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水素経済とは、温室効果ガスの排出を削減するために、低炭素電力と並んで水素が果たす役割を総称する用語です。その目的は、より安価でエネルギー効率の高いクリーンな解決策が利用できない場所での排出削減です。[2]この文脈では、水素経済には、化石燃料の段階的廃止と気候変動の抑制に貢献する方法での水素の製造と水素の使用が含まれます。
水素はいくつかの方法で生産できます。今日生産されている水素のほとんどは、天然ガスから水蒸気メタン改質法（SMR）で作られるグレー水素です。このプロセスは、2021年に世界の温室効果ガス排出量の1.8％を占めました。 [3]炭素回収・貯留を伴うSMRを使用して製造される低炭素水素（ブルー水素）または再生可能電力を使用した水の電気分解によって製造される低炭素水素（グリーン水素）は、生産量の1％未満を占めています。[4]毎年生産される1億トン[5]の水素のほぼすべては、石油精製（2021年には43％）と産業（57％）で使用され、主に肥料用のアンモニアとメタノールの製造に使用されています。[6] ：18、22、29
地球温暖化を抑制するため、将来の水素経済ではグレー水素を低炭素水素に置き換えることが一般的に想定されている。2024年の時点で、グレー水素を段階的に廃止するのに十分な低炭素水素がいつ生産されるかは不明である。[7]将来の最終用途は、重工業（例：電力と並行した高温プロセス、グリーンアンモニアや有機化学物質の製造原料、製鉄用石炭由来コークスの代替品）、長距離輸送（例：船舶、および程度は低いが水素動力航空機や大型貨物車）、および長期エネルギー貯蔵である可能性がある。[8] [9]小型車両や建物の暖房などの他の用途は、主に経済的および環境的理由から、将来の水素経済の一部ではなくなった。[10] [11]水素は貯蔵、パイプラインでの輸送、および使用が困難である。爆発性が高いため安全上の懸念があり、電気を直接使用するのに比べて非効率的である。低炭素水素は比較的少量しか入手できないため、脱炭素化が難しい用途に使用すれば気候へのメリットを最大化できる。[11]
2023年時点では、肥料用のアンモニア製造[アップデート]など、現在水素が使用されているいくつかの化学プロセスにおいて、水素に代わる実際の代替品はありません。[12]低炭素水素およびゼロ炭素水素のコストは、化学原料、長距離航空および海運、長期エネルギー貯蔵での使用度に影響を与える可能性があります。低炭素水素およびゼロ炭素水素の生産コストは変化しています。将来のコストは、炭素税、エネルギーの地理と地政学、エネルギー価格、技術の選択、およびそれらの原材料要件によって影響を受ける可能性があります。時間の経過とともに、グリーン水素の生産コストが最も大幅に削減される可能性があります。[13] 米国エネルギー省の水素ホットショットイニシアチブは、2030年代にグリーン水素のコストを1キログラムあたり1ドルに引き下げることを目指しています。[14]
歴史と目的
起源
水素を主なエネルギー貯蔵手段として使用する社会の概念は、遺伝学者JBS ハルデンによって 1923 年に理論化されました。イギリスの発電用石炭埋蔵量が枯渇することを予想したハルデンは、再生可能エネルギーの変動出力に対処するために、電気分解によって水素と酸素を生成し、長期エネルギー貯蔵するための風力タービンのネットワークを提案しました。[15]「水素経済」という用語は、 1970 年にゼネラルモーターズ(GM) テクニカルセンターで行った講演でジョン・ボックリスによって造られました。 [16]ボックリスは、原子力と太陽光発電に支えられた水素が、電化が適さない最終用途のエネルギーキャリアとして機能することで、化石燃料の枯渇と環境汚染に関する高まる懸念に対処するのに役立つ経済であると見なしました。[2] [17]
水素経済は、炭化水素燃料の使用によって大気中に炭素（二酸化炭素、一酸化炭素、未燃焼炭化水素など）が放出されるという悪影響を解決するために、ミシガン大学によって提案されました。水素経済に対する現代の関心は、ミシガン大学のローレンス・W・ジョーンズによる1970年の技術レポートに遡ることができます。 [18]その中でジョーンズは、エネルギー安全保障と環境問題に取り組むというボクリスの二重の理論を繰り返しました。ハルデインやボクリスとは異なり、ジョーンズは電気分解のエネルギー源としての原子力にのみ焦点を当て、主に輸送における水素の使用に焦点を当て、航空輸送と重量物輸送を最優先事項と見なしました。[19]
