太陽光発電の『価値分離』を通じたＣＯ２フリー水素の低コスト化検討

アピールポイント

• 化石燃料の代替として期待されるグリーン水素の製造コストを低減
• 太陽光発電と蓄電池、系統接続の組合せでエネルギーマネジメントを効率化
• 再エネ導入による電力系統への負荷を低減、太陽光発電の主力電源化にも有効

 
研究者のねらい
化石燃料からの燃料転換やカーボンリサイクルの原料として期待されるグリーン水素は、現状、再エネを利用した水電解法で製造されるが、製造コストの高さが課題である。本研究では、太陽光パネルによる発電を「高価値電力（安定かつ予測可能）」と「低価値電力（変動が大きく予測困難）」に分離し、前者を系統に売電、後者を水素製造に回し、さらに蓄電池活用による電解装置の容量低下および利用率向上を通じてグリーン水素の製造コスト低減モデルを提示する。なお、このモデルは、再エネ導入による電力系統への負荷を減らし、過大な投資を行うことなく太陽光発電の出力制限を緩和し、主力電源化も実現できる。

 
研究内容
1, 水素製造コストと電解装置の利用率との関係

 
2,『高価値電力』 と『低価値電力』 の分離　および　蓄電池による『低価値電力』 の平準化

 
3,水素製造シミュレーション
【前提条件】
（１）エネルギーマネジメント
　　①カットオフ以下は高価値電力として売電
　　②カットオフ以上の電力がある場合、電解装置に優先的に供給、電解装置の容量以上の電力を蓄電池に入れ充電
　　③電解装置がフル稼働できない場合には蓄電池から給電

（２）CAPEX容量
　　PV 1kW／EC 0.083kW／Battery 1.981kWh

（３）電力価格とCAPEXコスト・耐用年数
　　高価値電力 \12/kWh／低価値電力 \7/kWh
　　EC \50000/kW・10年　Battery \10000/kWh・20年

 
関連情報
【論文】Egusa H, Ichikawa T: Value Division of Photovoltaic Power for Economically Reasonable Green Hydrogen Production. International Journal of Hydrogen Energy, 111: 385-392, 2025
【知財】なし

 
研究者
江種　浩文(EGUSA HIROHUMI)
広島大学
A-ESG科学技術研究センター
客員准教授