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カーボンニュートラル社会の実現に向け、エネルギー分野ではマルチパスウェイでの取り組みが求められています。有力な選択肢として期待されるのが、小型モビリティ用の水素内燃機関技術の実現です。
PwCコンサルティング合同会社は、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の事業に採択され、京都大学の塩路昌宏・名誉教授が委員長、技術研究組合水素小型モビリティ・エンジン研究組合(HySE)の上田浩矢氏、市聡顕氏、二宮至成氏、中島彰利氏が委員として参加する検討委員会を設置し、小型モビリティ用水素内燃機関技術の実現に向け、当該技術の優位性の分析、課題の洗い出しと解決方法の検討を進めてきました。
今回は、塩路名誉教授と、NEDO、水素エンジンを搭載した小型モビリティの設計指針の確立を目指す「水素小型モビリティ・エンジン研究組合(HySE)」の担当者をお招きし、議論を行いました。後編では、産官学連携での水素エンジンの研究開発の重要性と、具体的な課題についてのディスカッションを紹介します。
左から、菊池 雄介、藤田 睦美氏、塩路 昌宏氏、渡邊 敏康、市 聡顕氏、二宮 至成氏、中島 彰利氏、上田 浩矢氏
登場者
塩路 昌宏氏
京都大学名誉教授
藤田 睦美氏
国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構 水素・アンモニア部 統括課 課長
上田 浩矢氏
技術研究組合 水素小型モビリティ・エンジン研究組合(HySE)研究ステアリング委員会 委員長
本田技研工業株式会社 二輪・パワープロダクツ事業本部 二輪・パワープロダクツ開発生産統括部 パワーユニット開発部 運営マネジメント課 課長
市 聡顕氏
技術研究組合 水素小型モビリティ・エンジン研究組合(HySE)研究ステアリング委員会 委員
カワサキモータース株式会社 航空システム総括部 副総括部長
二宮 至成氏
技術研究組合 水素小型モビリティ・エンジン研究組合(HySE)研究ステアリング委員会 委員
スズキ株式会社二輪パワートレイン技術部 主査
中島 彰利氏
技術研究組合 水素小型モビリティ・エンジン研究組合(HySE)研究ステアリング委員会 委員
ヤマハ発動機株式会社 パワートレイン開発本部
パワートレイン統合戦略 シニアストラテジーリード
渡邊 敏康
PwCコンサルティング合同会社 パートナー
菊池 雄介
PwCコンサルティング合同会社 シニアマネージャー
菊池:
気候変動問題や、エネルギートランジションへの対応に向けては、個社での課題解決には限界があり、複数のステークホルダーの連携によるマルチステークホルダーでの取り組みが一層重要性を増しています。産官学の役割分担、産業の中の競争や協調のありかたは重要な論点です。水素社会実現に向けたマルチステークホルダー協力の重要性や、今後のあるべき姿について議論を深めたいと思います。
上田:
まず、技術研究組合水素小型モビリティ・エンジン研究組合(HySE)の取り組みについて説明します。私たちが所属する、二輪/四輪車産業は重層構造で成り立っている巨大な産業です。それゆえ、新たなエネルギー利用に向けては、サプライヤーまで含めた大掛かりな取り組みが必至となってきます。また取り組む上では、協調領域と競争領域をどのように分けるか、それが産業構造全体の発展に直結します。
HySEを立ち上げるにあたり、協調領域と競争領域を明確に分けました。技術開発の基盤となる「道具づくり」を協調領域とし、その活用方法やアプリケーション開発は競争領域としています。それにより良い競争環境が生まれ、結果的に産業が発展する。これが、HySEの目指す姿・目的となり、効率的に組織運営ができています。
技術研究組合 水素小型モビリティ・エンジン研究組合(HySE)研究ステアリング委員会 委員長 上田 浩矢氏
二宮:
HySEという技術研究組合ができる以前、各社がマルチパスウェイで開発する技術の一つとして水素がありました。各社それぞれに水素エンジンの研究開発を行っていましたが、実用化に向けては異常燃焼やNOx(窒素酸化物)の発生、燃焼速度、耐久性、タンクへの貯蔵方法など非常に多くの課題が立ちはだかりました。
これだけの課題をメーカー個社で解決するのは難しく、関係者が集まって技術を研究し、共通規格を作っていくためにHySEが誕生しました。技術研究組合として、NEDOの支援や各社の予算、大学や研究者の方々の知見といった恩恵を享受でき、産官学連携として非常に良い形になっていると考えています。
メーカーは量産目線で物事を考えがちですが、アカデミアの持つ基礎研究や要素技術の知見に触れることで、よりよい開発が可能になります。また学生と一緒に研究できるというのも利点です。難しい技術をメーカーと一緒に研究していることによる学生のモチベーションの高さを感じられるのも、産官学連携の良さであり、私たちの技術研究の中に生かされているのではないでしょうか。
技術研究組合 水素小型モビリティ・エンジン研究組合(HySE)研究ステアリング委員会 委員 二宮 至成氏
菊池:
NEDOは、幅広いプレーヤーに対して研究開発や実証実験の支援をされてきた立場ですが、産官学連携のあるべき姿についてはどのように考えていますか。
藤田:
今回のカーボンニュートラルのための水素社会実現に向けた動きは、エネルギー環境問題の解決のためでもありますが、同時に日本の産業競争力を強化し経済成長につなげていくことが大事だと考えています。水素については、日本は長年取り組んでおり世界に先行する立ち位置でしたが、最近は各国の取り組みが加速し、追い上げられている状況です。加えて、LCAの観点や法規制、地政学的アプローチも加味して考えていく必要があり、非常に難易度が増しています。
