッテリー車と並んで水素トラックの受注を後押ししています。例えばカリフォルニアでは、港湾や運送会社が2035年の目標(ディーゼル車販売禁止の可能性)に向けて、今からZEトラックの調達を始める必要があると認識しています。中国ではFuel Cell Vehicle City Clusterプログラムを活用し、指定台数のFCEVを導入した都市連合に補助金を支給、2025年までに5万台のFCEV達成を目指しています。このような義務化は、メーカーに燃料電池車を生産すれば市場があるという安心感を与え、投資を促進します。
- 水素インフラの拡大:燃料電池と密接に関連する市場動向として、燃料補給インフラの整備が進んでいます。2025年までに世界で1,000カ所以上の水素ステーションが設置される見込みです(2021年の約550カ所から増加)。ドイツではすでに100カ所以上のステーションが既存の車両に対応しており[149]、2025年までに400カ所を計画しています。日本は2025年までに320カ所を目標としています。興味深いことに、中国は2025年までに250カ所以上を達成し、急速に建設を進めています。米国は遅れていますが、インフラ法案で水素回廊への資金が割り当てられ、Nikola、Plug Power、Shellによるトラック用ステーションなど民間の取り組みも進行中です。新しい燃料補給技術(トラック向けの高容量700バールディスペンサーや液体水素燃料供給など)も現場に導入されています。2023年には、トラック向け初の高容量液体水素燃料補給ステーションがダイムラーとパートナー企業によってドイツで開設されました。また、新しい規格(SAE J2601燃料補給プロトコルの更新など)によって、燃料補給の信頼性とスピードが向上し、利用者の受け入れやステーションの処理能力向上に寄与しています。
- 市場見通し:今後について、業界の予測は楽観的です。IDTechExは、2030年までに世界で数万台の燃料電池トラックが走行し、あらゆる種類のFCEVが100万台以上に達すると予測しています。2040年までには、燃料電池が大型車両販売のかなりの割合(推定で20~30%)を占める可能性があります。定置型燃料電池は、韓国や日本、そして水素ハブやネットゼログリッド目標を掲げる米国などで、クリーンな安定電源として導入が進み、2030年までに累積20GWを超える可能性があります(現在は数GW程度)。Hydrogen Councilは、2℃シナリオにおいて2050年までに水素が最終エネルギー需要の10~12%を担うと見込んでおり、これは車両、建物、発電分野で数百万台の燃料電池が稼働することを意味します。短期的には、今後5年間(2025~2030年)が重要な拡大期であり、実証や小規模生産から複数分野での量産体制への移行が進みます。
業界リーダーたちは、この拡大期における支援の必要性を強調しています。欧州の30人のCEOによる共同書簡では、迅速な対応がなければ「欧州の水素モビリティは停滞する」と警告し、インフラの協調的な展開や主要イニシアチブへの水素の組み込みを求めました[150]。また、二重インフラ(バッテリー+水素)によって送電網の大規模な増強を回避し、数千億ドル規模のコスト削減が可能であると指摘し[151]、政府が電化と並行して水素にも投資する強い経済的根拠があると訴えています。
投資の観点では、企業の支出に加えて、各国政府も資金を動員しています。EUは2023年に、HorizonおよびHydrogen Europeプログラムのもとで水素の研究開発と導入に4億7,000万ユーロを割り当てました[152]。米国エネルギー省(DOE)の水素プログラムも資金が増額され(年間5億ドル超)、さらに80億ドル規模のハブも設立されました。中国政府は、クラスター・プログラムで車両用燃料電池1kWあたり約1,500ドルの補助金を出しています。これらの取り組みにより、今後10年で数百億ドル規模の資金がこの分野に投入され、民間投資家のリスクが低減されます。
市場の勢いを具体例で示すと:ヒュンダイは2025年に新型NEXO SUVを発売し、すべての商用車モデルに燃料電池バージョンを導入する計画を発表しました。欧州では、トヨタが燃料電池モジュール(Mirai由来)を日野自動車やCaetanobusのバス、さらには米国のKenworthトラックプロジェクトにも導入し始めています。NikolaとIvecoはドイツで燃料電池トラックの工場を建設中で、2024~2025年には年間数百台の生産を目指しています。このような製造能力が稼働すれば、市場に製品が供給されることになり、次は顧客と燃料供給の問題となります。
すでに、「実際の受注」も始まっています。例えば2025年には、Talgo(鉄道車両メーカー)がスペインの水素列車向けにBallard製燃料電池を発注、Sierra Northern Railwayは機関車用に1.5MWの燃料電池エンジン(Ballard製)を発注[153]、First Modeは鉱山用大型ダンプトラックの水素化改造のためにBallard製燃料電池を60台発注[154]しました。これらは科学実験ではなく、事業運営の脱炭素化を目指した商業契約です。鉄道や鉱山といったニッチ分野でのこうしたアーリーアダプター案件は、重工業分野での経済性を証明するうえで重要です。
最後に、市場のセンチメントのトレンドについて:2020年ごろの過熱した期待と2022年のやや冷え込んだ時期を経て、2023~2025年はより冷静で着実な楽観ムードが見られます。経営者たちは課題を認めつつも、それを克服できるという自信を示しています。例えば、Linde社CEOのSanjiv Lamba氏は、「持続可能性を解決する単一の方法はなく、水素はよりクリーンな輸送のための重要な選択肢であり、産業界・メーカー・政府が協力することでその可能性を最大限に引き出せる」と強調しています。 [155] このような官民の協調姿勢が今や明確になっています。ある意味で、燃料電池は研究室から経営会議室へと舞台を移し、各国は水素・燃料電池技術の習得を(エネルギー安全保障や産業競争力の観点から)戦略的価値と見なしています。欧州はこれを競争力の問題と位置付けており、米国のIRA(インフレ抑制法)による優遇策を見て一層の危機感を持っています。
要約すると、燃料電池の経済的実現可能性は、技術的進歩とスケールアップによって急速に向上していますが、完全な競争力を得るには引き続き支援が必要です。市場動向は、今後も堅調な成長と多額の投資が見込まれる一方で、燃料電池が最も優位性を持つ用途(例:大型輸送、オフグリッド電源)にまず焦点を当てるという現実的なアプローチが取られています。今後数年で、これらの分野において燃料電池ソリューションがますます一般的になり、さらなる拡大に必要な経験と生産量が蓄積されていくでしょう。
世界的な政策イニシアチブと業界の動向
政府の政策や国際的な協力は、燃料電池および水素の導入を加速させる上で極めて重要な役割を果たしています。経済成長、排出削減、エネルギー安全保障の可能性を認識し、世界各国の政府は水素・燃料電池分野を支援するための包括的な戦略や資金プログラムを開始しています。一方、業界関係者はインフラや標準化が進むよう、アライアンスやパートナーシップを組織しています。本節では、世界的な政策イニシアチブ、主要な企業投資、および国際協力など、2025年時点で業界の状況を形作っている主な動きを紹介します。
政策および政府戦略
- 欧州連合:ヨーロッパは水素政策において最も積極的な地域の一つと言えるでしょう。EU水素戦略(2020年)は、2024年までに再生可能エネルギー由来の電解装置6GW、2030年までに40GWの導入目標を設定しました[156]。2025年初頭までに、EUを含む60以上の政府が水素戦略を採用[157]。EUは水素分野のための重要な欧州共通利益プロジェクト(IPCEI)プログラムを実施し、バリューチェーン全体の開発のために数十億ユーロの資金を投入した複数のプロジェクトを承認しました[158]。また、水素バンク(イノベーション基金の下)を立ち上げ、最初のグリーン水素生産プロジェクトを補助しました。2024年の最初のオークションでは、10万トンのグリーンH₂に対して8億ユーロが提供されました(実質的にグリーンH₂を価格競争力のあるものにする差額契約)[159]。モビリティ分野では、EUは2023年に代替燃料インフラ規則(AFIR)を可決し、2030年までにトランスヨーロッパ主要道路網に200kmごとに水素充填所を設置することを義務付けました。さらに、EUの車両CO₂基準は、メーカーにゼロエミッション車(FCEVを含む)への投資を事実上促しています。欧州各国も個別に投資を進めており、ドイツは今後10年で水素充填や研究開発に15億ユーロ以上を投資し、(スペイン・フランスと共に水素を運ぶ「H2Med」パイプライン計画など)国境を越えた取り組みを主導しています。