世界のクリーン水素プロジェクトの現状と課題クリーン水素プロジェクトは増加するも伸び悩む水素需要

世界エネルギー機関（IEA）によると、過去12カ月間で低排出水素（クリーン水素、注1）生産プロジェクトの発表は増加し、その中で最終投資決定（FID）に至ったプロジェクトは倍増した。発表されたすべてのプロジェクトが実現した場合、2030年のクリーン水素生産量は年間4,900万トンに達する見通しだ。しかし、2050年にネットゼロ（NZE）（注2）を実現するためのIEAのシナリオから考えると、依然として大きく不足する。生産能力拡大に比して、需要の拡大は緩慢であり、オフテイカー（注3）の不足により、キャンセルとなった大規模プロジェクトさへある。さらなる投資の実現に向けては、需要開拓に結び付く公的支援が不可欠だ。各国政府もこれらの課題を克服するため、クリーン水素に関連した新たな政策を相次いで打ち出している。IEAの報告書を中心に、世界の水素プロジェクトの現状と課題について報告する。

2030年のクリーン水素生産見通しは前年見通し比で約3割増に

IEAが2024年10月2日に発表した報告書「Global Hydrogen Review（GHR）2024」によると、2023年の世界の水素生産量は9,700万トン、前年比2.5％増となった。このうち、クリーン水素の割合は1％にも満たず、ほとんどが化石燃料由来の「グレー水素」（注4）である。クリーン水素の生産は年間100万トン以下にとどまっており、さらにその多くは、化石燃料由来だが、精製時の二酸化炭素（CO2）を分離・回収して貯留するいわゆる「ブルー水素」と呼ばれるものである。水の電気分解による水素、いわゆる「グリーン水素」の生産量は2023年時点でも10万トンにとどまり、大半が中国、欧州、米国で生産されている。これら3カ国・地域のグリーン水素生産量は、世界の75％を占める。

IEAが昨年9月にGHR2023を発表して以降、世界で数多くのクリーン水素生産プロジェクトが発表された。これら全てが実現した場合、2030年時点のクリーン水素生産量は年間4,900万トンに及ぶ。GHR2023発表時点の見通しと比べると3割近く増えている。ただし、極めて初期の段階のプロジェクト（注5）を除外すると、年間生産量見通しは2,600万トンまで下がる。発表されているプロジェクトの大半をフィージビリティー・スタディ（F/S）段階のものが占め、最終投資決定（FID）に至ったのは全体のわずか7％（合計で340万トン）に過ぎない。それでも、GHR2023時点の170万トンからは倍増している。2030年時点のクリーン水素生産量見通し4,900万トンのうち、3,700万トンがグリーン水素、1,100万トンがブルー水素である。

地域的にみると、欧州（25％）、ラテンアメリカ（15％）、米国（15％）の3地域で5割以上を占める。欧州の中では、スペイン、デンマーク、ドイツの生産見通しが大きく、欧州全体のそれぞれ20％、12％、10％を占める。オーストラリアは、グリーン水素だけで600万トン（全体の12％）の生産が見込まれる。IEAは、オーストラリアの恵まれた太陽光と風力資源に加え、アジア市場への近接性が、オーストラリアがアジアへの水素および水素派生燃料の輸出製造拠点として発展することを可能にした、と説明している。同様の傾向が南米のチリでも見られ、太陽光発電と風力発電のポテンシャルが高い地理的特徴を生かすことを目指す、それぞれ水の電気分解容量が1ギガワット（GW）を超える16のグリーン水素プロジェクトが存在し、2030年時点で400万トンの生産量が見込まれる。チリだけで、ラテンアメリカ地域全体のグリーン水素生産見通しの5割以上を占める。アフリカ地域のクリーン水素生産計画は、過去1年で大きく増え、2030年時点で700万トンの生産量が見込まれるが、この大半（600万トン）が非常に初期段階のプロジェクトであるため、実現可能性については不透明である。中国や中東のプロジェクトについては、より進んだ段階のものが多く、グリーン水素のプロジェクトのうち、中国では5割、中東では2割のプロジェクトが建設中か、あるいはFIDに至ったプロジェクトである。

