水素コストの予測に用いられる学習曲線は、コスト低下を電解装置の導入容量の倍増だけに結び付けると、必要以上に楽観的に見える。電解装置は工場で製造されるが、水素プラントは統合された産業プロジェクトとして建設され、学習とコストの大部分はスタック工場の外側に存在する。
「経験曲線」は、累積容量が倍増するたびに、類似したユニットの製造と設置が同じように追加で行われると仮定している。この仮定が成り立つ場合、過去のコスト低下率を利用して、今後の倍増後に何が起こるかを外挿できる。しかし、電解装置分野ではこの仮定は弱くなる。容量の増加は、同じ数のユニットを繰り返すことではなく、より大きなスタックの製造、共通設備の拡張、より大規模な施設の建設によって部分的に生じる可能性があるためだ。
生の数値は複数の学習メカニズムを隠している
この記事は、2025年に発表された電解装置プロジェクトに関する欧州の研究に基づいている。この研究は、2005年まで遡るプロジェクトの容量と設備投資額のデータを収集した。未調整のデータでは、すべてのプロジェクトで累積導入容量が倍増するたびにコストが23.3%低下し、プロトン交換膜（PEM）電解プロジェクトでは32.1%、アルカリ電解では22.9%低下した。
これらの率は、太陽光発電システムや電池における強力な過去の学習曲線に近いように見える。しかし、推定されたプロジェクト規模の経済に基づいてコストを正規化すると、状況は変わる。その場合、低下率は全プロジェクトで13.3%、PEM技術で17.6%、アルカリ技術で7.3%となり、アルカリ技術について残る関係は統計的に有意ではなくなった。これはコストが低下していないという意味ではない。生の曲線が、規模の経済や実証プロジェクトから産業施設への移行など、複数の効果を同時に「学習」に帰属させていたということだ。
導入容量は必ずしも製造上の反復を測る良い指標ではない
分析は、問題を示す計算例を提示している。電解の累積容量が5ギガワットから50ギガワットに増加した場合、これは容量が3.32回倍増したことに相当する。スタックの平均規模が1メガワットのままであれば、完成したスタックの数は5,000基から50,000基へ増加し、ユニット数もほぼ同じペースで倍増する。
しかし、同じ期間にスタックの平均規模が1メガワットから5メガワットへ増加した場合、50ギガワットの容量に必要なスタックは約10,000基にすぎない。導入容量は10倍に増加している一方、スタック数は1回しか倍増していないことになる。したがって、ギガワット単位のデータは、最終設備レベルで実際に行われた反復よりも大きな製造経験があるように示してしまう。
また、スタック数自体も完全な指標ではない。より大きなスタックには、反復して使用されるセル、膜、プレート、電極面積が含まれ、それぞれに固有の学習経路がある。材料の改善や電流密度の向上によって、材料量を比例して増やさずに生産量を増やすこともできる。しかし基本的な点は、設備規模の急速な拡大が、データ上の各「倍増」の意味を変えるということだ。
スタックはプラントコストの限られた部分にすぎない
2025年に国際エネルギー機関（IEA）が発表した電解装置のコスト内訳によれば、スタックは設置された設備投資額の約15%から20%にすぎない。「プラント・バランス」は約25%から30%を占め、パワーエレクトロニクス、配管、圧縮機、ガス処理を含む。エンジニアリング、調達、建設、予備費はコストの半分を超える場合がある。
したがって、資本支出の20%を占める部品のコストが20%低下しても、他の部品で見込まれる改善を考慮する前の段階で、統合プロジェクトのコスト低下は約4%にすぎない。圧縮機、変圧器、土木工事、電気接続、建設は、スタック工場固有の学習率を自動的に受け継ぐわけではなく、それぞれ異なる規模の経済と生産性曲線を持つ。
このニュースが重要なのはなぜか
この記事は、電解装置プロジェクトが初代の施設のコスト水準にとどまると結論付けているわけではない。スタックの設計や材料は改善される可能性があり、エンジニアリング・調達・建設企業はプラントのレイアウトを標準化できる。また、建設を繰り返すことで、初期プロジェクトのミスを減らせる可能性もある。しかし、これらすべてのメカニズムを一つの学習率にまとめ、それを2035年または2050年まで機械的に倍増させると、将来の低下を過大評価する可能性がある。
また、資本設備のコストは水素の最終価格ではない。電力は中心的な運用コストであり、風力や太陽光から得られる安価な電力は断続的である可能性がある一方、資本設備には高い稼働率が必要となる。生産後には、圧縮、貯蔵、流通のコストが加わり、それぞれが独立したインフラ経済性を持つ。
certi.newsによる編集上の読み方は、擁護可能な予測には、製造の改善、電気化学的性能、スタック規模を、プラントの規模の経済やエンジニアリング・建設の反復から切り離し、さらにそれらすべてを電力、稼働率、資金調達、物流から切り離す必要があるというものだ。提示されたデータに基づけば、水素はおそらく最初のプロジェクトのコストより安くなるだろう。しかし、電解装置の世界の容量が倍増することだけでは、急激かつ持続的な低下曲線を証明するには不十分だ。実務上の問題は、完全なシステムのコストと、その費用を負担することを正当化できる用途が何かという点にある。