フランスは、電解装置、重量車両、産業の脱炭素化に重点を置いた70億ユーロの水素計画を発表しました[160]。スカンジナビア諸国は、EUの支援を受けてスウェーデンからフィンランドまで水素トラックとステーションを展開する「ノルディック水素回廊」を形成中です[161]。東欧でもプロジェクトが進行中で(ポーランドとチェコ共和国が高速道路上にトラック用の水素ハブを計画)。注目すべきは、欧州の産業界CEOがさらに強力な行動を求めている点です。2025年7月、30人以上のCEOがEU指導者に書簡を送り「水素モビリティを欧州のクリーントランスポート戦略の中心に据える」よう要請し、欧州が初期リードを確保するため今すぐ行動すべきだと警告しました[162]。彼らは、欧州が水素技術のリーダーシップによって2030年までに50万人の雇用を創出できると指摘しました。[163]、ただしインフラの整備や(資金提供や規制の簡素化などの)支援的な枠組みが整っている場合に限ります。EUも注目しており、クリーン産業政策(「ネットゼロ産業法」とも呼ばれる)を策定中で、米国のIRAのように水素技術の製造に対するインセンティブが含まれる可能性が高いです。ただし問題もあります。2024年後半、EUの2040年気候計画の草案で水素が明示的に言及されず、業界に警戒感が広がりました[164]。しかし、Hydrogen Europeのような関係者は、水素がEUの脱炭素化計画の中心に残るよう積極的にロビー活動を行っています[165]。
- アメリカ合衆国:バイデン政権下で、米国は水素支援に大きく舵を切りました。インフラ投資・雇用法(IIJA)(2021年)には、地域クリーン水素ハブ向けに80億ドルが盛り込まれ、2023年末にはDOEが全米7カ所のハブ提案(例:カリフォルニアの再生可能水素ハブ、テキサスの石油・ガス水素ハブ、中西部のクリーンアンモニアハブなど)を選定し、資金提供を決定しました。これらのハブは、水素の生産・流通・最終利用(モビリティや発電の燃料電池を含む)の地域エコシステム構築を目指しています。エネルギー省はまた、「ハイドロジェンショット」をエネルギー・アースショットの一環として開始し、2031年までにグリーン水素のコストを1ドル/kgに削減することを目標としています[166]。しかし最も画期的だったのは、インフレ抑制法(IRA, 2022年)で、水素生産税額控除(PTC)が導入され、ほぼゼロ排出で生産された水素には最大3ドル/kgの税額控除が与えられます[167]。これにより多くのグリーン水素プロジェクトが経済的に成立するようになり、法案成立後はプロジェクト発表が相次ぎました。また、燃料電池車や定置型燃料電池設置(30% ITC[168])への税額控除も延長されました。米国の国家水素戦略・ロードマップ(2023年ドラフト公表)では、2050年までに年間5,000万トンの水素生産(現在は約1,000万トン、主に化石燃料由来)を目指すビジョンが示されています[169]。米国は水素をエネルギー安全保障と産業競争力の鍵と位置付けています。さらに、カリフォルニア州などの州独自の取り組みもあり、カリフォルニア州エネルギー委員会は水素ステーション整備(2030年までに大型トラック用H₂ステーション100カ所を目標)に資金を提供し、州は燃料電池を含むゼロエミッション車へのインセンティブ(トラック向けHVIPプログラムやバス向けバウチャープログラム)も実施しています。米軍も関与しており、陸軍は基地での水素燃料補給や戦術用途の燃料電池車両の試験計画を持ち、前述の通り国防総省はH2Rescueトラックのようなプロジェクトにも参画しています[170]。規制面では、米国はNRELやSAEなどを通じて水素の安全な取り扱いや統一された燃料供給プロトコルのための規格・基準を策定中であり、これが導入の円滑化に寄与しています。
- アジア:日本は「水素社会」を構想し、水素の先駆者となっています。日本政府は2023年に水素基本戦略を改定し、水素利用目標を2040年までに1,200万トンに倍増、今後15年間で官民合わせて15兆円(1,130億ドル)の投資を約束しました。日本は燃料電池車に補助金を出し、約160カ所のステーションを整備し、燃料電池マイクロコージェネ(エネファーム)も支援しています。また、東京2020(2021年開催)オリンピックでは水素バスや発電機を使い、水素のショーケースとしました。現在、日本はグローバルな供給にも投資しており、例えばオーストラリアと提携して液体水素の輸送(「すいそ ふろんてぃあ」号が液体水素輸送の試験航海を完了)を進めています。韓国も同様に、2040年までに燃料電池車20万台、燃料電池発電15GWを目指す「水素経済ロードマップ」を策定しています。2025年までに韓国は8.1万台の燃料電池車(2023年時点で約3万台、主にヒョンデ・ネッソ)と1,200台のバスを目標とし、現在の定置型燃料電池容量(300MW超)をギガワット規模に拡大する計画です。韓国は消費者への手厚いインセンティブ(補助金適用後、ネッソの価格はガソリンSUVとほぼ同等)を提供し、約100カ所の水素ステーションを整備しています。また、2021年にはソウルなど主要都市で新規導入バスの3分の1以上を水素バスにすることを義務付けました。中国は初めて水素を国家の第14次五カ年計画(2021-2025年)に盛り込み、脱炭素化の重要技術かつ新興産業と位置付けました[171]。中国は車両向けの全国統一水素補助金(2022年にNEV補助金終了)はまだありませんが、燃料電池車実証プログラムを導入しました。これは車両ごとの補助金ではなく、都市圏ごとに導入目標や技術達成度に応じて報奨する仕組みです。この一環として、中国は2030年までに燃料電池車約5万台(主に商用車)、水素ステーション1,000カ所[172]を目標としています。上海、広東、北京などの主要省市は、地元補助金やフリート義務(例:特定区で市バスの一定割合を燃料電池車にするなど)、燃料電池製造の産業団地建設などに積極投資しています。中国石化(シノペック)は一部ガソリンスタンドを水素供給所に転換中(長期的に1,000カ所を目標)。国際的にも中国は協力を進めており、バラード社CEOは中国の「水素導入リーダーシップ」に言及し、バラードは中国で合弁事業も展開しています[173]。ただし、中国の水素は依然として石炭由来が多く(CCS付きは「ブルー」、なしは「グレー」と呼称)、政策には地質水素や原子力水素製造の研究も含まれ、あらゆる可能性を模索していることがうかがえます。
- その他の地域: オーストラリアは、再生可能エネルギー資源を活用して水素輸出国になろうとしています(ただし、これは国内での燃料電池利用よりも水素生産が中心です)。同国は戦略を策定し、西オーストラリア州のアジア再生可能エネルギーハブのような大規模プロジェクトでグリーンアンモニアの生産を目指しています。中東諸国(UAE、サウジアラビアなど)は、石油依存からの脱却を目指し、グリーン水素・アンモニアのメガプロジェクトを発表しています。例えば、サウジアラビアのNEOMはグリーンアンモニアの輸出を目指すとともに、一部の水素を輸送用にも利用予定です(例えばCaetano/Ballardから水素バス20台を発注)。これらのプロジェクトは将来の供給を確保することで間接的に燃料電池にも恩恵をもたらします。カナダは水素戦略を持ち、燃料電池の知的財産(Ballard、Hydrogenics-Cumminsなど)に強みがあります。カナダは大型輸送分野にチャンスを見出し、アルバータ州とケベック州に水素ハブを設置しています。インドは2023年に国家グリーン水素ミッションを開始し、電解装置製造や燃料電池パイロットプロジェクト(バス、トラック、場合によっては鉄道)を支援するために20億米ドル超を初期投資しました。石油輸入依存度が高く、排出量が増加しているインドは、エネルギー安全保障のために水素に注目しており、2023年に初の水素燃料電池バスを運行開始、TataやRelianceなどの企業も技術投資を進めています[174]。ラテンアメリカ: ブラジルやチリは豊富な再生可能エネルギーを活用し、グリーン水素の輸出を計画、燃料電池バスの実証(例:チリでは鉱山車両での試験)も行っています。アフリカでは、南アフリカがプラチナ資源を活かし、水素ロードマップを策定、燃料電池鉱山トラック(Anglo Americanの2MWトラック)や非常用電源に関心を示しています。国際協力の枠組みとして、水素・燃料電池に関する国際パートナーシップ(IPHE)やMission InnovationのHydrogen Missionが知識共有を促進しています。