これまでの投資計画の発表によると、米国がブルー水素のプロジェクトでは最も進んでおり、2030年時点のブルー水素生産量としては年間560万トンが見込まれる。GHR2023の見通しと比較すると3割増となる。続いて欧州の生産が多く、2030年時点で350万トンが見込まれる。欧州では、CO2を貯留する地下貯留槽に恵まれている英国、オランダ、ノルウェーにおけるプロジェクトが大半を占める。

発表されたプロジェクトの数は過去12カ月間で大きく増加したものの、その中には、困難に直面してFIDが遅れているものや、キャンセルされてしまったものもある。洋上風力世界最大手のデンマークのオーステッドは2024年8月、スウェーデンで進めていた合成燃料工場の建設を断念すると発表した。水素とCO2から合成メタノールを製造する工場であり、2022年にFIDに至り、2024年初めから建設も開始されていたが、オフテイカーとの持続可能な価格での長期供給契約が成立しなかった。GMR2024に基づく2030年時点のクリーン水素生産量見通しは、IEAが2050年のネットゼロを視野にいれたNZEシナリオと比較すると75％程度に過ぎない。初期段階のプロジェクトを排除すると、その比率は40%まで下がる。NZEシナリオとの比較で大きく不足するのはグリーン水素であり、1,200万トンが足りない状況だ（図1参照）。

注：「再生可能」は再生可能電源による水の電気分解によるいわゆる「グリーン」水素、「化石燃料＋CCUS」は化石燃料由来の水素で精製時に発生する CO2を分離・回収して貯留するプロセス（CCUS）を行ういわゆる「ブルー」水素。「NZE」は2050年にCO2排出がネットゼロになるために必要なシナリオ。
出所：国際エネルギー機関（IEA）「Global Hydrogen Review 2024」

水素需要は石油精製・化学向けが中心、新分野の需要創出が急務

2023年の世界の水素需要は9,700万トンを超え、前年比2.5％の伸びを見せた。IEAは、2024年の水素需要が1億トンを超えるとみている。地域別にみると、全需要の29％を中国が占め、北米が18％（うち米国が14％）、中東が14％、インドが9％、欧州が8％と続く。中東およびインドの伸びが相対的に大きく、それぞれ前年比6％増、同5％増を記録した。中東では石油精製およびメタノール生産における需要、インドでは石油精製および鉄鋼セクターにおける需要が拡大した。

水素はその大半が、依然として伝統的な用途である石油精製と化学産業（アンモニアとメタノール製造）、製鉄業（直接還元鉄（DRI）用の化石燃料由来の合成ガス）で用いられており、これら伝統的用途にはおおむね化石燃料由来の水素（グレー水素）が用いられている。IEAは、需要増は政策効果によるものではなく、世界の産業トレンド（注6）がもたらしたとしている。グレー水素の利用が中心であるため、気候変動対策の効果は小さい。クリーン水素の需要は2023年に前年比10％拡大したものの、依然として全需要の1％に満たない。

ネットゼロの実現のためには、石油精製や化学以外の重工業プロセス、長距離輸送、水素を使った合成燃料の製造、発電と蓄電など、新たな用途における水素需要創出が不可欠である。2023年のこれら新需要の取り込みは前年比40％増えたが、依然として総需要に占める比率は1％未満と小さい。IEAのネットゼロ（NZE）シナリオを達成するには、2030年の水素需要は年間1億5,000万トンに達している必要があり、そのうちの45％がクリーン水素の需要でなければならない。総需要の4割は新たな用途向けであるため、現在（2023年）と比較すると新たな用途の需要を80倍に拡大する必要があると試算される。

