米国の水素政策

燃料電池の原理は1838年にクリスティアン・フリードリヒ・シェーンバインによって発見され、最初の燃料電池は1839年にウィリアム・ロバート・グローブ卿によって製作されました。当時作られた燃料電池は、今日のリン酸燃料電池に最もよく似ています。^{[ 1 ]}現在、水素燃料電池のほとんどはプロトン交換膜（PEM）型です。PEMは、水素と酸素の電気化学反応中に放出される化学エネルギーを電気エネルギーに変換します。1990年の水素研究・開発・実証法と1992年のエネルギー政策法は、大規模な水素の実証、開発、研究プログラムを求める最初の国家立法条項でした。5年間のプログラムが実施され、再生可能エネルギー源からの水素製造と、水素を輸送するための既存の天然ガスパイプラインの実現可能性が調査されました。また、電気自動車用の水素貯蔵システムの研究と、電気自動車の動力源として適した燃料電池の開発も求められました。 ^{[ 2 ]}

水素はエネルギーキャリアであり、必要に応じてエネルギーを貯蔵および供給するために使用できます。燃料電池で使用される場合、水素原子は正に帯電した水素イオンと負に帯電した電子に解離し、電子は電気負荷に送られます。燃料電池は、バッテリーとほぼ同じ方法で、あらゆるものに電力を供給するために使用できます。米国エネルギー省によると、「最終的には、水素は主要なエネルギーキャリアとして電気と並び、輸送、中央および分散型電力、携帯用電力、建物や産業プロセス向けの熱電併給など、経済におけるあらゆる最終エネルギー需要を満たすようになるでしょう。」^{[ 3 ]}

ジョージ・W・ブッシュ政権は、運輸部門における水素燃料電池技術の開発に大きな関心を示しました。この関心は主に、米国が外国産石油への依存度を減らし、運輸部門の環境負荷を軽減したいという願望から生じました。燃料電池技術を推進するイニシアチブは、ブッシュ元大統領が2003年の一般教書演説で発表しました。ブッシュ元大統領は次のように述べています。「新たな国家的な取り組みにより、科学者や技術者は障害を克服し、今日生まれた子供が初めて運転する車が水素で動き、汚染のない車となるでしょう。大気を大幅に浄化し、我が国が外国のエネルギー源への依存度を大幅に減らすためのこの重要なイノベーションに、ぜひご参加ください。」^{[ 14 ]}

この新たな国家的な取り組みとともに、水素技術の研究、開発、実証の未来を描き始めるために水素態勢計画が作成されました。^{[ 15 ]}研究、開発、実証を加速するために、ブッシュ前大統領は12 億ドルの予算を計上する計画を発表しました。

2009年5月11日、バラク・オバマ大統領は、燃料電池車の技術開発と商業化を急速に進めようとするブッシュ政権の試みに対し、事実上資金を削減した。この予算の削減により 、年間1億ドルの節約になったと言われている。エネルギー省のスティーブン・チュー長官は、燃料電池車の導入に必要な技術と改良は、10年から15年の研究開発の後でも商業的に準備が整ったり経済的に実現可能になったりする可能性は低いと述べた。^{[ 16 ]}エネルギー省の水素プログラムでは、公的な水素研究開発資金のより詳細な表が提供されている。^{[ 17 ]}

H賞

この条項は、2005 年エネルギー政策法を改正し、新たな小節を追加するものです。長官は、水素エネルギー技術の研究、開発、実証、および商業的応用を促進するために、競争的に賞金を授与するプログラムを実施することが義務付けられています。賞金コンテストは、個人、大学、中小企業、大企業を惹きつけるために広く宣伝され、連邦官報での告知を含める必要があります。プロジェクトが遵守しなければならないカテゴリーは次のとおりです。(1) 水素の製造、貯蔵、流通、利用に関連する技術、コンポーネント、またはシステムの進歩。(2) 特定の距離や地形でのレースの完了、または特定の効率レベルでのエネルギー生成など、客観的な性能基準を最もよく満たすか、または上回る水素動力車両またはその他の水素ベース製品のプロトタイプ。(3) 最小限の炭素排出量を含む広範な客観的基準を満たすか、または上回る水素の流通または製造のための技術の変革的な変化。これには、受賞技術の最終的な市場での成功を促進するように設計されたコスト基準が含まれる場合があります。^{[ 20 ]}