まとめると、水素と燃料電池がネットゼロ移行の重要な要素であるという世界的な政策コンセンサスが形成されつつあります。EUのトップダウン型の規制や資金提供、米国の市場主導型インセンティブ、アジアの官民連携による推進など、これらの取り組みにより燃料電池技術の障壁が劇的に下がっています。
業界アライアンスと投資
産業界では、企業がコストを分担しインフラ整備を加速するために協力体制を築いています:
- 水素協議会(Hydrogen Council):2017年に13社の創設企業で発足し、現在は140社以上(エネルギー、自動車、化学、金融)が参加し、水素を推進しています。ビジネスケースを示すために(マッキンゼーと共に)分析を委託し、水素が2050年までに数兆ドルの投資で脱炭素化ニーズの20%を担えるというストーリーを広めるのに重要な役割を果たしてきました。この協議会のCEOたちは積極的に発言しています。例えば、トヨタのCEO(メンバーとして)は、常にマルチパス戦略を強調し、日本国内外の政策立案者と連携して燃料電池を議題に残すよう働きかけています。協議会の2025年報告書「Closing the Cost Gap」では、2030年までにクリーン水素を競争力あるものにするためにどこに政策支援が必要かを特定しています。[175]。
- グローバル水素モビリティアライアンス(Global Hydrogen Mobility Alliance):2025年に欧州の30人のCEOによる共同書簡で、グローバル水素モビリティアライアンスの設立が発表されました。これは、業界が一体となって水素輸送ソリューションの大規模展開を推進するものです。[176]。書簡の付録にあるCEOのコメント集は、認知度向上と政府への圧力を高めるためのメディア戦略の一環です。[177]。このアライアンスには、水素バリューチェーン全体の企業が参加しています――ガス供給(Air Liquide、Linde)、車両メーカー(BMW、Hyundai、Toyota、Daimler、Volvo、Honda)、燃料電池メーカー(Ballard、Bosch(cellcentric経由)、EKPO)、部品サプライヤー(Bosch、MAHLE、Hexagon(タンク))、エンドユーザー/フリート運用者など。業界が一つの声で発信することで、規制当局や投資家に「我々は準備ができている、今すぐ支援が必要、さもなくば(特に中国のような地域に)遅れを取るリスクがある」という統一メッセージを届けることを目指しています。
- 自動車メーカーのパートナーシップ(Automaker Partnerships):燃料電池の開発はコストがかかるため、自動車メーカーはしばしば提携します。トヨタとBMWは技術共有契約を結び(BMWの限定生産iX5 Hydrogen SUVはトヨタの燃料電池を使用)、ホンダとGMは合弁事業を行っていました(ただし2022年までにGMは主に非車両向けを自社開発し、ホンダに技術供給)。共同燃料電池工場も見られます。例:Cellcentric(ダイムラー-ボルボ)が2025年までにドイツでトラック用燃料電池の大規模工場を建設中。ヒュンダイ(Hyundai)とカミンズ(Cummins)は燃料電池で協力するMOUを締結(カミンズはインドのタタとも協力)。これらの共同投資はR&Dコストを分散し、規格の統一(例えば、同じ圧力レベルや給油インターフェースの採用などでインフラの共通化)を促進します。
- インフラコンソーシアム:燃料供給分野では、複数の企業が協力して「鶏が先か卵が先か」問題に取り組んでいます。例としては、H2 Mobility Deutschland(エア・リキード、リンデ、ダイムラー、トタル、シェル、BMWなどによるコンソーシアム)があり、共同出資でドイツ初の水素ステーション100カ所を建設しました。カリフォルニアでは、California Fuel Cell Partnership(現在はHydrogen Fuel Cell Partnershipにリブランド)が自動車メーカー、エネルギー企業、政府を集め、ステーション展開や車両導入の調整を行っています。ヨーロッパではトラック向けにH2Accelerateが立ち上げられ、ダイムラー、ボルボ、イヴェコ、OMV、シェルなどが参加し、今後10年で何万台もの水素トラックを走らせるために必要なことに取り組んでいます。彼らは、トラックのニーズに合ったステーション仕様(高流量ディスペンサーなど)や、顧客へのトラック納車とステーション開業のタイミング調整などを協力して進めています。
- エネルギー・化学業界の動き:大手エネルギー企業は下流分野に投資しています。シェルは水素ステーションを建設するだけでなく、トラックの導入にもパートナーシップを組んでおり(ヨーロッパでダイムラーと水素トラック回廊の実証を行うイニシアチブなど)、トタルエナジーズも同様に一部拠点に水素を導入し、フランスでバスプロジェクトに参画しています。石油会社は既存資産の転用(製油所での水素製造、ガソリンスタンドを水素などのエネルギーハブ化)に可能性を見出しています。産業ガス会社(エア・リキード、リンデ)は主要プレーヤーであり、水素の製造・流通(液化装置、タンクローリー、パイプライン)や、最終用途にも直接投資しています(エア・リキードは一部の国で公共水素ステーションを運営する子会社を持つ)。日本ではJXTG(ENEOS)などが水素サプライチェーン構築や燃料の輸入(ブルネイのSPERA LOHCプロジェクトなど)に取り組んでいます。ケマーズ(ナフィオン膜のメーカー)や他の化学メーカーも、需要増加を受けて燃料電池材料の生産を拡大しており、時には政府支援も受けています(フランスの計画では電解装置や燃料電池工場への支援が含まれ、例えばAFCPの燃料電池システムのギガファクトリーなど)。
- 投資と資金調達の動向:コーポレートVCについては前述しました。特に、ベンチャーキャピタルおよびプライベートエクイティは水素系スタートアップ(電解装置メーカー:ITM Power、Sunfireなど、燃料電池メーカー:Plug Powerは小規模企業を買収して技術統合、その他水素サプライチェーン企業)に多額の資金を投入しています。2025年前半は、クリーンテックVC全体がやや冷え込む中でも水素分野への関心は持続し、石油・ガス系コーポレートVCは特に投資額が3倍に増加しました([178])。さらに、各国のグリーンファンドも水素を支援しています。例として、ドイツのH₂Globalプログラムは、政府保証のオークション方式でグリーン水素・アンモニアの輸入を補助し、間接的にユーザーの供給確保を後押ししています。日本のNEDOは、初期段階の研究開発や実証プロジェクト(燃料電池船や燃料電池建設機械プロジェクトなど)に多くの資金を提供しています。
- 基準と認証:国際的な取り組みとして、「グリーン」または「低炭素」水素が何であるかを標準化する努力が進められています(これは国境を越えた取引や環境主張の確実性のために重要です)。EUは2023年に「非生物由来再生可能燃料(RFNBO)」の基準を定める委任法を発表しました(水素に関するもの)[179]。また、原産地保証スキームにも取り組んでいます。技術面では、ISOやSAEが燃料品質基準や圧力容器基準(700バルクタンク用)などを更新しており、製品が市場を越えて認証されやすくなっています。このようなあまり注目されない作業は非常に重要です。例えば、給油プロトコルに合意することで、異なるブランドの車両がどこでも給油できるようになります。Global Hydrogen Safety Code Councilは、各国が調和のとれた安全規制を採用できるようベストプラクティスを調整しています(ある国のステーション設計が、最小限の変更で他国の規格にも適合するように)。
水素/燃料電池エコシステムを強固なものにするために、どれほど多くの調整と資金が投入されているかが分かります。その結果、2025年までには燃料電池はもはや一部の愛好家に頼る周縁技術ではなく、主要産業や政府の後ろ盾を得るようになっています。これにより、インフラやコストといった初期の障壁も徐々に克服されていくはずです。
統合的な見方を示すために:政策、投資、協力が鮮やかに結集したのが、COP28気候サミット(2023年12月)であり、水素が大きな焦点となりました。複数の国が「Hydrogen Breakthrough」アジェンダを発表し、2030年までに世界で5000万トンのクリーンH₂を目指すとしています(これはHydrogen CouncilやIEAのタイムラインと合致します)。Mission Innovation Hydrogen Valley Platformのようなイニシアチブは、世界中の水素ハブプロジェクトをつなぎ、知識交換を促進しています。また、Clean Energy Ministerialのようなフォーラムでは、水素イニシアチブのトラックで進捗が監視されています。