その後の進化
2000年代に水素経済の概念への注目が急上昇したが、一部の批評家や代替技術の支持者からは誇大広告であると繰り返し評され、[21] [22] [23] 、投資家はバブルでお金を失った。[24]エネルギーキャリアへの関心は2010年代に再燃し、特に2017年に世界水素協議会が結成された。いくつかのメーカーが水素燃料電池車を商業的にリリースし、トヨタ、ヒュンダイなどのメーカーや中国の業界団体は、今後10年間で車の数を数十万台に増やす計画を立てていた。[25] [26]
自動車における水素の役割の世界的な範囲は、以前の予想に比べて縮小しています。[27] [28] 2022年末までに、世界中で70,200台の水素自動車が販売されましたが、[29]プラグイン電気自動車は2,600万台です。[30]
2020年代初頭の水素経済への取り組みは、以前の視点と同様に、電気と水素の補完性と、水素製造の主力としての電気分解の使用に重点を置いています。[8]彼らは、地球温暖化を1.5℃に抑える必要性に焦点を当て、重工業（例：電力と並行した高温プロセス、[31]グリーンアンモニアと有機化学物質の製造のための原料、 [8]製鉄用の石炭由来コークスの代替品として）、[32]長距離輸送（例：船舶、航空、およびそれほどではないが大型貨物車両）、および長期エネルギー貯蔵のためのグリーン水素の製造、輸送、使用を優先しています。[8] [9]
現在の水素市場
世界の水素生産量は2022年に1550億米ドルを超え、2030年まで毎年9％以上増加すると予想されています。[33]
2021年には、9400万トン（Mt）の分子状水素（H 2）が生産されました。[34]この総量のうち、約6分の1は石油化学産業プロセスの副産物です。[4]水素のほとんどは専用の生産施設から生産されており、その99％以上が化石燃料由来で、主に天然ガスの水蒸気改質（70％）と石炭ガス化（30％、そのほとんどが中国）によるものです。[4]専用の水素生産の1％未満が低炭素です：炭素回収・貯留を伴う水蒸気化石燃料改質、電気分解を使用して生成されたグリーン水素、およびバイオマスから生成された水素。[4] 2021年の生産によるCO 2排出量は915 MtCO 2で、[ 35]エネルギー関連のCO 2排出量の2.5％に相当し、世界の温室効果ガス排出量の1.8％に相当します。[3]
現在市場向けに生産されている水素のほぼすべては、石油精製（ 2021年には40 Mt H 2 ）と産業（54 MtH 2）で使用されています。 [6] ：18、22 石油精製では、水素は水素化分解と呼ばれるプロセスで使用され、重質の石油源を燃料として使用できる軽い留分に変換します。工業用途は主に、肥料を作るためのアンモニア生産（ 2021年には34 Mt H 2 ）、メタノール生産（15 Mt H 2 ）、直接還元鉄の製造（5 Mt H 2）で構成されています。[6] ：29
生産
水素ガスはいくつかの工業的方法で生産される。[37]現在、世界の水素供給量のほぼ全ては化石燃料から作られている。[38] [39] ：1 水素のほとんどは、水蒸気メタン改質によって作られるグレー水素である。このプロセスでは、天然ガスの主成分であるメタンと蒸気の化学反応から水素が生成される。このプロセスで1トンの水素を生産すると、6.6～9.3トンの二酸化炭素が排出される。[40]二酸化炭素回収・貯留を利用してこれらの排出物の大部分を除去できる製品は、ブルー水素と呼ばれる。[41]
グリーン水素は通常、水の電気分解によって再生可能電力から生成されると理解されています。 [42] [43]頻度は低いですが、グリーン水素の定義には、バイオマス などの他の低排出源から生成される水素が含まれます。 [44]グリーン水素の生産は現在、グレー水素の生産よりも高価であり、エネルギー変換効率は本質的に低いです。 [45]水素生産の他の方法には、バイオマスガス化、メタンの熱分解、地下水素の抽出などがあります。 [46] [47]