水素施設の許可に関する記事（2011年7月19日、Wayback Machineにアーカイブ済み）

• 米国機械学会（ASME）：プロセス配管
• ASME：ガス輸送および配給システム
• 圧縮ガス協会（CGA）：消費者向け水素配管システムの規格
• CGA：換気システム
• CGA：圧縮ガス容器の取り扱い
• 国際防火基準（IFC）
• 国際燃料ガス規格（IFGC）
• 全米防火協会（NFPA）：自動車燃料供給施設および修理工場
• NFPA：車両燃料システム規格
• 自動車技術者協会（SAE）：圧縮水素地上車両燃料補給接続装置^{[ 21 ]}

• 米国規格協会（ANSI）：定置型燃料電池発電システム
• 国際建築基準協議会（ICC）：国際建築基準
• ICC：国際防火基準
• ICC：国際燃料ガスコード
• NFPA：携帯型および固定型容器、シリンダー、タンクにおける圧縮ガスおよび極低温流体の保管、使用、取り扱いに関する規格
• NFPA: 定置型燃料電池発電システムの設置に関する規格^{[ 22 ]}

輸送部門における水素に関する連邦政府の奨励策や法律は数多く存在します。これらは代替燃料・先進車両データセンターに掲載されており、それぞれの簡単な説明と関連法規へのアクセスに必要な参照番号が記載されています。以下の表は、様々な水素技術に関する複数の連邦法規、法令、規則に直接リンクしています。

いくつかの州では、水素定置型発電技術を支援するインフラ開発を促進することを目的とした税制優遇措置や法人所得税控除の規定を定めたエネルギー法があります。さらに、定置型水素電源から生産される電力の量に基づいて法人所得税控除を提供する生産税額控除もあります。定置型水素燃料電池設備に関するインセンティブ、税額控除、助成金、RPS、相互接続基準、イニシアチブ、パートナーシップを含むすべての州の政策は、FuellCells.orgが作成した州燃料電池および水素データベースで確認できます。FuelCells.org では、2010 年の燃料電池と水素に関する燃料電池政策活動のまとめも提供しています。このまとめには、2010 年の法律と政策のみが含まれています。定置型水素発電に関連するインセンティブと政策のいくつかは、以下で説明します。^{[ 23 ]}

コロラド州：再生可能エネルギー基準が引き上げられました。この新しい法案は、コロラド州の再生可能エネルギー導入基準の割合を引き上げ、2020年までに再生可能エネルギーによる発電比率を30%にすることを目標としています。対象となるエネルギー資源から得られる水素を使用する燃料電池は、対象となる発電技術です。

コロンビア特別区： ネットメータリングの上限が引き上げられました。再生可能エネルギー源、コージェネレーション、燃料電池、マイクロタービンを利用したシステムを持つ住宅用または商業用顧客は、最大1メガワットまでのネットメータリングが可能になります（従来は100キロワット）。

メリーランド州：燃料電池がネットメータリングの対象となる設備として追加されました。2010年5月に可決された下院法案821号により、燃料電池がネットエネルギーメータリングの対象となる顧客発電設備のリストに追加されました。システム規模は2メガワットに制限されています。

ニューヨーク：再生可能エネルギーポートフォリオ基準：燃料電池プロジェクトへのインセンティブ。ニューヨーク州公益事業委員会（NYPSC）は、燃料電池を用いた大規模プロジェクトを顧客敷地内で実施することを奨励するため、3,000万ドルのインセンティブを用意した。このインセンティブは原則として、顧客の電力負荷を超えない設置容量に対してのみ適用される。インセンティブの総額は、25kW未満のシステムでは5万ドル 、それ以上のシステムでは100万ドルを上限とする。

ネットメータリングと相互接続の基準が更新されました。ニューヨーク州公益事業委員会（NYPSC）は、住宅所有者が余剰電力を電力会社に売電できるようにする住宅用マイクロCHP（コージェネレーションシステム）および燃料電池発電システムの設置を促進するため、ニューヨーク州の6つの投資家所有電力会社の料金申請を承認しました。ニューヨーク州のネットメータリング規則では、住宅用燃料電池およびCHPの設置は それぞれ最大10kWまで認められています。

オクラホマ州：再生可能エネルギー目標を設定。オクラホマ州は、州内の電力会社に対し、2015年までに総発電設備容量の15％を再生可能エネルギー源から供給するという目標を設定した。対象となる再生可能エネルギー源には、風力、太陽光、水力、水素などが含まれる。