新たな二国間協定も見られます。例えば、ドイツはナミビアおよび南アフリカとグリーン水素開発のパートナーシップを締結(将来的な輸入も視野に)、日本はUAEおよびオーストラリアと。これらには、パートナー国でのパイロット燃料電池プロジェクトが含まれることが多いです(例えばナミビアでは、ドイツの支援で鉄道や発電への水素利用が検討されています)。ヨーロッパもReFuelEU規制の一環として、航空や海運向けの水素由来燃料の輸入を検討しており、これが間接的に定置型燃料電池の市場(例:港湾でのアンモニア燃料電池発電)を生み出す可能性もあります。
結論として、グローバルな政策イニシアチブと産業の発展の相乗効果が強化サイクルを生み出しています。政策はリスクを低減し民間投資を促進し、産業の成果は政策立案者に野心的な目標設定への自信を与えます。課題(製造の拡大、手頃な燃料供給の確保、初期の非採算期における投資家の信頼維持)は残るものの、国際的なコミットメントのレベルは前例がありません。燃料電池と水素は「いつか、もしかしたら」の解決策から、各国が競って追求する「今ここにある」解決策へと変わりました。EKPO(欧州のJV)のCEOが言うように、「バリューチェーン全体で今すぐ行動すること」[180]が先行するための鍵です。これを念頭に、まだ注意が必要な課題、そして2025年以降の未来について見ていきます。
燃料電池普及への課題と障壁
勢いと楽観論がある一方で、燃料電池産業は普及拡大のために解決すべき重大な課題がいくつかあります。これらの多くはよく知られており、前述の通り技術革新や政策支援の対象となっています。ここでは、主な障壁であるインフラ整備、コストと経済性、耐久性と信頼性、燃料生産、その他の実務的課題と、それらを克服するための戦略をまとめます。
- 水素インフラと燃料供給体制:おそらく最も差し迫ったボトルネックは、包括的な水素燃料供給インフラの不足です。消費者は、簡単に燃料補給できない場合、FCEV(燃料電池車)の購入に慎重になります。2025年時点で水素ステーションは一部の地域(カリフォルニア、日本、ドイツ、韓国、中国の一部)に集中しており、その数も限られています。ステーションの建設には多額の資本が必要で(1基あたり1~2百万ドル、400kg/日規模)、初期段階では十分に活用されていません。この「鶏が先か卵が先か」問題には、政府の助成金(例:EUやカリフォルニアによる新規ステーションの共同資金提供)や、初期展開の集中化によって対応が進められていますが、さらなる加速が必要です。ある分析では、「水素燃料補給ステーションの数が限られていることがFCEV購入の低迷を招き、市場成長の障壁となっている」[181]と指摘されています。さらに、水素をステーションまで輸送する(トラックやパイプライン)ことや、保管する(高圧または極低温タンク)ことも複雑さとコストを増加させます。考えられる解決策としては、フリート向けの大型「ハブ」ステーション(例:専用のトラック・バス車庫)を活用して早期に利用率を高めること、暫定的に移動式燃料補給車を展開すること、既存インフラ(可能な場合は一部の天然ガスパイプラインを水素用に転用)を活用することなどが挙げられます。もう一つの側面は標準化で、どの車両でもどのステーションでも利用できるように、燃料補給プロトコルやノズル規格を統一することが重要です。この課題は技術的にはほぼ解決されており(SAE J2601など)、あとは運用上の信頼性が求められます。初期ユーザーの中には、ステーションの一時的な停止や待ち時間を経験し、印象が悪化した例もあります。欧州のCEO書簡では特に、「水素車両とインフラの投資・大規模展開を促進するための政策的支援」を求めており、これは政府に対し、需要が本格化する前にステーション建設のリスクを軽減する支援を要請していることを意味します[182]。「グリーン」水素の供給確保も重要な側面で、現状の多くのステーションでは天然ガス改質による水素が供給されています。環境上の利点を維持し、最終的に(カリフォルニアの再生可能水素比率引き上げ義務など)気候規制を満たすには、より多くの再生可能水素をネットワークに供給する必要があり、そのためには電解装置の建設やバイオガスの調達が並行して進められなければなりません。米国のH₂ハブやEUのHydrogen Bankのような取り組みはこれを目指しています。
- 高コスト ― 車両およびシステムコスト:コストは下がってきているものの、燃料電池システムや水素タンクは依然として高価であり、車両価格を高止まりさせています。大型車両の場合、インセンティブがなければ総所有コストは依然としてディーゼルの方が有利です。「初期コストの高さ」は、燃料電池製造の大きな障壁として業界レポートで指摘されています[183]。燃料電池を搭載したバス、トラック、列車は、現時点で数十万ドルのプレミアム価格となっています。これを克服するには、製造規模の拡大と量産体制の確立が必要です(そのためには購入者がいるという自信が必要であり、ここでも義務化やインセンティブの重要性が問われます)。業界はコスト削減のためにいくつかの方法に取り組んでいます。例えば、部品点数を減らしたシンプルなシステム設計(ホースや接続部を減らす統合型スタックモジュールなど)、より安価な材料の使用(新しい膜やバイポーラプレート材料)、大量生産方式への移行(自動化、大規模工場)などです。自動車用燃料電池の生産ライン(トヨタの日本の専用FC工場、中国のH2 Mobilityの計画工場など)も登場しており、これらは2020年代後半には規模の経済をもたらすはずです。燃料電池メーカーも、あまり有望でない製品ラインを縮小し、リソースを集中させています。例えば、Ballardは2023年に「戦略的再編」を開始し、最も需要の高い製品(バス・トラック用燃料電池)を優先し、他分野のコスト削減を図っています[184]。定置用システムでは、kWあたりのコストは依然として高く(例:5kWの家庭用コージェネで1万5千ドル以上、1MWプラントで300万ドル超)、量産やモジュール設計(同一ユニットの複数積み重ね)がコスト削減の道となっています。実際、定置用燃料電池のkWあたりコストは過去10年で約60%下落しましたが、広く競争力を持つにはさらに同程度の下落が必要です。継続的な研究開発も、次のブレークスルー(耐久性が確保できればスタックコストを大幅に削減できる非プラチナ触媒など)に不可欠です。
- 水素燃料のコストとサプライチェーン:水素の価格(給油所や工場出荷時)は、経済性を左右します。現在、水素はエネルギー単位あたりで従来の燃料より高価なことが多く、特にグリーン水素はその傾向が強いです。Dr. Sunita Satyapalは「コストが最大の課題の一つである」と強調し、米国が1ドル/kgの水素を目指していることを述べました[185]。この目標は野心的ですが、2~3ドル/kgに到達するだけでも電解槽の大規模化、再生可能電力の拡大、場合によってはブルー水素のためのカーボンキャプチャが必要です。ここでの課題には、電解槽用の原材料(PEM電解槽用のイリジウムなど、代替材料も開発中)の調達拡大、H₂生産専用の再生可能エネルギーの十分な確保、貯蔵・輸送インフラの構築(例:季節変動を緩和するためのバルクH₂貯蔵用岩塩空洞)が含まれます。水素のトラック輸送やパイプライン輸送のインフラはまだ初期段階です。また、規制上の課題もあります。地域によっては水素パイプラインの規制方法や大規模な新H₂生産施設の迅速な許認可の方法が不明確です。欧州では、再生可能水素の定義の明確化が遅れたことで一部プロジェクトが停滞しました[186]。IEAが指摘するように、業界は「認証と規制の明確化」を強く求めており、不確実性が投資判断を妨げる可能性があります[187]。当面の燃料コスト問題を緩和するため、一部の実証プロジェクトでは工業副産物の水素や改質ガスに頼っており、これらは安価ですが低炭素ではありません。グリーンH₂が高価なままであれば、グリーンへの移行は課題となるため、現在は生産クレジットなどの政府による大規模なインセンティブでコスト差を一時的に埋め、規模拡大による自然なコスト低減を待つ戦略が取られています。さらに、グローバルな水素取引(アンモニアや液体水素の輸送など)の確立も、地域的に十分な生産ができない場所にとって重要です。これには輸出入ターミナルや船舶の建設という課題も伴いますが、複数のプロジェクト(オーストラリア⇔日本、中東⇔欧州)がこれらのルートの試験を進めています。