今後は技術的な産官学連携だけではなく、法曹界などをはじめ、あらゆるステークホルダーを巻き込んで進めていくことが非常に重要になってくるのではないでしょうか。HySEのようなに業界が協調していく必要性を感じており、そのためにNEDOでは毎年、ナレッジシェアとしての成果報告会を開催するなど、関係者が一堂に集まって会話することを大事にしています。
国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構 水素・アンモニア部 統括課 課長 藤田 睦美氏
塩路:
大学の立場から産学連携の意義について考えると、以下の三つの視点があると思います。第一に共同研究を行う、あるいは研究をサポートしてもらえるといった経済的側面。第二に、社会の実需要に即した研究ができる点。大学での研究は細分化されており、研究内容と社会の動きが乖離する部分があります。企業が抱える課題や要求を知り、大学のシーズと企業のニーズをマッチさせることにより、大学が社会に貢献できることを実感できます。第三は人材育成という観点です。内燃機関は一時期まで学生の人気が高い研究テーマの一つでしたが、脱炭素や電気シフト・電動化といったテーマが求められるようになって以降、人気は下火になってきました。その中で「水素エンジン」という新たな技術を産学連携で研究するとなれば、学生の興味関心を引き、大学で研究した人材が関連業界に入って活躍することも考えられます。
渡邊:
社会実装したときの姿は、研究段階から構想して、その姿と研究の課題設定を行き来しながら進めることが重要なのではと感じています。このようなやりとりをインタラクティブに、ユーザー側の視点と研究者側の視点を互いに伝え合うことも大切になってくるものと捉えています。それと同時に、社会の新たな基盤となる技術と使っている世界観を、文化や制度、地域、国際的な枠組みをはじめ、いろいろなプラットフォームや場を通じて、横断的なコミュニケーションを通じて描いていくことが求められているものと実感しています。
塩路:
私は、過去、オイルショックを契機とした第1次、低炭素化に向けた動きが活発になった第2次、世界的に脱炭素化に向けた動きが加速している現在の第3次と、水素が注目される波を見てきました。約20年前の第2次と、パリ協定後の第3次で、燃料電池や水素ステーションの社会実装などまったく同じトピックについてディスカッションしていますが、約20年前には社会実装に至らなかったものの、そのときに始まった基礎研究や確立した要素技術が、いろいろな形で今は社会実装されています。なので、さまざまな研究を続けていくことが大事なのです。
個人的には、2030〜35年あたりで、2050年カーボンニュートラルの実現が難しいとの見通しが立ってきたときに、世界でどのような議論の方向性になるのかが重要だと感じています。
京都大学名誉教授 塩路 昌宏氏
渡邊:
どういう潮流になっても対応できるよう、さまざまな基礎研究や技術開発など、本質的な取り組みを継続していく必要がありますね。
塩路:
先ほど、水素における日本の優位性というトピックが出ましたが、水素エンジンの研究は近年欧州で非常に盛んです。コロナ渦前のウィーンシンポジウムでも既に10件以上水素エンジンに対する発表がありました。その点、日本の優位性を心配しています。
市:
個人的には欧州は大型、日本は比較的小型の水素エンジンに強みがあると考えています。ベースについても、欧州がディーゼルエンジンベースなのに対し、HySEはガソリンエンジンベースです。小型、軽量で、作業機械として使えるような小型エンジンに強みがあるのではないでしょうか。水素エンジン技術では、コストや、調達しやすさといったサプライチェーンに日本は大きな強みがあります。これらの強みを考慮した戦略を展開することが必要です。
上田:
ここにいるHySEメンバーとよく、「桑の木を切るな」という話をしています。日本の養蚕業は興隆を極めてきたのに、需要が落ちると「もう絹はダメだ」と蚕の餌になる桑の木を切ってしまい、再び需要が盛り返した際にはもう産業復興できなかったという例もあります。同じ轍は踏まないように、マルチステークホルダーで技術基盤を維持しなければなりません。
市:
まだOEM(完成車メーカー)は踏みとどまっていますが、サプライヤーのなかには、四輪車のEV(電気自動車)シフトにより、内燃機関の部品製造を見直す企業が増えていいて、このことにも危機感を覚えています。
上田:
だからこそHySEはサプライヤーも参画できるような組織としました。水素産業のコアコンピテシーは、内燃機関といった技術に加えて、部品供給体制すなわちサプライチェーンの構築だと思っていますので、日本に限らずグローバルに、組合加入の門戸を広げています。
エネルギートランジションの中で、先の読みにくい場合は、サプライヤーはメインとなるエネルギーや技術を見定め、選択と集中のフェーズに入っていくような兆候が見られます。しかし実際の潮流は、どれか一つの選択肢で進むのではなく、マルチパスウェイで行くことなのです。
塩路:
ただし、マルチパスウェイでビジネスが破綻したら元も子もないので、バランスを取ることが重要ですね。
渡邊:
その意味で、HySEのような技術研究組合の存在は非常に大事です。サプライヤー側にとっても同様で、あらゆるプレーヤーが連携していくような場が求められています。
PwCコンサルティング合同会社 パートナー 渡邊 敏康
塩路:
おっしゃるとおりで、HySEという技術研究組合ができたことがものすごく重要で、ここからがスタートです。今後、HySEでどのような「道具づくり」をしていくのか、そしてどういう成果を上げられるかに大いに期待しています。