今(2014年8月)、テレビを見てたら、ENEOSのCMで下のような画面がありました。

「海老名中央水素ステーション」・・・海老名って厚木市の隣のことだよね。
能年玲奈さんが、見学に来たんただね。
どこにあるんだろう?
水素ステーションって何?
調べてみました。

◆ENEOSのCM [1]
先ずは、ENEOSのCMを確認。
ＪＸ日鉱日石エネルギーのテレビCMページに60秒と30秒の動画があります。[1]

 CM（60秒篇）はこちら（ENEOS TV） [1]

 CM（30秒篇）はこちら（ENEOS TV） [1]

燃料電池(水素電池)自動車へ水素の供給を行っていることを紹介しています。

◆海老名中央水素ステーション [2][3][13][16]-[19]
住所 ： 神奈川県海老名市中新田３９８−１
Google map で検索すると、厚木駅の近くです。
(注：厚木駅は海老名市にあります。『海老名市にあるのに厚木駅?』を参照 )

従来のガソリンスタンド敷地内で水素充填を行う一体化した水素ステーションが日本初になっています。
2013年4月19日にオープンしています。

◆燃料電池自動車とは [4]-[13][20]-[30]
水素で動く燃料電池自動車とは何でしょうか?
先ずは、自動車の構造をみてみましょう。

出典 ： 資源エネルギー庁燃料電池推進室資料[4]

ハイブリッド車(HV：Hybrid Vehicle) は、通常はバッテリーの電気でモーターを回して車を動かします。 加速時やバッテリーの電気が不足した時にはガソリン燃料にて内燃エンジンで車を動かします。 パッテリーは、内燃エンジンの駆動時と車の減速時などに充電されます。 従って、バッテリーは自動で充電されます。ガソリンが無くなり、バッテリーの電気が所定の容量以下になってしまうと、 車は動かなくなります。

電気自動車(EV：Electric Vehicle) は、常にバッテリーの電気でモーターを回して車を動かします。 バッテリーの電気が所定の容量以下になってしまうと、車は動かなくなります。 バッテリーは、使用者が外部からの電気で充電します。

燃料電池自動車(FCV：Fuel Cell Vehicle) は、ハイブリッド車のガソリン燃料を水素に変え 、内燃エンジンを燃料電池に変えたものと考えればよいです。燃料電池(FC)と大容量バッテリーを持っています。
FCV：Fuel Cell Vehicle の Fuel は燃料、Cell は電池、Vehicle は自動車と言う意味です。 燃料電池(FC)は、電池と呼ばれていますが、“発電装置”です。
バッテリーは自動で充電されます。水素が無くなり、バッテリーの電気が所定の容量以下になってしまうと、 車は動かなくなります。

◆燃料電池(FC)の原理 [33]
何度も言いますが、燃料電池(FC)は“発電装置”です。
簡単に原理を説明します。(理解できた範囲で・・・)
「水素」と空気中の「酸素」を反応させて電気を起こすものです。
水(Ｈ₂Ｏ)に電気を加えて水素と酸素に電気分解を学校で実験した事がありませんか?
簡単に言えば、この反応の逆をしているのです。
水素(H₂)と酸素(O₂)を反応させた時に発生する電子の流れ(電気)を取り出しています。
化学式にすると下の様になります。

発電装置の構造でもう少し詳しく説明すると、 水素側の電極と空気側の電極間で水にする反応を起こさせることにより、 水素側で発生した電子が酸素側に流れます。この電子の流れが電気となります。

金属は電気を通す電力に溶け出すと(陽)イオンとなります。 イオンの語源はイオン化したもの(イオン自体は陽(+)も陰(-)もある) が陰極や陽極に 引かれて動くことからギリシャ語のion（移動）から名付けられています。

水素側電極 (燃料極) の反応

水素は金属ではありませんが、電力に溶けると金属と同じく(陽)イオンとなりやすい物質です。 水素側の電極でこの反応が起きます。 (陽)イオンとは、電荷を帯びた原子のことです。 水素が(陽)イオンとなる時に電子(マイナス電荷) を発生します

空気側電極 (空気極) の反応

空気側電極では、水素側電極で発生した水素(H)イオンが空気側電極に移動して、 酸素と結合して水になろうとします。(陽)イオンが結合するには電子(マイナス電荷) が必要です。 水素側電極と空気側電極はつながっていますので、 水素側で発生した電子が空気側の端子に流れ込み、水への反応が完了します。
この電子の流れで電気を発生したことになります。