- 耐久性と信頼性:燃料電池が本当に顧客に受け入れられるためには、既存技術と同等かそれ以上の耐久性が必要です。つまり、自動車用燃料電池は理想的には15万マイル以上、劣化が最小限であること、トラック用燃料電池は3万時間以上、定置用燃料電池は8万時間以上(ほぼ10年)の連続運転が求められます。現時点では、すべての分野で完全には達成されていません。現在の一般的な数値としては、乗用車用PEMスタックは約5,000~8,000時間、劣化率10%未満を実証しており、これは自動車で約15万~24万マイルに相当します。実際、多くの自動車メーカーの目標を達成していますが、非常に暑いまたは寒い気候では寿命が短くなる場合もあります。大型車両用はまだ改良中で、一部のトランジットバス用燃料電池は試験で2万5,000時間以上持続していますが、安定して3万5,000時間を達成することが次のステップです[188]。定置用では、PAFCやMCFCは触媒や電解質の問題で5年ごとにオーバーホールが必要になることが多く、SOFCは熱サイクルや不純物による劣化が起こり得ます。寿命の向上はライフサイクルコスト削減のために重要です(燃料電池スタックを頻繁に交換しなければならない場合、経済的なメリットが失われたり、メンテナンスが大きな負担になります)。前述の通り、企業やDOEのコンソーシアムは寿命延長のための触媒や材料の改良(焼結しにくい耐久性の高い触媒、腐食防止コーティングなど)で進展を見せています。しかし、性能限界に挑戦する際には依然として課題が残ります(材料への負荷が大きくなるため、出力密度と寿命の間にはトレードオフが生じがちです)。耐久性のためには燃料の品質(硫黄や許容範囲を超えるCOがないことの保証)も重要です。そのため、安定した純度(ISO 14687グレード)の水素供給体制の構築が必要です。ステーションでの汚染による燃料電池の中毒は、複数の車両故障を引き起こす可能性があり、絶対に避けなければならない悪夢のシナリオです。したがって、サプライチェーン全体で厳格な品質管理とセンサーが必要です。
- 世論と安全性:水素は安全性に関する世間の懸念(「ヒンデンブルク症候群」)や馴染みのなさを克服しなければなりません。適切に設計されたH₂システムはガソリンと同等かそれ以上に安全であることが研究で示されています(水素はすぐに拡散し、新しいタンクは非常に頑丈です)が、万が一目立つ事故が起きれば業界全体が後退する可能性があります。したがって、安全性は実務上の課題です:厳格な基準、初動対応者の訓練、透明性のある情報発信が必要です。2019年、ノルウェーで水素ステーションの爆発事故(漏洩と機器故障が原因)が発生し、燃料電池車の販売が一時停止し、世論に懐疑的な声が上がりました。業界はこれに対し、ステーション設計や安全プロトコルの改善で対応しました。優れた安全記録を維持し、世論や政治的な支持を失わないことが極めて重要です。また、一般の教育も必要です。多くの消費者はいまだに燃料電池車が何かを知らなかったり、「水素燃焼」と混同しています。米国のFuel Cell & Hydrogen Energy Association(FCHEA)やEUのHydrogen Europeなどの団体が啓発活動を行っています。また、初期導入者が良い体験(燃料切れがない、メンテナンスが簡単など)をすることも口コミ拡大に役立ちます。
- 競争と不確実な市場シグナル:燃料電池は真空の中で進歩しているわけではなく、バッテリー電動化や他の技術との競争に直面しています。バッテリーが改良されれば大型トラックにも対応できる、あるいは合成e-燃料が航空や海運を動かす可能性があり、燃料電池の役割が小さくなると主張する専門家もいます。例えば、2023年の一部環境団体による研究では、乗用車における水素は直接電動化に比べて非効率的だとされ、チューリッヒのような都市はコストと効率性を理由に水素バスではなくバッテリーバスにのみ注力することを決定しました。CleanTechnicaはしばしば「水素バスは支援すべき人々を傷つける」といった批判記事を掲載し、高コストが交通サービスを減少させる可能性を指摘しています[189]。こうした論調は政策に影響を与えることがあり、例えば政府が「バッテリーで十分」と考えれば水素への資金提供を削減する場合もあります(EUの2040年気候文書が水素に言及しなかったことを、業界が焦りをもって受け止めた例もあります[190])。したがって課題は、どこで燃料電池が最適解となるかをデータや実証結果で示すことです。業界はBEVとの差別化を明確にするため、主に大型・長距離用途に注力しており、実際、多くの政策立案者や従来懐疑的だったNGOも、これらの分野で水素の必要性を認めるようになっています。しかし、もしバッテリー技術が予想外に飛躍的進歩(例えば大幅なエネルギー密度向上や超高速充電で長距離トラック問題が解決)すれば、燃料電池の市場規模は縮小するかもしれません。市場の不確実性を緩和するため、Ballardのような企業は複数用途(バス、鉄道、船舶)に事業を多角化し、ある分野が遅れても他で補えるようにしています。もう一つの不確実性はエネルギー価格です。再生可能電力が極めて安価かつ豊富になれば水素(電解の安価な原料)に有利ですが、逆に化石燃料が安価で炭素価格が低いままだと水素のインセンティブは弱まります。そのため、長期的な気候政策(炭素価格や義務付けなど)が、燃料電池を脱炭素化ツールとしてビジネス的に持続させる上で極めて重要です。
- 製造とサプライチェーンの拡大:野心的な導入目標を達成するには、燃料電池、水素タンク、電解装置などの製造を、サプライチェーンによっては制約される可能性のあるペースで拡大する必要があります。例えば、もし何百万もの水素タンクが必要となれば、現在のカーボンファイバーの世界生産量がボトルネックになるかもしれません。燃料電池産業は、原材料や製造能力の一部を他の分野(風力、太陽光、バッテリー)と競合することになります。労働力の訓練も簡単ではありません―スタック組立やステーションの保守などには熟練技術者が必要です。政府は訓練プログラムへの投資を始めており(DOEはその方針の一部として労働力開発に言及しています[191])。サプライチェーンの現地化もトレンドです(EUや米国は雇用創出と供給確保のため国内製造を望んでいます)。これは課題であると同時に機会でもあります:新工場の建設には費用と時間がかかりますが、一度稼働すればコストが下がり、輸入依存も減ります。
- 政策の継続性と支援:現在は政策が概ね好意的ですが、政治的変化のリスクは常にあります。補助金が早期に終了したり、例えば別の政権が水素を優先しなくなれば規制が変わるかもしれません。業界は今後10年の持続的な支援にある程度依存しており、自立に到達するにはそれが必要です。雇用や経済的利益を強調して超党派または幅広い支持を確保することが助けになります(そのためEUで2030年までに水素が50万人の雇用を生み出すこと[192]や産業の再活性化に焦点が当てられています)。もう一つの側面は許認可の簡素化です―大規模インフラプロジェクトは官僚的手続きで遅れることがあるため、ドイツのように水素プロジェクトの承認プロセスを迅速化しようとする政府もあります。これが実現しなければ障壁となり得ます。
これらの課題にもかかわらず、現在進行中の協調的な取り組みを考えれば、どれも克服不可能には見えません。Dr. Sunita Satyapalが述べたように、コスト以外にも「水素の需要確保が重要な課題です。生産を増やすだけでなく、さまざまな分野で市場需要を喚起することが不可欠です…商業的な実現可能性を達成するには規模を拡大しなければなりません。」 [193] この供給と需要の“鶏と卵”の関係こそが多くの課題の核心です。現在取られているアプローチ(ハブ、フリート、車両とステーションの協調的な拡大)は、その膠着状態を打破するためのものです。
10年前のバッテリーEVにも同様の課題があったことは示唆的です―高コスト、充電器の少なさ、航続距離不安―そして継続的な努力によってそれらは徐々に解決されつつあります。燃料電池はバッテリーより5~10年遅れているかもしれませんが、今は気候変動への緊急性がさらに高まっており、EV普及の経験から学ぶことで、これらの障壁もより迅速に克服できることが期待されています。
要約すると、燃料電池の主な課題はインフラ、コスト、耐久性、燃料生産、そして認知/競争です。 それぞれが技術の研究開発、政策インセンティブ、産業戦略の組み合わせによって対処されています。次のセクションでは、これらの取り組みが将来どのように展開されるか、そして燃料電池の見通しについて考察します。将来の展望
燃料電池の将来は、2030年以降を見据えるとますます明るくなっていますが、分野ごとに展開は異なるでしょう。技術の進歩、政策支援、市場導入の現在の傾向が続くと仮定すれば、燃料電池は現在の初期導入段階から、今後10年でより大量市場の段階へと移行すると期待できます。今後予想される展望は以下の通りです。
