製造方法で種類が分かれる？「グリーン水素」を3分解説！

色分けは水素の製造方法による分類

水素は、無色・無臭・無毒で、常温・常圧では気体で存在する物質です。

「グリーン水素」「ブルー水素」「グレー水素」など、近年ではさまざまな場面で水素の色分けが示されますが、これは製造方法の違いを表しています。ただし、色による区分について国際的に合意された明確な定義はありません。

現在、国内での水素供給のほとんどは、石炭や天然ガスなどの化石燃料を原料として、高温で分解・改質して水素を製造する方法、あるいは製鉄所やソーダ産業から副生物として生産される水素（副生水素）となります。

前者は、原料として化石燃料を利用することに加え、エネルギー源としても化石燃料を燃焼させるためCO₂を排出することから、「グレー水素」と呼ばれます。

グレー水素は、既に技術的に確立されており、安定的かつ大規模な生産が可能ですが、CO₂が排出されるという特徴があります。

同じように化石燃料から製造される「ブルー水素」は、製造過程で排出されるCO₂を回収して地中に貯留する技術と組み合わせることで、大気へのCO₂の排出量を削減した製造方法を指します。

グレー水素、ブルー水素、グリーン水素の違い

製造過程でCO₂を排出しないグリーン水素

水を電気分解して水素を製造する技術を、水電解といいます。

このとき、太陽光発電や風力発電、水力発電といった再生可能エネルギー由来の電気を用いた水の電気分解で製造した水素を、「グリーン水素」と呼びます。

一番の特徴は、前出の製造方法と違い、製造過程でCO₂を排出しないこと。

水電解は技術的に確立されており、実用技術としてアルカリ水電解と固体高分子形（PEM形）水電解があります。

十分な再生可能エネルギーの導入に加え、今後は、水電解装置のコスト低減や製造能力の拡大が重要となります。

また、原子力発電による電力を用い、水電解をして製造された水素を「ピンク水素」や「パープル水素」と呼ぶこともあります。

用語からより明確な定義に向けて

水素の製造方法による色分けやその定義は、国や地域によってそれぞれ異なります。

2023年4月にIEA（国際エネルギー機関）が発表した報告書では、用語による色分けではなく、水素に関する国内規制の定義に水素製造の炭素集約度を用いることに各国が合意することで、明確性が増し、水素プロジェクトへの投資をより促進することができると指摘しています。

IEA報告書では、水素製造の炭素集約度に関する標準的な上限閾値（いきち）は提示していません。しかし、各国政府は、低炭素水素の製造・利用を拡大する意思決定の判断材料とするため、炭素集約度や供給量、価格などの要素を考慮すべきとしています。

2023年4月に開催されたG7札幌 気候・エネルギー・環境大臣会合の閣僚声明において同報告書は歓迎され、国際標準や認証スキーム構築の重要性が確認されました。

日本は、2023年6月に「水素基本戦略」を改定し、低炭素水素の定義を設定しました。

具体的には、1kgの水素製造におけるWell to Production Gate（原料生産から水素製造装置の出口まで）でのCO₂排出量が3.4kg-CO₂e（二酸化炭素換算数値）以下のもの、としています。

さまざまな国で水素の製造・利用に向けた取り組みが進む中、国際的な議論の今後にも注目が集まります。

参考：
・イワタニ「水素の製造方法」
https://www.iwatani.co.jp/jpn/consumer/hydrogen/about/method/
・国際エネルギー機関「Towards hydrogen definitions based on their emissions intensity」（2023年4月）
https://www.iea.org/reports/towards-hydrogen-definitions-based-on-their-emissions-intensity
・「水素基本戦略」（2023年6月）
https://www.meti.go.jp/shingikai/enecho/shoene_shinene/suiso_seisaku/pdf/20230606_2.pdf