この水素側電極と酸素側電極の対を単セルと言います。この単セルを何個も重ねれば、 高出力の電力が得られます。 この全体的なシステムを燃料電池と呼びます。

◆電気自動車(EV)の販売数が伸びない [4]-[13][20]-[30]
ハイブリッド車(HV) と電気自動車(EV) は市販されています。
次世代エコカーとして電気自動車(EV) があり、そのつなぎ役としてハイブリッド車(HV)と言うのが一般的な自動車の推移と言われています。 2014年時点では電気自動車(EV) の販売が中々増えない情況です。
販売量が増えない主な理由は3つあります。

1つ目は、満タン充電からの走行距離が短い事
満タン重点から100〜200km程度しか走行できないため、高速道路での走行が不安になります。

2つ目は、充電場所が少ない事
自宅での充電では車種によっては200Vでの電源が必要です。その場合は新規に200Vの電源の工事をしなければなりません。 まだ、一戸建の場合なら個人で工事ができるでしょうし、最近では工事代をカーディーラーが負担するといったサービスまでありますのでまだましです。 困るのはマンション、集合住宅の場合です。移動式駐車場の場合に一台に一個のプラグを用意できません。
仮に、共通の充電ポイントを設けたとしても課題があります。
(1) 共通ポインなので充電待ちをしなければなりません。急な充電に対応できません。
(2) 共有ポイントなので保守・維持費用は車を所有しない人にも掛かってきます。便宜上、全員で負担することの合意が必要です。
外出先での充電ステーションも徐々に増えてはいますがまだまだ少ないです。(インフラが中々進んでいません)
充電ステーションが増えない理由は、
電気代は安いため、設備費等を回収して利益を出すには、8回/日の充電が必要だそうです。 しかし、電気自動車の総台数が少ないため、設備投資割れが発生してしまうためです。 また、電気代では薄利で商売としての旨みがない所もあるかもしれません。 とはいえ、自動車業界はもとより利用者の要望から徐々に充電ステーションが増えつつあります。

3つ目は、充電時間に時間がかかること
急速充電でも30分かかります。使いづらいです。
バッテリーごと交換する方式も考案されましたが、バッテリーの満タン量は、使用頻度と共に少なくなってしまいます。 古いバッテリーに当たると走行距離が少ない。それなのに満タン料金を支払わなければならない。損した気分になります。 バッテリーごと交換する方式の場合はバッテリーの満タン状態の保証もしくは価格をどうするかが課題です。

◆ハイブリッド車(HV)は本当にエコか? [4]-[13][20]-[30]
ハイブリッド車の販売数も徐々に勢いがなくなりつつなります。 日本国内の場合は、普通自動車から軽自動車への車種変更も進んでいます。
さらに、原油の高騰に伴い、脱ガソリン燃料の要望も増えています。
かつ、その要望には電気自動車のような走行距離が短い、電気充電時間が長いといった欠点を克服したものである事も含まれています。
ハイブリッド車(HV) は、ガソリン燃料を使う以上、究極のエコとは言えないのです。 とは言え、次世代エコ自動車の課題が解決するまでは、ハイブリッド車(HV) が主流となるのではないでしょうか?

◆燃料電池自動車(FCV)への期待 [4]-[13][20]-[30]
そこで、注目したのが燃料電池自動車です。
燃料は水素です。水素は原油精製・火力発電等で副産物で生成されている事、さらに、水素は空気から新たに生成できる事、 から資源の埋蔵量に影響され難いことを特徴とします。
副産物として生成される水素の量は下記のように推測されています。[13]

従って、自動車１台あたりの水素利用量を1,000 Nm 3 /year とすれば、 副生水素のみで、乗用車1, 44 0万台の利用分を賄うことができます。[13]
この台数は、あくまで計算上の台数で、副産物の水素の全てが利用されることは難しいでしょうから、副産物で担える台数はこの数量の数十％になるでしょう。 また、ガソリン燃料の使用が減れば石油精製の量もある程度は減ることになります。
副産物の水素だけでなく、新規に水素を生成する技術もありますので、水素の供給量には問題なさそうです。
単位のNm3は、N：ノルマル（ノーマル）の０℃，１気圧の体積を表します。
気体は、状態により体積が変わるので、状態を規定した体積で示すようです。