- 2030年までの規模拡大と主流化:2030年までに、燃料電池は特定の分野で一般的な存在になる可能性があります。多くの専門家は、大型輸送分野がブレイクスルー領域になると予想しています。ヨーロッパ、北米、中国の高速道路には、専用の水素回廊に支えられた何千台もの水素燃料電池トラックが走るでしょう。大手物流会社やフリート運営者はすでに試験運用を始めており、車両が入手可能になれば水素トラックの利用を拡大する可能性が高いです。例えば、H2Accelerateコンソーシアムは、十分な台数があれば2030年代に大型FCEVがディーゼルとコストパリティに達すると見込んでいます[194]。技術が期待通りに進めば、2030年代後半には長距離輸送の新車販売で燃料電池トラックが主流となるかもしれません。一方、バッテリートラックは短距離や地域輸送を担うでしょう。燃料電池バスも同様に、特に長距離路線や寒冷地(バッテリーの航続距離が落ちるため)で都市フリートの定番となる可能性があります。ヨーロッパの2025年までに1,200台という目標は始まりに過ぎず、資金とコスト低下が進めば、2030年にはヨーロッパで5,000台以上、アジア(中国や韓国もそれぞれ数千台を目指す)でも同様に増加するでしょう。燃料電池列車も、ヨーロッパの非電化路線(ドイツ、フランス、イタリアが拡大を発表)や、ヨーロッパでの成功を受けて北米(通勤鉄道や産業路線)でも普及が進む可能性があります。アルストムなどはさらに多くの受注を受けており、2030年までには水素列車が成熟した製品ラインとなり、単なる新奇性を超えて拡大するかもしれません。
- 定置型燃料電池の拡大:発電分野では、燃料電池が大きな存在感を示すことが期待されています。今後、より多くのデータセンターが、バックアップ電源や場合によっては主電源として燃料電池を導入するでしょう。これは、マイクロソフトやグーグルのような企業が24時間365日クリーン電力の目標を追求しているためです。マイクロソフトが3MWの燃料電池で成功した事例[195]から、2030年までにデータセンターのディーゼル発電機が大量に燃料電池システムへ置き換えられ始める可能性が示唆されています。特に、炭素コストや信頼性の懸念(異常気象などによる)がディーゼルの魅力を低下させた場合は顕著です。電力会社は分散型発電のために大規模な燃料電池パークを設置するかもしれません。韓国ではすでに20~80MWのプラントが稼働しており、さらに拡大が計画されています。電力網が制約されている他国(例:日本、ヨーロッパの一部)でも、燃料電池による地域発電とレジリエンス向上が期待できます。マイクロコージェネ燃料電池の家庭用利用は、コストが劇的に下がるか、ヨーロッパの都市ガス会社が水素転用と燃料電池ボイラーの普及を推進しない限り、主に日本や韓国にとどまるでしょう。しかし、可逆型燃料電池(電力⇔水素貯蔵)のコンセプトは、再生可能エネルギー比率が非常に高い電力網にとって重要な資産となる可能性があり、事実上長期エネルギー貯蔵として機能します。2035年までには、カリフォルニアやドイツのような地域で、こうしたシステムが季節ごとの太陽光・風力発電のバランスを取るために数百メガワット規模で導入されると予想するアナリストもいます。
- グリーン水素経済:燃料電池の成功はグリーン水素の普及と密接に結びついています。幸いなことに、グリーン水素生産の大規模拡大を示す兆候がすべて見られます。IEAは、発表済みプロジェクトが進行すれば、2030年までに低炭素水素の生産量が5倍になると予測しています[196]。IRAや同様のインセンティブにより、グリーン水素が究極の目標である1ドル/kgのコストを2030年代初頭に達成(再生可能エネルギーが豊富な地域で)、あるいはほとんどの地域で少なくとも2ドル/kgに到達し、燃料電池の運用コスト競争力が飛躍的に高まる可能性があります。この安価なグリーン水素の豊富さは、車両や発電所への供給だけでなく、新たな燃料電池市場も開拓します。例えば、船上でアンモニアを分解して使う貨物船の燃料電池や、現在ディーゼルで発電している遠隔地の村への燃料電池電力供給(グリーン水素は輸送または現地太陽光で生産可能)などです。水素がLNGのような国際商品となれば、再生可能エネルギーのない国でも輸入して燃料電池でクリーン電力を生み出せるようになります。
- 技術的ブレークスルー: 継続的な研究開発によって、いくつかのゲームチェンジャーが生まれる可能性があります。例えば、非貴金属触媒が性能面で同等に達すれば、プラチナの供給制約やコストは問題ではなくなり、燃料電池スタックのコストは急落し、どの国も資源を独占できなくなります(プラチナは南アフリカとロシアに大きく集中しているため、その必要性を減らすことは地政学的にも有利です)。固体酸化物型燃料電池(SOFC)の効率がさらに向上し、低温SOFCが実用化されれば、特定用途でPEMとSOFCのギャップを埋めることができるかもしれません。水素貯蔵の分野でも、(固体貯蔵やより安価なカーボンファイバーなどで)進歩があれば、H₂の貯蔵がより簡単かつ高密度になり、FCEVの航続距離が延びたり、小型アプリケーションが可能になったりします。また、新型燃料電池の可能性もあります。例えば、中温で動作するプロトンセラミック燃料電池はPEMとSOFCの利点を組み合わせており、用途拡大が期待できます。
- 再生可能エネルギーとバッテリーとの融合: 燃料電池、バッテリー、再生可能エネルギーは、競合するのではなく、多くのシステムで連携して動作するようになるでしょう。例えば、将来のゼロエミッショングリッドでは、太陽光/風力(断続的)、バッテリー貯蔵(短期)、貯蔵した水素やアンモニアで稼働する燃料電池発電機(長期・ピーク対応)が組み合わされるかもしれません。車両では、すべての燃料電池車が回生やパワーブーストのためにバッテリー(ハイブリッド)を搭載し続けます。また、プラグインFCEVも登場するかもしれません。これは主に水素で走るが、プラグインハイブリッドのように電力網から充電もできる車両です。これにより運用の柔軟性が高まり、燃料需要の削減も期待できます。実際にこの機能を持つコンセプトカーも発表されています。
- 市場展望と規模: 2030年代半ばまでに、支援的な状況が続けば、世界で数百万台の燃料電池車が走っている可能性があります。参考までに、予測はさまざまです。楽観的な予測では2030年までに世界で1,000万台のFCEV(主に中国、日本、韓国)が普及するとされ、より保守的な予測では100万~200万台程度です。大型車両もその一部を占め、2020年代後半には毎年数万台のトラックやバスが販売される見込みです。燃料電池産業の収益は年間数百億ドル規模に達し、多くの企業がその頃には黒字化している可能性があります。欧州などの地域はBallardやPlugに対抗する国内チャンピオンの育成を目指しており、実現するかもしれません(例えばBoschは自社の燃料電池生産で大手になる可能性があります)。また、まったく新しいプレーヤーも登場し得ます。例えば中国では、REFIREやWeichaiが政府の後押しで数年のうちに主要な燃料電池システムメーカーとなり、近い将来グローバル競争力を持つ可能性があります。
- 政策と気候目標:燃料電池は多くの2050年ネットゼロロードマップにとって不可欠な存在です。2050年を見据えると、ネットゼロシナリオにおいて水素と燃料電池は世界の最終エネルギーの10~15%を[197]で供給し、重量輸送、船舶(おそらくアンモニア燃料電池や燃焼による)、航空(大型ジェット機には水素燃焼、地域航空機には燃料電池)などの多くを動かし、発電の一部も担う可能性があります。その頃には、燃料電池はかつての内燃機関のように至る所で見られるようになるかもしれません――家庭用電化製品(地下室の燃料電池発電機や家庭用APUなど)から巨大な発電所まで。さらに、ユーザー体験においてかなり見えなくなる可能性もあります――例えば、消費者が水素で走る列車やバスに乗っても、それが燃料電池なのか電力網やバッテリーなのか気づかないかもしれません。なぜなら体験(スムーズで静か)が同等かそれ以上だからです。物語は変化するかもしれません:「燃料電池vsバッテリー」ではなく、電気自動車には航続距離のニーズに応じて2つのタイプ(バッテリー式か燃料電池式)があるだけで、どちらも電動駆動の傘の下にある、という認識になるかもしれません。
- 専門家の見解:業界リーダーたちは強気ながらも現実的です。例えば、トム・ラインバーガー(カミンズ会長)は2024年に「水素燃料電池は特に大型用途で重要な役割を果たすと信じているが、成功にはコスト削減と水素インフラの整備が不可欠であり、どちらも今まさに進行中だ」と述べています。この見方は多くの人が共有しています:燃料電池はバッテリーや内燃機関をすべて置き換えるわけではありませんが、重要な分野を担い、他のソリューションと共存します。科学者の吉野彰教授(リチウム電池の発明者)も、水素とバッテリーは共存して初めて石油を完全に代替できると述べています。一方、イーロン・マスク(燃料電池を「フールセル」と呼んだことで有名)のような慎重派の声は、テスラ自身が工場での製鉄に水素利用を模索する中で、次第に孤立しつつあります。
