光合成水素生産研究所
エネルギー・コスト分析

水素の分離、精製、貯蔵、運搬、利用など関連する多くの技術が発展途上にあます。

ここに示したエネルギー収支及びコストの試算は予備的なものであり、今後改定を重ねていく予定です。

＜仮定＞

シアノバクテリアによる水素へのエネルギー変換効率1.2%

（なお、全太陽光に対する理論的最高効率は6.2-7.3%。将来の目標値は2%以上）

  1. 蓄積した水素を2カ月に1度収穫します(水素濃度は50%)
  2. バイオリアクターは２年ごとに更新します
  3. 水素生産から目的港に運搬までは、図のようなプロセスによります

＜光生物学的生産から目的港までのプロセス＞

光生物学水素生産のプロセス図

正味のエネルギー生産が可能

エネルギー回収率0.5 （洋上で生産された水素エネルギーの50%が分離、精製圧縮、運搬等で失われ、50%が目的港に圧縮水素として運ばれます）。

  1. 水素生産（太陽光に対する効率1.2％）→18ｋWｈ/m2/年
  2. エネルギー消費（上記水素生産に対する割合）50％

エネルギー消費内訳表

内容 消費率 (%)
合計 50%
バイオリアクター（プラスチック） 8%
PSA 15%
圧縮 6%
その他（海上輸送他） 11%
装置等制作（造船、PSA等） 10%
Amos W. A.（EREL Report 2004）を参照に試算

【参考：PSAの効率】

中村容一他（将来型燃料高度利用研究開発プロジェクト）は、PSA効率79-84%を報告しています。
化石燃料から水素を製造する場合の総合効率：61-68%
（内訳、改質効率：82%、PSA効率：79-84%）
www.pecj.or.jp/japanese/report/2007report/07sin03.pdf

水素の価格（目的港における）は約27.2セント/kWhと試算される
これは、太陽光電池とほぼ同コストである。

水素の目標価格（円／Ｎｍ３）（オンサイト価格）
現在 2010年 2020年 2030年 将来
NEDO 150 80 - 40 -
水素エネルギー協会 100 70 60 50 40
※燃料電池・水素技術開発ロードマップ
参考：原油１Ｌ=水素 3.7 Ｎｍ３
水素の目標価格（円／ｋＷｈ）（オンサイト価格）
現在 2010年 2020年 2030年 将来
NEDO 42.5 22.7 - 11.3 -
水素エネルギー協会 28.3 19.8 17 14.2 11.3
cents/kWh
H2 (Cyanobacteria) 27.2
H2 (Chlamydomonas) ( 1$/m2) 22.8
H2 (Chlamydomonas) (10$/m2) 34.5
Crude oil (50-150$/barrel) 2.9-8.8
Gasoline (1.5-4$/barrel) 4-11
Sakurai, H., Masukawa, H., Kitashima, M. and Inoue, K.
A feasibility study of large-scale photobiological hydrogen production utilizing mariculture-raised cyanobacteria (in press)
In “Recent Advances in Phototrophic Prokaryotes” (ed. Hallenbeck, PC), Springer Verlag