大阪万博で未来が変わる？「水素燃料電池船」が海運業界の常識を打破するかもしれない根本理由

夢洲アクセスに水素船

　2025年4月から10月にかけて、大阪・関西万博が開催される。

　この万博の会場である夢洲へのアクセス手段として、「水素燃料電池船」の導入が発表された。温室効果ガス（GHG）排出削減が求められる今、水素燃料電池は排出物が水のみであることから、環境に優しいクリーンなエネルギー源として注目を浴びている。

　水素燃料電池とはどのような技術で、また水素燃料電池船が今後普及するためにはどのような課題があるのか。

関西企業連携で完成

　2025年4月から10月にかけて、大阪で日本では2005（平成17）年の愛・地球博（愛知県）以来となる万博が開催される。メイン会場である夢洲への移動手段としては、通常、電車やバスが一般的だが、この万博期間中には新型の水素燃料電池船が導入されることが発表された。

　海運業界では、環境保護の観点からGHG排出削減が求められており、国際海事機関（IMO）は2030年までに2008年比で40%のCO2削減、2050年までにGHG排出ゼロという戦略を採択している。水素燃料電池船は二酸化炭素を排出しないため、GHG削減戦略の重要な一環として注目されている。

　この新型水素燃料電池船は、岩谷産業（大阪市中央区）をはじめ、

・関西電力（大阪市北区）
・東京海洋大学（東京都港区）
・名村造船所（大阪市西区）

との共同開発により進められてきた。2024年10月24日に完成が発表された。船の主な仕様は次のとおり。

・長さ：約30m
・幅：8.0m
・深さ：2.5m
・総トン数：約120t
・定員：150人

船体のデザインは、世界的に有名なカーデザイナーの山本卓身氏が手掛けている。航路は中之島ゲートからユニバーサルシティポートを経由し、夢洲まで結ばれ、万博来場者の輸送を担うことになる。

水素船で描く未来社会

　万博の正式名称は

「万国博覧会」

で、公衆の教育を主な目的として開催される。このイベントは、文明が必要とするものや人類が利用できる手段、活動の進歩や将来の展望を示すために行われる。

　今回の万博のテーマは「いのち輝く未来社会へのデザイン」で、持続可能な開発目標（SDGs）の達成や、日本の国家戦略Society5.0の実現を目指している。

　この水素燃料電池船は、未来社会を示すショーケースとして、スマートモビリティ万博で紹介される予定だ。スマートモビリティ万博では、カーボンニュートラルが実現した未来社会の姿を描き、二酸化炭素を排出しない水素燃料電池船は、その一例として体験できる。

水素燃料電池の仕組み

　水素燃料電池は、水素と酸素の化学反応を利用して電気を発生させる装置だ。この反応で排出されるのは水だけなので、環境に優しいエネルギー源として注目されている。

　従来の燃料は熱を発生させてから発電を行うが、水素燃料電池は直接電気を取り出すため、効率がよいとされている。また、酸素は空気中から取り込めるため、水素が供給される限り、発電を続けることができる。

　その仕組みは、水の電気分解を“逆”にしたものだ。

　タンク内の水素分子がマイナス電極の触媒で水素原子に分解され、水素原子は水素イオンと電子に分かれる。電子は電極に送られ、その後水素イオンは電解質を通ってプラス電極へ移動する。

　プラス電極では酸素分子が外部回路から電子を受け取って酸素イオンになり、電解質を通ってきた水素イオンと結びついて水を作る。このとき、マイナス極から取り出された電子が外部回路を通ってプラス極へ移動し、電流が流れて発電が行われる。

　水素燃料電池は小規模でも高い発電効率を実現でき、排出物がクリーンなため、乗用車やバスはもちろん、工場やオフィスビルなどの発電機としても利用され始めている。

技術的課題と水素供給インフラの壁

　水素燃料電池船は、従来の内燃機関と比べて、

・におい
・振動
・騒音

が少ないため、優れた快適性を提供できる。水素は他の気体と同様に圧縮されてタンクに貯蔵され、必要に応じて使用される。

　今回導入される水素燃料電池船も、圧縮水素とリチウムイオンバッテリーを採用することが発表されている。一方、他の水素の貯蔵方法として液化水素もあるが、技術的には難しい。液化水素を使用するには、マイナス253度まで冷却した後、タンクを断熱して低温を保ちながら蒸発を抑える必要があり、さらにコストもかかる。

　水素燃料電池船にはいくつかの課題がある。

　まず、水素の安全な貯蔵と輸送に関する技術的な問題が挙げられる。水素は非常に軽く、燃焼性が高いため、高圧ガスとして貯蔵・輸送する際には安全対策が欠かせない。また、現在の水素供給インフラは十分に整備されていないため、大規模な商業化にはさらなるインフラの整備が必要だ。さらに、水素燃料電池の開発コストも高いため、技術の進展とコスト削減が今後の課題となる。

　現在は、小型の内航旅客船やプレジャーボートを対象に水素燃料船の開発や実証が進んでいる。出力やタンク容量に制約があるため、短距離で小型船の利用に適しており、長距離運航や大出力が求められる大型の外交船では、水素燃料電池の実現は難しいとされている。