P2Gシステムは、再生可能エネルギーで発電された電気を活用し、水素などの気体燃料を抽出する新しい技術です。研究開発や実証実験が進む同技術は、脱炭素経営を行っている多くの企業にも関係があるといえます。
そこで今回は、P2Gシステムの特徴やエネルギー効率、再生可能エネルギーの活用方法などについて詳しくご紹介します。再生可能エネルギーの活用方法について調べている方や脱炭素経営につながる技術を導入したい方などは、参考にしてみてください。
P2Gシステムとは
P2G（Power to Gas）システムとは、再生可能エネルギーなどの余剰電力を活用して気体燃料を製造し、貯蔵・利用を行うシステムです。
近年、石油や天然ガスなど化石燃料の高騰が続いていることや地球温暖化対策のため、太陽光や風力発電といった再生可能なクリーンエネルギーが普及・拡大しています。
しかし、自然を利用した再生可能エネルギーは気象条件により発電量が大きく変動することから、季節や時間帯により発電量が電力の需要を超えた場合には余った電力を貯蔵する必要が出てきます。
余剰電力の貯蔵方法として、揚水式水力発電・蓄電池・フライホイールなどが用いられていますが、立地・コスト・容量化などの面で制約や課題があるのが実情です。
しかしP2Gシステムは、この余剰電力を用いて「貯蔵しやすい」「運びやすい」気体燃料を製造することから、従来の貯蔵方法に代わる新しいシステムとして世界的に期待されているのです。
P2Gシステムで取り出せる燃料
余剰電力を活用したP2Gシステムで取り出すことができる燃料と、その方法について紹介します。
水素エネルギー
P2Gシステムを活用し取り出せる燃料の一つに「水素」があります。水（2H2O）を余剰電力で電気分解することで、水素（2H2）と酸素（O2）に分けます。
「水素」は酸素と合わせれば発電ができ、燃焼すれば熱エネルギーとして活用できるのに加え、利用する際にCO2を排出しないという特徴があります。
そのため、再生可能エネルギーの余剰電力を用いて「水素」を作り、燃料として利用することは、全ての過程でカーボンフリーであることから、石油などの化石燃料に代わる新たなエネルギーとして注目されています。
メタンガス
水素以外にP2Gシステムで取り出せる燃料に「メタンガス」があります。余剰電力を活用した水（2H2O）の電気分解で発生した水素（4H2）と二酸化炭素（CO2）を化学反応させれば、メタン（CH4）を合成できます。
メタンは都市ガスなどとしても使用されており、既存のガスのインフラを活用できることも利点です。
メタン合成には二酸化炭素が使用されますが、火力発電を行なう際に排出される二酸化炭素を回収してメタン合成に使用することで、二酸化炭素の削減が期待されています。
P2Gシステムの実証実験が山梨県で開始
温暖化防止対策のためにカーボンニュートラルを目指し、世界各地でP2Gシステムの技術開発が進められています。
日本でも山梨県において、東京電力HDや東レなどの企業と共に国内初であるP2G事業会社「やまなしハイドロジェンカンパニー（YHC）」を設立し、2022年より本格的にP2Gシステムの実証実験を行っています。
山梨県で開始されたP2Gシステムの実験について詳しく説明します。
引用：関西広域連合「カーボンニュートラル社会の実現に向けたやまなしモデルP2G事業への取り組み」
実証実験の目的
世界的に問題となっている地球温暖化対策のため、山梨県では「環境と調和した持続可能な社会への転換」を政策目標の一つに掲げています。
目標であるカーボンニュートラル社会を実現させるためには、化石エネルギーからクリーンなエネルギーへの転換が必要不可欠です。
カーボンニュートラル社会実現の具体的な取り組みの一つとして、再生可能エネルギーの電力を用いて水から水素を製造し、貯蔵・利用するP2Gシステムの実証実験が開始されています。
再生可能エネルギーの余剰電力と水から製造された「CO2フリー水素」は、使用の際もCO2を排出しません。そのため製造から使用までトータルで脱炭素を実現でき、新たなエネルギーとして期待されているのです。
「やまなしハイドロジェンカンパニー（YHC）」の事業では、製造から貯蔵、運搬、工場などでの利用まで、一貫したサプライチェーンのP2Gシステムの実装を目指し、実証実験に取り組んでいます。
オンサイトモデルでエネルギーの調達