電気自動車(EV) は、簡単に言えば電池でモータを動か構成のため、各ユニット、部品毎に購入が可能です。 そのため、中国などがユニット、部品さえ購入すれば電気自動車(EV) が出来上がってしまいます。 内燃エンジンは技術の塊で、燃費のような性能差が大きく出てきました。 しかし、電気自動車(EV) は、乗り心地みたいな差は出るでしょうが、燃費の差は少なくなってしまいます。 それによって、中国メーカーの電気自動車(EV)が中国内はもとより世界的に拡大する事が予測されます。 ここで、燃料電池自動車(FCV) は、ハイブリッド車(HV) で養ってきた総合的な技術なしでは成り立たず、簡単には真似できない技術とも言われています。
日本政府は、中国企業の技術躍進を見据えて、真似のしにくい燃料電池自動車(FCV) をあと押ししているとも言われています。

◆燃料電池自動車(FCV)の課題 [4]-[13][20]-[32]
(1)水素ステーションのインフラ遅れ
2015年には水素ステーションを4大都市(東京,名古屋,大阪,福岡) を中心として90ヶ所、 4大都市を繋ぐ高速道路に10ヶ所、合計100ヶ所設置の目標になっていますが、 2014年8月時点で私たちが普通に使用できる水素ステーションはまだ2ヶ所しか設置できていません。
しかも、計画されている100ヶ所も、日本全国を網羅するものではないため、使用地域が限定されます。

経済産業省のFCVの普及ロードマップによると、2015年から市場投入開始し、2030年に累計200万台を仮定しています。[31]
HySUT(水素供給・利用技術研究組合) によると、2025年に累計200万台を予測しています。[32]
ちなみに、ハイブリッド車(HV) はトヨタのプリウス発売から10年で500万台を達しています。[23]
ハイブリッド車は、燃料がガソリンで、今までのガソリンステーション(ガソリンスタンド) が そのまま使えるのに対して、燃料電池自動車は新しい水素ステーションの整備が必須です。
水素ステーションは、燃料電池自動車が普及しないと設備投資が回収できません。
水素ステーションを新規に設置しようとすると、ガソリンステーションの約5倍の設備費がかかるそうです。 金額としては5億円にもなるとも言われています。これだけの金額を初期投資として担えるステーション会社も多くはないでしょう。
結果として、この二重苦が解消される日が早く来ることを切望します。

(2)燃料電池自動車(FCV)の販売価格が高額
燃料電池自動車(FCV) は2015年から発売開始となっていましたが、トヨタが2014年内に前倒して販売することが発表されています。 まだ、詳細な販売価格や政府の購入援助金は分かっていません。
700万円程度の販売価格で購入援助金が200万円程度ではないかと予測されています。 仮に、この予測通りだとすると、500万円程度での購入できることになります。

昔は、燃料電池自動車(FCV)を作るのに1台が1億円くらいしたらしいです。 それに比べると、700万円は安いかもしれませんが、気軽に買える金額ではありません。
おそらく、数年は、燃料電池自動車(FCV) を購入するのは県や市などの公的機関と富裕層の方々に限られるのではないでしょうか? それを見越してなのか、日産は2017年から価格をより抑えた普及車を発売すると発表しています。
購入価格が350万円から400万円くらいから普及率はあがるのではないかと予測します。

何が価格を上げているのでしょうか?
レアメタルの使用
燃料電池の中ではレアメタルが使用されています。 例えば、電極には白金が使用される場合が多く、 単セルを何層にも積層するので電極数が増えるため、必然的に白金の使用量が多くなります。
今、レアメタルを使用しない燃料電池の開発を各社が行ってますが、実用化までは至っていません。
レアメタルは、ほぼ輸入に頼っている日本の情況の上に、 中国が日本へのレアメタルの輸出を制限している情況もあり入手しにくくなっています。 さらに、元々埋蔵量の少ない金属ですので、燃料電池自動車の販売台数が増えれば増える程、 入手しにくくなり価格が上がるといった事も起きてきそうです。
日産は2017年の燃料電池自動車の発売には、レアメタルを現在のの1/4に減らすとは言っています。
レアメタルを使用しない技術が待たれます。

