Techno-economic Assessment of Hydrogen Energy in the Electricity and Transport Sectors Using a Spatially-disaggregated Global Energy System Model

摘要

気候変動緩和やエネルギー安全保障強化の点カゝら水素エネルギーが脚光を浴びている。本研究では，地域細分化型世界エネルギーモデルを用いて，発電及び自動車用燃料としての水素の導入可能性を検討した。分析対象期間は2015年カゝら2050年である。 数値計算の結果，水素発電の世界的拡大には，強力なCO_2排出削減政策に加え，水素製造の大幅な低コスト化が必要であるこ とが分かつた。他方，水素燃料電池車の普及には，水素供給費用よりも，車両価格の低減が鍵となる可能性がある。水素製造プ ロセスとしては，CCS付きの石炭ガス化や天然ガス改質が経済合理的と評価され，石炭や天然ガス資源国力ゝらエネルギー消費国へ の国際輸送の可能性が示唆された。ただし.水素の海上輸送（液化水素等）についてはコスト削減が必須であり.さもなければ水 素輸送は近隣地域間でのパイプライン取引に留まる。海上輸送の経済性が改善された場合.日本にとっては豪州の天然ガス•石炭 等が有望な資源と評価された。水素関連技術のコスト競争力を高めるため，長期的視点に基づく研究開発政策が重要である。%Hydrogen(H_2)receives much attention to mitigate climate change and strengthen energy security. This study analyzed the economic viability of H_2 energy with a focus on the electricity and transport sectors, employing a spatially-disaggregated global energy system model. The simulated period is from 2015 to 2050. The results suggest that, in addition to strict CO_2 regulation policies, significant cost reductions of H_2 production technologies would be prerequisite to accelerate H_2-fueled power generation globally. By contrast, deployment of fuel-cell vehicle appears more sensitive to vehicle price, rather than the H_2 supply costs. Among H_2 production processes, gasification of coal and reformation of natural gas, combined with carbon capture and storage, are estimated to be cost-efficient, implying opportunities for H_2 trade between coal and gas resource countries and energy consumers. Yet, again, improved economics are necessary for maritime H_2 transportation, including liquefied H_2; otherwise, H_2 trade would be limited to pipeline. If maritime H_2 trade becomes economically viable, natural gas and coal in Australia could be competitive feedstock for Japan. Long-term policies to support research and development are crucial to commercialize H_2 supply system.