企業間で締結された長期水素供給契約（オフテイク契約）とその規模は2023年に拡大し、水素供給量を合計すると年間200万トンを超えた。うち4割が拘束力の高い契約である。多くが化学産業における契約であり、最大のプロジェクトは2023年5月に最終合意が形成されたサウジアラビアの経済特区NEOMのグリーンアンモニア生産プロジェクトだ。同プロジェクトは、サウジアラビアのACWAパワー、NEOM、米国のエアプロダクツが共同出資で進めており、総額840億ドルを投じて世界最大のグリーン水素生産施設を建設する。太陽光と風力で4GWの再生可能エネルギー発電を行い、2026年末から1日当たり600トンのグリーン水素を生産し、その後、窒素を加えてアンモニアに合成する（2023年5月22日付NEOMプレスリリース参照）。生産されたグリーンアンモニアは100％、エアプロダクツが買い取る。NEOMプロジェクトに加え、カナダとインドでFIDに至った化学産業のプロジェクトがある。2021年～2024年8月までに拘束力の高いオフテイク契約が締結されたプロジェクトの生産見込み量170万トンのうち、60万トンが化学産業のプロジェクトだ。

化学産業以外では、石油精製や製鉄業などで大規模プロジェクトがFIDに至った。輸送分野においては、自動車輸送における水素市場は全体的に減速しているが、乗用車から大型商用車プロジェクトへのシフトがみられる。船舶や航空機向けの合成燃料としての水素活用に対する関心は高まっており、特に政策的支援がある国・地域では顕著である。ただし、市場拡大のスピードが緩慢であるため、前述の合成メタノールのプロジェクトのように計画中止に至った事例もある。

需要家側の調達コストやリスクを下げる取り組みとしては、石油精製、製鉄、肥料製造、建設業などにおけるグリーン水素・アンモニアの競争入札、航空業界や海運業界における合成燃料の共同購買プロジェクトなどが挙げられる。

政策目標においても需要と供給間のギャップ

IEAが描くNZEシナリオと現実のギャップは、供給サイドよりも需要サイドの方が大きい。この要因の1つとして、世界各国のこれまでの政策目標や支援が供給（水素の生産）面での目標や支援に重点を置き、需要（新たな消費市場の創出）面での目標や支援が不足していたことが挙げられる。IEAによると、現時点で設定されている2030年時点の世界各国の政策目標の合計は、供給面が4,900万トン、需要面が1,100万トンとなっており、実に4.5倍の開きがある。また、過去12カ月間で発表された公的支援の金額を足し上げると、供給面が620億ドル、需要面が400億ドルとなり、1.6倍の開きがある（表1参照）。

出所：国際エネルギー機関（IEA）「Global Hydrogen Review 2024」から作成

それでも、日本をはじめとする世界主要国では、水素社会の実現のために、需要の拡大が急務であるとの認識が高まり、需要面での支援策を積極的に導入し始めている。IEAは、この傾向が続けば、クリーン水素の需要が2030年までに現在の10倍、年間約600万トンに到達するだろうと予測している。しかし、この量は、IEAが描くNZEシナリオにおける必要量6,500万トンからは程遠い。世界主要国において、需要創出に向けた支援の強化が求められており、IEAは、製鉄業界、航空業界、海運業界など水素を大量に消費するポテンシャルのある産業が集積する地域（Industrial Hub）における水素利用拡大に向けた支援や、クリーン水素を利用して生産された製品やサービスを優先した公共調達の拡大、消費者がクリーン水素を利用した製品を少し高価であっても好んで購入する市場の開発などに取り組むべきだ、と提言している。

主要国の政策支援は、クリーン水素の生産コストの一部を固定額（一部の国はインフレによる調整を含む）で支給する補助金（デンマーク、EU、インドなど）、補助金ではなく税額控除を通じた支援（米国、オーストラリア）、投資回収分も含めた水素の生産コストと市場販売価格との差額を補助金として支援する価格差支援制度（オーストラリア、英国など）、クリーン水素を製造する水電解装置や貯蔵などのインフラ投資に対する補助金（英国、ドイツ、EU、デンマーク、インド）、公的機関による水素やアンモニア、合成燃料の入札制度を通じた支援（ドイツ、EU、インド、デンマークなど）が挙げられる。多くが供給面での支援だが、ここ数年は需要創出面での支援も多くなってきている。水素を消費する産業集積地（ハブ）の振興、産業や発電事業における水素利用に向けた補助金の支給、輸送や交通における水素の活用（燃料電池車の導入支援など）を促す目的だ。過去12カ月に導入された主要国・地域の政策支援について、表2にまとめた。