2023年時点では、専用水素生産のうち、低炭素水素、すなわちブルー水素、グリーン水素、バイオマスから生産される水素は1％未満です。[48]グリーンメタノール
グリーンメタノールは、二酸化炭素と水素（CO 2 + 3 H 2 → CH 3 OH + H 2 O）を圧力と熱で触媒と結合させて生成される液体燃料です。これは、炭素回収を再利用してリサイクルする方法です。メタノールは、液体状態で冷たさを保つために多くのエネルギーを使用する必要がある液体水素とアンモニアと比較して、標準的な屋外の温度と圧力で経済的に水素を貯蔵できます。[49] 2023年、ローラ・マースクはメタノール燃料で稼働する最初のコンテナ船でした。[50]中西部のエタノール工場は、アイオワ州、ミネソタ州、イリノイ州に豊富な風力と原子力エネルギーがあり、純粋な炭素回収と水素を組み合わせてグリーンメタノールを製造するのに適した場所です。[51] [52]メタノールは日光の下で目に見える炎がなく煙を出さず、エタノールは目に見える淡黄色の炎であるため、メタノールをエタノール と混合すると、メタノールをより安全に使用できる燃料になる可能性があります。[53] [54] [55] 70%の効率でグリーン水素を生産し、そこから70%の効率でメタノールを生産すると、エネルギー変換効率は49%になります。[56]
用途
水素は、燃料電池で電気を生産する方法と、燃焼して熱を発生させる方法の2つの異なる方法で燃料として利用できます。 [58]水素が燃料電池で消費されると、使用時に排出されるのは水蒸気だけです。[58]水素の燃焼は、有害な窒素酸化物の排出物の熱生成につながる可能性があります。[58]
業界
地球温暖化を抑制するという観点から、低炭素水素（特にグリーン水素）は産業の脱炭素化に重要な役割を果たすと考えられる。[59]水素燃料は、鉄鋼、セメント、ガラス、化学薬品の工業生産に必要な高熱を発生させることができるため、製鉄用の電気炉など他の技術と並んで産業の脱炭素化に貢献する。[31]しかし、アンモニアや有機化学物質をよりクリーンに生産するための工業原料の提供において、より大きな役割を果たすと考えられる。[59]例えば、製鉄においては、水素はクリーンなエネルギーキャリアとして機能する可能性があるほか、石炭由来のコークスに代わる低炭素触媒としても機能する可能性がある。[32]
温室効果ガスの排出を削減するために低炭素水素を使用する必要性は、さまざまな地域で適切な水素生産能力を持つ場所が物流インフラ、原材料の入手可能性、人的資本、技術資本と新しい形で相互作用することになるため、産業活動の地理を再形成する可能性があります。[59]
輸送
水素経済の概念に対する関心の多くは、水素自動車、特に飛行機に集中しています。[60] [61]水素自動車は、従来の自動車に比べて局所的な大気汚染を大幅に低減します。[62] 2050年までに、輸送に必要なエネルギーの20％から30％が水素と合成燃料で満たされる可能性があります。[63] [64] [65]
輸送の脱炭素化に使用される水素は、アンモニアやメタノールなどの水素由来の合成燃料や燃料電池技術の使用を通じて、船舶、航空、そしてそれほどではないが大型貨物車両で最大の用途が見込まれる。 [8]水素は長年燃料電池バス で使用されてきました。また、宇宙船の推進燃料としても使用されています。
国際エネルギー機関の2022年ネットゼロ排出シナリオ（NZE）では、2050年には鉄道エネルギー需要の2％を水素が占めると予測されており、その時点で鉄道旅行の90％が電化されると予想されている（現在の45％から増加）。鉄道における水素の役割は、電化が困難またはコストがかかることが判明した路線に重点が置かれる可能性が高い。[66] NZEは、 2050年には主に長距離重量貨物向けに、大型トラックのエネルギー需要の約30％を水素が満たすと予測している（バッテリー電力が約60％を占める）。[67]
水素は改造された内燃機関で使用できますが、燃料電池は電気化学的であるため、熱機関よりも効率に優れています。燃料電池は一般的な内燃機関よりも製造コストが高いだけでなく、内燃機関よりも純度の高い水素燃料を必要とします。[68]
乗用車を含む軽自動車分野では、2022年末までに燃料電池電気自動車が世界で7万200台販売されたのに対し、[29]プラグイン電気自動車は2600万台販売された。[30]電気自動車とそれに関連するバッテリー技術およびインフラの急速な普及により、自動車における水素の役割はごくわずかである。[27] [28]
