トヨタと千代田化工が水素製造装置を量産へ

はじめに

トヨタ自動車と千代田化工建設が、水を電気分解して水素を製造する大規模水電解装置の量産を2029年から開始すると発表しました。トヨタ本社工場（愛知県豊田市）に設置された実証機が完成し、2026年5月ごろから本格稼働する予定です。

この発表は、3月17日から19日にかけて東京ビッグサイトで開催中の「第25回 H2 & FC EXPO（国際 水素・燃料電池展）」で行われました。中東情勢の緊迫化でエネルギー供給の不安が高まるなか、水素エネルギーへの関心がこれまで以上に集まっています。

本記事では、両社の共同開発の内容や技術的な特徴、そして水素社会の実現に向けた展望について詳しく解説します。

トヨタと千代田化工の共同開発の全容

燃料電池技術を水素製造に応用

トヨタと千代田化工建設は、2024年2月に大規模水電解システムの共同開発に関する基本合意を締結しています。この協業の特徴は、トヨタが燃料電池車「MIRAI」などで培ってきた電解セル・スタックの製造技術と、千代田化工が持つプロセスプラント設計・大規模プラント建設技術を融合させている点です。

従来の燃料電池は水素と酸素から電気を生み出す装置ですが、水電解はその逆の反応を利用します。水に電気を流すことで水素と酸素に分解する仕組みで、トヨタは自動車開発で蓄積した電極やセパレーターの技術をそのまま応用できます。

実証機の性能と規模

トヨタ本社工場に設置された実証機は、電解容量が5.0MW（メガワット）で、1時間あたり約96kgの水素を製造する能力を持ちます。これは、同社が先行してデンソー福島工場に導入した従来型の装置と比べて約12倍の水素製造量です。

設置面積は約750平方メートルで、同一の敷地面積で高い効率を実現しています。さらに、メンテナンス時のスタック交換にかかる時間を従来の半分に短縮しており、稼働率の向上にも貢献します。

量産計画と市場展開戦略

国内外で2種類の装置を展開

両社は2029年からの量産にあたり、用途や規模に応じた2種類の装置を計画しています。

国内向けには、出力5MW・水素製造能力が約100kg/hの中規模タイプを展開します。工場やデータセンターなど、中規模のエネルギー需要に対応する製品です。

海外向けには、出力20MW・水素製造能力が約400kg/hの大規模タイプを投入する計画です。海外では再生可能エネルギーを活用した大規模な水素製造プロジェクトが各国で進んでおり、それらの需要を取り込む狙いがあります。

いずれも5MW級の基本ユニット（設置寸法：2.5m×6m）を基本単位とし、これを組み合わせることでスケーラブルな構成を実現する設計です。

競争が激化する水電解装置市場

世界の水電解装置市場は急速に拡大しています。欧州では「グリーン・ディール産業計画」に基づき、2030年までに域内で年間1,000万トンのグリーン水素生産を目標に掲げています。中国も水電解装置メーカーが急増しており、コスト競争力で存在感を高めています。

こうした中で、トヨタと千代田化工の組み合わせは、自動車メーカーの量産技術とエンジニアリング企業のプラント建設ノウハウを掛け合わせた独自のポジションを確立しようとしています。

水素エネルギーを取り巻く最新動向

中東情勢が後押しする水素シフト

2026年2月末、米国とイスラエルによるイラン攻撃を契機に、ホルムズ海峡が事実上封鎖される事態となりました。日本は原油輸入の約9割を中東に依存しており、エネルギー安全保障上の脆弱性が改めて浮き彫りになっています。

こうした状況下で、再生可能エネルギーと水電解を組み合わせた国産水素の製造は、エネルギー自給率の向上に直結する戦略として注目度が高まっています。

国内の水素関連政策

日本政府は2023年に「水素基本戦略」を改定し、2030年に年間300万トン、2050年に年間2,000万トンの水素導入を目標としています。水電解装置の国産化はこの目標達成の鍵を握る技術です。

また、NEDO（新エネルギー・産業技術総合開発機構）は水電解技術の開発ロードマップを策定し、コスト低減と効率向上に向けた研究開発を支援しています。

注意点・展望

課題はコスト競争力

水電解による水素製造のコストは、現状では化石燃料由来の水素（グレー水素）と比較して割高です。量産によるコスト低減がどこまで進むかが、普及の鍵を握ります。

また、水電解装置の稼働には大量の電力が必要で、その電力源が再生可能エネルギーでなければ、環境面でのメリットが薄れます。再エネ電力の安定供給体制の整備も同時に求められます。

自動車メーカーとしての転換点

トヨタにとって、水電解装置の量産は単なる新規事業ではありません。自動車の電動化が進むなかで、燃料電池技術を水素製造という上流工程に展開することで、水素バリューチェーン全体への関与を深める戦略的な一手です。

今後、量産開始の2029年に向けて、コスト目標の達成や販売先の確保、海外パートナーとの連携強化など、具体的な事業化のステップが注目されます。

まとめ

トヨタ自動車と千代田化工建設による水電解装置の量産計画は、日本の水素エネルギー戦略において重要なマイルストーンです。燃料電池車で培った技術を水素製造に転用するという発想は、トヨタの技術蓄積が新たな分野で価値を発揮する好例といえます。

中東情勢の不安定化でエネルギー安全保障への関心が高まる今、国産の水素製造技術の確立は一層の重要性を帯びています。2029年の量産開始に向けた両社の取り組みが、日本のエネルギー転換を加速させるか注目です。

参考資料:

• 千代田化工とトヨタ 大規模水電解システムを共同開発 - トヨタ公式
• トヨタ、水素製造装置を2029年度に量産開始へ - Car Watch
• 水素社会実現のために！「大規模水電解装置」トヨタ×千代田化工建設の取り組み - Motor-Fan
• Toyota and Chiyoda to mass produce compact electrolyser systems - H2 View
• H2 & FC EXPO 水素燃料電池展 公式サイト