業界の成熟に伴い、ある程度の統合が進むと予想されます。現在の燃料電池スタートアップのすべてが生き残るわけではなく、実績のある企業が買収されたり、他社を凌駕したりするでしょう。例えば2025年には、ハネウェルがJMの部門を買収した事例ts2.techがありました――今後も大手企業が技術力を取り込む買収が続く可能性が高いです。これにより、燃料電池技術が資金力のある大手製造業の傘下に入り、開発が加速するかもしれません。
- 消費者の普及:消費者向けFCEV(燃料電池車)が本当に成功するためには、水素の補給がガソリンとほぼ同じくらい便利でなければなりません。2030年までには、カリフォルニア、ドイツ、日本のような地域がそのレベルに近づくかもしれません――数百のステーションがあれば、FCEVのドライバーはルートを計画する心配をしなくて済みます。もしそれが実現すれば、(素早い補給と長い航続距離を楽しむ)オーナーからの口コミが、特に現在のEVの充電速度や航続距離に満足していない人々を中心に、他の人々の購入を促すことができます。また、車種が増えることも助けになります――現時点では選択肢が限られています(数車種のみですが、ヒュンダイの次世代モデルや中国、レクサスの燃料電池車など、今後増える見込みです)。もし2020年代後半までに主流ブランドが燃料電池SUVやピックアップトラックをラインナップに加えれば、状況は一変します。トヨタが大型SUVやピックアップに燃料電池を搭載するという噂もあり、これはエコ志向のミライ購入者とは異なる層に普及する可能性があります。
- グローバルな公平性:燃料電池技術が成熟すれば、先進国だけでなく発展途上国にも移転・活用が可能です。特に、インド、アフリカ、ラテンアメリカの汚染都市でのクリーンな公共交通や、遠隔地の電力供給に役立ちます。まずコストが下がる必要がありますが、2035年までには、例えばアフリカの都市で、豊富な太陽光から地元生産されたグリーン水素を使った水素バスが走る光景が見られるかもしれません。国際的な資金援助があれば、燃料電池はそうした地域で古い汚染技術を飛び越えて普及することができます。
結論として、燃料電池の展望はクリーンエネルギー分野への統合が進むというものです。現在の課題を克服し、燃料電池が本来の役割を果たすという慎重ながらも具体的な進展に裏打ちされた楽観論があります。オリバー・ツィプセ(BMW)が言ったように、水素は気候だけでなく、「レジリエンス(回復力)と産業主権」[198]のためでもあります――つまり、各国や企業は燃料電池・水素技術の導入に戦略的価値(石油依存の低減、産業創出)を見出しています。その戦略的な動きが長期的なコミットメントを保証します。
誰も未来を確実に予測することはできませんが、今やほぼすべての主要経済圏と自動車メーカーが水素/燃料電池の計画を持っているという事実は注目に値します――これは10年前にはなかったことです。パズルのピースが揃いつつあります:技術の進歩、市場の形成、政策の整合、投資の流入。2010年代がバッテリーのブレークスルーと初期普及の時代だったとすれば、2020年代後半から2030年代は水素と燃料電池が本格的に普及・拡大する時代となるかもしれません。その結果、2050年には、輸送・電力分野がほぼ排出ゼロとなり、あらゆる場所で静かに役割を果たす燃料電池技術のおかげで、水素経済の長年の約束が実現している世界が訪れるかもしれません――自動車、トラック、住宅、発電所で。
最後に、トヨタの幹部であるThierry de Barros Conti氏の言葉を思い出す価値があります。2025年のセミナーで、彼は忍耐と粘り強さを促しました。「この道は決して平坦ではなかったが、正しい道だ。」 [199] 燃料電池の道は曲がりくねっていますが、継続的な努力によって、水素によるよりクリーンで持続可能な未来へと私たちを導いています。
出典
- Fortin, P. (2025). 燃料電池における白金削減に関するSINTEFの研究 – Norwegian SciTech News [200]
- Satyapal, S. (2025). 米国の水素プログラムの成果と課題に関するインタビュー – Innovation News Network[201]
- Globe Newswire. (2025). 燃料電池電気自動車市場動向2025 – Precedence Research [202]
- Sustainable Bus. (2025). ヨーロッパにおける燃料電池バスの導入と動向 [203]
- Airbus Press Release. (2025). エアバスとMTUの燃料電池航空分野での提携、専門家のコメント [204]
- Hydrogen Central. (2025). グローバル水素モビリティアライアンスCEOのコメント(エア・リキード、BMW、ダイムラー等) [205]
- NYSERDA Press Release. (2025). ニューヨーク州による水素燃料電池プロジェクトへの資金提供、公式コメント [206]
- IEA. (2024). グローバル水素レビューの調査結果と政策のハイライト [207]
- H2 View. (2025). 2025年中頃の水素市場レビュー(投資家の現実主義、Nikolaのニュース) [208]
- Ballard Power. (2025). 企業発表(バスの受注、戦略的焦点) [209], [210]
References
1. www.innovationnewsnetwork.com, 2. www.innovationnewsnetwork.com, 3. pressroom.toyota.com, 4. www.energy.gov, 5. www.energy.gov, 6. www.energy.gov, 7. www.energy.gov, 8. www.energy.gov, 9. www.energy.gov, 10. www.energy.gov, 11. www.energy.gov, 12. www.energy.gov, 13. www.energy.gov, 14. www.energy.gov, 15. www.energy.gov, 16. www.energy.gov, 17. www.energy.gov, 18. www.energy.gov, 19. www.energy.gov, 20. www.energy.gov, 21. www.energy.gov, 22. www.energy.gov, 23. www.energy.gov, 24. www.energy.gov, 25. www.energy.gov, 26. www.energy.gov, 27. fuelcellsworks.com, 28. www.energy.gov, 29. www.energy.gov, 30. www.imarcgroup.com, 31. techxplore.com, 32. www.energy.gov, 33. www.energy.gov, 34. www.energy.gov, 35. www.energy.gov, 36. www.energy.gov, 37. www.energy.gov, 38. www.energy.gov, 39. www.energy.gov, 40. www.energy.gov, 41. www.energy.gov, 42. www.energy.gov, 43. www.energy.gov, 44. hydrogen-central.com, 45. www.globenewswire.com, 46. www.globenewswire.com, 47. www.globenewswire.com, 48. pressroom.toyota.com, 49. pressroom.toyota.com, 50. pressroom.toyota.com, 51. www.globenewswire.com, 52. www.sustainable-bus.com, 53. www.sustainable-bus.com, 54. www.sustainable-bus.com, 55. www.sustainable-bus.com, 56. www.globenewswire.com, 57. www.sustainable-bus.com, 58. www.sustainable-bus.com, 59. www.sustainable-bus.com, 60. hydrogen-central.com, 61. hydrogen-central.com, 