アルストムは最近、Regiolis H2水素列車の認証手続きを開始しました。自社製品ラインにおける3番目の水素駆動モデルであり、今年末までにフランスで運行開始が予定されています。航続距離は600kmで、Coradia Stream H（660km）よりやや短く、Coradia iLint（800km）と比べると大幅に短いです。しかし、そのハイブリッドシステムには追加的な利点があります。すなわち、架線からの給電が可能な区間では、電力供給を受けながら運行できるのです。したがって、このプロジェクトはハイブリッド型インフラルート向けの柔軟な解決策として位置づけられています。
しかし、アルストムの水素列車実験は再び問題に直面している。ドイツの運行会社は、代替の燃料電池を調達できなかったため、再びディーゼル機関車の運行を再開している。ニーダーザクセン州が購入した14両のコラディアiLint列車のうち、現在運行されているのは4両のみである。一見すると単なるサプライチェーンの問題のように思えるが、根本原因はより深層にある。これは水素エネルギーが輸送部門において抱える欠点を露呈するだけでなく、構造的な素材調達の制約も明らかにしており、その実現可能性はますます不透明になっている。
水素モビリティにおけるフラッグシッププロジェクトとして一時は注目されたCoradia iLintは、カミンズが供給する燃料電池を採用しており、カナダおよび欧州では同社のHydrogenics技術が活用されています。各列車には出力約200kWのモジュールが2基搭載されています。このような規模の燃料電池の場合、鉄道運行における耐久性要件を満たすために、1kWあたり0.4〜0.6グラムの白金が必要とされます。つまり、各列車には約0.2kgの白金が必要です。現在の価格で換算するとこれは約8,700ドルに相当し、燃料電池コストの5％を占めます。この割合自体は小さく見えますが、世界の白金生産量の観点から見ると、この問題は非常に顕著になります。
白金はプロトン交換膜（PEM）燃料電池において不可欠です。PEM燃料電池の中心部は白金でコーティングされた膜であり、白金は触媒として機能します。白金は水素分子をプロトンと電子に分解し、プロトンが膜を通って通過するのを許可しながら、電子を外部回路に流して電気を発生させます。その後、膜の反対側で酸素とプロトンおよび電子が結合して水を生成するという遅い反応を促進します。これらの二つの反応は燃料電池の動作にとって基本的であり、白金の特異な表面化学特性によってそれらの反応が実用的な速度で、かつ必要な耐久性を持って進行します。白金がなければ、燃料電池は効率的に動作しないか、急速に劣化してしまうため、水素燃料電池はこの希少で価格変動の大きい金属に深く依存しているのです。
世界の年間白金生産量は約250〜280トンです。そのうち約3分の1は自動車用触媒（主にディーゼル車）に、4分の1はジュエリーに、5分の1強は石油精製・化学工業用の工業触媒に使用され、少量がガラスおよび電子機器分野で使われています。一方で、燃料電池と電解装置での消費量は年間1〜2トン程度であり、全体需要の1%未満を占めるに留まっています。
白金の供給は依然としてタイトな状態が続いています。南アフリカは採掘された白金の約70%を供給していますが、現地の鉱業は停電、洪水、ストライキ、政治的なボトルネックなどの問題に悩まされています。リサイクル量は最小限にとどまっており、ここ10年間で最も低い水準にあり、年間約31トンの供給不足が生じています。白金価格は11年ぶりの高値に達し、リース金利も急騰しています。リサイクルによる緩和効果はわずかです。リサイクルされた白金の多くは寿命を迎えた車両の触媒コンバーターから回収されますが、燃料電池などに使用された白金の回収率は、その微細な分布状態、汚染、または経済性の低さにより、低いままとなっています。
白金の競争において、水素燃料電池は最も不利な立場にある。自動車メーカーは排出基準を満たすために白金の購入に惜しみなく費用をかける。製油所は白金触媒なしでは運転できず、極めて高い停止費用を余儀なくされる。特殊ガラスや電子機器の製造業者は高温用白金ツールに代わる素材を持っていない。価格高騰に伴って唯一減少する可能性があるのは宝飾品消費であり、これにより僅かな供給の余裕が生まれる程度である。一方で、水素燃料電池は需要が限られており、コストに敏感な顧客が多い。
水素エネルギーはすでに、輸送分野においてバッテリーと比較してエネルギー効率が低く、運用およびインフラコストが高く、市場競争力も弱いという課題を抱えています。これに加え、白金供給の制約が問題をさらに悪化させています。燃料電池の容量が1メガワット増えるごとに、貴重な白金の消費量が増加しますが、他の産業が水素分野よりも一貫して高い価格でこの資源を獲得しています。水素モビリティの大規模な開発は、この代替不可能で供給が限られ、長期的に希少性が高い原材料への依存をさらに深めるだけで、見通しは芳しくありません。
EN