P2Gシステムの大型化以外にモジュール化にも取り組んでおり、工場などのエネルギー需要家の施設内にP2Gシステムを導入するオンサイトモデルの実証実験も行っています。
再生可能エネルギーである太陽光発電と自家生成水素の設備をエネルギー需要家の施設内に設置することで、山間部など輸送が困難な地域においてもオンサイトで脱炭素エネルギー調達を目指しています。
水素を熱源としたシステムの導入
産業によっては、製造の際にガス燃料が必要などの理由により電化が困難な場合もあります。
そのため、化石燃料の自然ガスに代わるクリーンエネルギーとして、P2Gシステムで製造される「CO2フリー水素」の活用が期待されているのです。
山梨県ではUCC上島珈琲(株)とP2Gシステムの小規模パッケージ化が開発され、食品加工など電化が難しい産業などでの脱炭素化を目指し、実証実験を行っています。
たとえばコーヒの焙煎に水素を熱源としたシステムを導入するなど、難易度の高い水素利用の技術を通して新しいモデルを切り開くことが、水素エネルギーへの転換に繋がるでしょう。
P2Gシステムの導入に欠かせない再生可能エネルギー
P2Gシステムは、カーボンニュートラル社会の実現に向けて期待されているシステムで、導入には再生可能エネルギーが必要不可欠となっています。
再生可能エネルギーには風力・地熱・バイオマスなど様々な種類がありますが、ここでは導入しやすい再生可能エネルギーについて紹介します。
導入しやすい設備は太陽光発電
再生可能エネルギーの中でも、P2Gシステムに導入しやすい設備として太陽光発電が挙げられます。太陽光発電は太陽光がエネルギー源となるため、山岳地帯や農地など基本的にどの地域においても設置可能で、導入しやすさが特徴です。
山梨県で開始されているP2Gシステムの実証実験においても、大型の施設や小規模パッケージ化された設備でも、太陽光発電がP2Gシステム用のエネルギーとして活用されています。
非FIT型太陽光発電なら制度の影響を受けずに済む
太陽光発電にはFIT制度（固定価格買取制度）を適用する場合と、FIT制度を適用しない非FIT太陽光発電があります。FIT制度を適用する場合には、接続契約締結を行い、その後認定取得・特定契約締結を経て、系統連系が可能になります。
FIT太陽光発電で発電された電力は、小売電気事業者に買い取られます。
しかし非FIT太陽光発電の場合では、発電した電力の買い取り先が決まっていないため、P2Gシステムに活用することもできます。
P2Gだけでなく自家消費や売電によるメリットも得られる
非FIT太陽光発電の場合は、発電した電力をP2Gだけではなく、自家消費で活用したり売電先を自由に見つけたりすることも可能です。
近年では、燃料の価格高騰により買電価格も上昇しているため、太陽光発電で発電した電力を自家消費すれば、電気代の節約につながります。
また環境経営を検討している場合では、非FIT太陽光発電であれば自家消費の場合でも100%再生可能エネルギーであると認定することができ、環境価値が付与されます。
P2Gシステムは次世代のエネルギー活用方法
P2Gシステムとは、太陽光発電などの再生可能エネルギーの余剰電力を活用して「CO2フリー水素」や「メタン」などの気体燃料を製造し、貯蔵・利用を行うシステムです。
近年の化石燃料の高騰や地球温暖化対策のため、太陽光などの再生可能なクリーンエネルギーが普及・拡大している中、需要を超えた余剰電力の貯蔵方法としてP2Gシステムが期待されています。
P2Gシステムによる「CO2フリー水素」は、製造から使用までトータルで脱炭素を実現できることから、地球にやさしい「新たなエネルギー」として注目を集めています。
P2Gシステムでは再生可能エネルギーが必要不可欠ですが、その中でも太陽光発電は最適といえます。
環境経営を考えている場合には、P2Gシステムにも活用でき、高騰が続く電気料金の節約にも繋げることができる自家消費型太陽光発電の導入がおすすめです。
弊社とくとくファーム0では、今後需要の高まる非FIT型太陽光発電設備の売買仲介・運用サポートを行っています。
FIT制度に頼らない自家消費型太陽光発電は、売電価格の下落に左右されにくく、環境価値という点でも優れています。
個別セミナーでは、太陽光発電だけでなく脱炭素経営全般に関するお悩みにリアルタイムでお応えできます。
太陽光発電の導入を検討している方や、環境経営の始め方に悩んでいる方は、お電話やメール、無料の個別セミナーにてお気軽にご相談ください。