エネルギーシステムのバランスと貯蔵
水の電気分解から得られるグリーン水素は、再生可能エネルギーの出力変動に対処する可能性を秘めています。グリーン水素を生産することで、再生可能エネルギーの出力が高い期間に再生可能エネルギーの電力抑制の必要性を減らすことができ、また、出力が低い期間に発電するために長期貯蔵することができます。 [69] [70]
アンモニア
エネルギーキャリアとしての気体水素の代替手段は、空気中の窒素と結合してアンモニアを生成することである。アンモニアは簡単に液化、輸送でき、クリーンで再生可能な燃料として（直接的または間接的に）使用することができる。[71] [72] エネルギーキャリアとしてのアンモニアの欠点としては、その高い毒性、N 2とH 2からのNH 3生成のエネルギー効率、およびNH 3からN 2への変換後に分解されていない微量のNH 3 によってPEM燃料電池が被毒することが挙げられる。
建物
天然ガス供給チェーン全体にわたる多数の業界団体（ガスネットワーク、ガスボイラー製造業者）は、住宅や商業ビルからのエネルギー関連のCO2排出量を削減するために、空間および給湯用の水素燃焼ボイラーと調理用の水素器具を推進している。[ 73] [74] [11]その提案は、パイプ式天然ガスの現在のエンドユーザーは、既存の天然ガスグリッドへの水素の転換と供給を待ってから、暖房器具と調理器具を交換でき、消費者が今何かをする必要はないというものである。[73] [74] [11]
商業的利益とは無関係に、建物の暖房用水素に関する32の研究をレビューしたところ、暖房や調理用水素の経済的および気候的利点は、地域暖房ネットワークの展開、暖房（主にヒートポンプによる）と調理の電化、太陽熱の利用、廃熱、および熱に対するエネルギー需要を削減するためのエネルギー効率対策の導入に比べて、概して非常に劣っていることが判明しました。[11]水素製造の非効率性により、暖房用の天然ガスの代わりにブルー水素を使用すると、3倍のメタンが必要になる可能性があります。一方、グリーン水素を使用すると、ヒートポンプの2～3倍の電力が必要になります。[11]電気ヒートポンプと水素ボイラーの使用を組み合わせたハイブリッドヒートポンプは、ピーク時の電力需要に対応するためにネットワークをアップグレードするとコストがかかる地域で、住宅暖房で役割を果たす可能性があります。[11]
建物の暖房に水素を広く使用すると、代替手段よりもエネルギーシステムのコスト、暖房コスト、環境への影響が高くなりますが、特定の状況や地域ではニッチな役割が適切である可能性があります。[11] 建物で水素を使用すると、脱炭素化が難しい産業や輸送の用途での水素のコストが上昇します。[11]
バイオSNG
2019年現在、サバティエ反応による炭素回収・貯留（BECCS）によるバイオエネルギーからの水素と二酸化炭素からの合成ガスの生産は[アップデート]技術的には可能であるものの、利用可能な持続可能なバイオエネルギーの量によって制限されています。[75]したがって、製造されたバイオSNGは航空バイオ燃料の生産のために確保される可能性があります。[76]
安全性
水素は、空気と混合すると爆発や火災を引き起こす可能性があり、酸素のない純粋な状態では窒息性となるなど、人体に対するさまざまな危険をはらんでいます。 [77]さらに、液体水素は極低温物質であり、非常に冷たい液体に伴う危険性（凍傷など）があります。[78]水素は多くの金属に溶解し、漏れ出すだけでなく、水素脆化などの悪影響を及ぼす可能性があり、[79]亀裂や爆発につながります。[80]
水素は、通常の空気と少量でも混合すると可燃性になります。水素と空気の体積比が4％程度でも発火する可能性があります。[81]さらに、水素の火は非常に高温であるにもかかわらず、ほとんど目に見えないため、誤って火傷を負う可能性があります。[82]
水素インフラ
水素インフラとは、水素パイプライン輸送、水素製造拠点、水素燃料の配送と販売のための水素ステーションのインフラであり、[83]燃料電池技術の商業化を成功させるための重要な前提条件です。[84]