ウェストバージニア州：ネットメータリング基準が導入されました。ネットメータリングは、すべての小売電力顧客が利用できます。システム容量の制限は、顧客の種類と電力会社の種類によって異なります。水素を含む代替エネルギー源を使用して発電するシステムも認められています。

連邦政府は定置型および移動型水素アプリケーションの両方についていくつかの水素政策を実施していますが、各州も独自のインセンティブと法律を設けています。州ごとのインセンティブ、法律、規制を一覧にしたデータベースは、米国エネルギー省の代替燃料および先進車両データセンターのウェブサイトで見つけることができます。このウェブサイトでは、さまざまな法律と、それらの法律を有効とする法律の法令番号を提供しています。以下の表は、輸送部門における水素燃料に関する州のインセンティブ、法律、規制を州ごとに一覧にしたものです。リンクをクリックすると、法律を成文化した実際の州法にアクセスできます。^{[ 24 ]}

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米国連邦政府は、水素を含む代替燃料を促進するためのいくつかのプログラムを創設しました。米国エネルギー省のプログラムと進捗状況の一例は、2022年の議会証言で示されました。^{[ 26 ]}

米国エネルギー省は、「運輸部門における石油の使用を削減する慣行を採用する地方の取り組みを支援することにより、米国のエネルギー、経済、環境の安全保障を推進する」ためにクリーンシティーズを設立しました。クリーンシティーズは、代替燃料、先進車両、燃料混合、ハイブリッド車、アイドリング削減を促進する官民連携を構築する80以上の事務所のネットワークを通じてこれらの任務を遂行しています。また、資金調達の機会に関する情報を提供したり、技術支援プロジェクトを調整したり、エネルギーデータベースを更新および維持したり、ファクトシート、ニュースレター、および関連する技術および情報資料を発行したりしています。^{[ 27 ]}

州エネルギープログラム（SEP）は、再生可能エネルギーおよびエネルギー効率化プログラムの設計、開発、実施を支援するために州に助成金を提供します。各州のエネルギー局はSEPの資金を受け取り、SEPの資金提供を受けたすべてのプロジェクトを管理します。プロジェクトの説明を含むSEPの詳細については、SEPのウェブサイトをご覧ください。^{[ 28 ]}

Clean Ports USAは、港湾当局が古いディーゼルエンジンを新しい技術とよりクリーンな燃料に再設計および交換することを奨励することで排出量を削減することを目的としたインセンティブベースのプログラムです。米国環境保護庁のNational Clean Diesel Campaignは、港湾当局がよりクリーンなディーゼル技術の導入を妨げる障害を克服できるよう資金を提供しています。^{[ 29 ]}

Clean Construction USAは、建設機械や車両からのディーゼル排気ガスの削減を推進しています。彼らは、適切な操作とメンテナンス、排出削減技術の使用、よりクリーンな燃料の使用を促進することによってこれを実現しています。これは、米国環境保護庁の国家クリーンディーゼルキャンペーンの一部であり、クリーンディーゼル建設機械プロジェクトへの資金提供を支援しています。^{[ 30 ]}

Clean Agriculture USAは、農家、牧場主、農業関連企業による適切な操作とメンテナンスを促進することで、農業機械や車両からのディーゼル排気ガスの削減を推進しています。また、National Clean Diesel Campaignにも参加しています。^{[ 31 ]}

大気汚染対策プログラムは、州および地方自治体が大気汚染の予防と対策のための適切なプログラムを計画、開発、確立、改善、維持するのを支援します。計画では、代替燃料、車両整備、走行距離を削減するための交通手段の選択などが重視されます。対象となる申請者は、プロジェクト費用の最大60%の資金援助を受けることができます。大気汚染対策計画および対策プログラムを支援するための助成金制度を創設した法律は、米国法典第42編第7405条です。

公園および公有地における代替交通プログラムは、公園および公有地における公共交通プロジェクトを支援するための資金を提供します。その目的は、自然、歴史、文化資源の保全、交通渋滞と大気汚染の軽減です。連邦取引委員会（FTC）は、内務省および森林局と連携しながら、このプログラムを運営しています。対象となるプロジェクトには、クリーン燃料シャトル車両などの代替交通システムの設備投資および計画費用が含まれます。このプログラムを創設した法律は、米国法典第49編第5320条です。