62. hydrogen-central.com, 63. www.h2-view.com, 64. pressroom.toyota.com, 65. pressroom.toyota.com, 66. pressroom.toyota.com, 67. pressroom.toyota.com, 68. pressroom.toyota.com, 69. www.globenewswire.com, 70. www.airbus.com, 71. www.airbus.com, 72. www.airbus.com, 73. www.airbus.com, 74. www.airbus.com, 75. www.innovationnewsnetwork.com, 76. hydrogen-central.com, 77. hydrogen-central.com, 78. carboncredits.com, 79. www.innovationnewsnetwork.com, 80. www.researchgate.net, 81. fuelcellsworks.com, 82. www.bloomenergy.com, 83. pressroom.toyota.com, 84. www.fuelcellenergy.com, 85. fuelcellsworks.com, 86. www.iea.org, 87. www.iea.org, 88. www.nyserda.ny.gov, 89. www.nyserda.ny.gov, 90. www.nyserda.ny.gov, 91. www.nyserda.ny.gov, 92. payneinstitute.mines.edu, 93. fuelcellsworks.com, 94. www.innovationnewsnetwork.com, 95. www.maximizemarketresearch.com, 96. techxplore.com, 97. norwegianscitechnews.com, 98. norwegianscitechnews.com, 99. norwegianscitechnews.com, 100. norwegianscitechnews.com, 101. www.sustainable-bus.com, 102. www.innovationnewsnetwork.com, 103. www.energy.gov, 104. www.innovationnewsnetwork.com, 105. fuelcellsworks.com, 106. www.energy.gov, 107. norwegianscitechnews.com, 108. www.innovationnewsnetwork.com, 109. hydrogen-central.com, 110. www.iea.org, 111. www.iea.org, 112. www.iea.org, 113. www.iea.org, 114. www.iea.org, 115. www.iea.org, 116. www.energy.gov, 117. www.iea.org, 118. www.iea.org, 119. pressroom.toyota.com, 120. hydrogen-central.com, 121. www.iea.org, 122. www.iea.org, 123. www.iea.org, 124. www.iea.org, 125. hydrogen-central.com, 126. www.innovationnewsnetwork.com, 127. www.fuelcellenergy.com, 128. www.innovationnewsnetwork.com, 129. www.sustainable-bus.com, 130. carboncredits.com, 131. www.nyserda.ny.gov, 132. www.globenewswire.com, 133. www.globenewswire.com, 134. www.globenewswire.com, 135. www.globenewswire.com, 136. www.globenewswire.com, 137. www.sustainable-bus.com, 138. www.globenewswire.com, 139. www.globenewswire.com, 140. globalventuring.com, 141. nz.finance.yahoo.com, 142. www.hydrogeninsight.com, 143. www.fool.com, 144. www.iea.org, 145. blog.ballard.com, 146. www.h2-view.com, 147. www.h2-view.com, 148. www.h2-view.com, 149. www.globenewswire.com, 150. hydrogeneurope.eu, 151. hydrogen-central.com, 152. www.clean-hydrogen.europa.eu, 153. money.tmx.com, 154. blog.ballard.com, 155. hydrogen-central.com, 156. fchea.org, 157. www.iea.org, 158. www.iea.org, 159. www.iea.org, 160. www.globenewswire.com, 161. hydrogeneurope.eu, 162. hydrogeneurope.eu, 163. hydrogen-central.com, 164. hydrogen-central.com, 165. www.h2-view.com, 166. www.innovationnewsnetwork.com, 167. www.iea.org, 168. www.fuelcellenergy.com, 169. www.innovationnewsnetwork.com, 170. www.innovationnewsnetwork.com, 171. payneinstitute.mines.edu, 172. www.globenewswire.com, 173. blog.ballard.com, 174. www.globenewswire.com, 175. hydrogencouncil.com, 176. hydrogen-central.com, 177. hydrogen-central.com, 178. globalventuring.com, 179. www.iea.org, 180. hydrogen-central.com, 181. www.globenewswire.com, 182. hydrogeneurope.eu, 183. www.globenewswire.com, 184. www.ballard.com, 185. www.innovationnewsnetwork.com, 186. www.iea.org, 187. www.iea.org, 188. www.sustainable-bus.com, 189. www.orrick.com, 190. fuelcellsworks.com, 191. www.innovationnewsnetwork.com, 192. hydrogen-central.com, 193. www.innovationnewsnetwork.com, 194. hydrogen-central.com, 195. carboncredits.com, 196. www.iea.org, 197. commercial.allianz.com, 198. hydrogen-central.com, 199. pressroom.toyota.com, 200. norwegianscitechnews.com, 201. www.innovationnewsnetwork.com, 202. www.globenewswire.com, 203. www.sustainable-bus.com, 204. www.airbus.com, 205. hydrogen-central.com, 206. www.nyserda.ny.gov, 207. www.iea.org, 208. www.h2-view.com, 209. money.tmx.com, 210. www.cantechletter.com