水素タンクの安全性確保
トヨタの燃料電池車の水素タンクは70MPaで充填されることが分かっています。 ホンダの燃料電池車は35Mpaの充填の可能性もあります。 大気圧は0.1013Mpaですので、高圧充填です。
また、水素は無色無臭の気体で、とても軽く、非常に燃焼・爆発しやすいといった特徴を持っています。
従って、衝突衝撃時も含めて水素タンクの安全性確保が必須で、コストがかかっています。
数量を多く販売することによる量産効果によるコストダウンが見込まれています。

(3)海外メーカーの燃料電池自動車(FCV)開発
今、燃料電池自動車(FCV) の開発を発表している主な海外メーカーは、ＢＭＷ,ＧＭ,ダイムラー,フォード,ヒュンダイ(現代自動車)です。 ＢＭＷ,ＧＭ,ダイムラー,フォードは日本メーカと共同開発を発表しています。 ヒュンダイだけが独自開発になっています。ヒュンダイは既にアメリカでリース専用の燃料電池自動車を1000台限定で販売を開始しています。[14][15]
トヨタは2015年の発売を前倒しで2014年内に発売する事を発表しています。 これは、ヒュンダイのアメリカでの販売開始が影響しているのかもしれません。
今のところ、日本メーカーが先行しているようですが、技術が熟成するに従って、海外メーカの追い上げが始まってくるでしょう。 その時でも日本メーカーは優位な情況を維持しないと、共同開発による部品の共通化ができず、価格を下げる効果が小さくなってしまいます。

(4)他の方式の次世代エコカー
2014年3月のジュネーブモーターショーに出展されて話題になった「ナノフローセル（nanoFlowcell）」社開発の 塩水を循環して発電する「液戴電池自動車」が公道テストを始めたことが発表されています。[34][35][36]
NASAが開発したレドックス技術を元にしたものだそうです。基本特許(米国特許US3996064:1974年取得) は有効期間を過ぎているので使用できるのでしょう。 原理が書かれている記事[35]もありますが、よくわからないので説明は省きます。
"２ちゃんねる"では、このシステムは必要とする電力を得るには大量の液体が必要で、本当に自動車に搭載できるのか?  本来の目的は自動車ではなく家庭発電システムではないのか?
など、懐疑的な書き込みがされています。まぁ、"２ちゃんねる"自体が批判系な意見が主流になりやすいので何とも言えません。 しかし、これが実現すれば、特別な燃料ステーションを必要としないため、燃料電池の座が危うくなってしまいます。 また、今後の技術革新により、水素による燃料電池以外の発電方式で自動車を動かすことが可能になることも考えられます。
燃料電池は本当に主流になり得る発電方式なのか?
自動車の発電システムは何が適しているのかは、どうであれ、これからの何十年かで大きな変革があるのは確かです。 楽しみですね。

余談
◆最初の水素ステーションが海老名にできた理由は?
最初は、海老名近辺に燃料電池自動車を採用した市とかがあるのかと思いましたが、その情報はありませんでした。 また、水素ステーション稼働情報[18]や海老名中央水素ステーション見学日記[16]からも分かるように、水素ステーションは、ほとんど稼働していない事が分かります。 実用化に向けての検証実験をしていると考えられます。 推測ですが、将来的には、東名高速道路の海老名ＳＡへの設置を考えて、先ず海老名市に設置したのではないかと思います。