水素インフラは、主に産業用水素パイプライン輸送と水素設備を備えた充填ステーションから構成されます。水素パイプラインの近くにない水素ステーションは、水素タンク、圧縮水素チューブトレーラー、液体水素トレーラー、液体水素タンクローリー、または専用のオンサイト生産を介して供給されます。
パイプラインは、他の選択肢と比較して、水素を長距離輸送する最も安価な方法です。大規模な石油精製所では、水素は原油から燃料を水素化分解するのに使用されるため、水素ガスの配管は日常的に行われています。IEAは、既存の工業港を生産に、既存の天然ガスパイプラインを輸送に使用し、国際協力と海運を行うことを推奨しています。[85]
韓国と日本[86]は、2019年時点では国際電力相互接続網を欠いているが、水素経済に投資している。[87] 2020年3月には、世界最大の水素製造施設を標榜する福島水素エネルギー研究フィールドが日本でオープンした。[88]敷地の大部分は太陽光発電パネルで占められており、送電網からの電力は水の電気分解による水素燃料の製造にも使用されている。[89]ストレージ
水素を貯蔵する方法はいくつかある。高圧低温を利用するなどの機械的な方法や、必要に応じて H 2 を放出する化合物を使用する方法などがある。さまざまな産業で大量の水素が生産されているが、そのほとんどは生産現場で消費されており、特にアンモニアの合成に多く使われている。長年、水素は圧縮ガスまたは極低温液体として貯蔵され、シリンダー、チューブ、極低温タンクで輸送され、産業で使用したり、宇宙計画で推進剤として使用したりしてきた。最大の課題は H 2の沸点が非常に低いことだ。H 2 の沸点はおよそ 20.268 K (-252.882 °C または -423.188 °F)である。このような低温を実現するには、多大なエネルギーを費やす必要がある。
分子状水素は、分子量 が低いこともあり、質量ベースでは非常に高いエネルギー密度を持っていますが、常温のガスとしては、体積ベースでは非常に低いエネルギー密度を持っています。車両に搭載して燃料として使用する場合、十分な走行距離を確保するために、純粋な水素ガスをエネルギー密度の高い形で貯蔵する必要があります。水素は最小の分子であるため、容器から簡単に逃げてしまいます。その実効的な 100 年地球温暖化係数(GWP100) は、11.6 ± 2.8 と推定されています。発電所
Xcel Energyは、中西部に天然ガスに30%の水素を混合できる複合サイクル発電所2基を建設する予定です。 [90]インターマウンテン発電所は、同じく30%の水素で稼働できる天然ガス/水素発電所に改造されており、2045年までに純水素で稼働する予定です。[91]
費用
経済において水素がより広く使用されるようになるには、その製造、貯蔵、配送および使用に対する投資とコストが必要となる。したがって、水素のコストの推定は複雑であり、エネルギー投入コスト（通常はガスと電気）、製造プラントと方法（グリーン水素またはブルー水素など）、使用技術（アルカリまたはプロトン交換膜電解装置など）、保管および配送方法、さまざまなコスト要素が時間の経過とともにどのように変化するかについての仮定が必要となる。[92] : 49–65 これらの要素は、水素の均等化コスト（LCOH）の計算に組み込まれている。次の表は、グレー水素、ブルー水素、グリーン水素の均等化コストの推定値の範囲を、H2 1kgあたりの米ドルで表したものである（他の通貨または単位で提供されたデータについては、当該年の米ドルへの平均為替レートを使用し、1kgのH2の発熱量を33.3kWhと仮定）。
市販の水素製造方法のコスト推定範囲は広く、2022年の時点では、グレー水素がCO2排出量に課税されずに生産するのの中で最も安く、ブルー水素とグリーン水素がそれに続きます。ブルー水素の生産コストは2050年までに大幅に下がるとは予想されておらず、[95] [92] : 28 天然ガス価格に応じて変動することが予想され、捕捉されていない排出物に対して炭素税が課される可能性があります。[92] : 79 電解装置のコストは2010年から2022年にかけて60%低下しましたが、[96]資本コストの上昇によりわずかに上昇しました。[24]そのコストは2030年と2050年までに大幅に低下すると予測されており、[99] : 26 再生可能発電のコスト低下とともにグリーン水素のコストも低下します。[100] [92] : 28 グリーン水素を製造するには、そうでなければ削減される余剰の再生可能電力を使用するのが最も安価であり、これは低い電力レベルや変動する電力レベルに対応できる電解装置に有利である。[99] : 5