注：〇は2024年8月末時点で既に導入済み、△は計画が発表されたものの、同時点で未導入を表す。
出所：国際エネルギー機関（IEA）「Global Hydrogen Review 2024」から作成

日本で水素社会基本法が施行

日本政府は、2024年5月24日に「脱炭素成長型経済構造への円滑な移行のための低炭素水素等の供給及び利用の促進に関する法律」（以下「水素社会推進法」）を公布し、同年10月23日に施行した。水素社会推進法は、低炭素水素（クリーン水素）の供給や利用を促進することで、脱炭素成長型経済構造への移行を図ることを目的とする。同法の枠組みで低炭素水素を製造・輸入する企業や利用する事業者の計画を認定し、認定事業者に対して、生産されるクリーン水素が現在利用されている化石燃料やグレー水素などの価格よりも高額となる場合、その費用の差額を国が負担する「価格差に着目した支援」（価格差支援）制度を導入する。また、複数の事業者が利用する共用設備（タンク、パイプライン、ローリーなど）の建設など拠点整備に係る支援も行われる。

価格差支援制度については、既に英国やオーストラリアで導入されているが、日本の制度の場合は、供給事業者と利用事業者の双方の連名で共同計画の提出が義務付けられることから、オフテイカーが見つからずに事業が実現しないというリスクがある程度は回避される。日本の価格差支援制度では、事業者がプロジェクトコストを回収できる水準として基準価格（算定式）を提示し、参照価格との間の差額を国が負担する（図2参照）。参照価格とは、新たな用途向けには化石燃料など代替物の市場価格、既存の用途（製油所や化学産業）向けには過去の取引実績に基づき設定される価格となる。なお、基準価格に影響する要素のうち、インフレや為替変動など事業者が予見し難いリスクについては、算定式を用いて基準価格に反映が可能。他方、工事遅延によるコストアップなどについては、事業者がマネージすべきリスクとして基準価格には反映できない。

注：基準価格はここではフラットとしたが、インフレや為替の変動を反映可能。
出所：資源エネルギー庁資料から作成

同制度は、クリーン水素の調達価格が高額であるがゆえに事業化できないという利用者側の課題と、高額でも水素を購入してくれるオフテイカーが十分に存在しないために事業化できないという供給者側の課題の双方にある程度（注7）対応した制度といえ、2024年中にも開始を予定する事業計画の認定に向けて準備している日本企業もある。日本への水素供給が条件となるが、日本企業が関与する海外のクリーン水素生産事業も今後増えることが期待できる。

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注1：

IEAは「低排出水素」という用語を用いている。主に再生可能エネルギー電源による水の電気分解により生産する「グリーン水素」と化石燃料の改質を通じて水素を生産する過程で発生する二酸化炭素を分離・回収し、貯留する「ブルー水素」を対象とする。IEAの報告書では「グリーン」や「ブルー」という色だけでなく、「クリーン水素」や「低炭素水素」という用語も用いられていない。

注2：

温室効果ガス（GHG）の排出量から吸収量や除去量を差し引いた合計をゼロにする目標。

注3：

プロジェクトの生産物やサービスを購入し、プロジェクトを成り立たせる役割を担う者のこと。

注4：

水素精製時に発生する二酸化炭素（CO2）を回収しない方法で作られる化石燃料由来の水素。約65%が天然ガス由来、20%が石炭由来、残り15％程度が石油精製プロセスなどにおける副産物として得られる水素である。

注5：

利害関係者間で協力覚書が締結された程度のものを「極めて初期段階」としている。

注6：

例えば、製鉄業では温室効果ガス（GHG）排出削減の観点から、電気炉の再評価と電気炉製鉄の品質を補うDRIユニットの採用が増えている。

注7：

認定事業者は、国の支援終了後10年間の供給継続が義務付けられており、補助が受けられる15年が経過した後も水素の生産・調達コストが低減しない場合、赤字経営が余儀なくされるといったリスクが存在する。

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