NFCBPの目的は、競争的な助成金交付プロセスを通じて資金を提供することで、商業的に実現可能な燃料電池バス技術および関連インフラの開発を支援することです。水素および燃料電池公共交通機関の運営に関連するプロジェクトを含む、先進的な交通プロジェクトを少なくとも5年間管理してきた実績のある団体が選考対象となります。このプログラムを創設した法律は、米国法典第49編第5309条です。

CMAQプログラムは、州運輸局（DOTS）、地方自治体の計画機関、および交通機関に対し、交通関連の排出量を削減するための大気質維持に関するプロジェクトやプログラムへの資金提供を行っています。対象となる活動には、交通の流れの改善、アイドリング削減装置、代替燃料インフラの開発などが含まれます。このプログラムを創設した法律は、米国法典第23編第149条です。

クリーン燃料助成プログラムは、助成金を通じて国家大気質基準の達成または維持を支援します。このプログラムは、公共交通機関の車両群における低排出ガス車の使用を支援することで、先進的なバス技術の導入を加速させます。代替燃料ステーションの建設、クリーン燃料車に対応するための車庫施設の改修、バイオディーゼルの使用支援などを支援します。詳細については、クリーン燃料助成プログラムのファクトシートをご覧ください。参照：49 US Code 5308 は、このプログラムを創設した法律です。^{[ 32 ]}

温室効果ガスとエネルギー削減のための公共交通投資（TIGGER）プログラムは、公共交通機関と協力して、公共交通機関の運行からの温室効果ガス排出量とエネルギー使用量を削減するための戦略を策定します。対象となるプロジェクトには、エネルギー貯蔵、回生ブレーキ、燃料電池、タービンなどの車載エネルギー管理が含まれます。^{[ 33 ]}

水素に対する一般の理解は、自動車用途だけでなく、携帯型および定置型用途における現在および将来の政策立案に大きな影響を与えるでしょう。水素に対する一般の人々の現在の認識と理解を分析するために、数多くの研究が行われてきました。ほとんどのエネルギー生産技術には、一般の人々による肯定的および否定的なイメージと理解の仕方が伴います。例えば、原子力発電所のメルトダウンによる環境への影響を認識している人々は、原子力発電を否定的なものとみなすかもしれません。逆に、化石燃料を動力源とする発電所を1基減らすことで二酸化炭素排出量が削減されることを認識している人々は、原子力発電を肯定的なものと捉えるかもしれません。科学的理解と、既存の知識に基づいた共通の社会的テーマの組み合わせは、将来の水素政策に大きな影響を与えるでしょう。

水素に対する一般市民の認識と受容度については、数多くの研究が行われてきました。サルフォード大学の社会・文化・公共政策研究所は、様々な調査に基づく研究を評価し、これらの調査結果について批判的な分析を行いました。記事では、一般市民の認識は、水素に関する知識が全体的に不足しているか、誤った情報に基づいていることが強調されています。ミリアム・リッチ博士は記事の中で、「水素の用途だけでなく、水素サプライチェーン全体に関する事実に基づいた情報を提供し、それが市民の生活に及ぼす可能性のある影響を明らかにすることが、必要な第一歩である」と述べています。他の多くの研究者も到達したこの結論は、2005年エネルギー政策法第808条に規定されている水素実証および広報活動への資金配分を通じて、現在の米国水素政策に反映されています。

サルフォード大学の社会文化公共政策研究所が提起したもう一つの懸念は、政府の規制委員会に対する国民の不信感である。マンチェスター大学マンチェスター建築研究センター（MARC）のフィオングアラ・シェリー＝ブレナンが実施した自由連想に基づく調査では、風力水素発電システムの本拠地であるシェトランド諸島のアンスト島の住民に、水素について考えるときに思い浮かぶ言葉を説明するように求められた。調査の結果、水素の特性に関する詳細はほとんど知られておらず、調査対象者の9.1％が「水素」という言葉を「爆弾」と関連付け、0.6％が「安全」という言葉と関連付けているという結論に至った。しかし、島での水素の使用に関する安全上の懸念はほとんどなかった。水素経済の可能性に関しては、対処する必要のある安全上の懸念があり、そのいくつかは、この記事で前述したように、燃料補給ステーションと水素製造ステーションに関する現在の政策と規制に影響を与えている。