最後に
ここまで、まとめるのに一ヶ月もかかってしまいました。疲れた。では、終わりです。

参考サイト
[1] ＪＸ日鉱日石エネルギー の 会社情報 - 企業広告・スポーツ - テレビCM
[2] ＪＸ日鉱日石エネルギー の 日本初となるガソリンスタンド一体型水素ステーションを神奈川県海老名市にオープン
[3] HySUT(水素供給・利用技術研究組合)→Topics一覧→2013年→2013.04.19 日本初の商用仕様実証水素ステーションオープンについて「プレスリリース」
[4] 経済産業省→審議会・研究会等→研究会等-エネルギー・環境→水素・燃料電池戦略協議会→ 水素・燃料電池戦略協議会ワーキンググループ（第3回）‐配布資料→ 資料2　燃料電池自動車について
[5] TOYOTA→テクノロジー→環境技術→FCV(燃料電池自動車)
[6] HONDA→クルマ→FCXクラリティ
[7] NISSAN→環境への取り組み→クルマでの取り組み→ゼロ・エミッションモビリティの推進→燃料電池車
[8] Japan Smart City Portal→一覧→2013/03/28豊田市 FCV普及をにらみ水素を活用した社会のあり方を実証
[9] 燃料電池.net→ 燃料電池車  ( →燃料電池車と電気自動車とハイブリッドカーの違い)
[10] 車査定比較　初心者のための車買取→電気自動車（ＥＶ）と燃料電池車（ＦＣＶ）の比較
[11] 経済産業省→審議会・研究会等→研究会等-エネルギー・環境→水素・燃料電池戦略協議会→ 水素・燃料電池戦略協議会ワーキンググループ（第3回）‐配布資料→ （株）神戸製鋼所プレゼン資料
[12] 経済産業省→審議会・研究会等→研究会等-エネルギー・環境→水素・燃料電池戦略協議会→ 水素・燃料電池戦略協議会ワーキンググループ（第5回）‐配布資料→ 水素の製造、輸送・貯蔵について
[13] ＤＢＪ・日本政策投資銀行→全文検索で「FCV」で検索 →
( 水素ステーション整備に向けた今後の展望)、 ( 第６章 燃料供給インフラ動向)、など
[14] HYUNDAI - Tucson Fuel Cell
[15] HYUNDAI - ix35-Fuel-Cell
[16] 西田コーポレーション→社員日記→椙�ｱ 有紗→2014年08月24日 海老名中央水素ステーション
[17] えびな日記→2013年11月24日-海老名中央水素ステーションを見学したよ！
[18] HySUT(水素供給・利用技術研究組合)→事業内容→水素ステーション稼働情報
[19] 神奈川県議会平成25年度産業振興・経済活性化特別委員会-わたしの発言-芳賀ようじ→平成２５年産業振興・経済活性化特別委員会-06月25日01号
[20] Business Journal 2013.03.12 トヨタvs日産の熾烈争い！EV低迷で次世代エコカーの本命？燃料電池車開発競争
[21] Business Journal 2013.08.16 燃料電池車、実用化に向け加速する自動車業界の舞台裏?トヨタ・ホンダ先行、日産の誤算
[22] clicccar.com(クリッカー) 2013/12/24 EV（電気自動車）とFCV（燃料電池車）、将来の本流はどっちだ?
[23] 一般社団法人・生産技術振興協会→季刊誌「生産と技術」→2014年→Vol.66, No.2（2014年 春号）→トヨタにおける『FCV』開発状況と2015年普及開始に向けた取り組み
[24] Response. 2014年02月28日 2015年の市場導入を控える燃料電池車（FCV）の状況は？
[25] car.watch 2014/3/6 2015年のFCV市販化を前に、日産、ホンダ、トヨタのFCV開発関係者に聞く
[26] TOYOTA 2014年06月25日 燃料電池車（FCV）開発進捗状況説明会
[27] TOYOTA 2014年06月25日 トヨタ自動車、セダンタイプの燃料電池自動車を、日本で2014年度内に700万円程度の価格で販売開始
[28] TOYOTA 2014年08月29日 トヨタ自動車、高圧水素タンクの「登録容器製造業者」として経済産業大臣の認可を取得
[29] MSN産経ニュース 2014.7.13 王者トヨタに焦り！？　燃料電池車の早期発表はＥＶへの“牽制球”
[30] 東洋経済オンライン 2014年06月30日 今年度内に燃料電池車を売るトヨタの勝算
[31] 経済産業省→ニュースリース→2014年→2014年6月24日「水素・燃料電池戦略ロードマップ」をとりまとめました
[32] HySUT(水素供給・利用技術研究組合)→普及に向けたシナリオ
[33] 日本ガス協会→ガスを利用される方へ→快適ガスライフ！→燃料電池のしくみ
      (→1-1.燃料電池の発電原理 , 1-2.燃料電池のしくみ など )
[34] スマートジャパン 2014年06月12日 空気と水とアルミで1600km走る、変わるか電気自動車
[35] スマートジャパン 2014年07月25日 「液体電池」で600km走る車、給水が充電
[36] clicccar.com(クリッカー) 2014/08/05 塩水で走る電気自動車が公道テストへ!