2022年のゴールドマン・サックスの分析では、世界的にグリーン水素は2030年までにグレー水素とコストが同等になると予想されているが、グレー水素に世界的な炭素税が課されればそれより早く達成されるだろう。[13]エネルギー単位あたりのコストで見ると、ブルー水素とグレー水素は常にその生産に使用される化石燃料よりもコストが高く、グリーン水素は常にその製造に使用される再生可能電力よりもコストが高い。
クリーン水素生産に対する補助金は、インドよりも米国とEUの方がはるかに高い。[101]
事例とパイロットプログラム
輸送を目的とした水素の配布は世界中でテストされており、特に米国（カリフォルニア州、マサチューセッツ州）、カナダ、日本、EU（ポルトガル、ノルウェー、デンマーク、ドイツ）、アイスランドでテストされています。
各国にすでに大規模な天然ガスインフラが整備され、国民が利用しているかどうかは、その国に存在する天然ガス自動車の数から判断できる。天然ガス自動車の台数が最も多い国は以下の通り（多い順）：[102] イラン、中国、パキスタン、アルゼンチン、インド、ブラジル、イタリア、コロンビア、タイ、ウズベキスタン、ボリビア、アルメニア、バングラデシュ、エジプト、ペルー、ウクライナ、アメリカ合衆国。天然ガス自動車は水素で走るように改造することもできる。
また、いくつかの民家では、水素や天然ガス、LPGなどの燃料で稼働する燃料電池マイクロCHPプラントが見られます。[103] [104]
オーストラリア
西オーストラリア州の計画・インフラ省は、パースで実施している持続可能な交通エネルギーのための燃料電池バス試験の一環として、ダイムラークライスラー・シターロ燃料電池バス3台を運行した。[105]バスはパストランジットによってトランスパースの定期公共バス路線で運行された。試験は2004年9月に始まり、2007年9月に終了した。バスの燃料電池はプロトン交換膜システムを使用し、パース南部のクィナナにあるBP製油所から原料水素を供給された。水素は製油所の工業プロセスの副産物である。バスはパース北部郊外のマラガにあるステーションで燃料補給された。
2021年10月、クイーンズランド州首相アナスタシア・パラシュチュク氏とアンドリュー・フォレスト氏は、クイーンズランド州に世界最大の水素プラントを建設すると発表した。[106]
オーストラリアでは、オーストラリア再生可能エネルギー庁（ARENA）が、初期段階の研究開発から初期段階の試験や導入まで、28の水素プロジェクトに5,500万ドルを投資している。同庁の目標は、電気分解により1キログラムあたり2ドルで水素を生産することであり、アンガス・テイラー・エネルギー・排出ガス大臣は2021年の低排出ガス技術声明で発表した。[107]
欧州連合
EU内で比較的大規模な天然ガスパイプラインシステムがすでに整備されている国としては、ベルギー、ドイツ、フランス、オランダなどがある。[108] 2020年、EUは欧州クリーン水素同盟（ECHA）を立ち上げた。[109] [110]
フランス
グリーン水素はフランスで普及しつつある。2019年に1億5000万ユーロのグリーン水素計画が策定され、水素の製造、貯蔵、流通に必要なインフラの構築と、バスや電車などの地元の交通機関への燃料としての利用が求められている。同様の取り組みであるCorridor H2は、地中海と北海を結ぶルート沿いのオクシタニアに水素流通施設のネットワークを構築する。Corridor H2プロジェクトはEIBから4000万ユーロの融資を受ける予定である。[111] [112]
ドイツ
ドイツの自動車メーカーBMWは長年水素に取り組んできた。[定量化]。[113] ドイツ政府は、2024年末または2025年初頭に、5.5GWの新しい水素対応ガス火力発電所と2GWの既存のガス発電所の「包括的な水素対応近代化」の入札を実施する計画を発表した[114]
アイスランド
アイスランドは2050年までに世界初の水素経済国となることを約束している。 [115]アイスランドはユニークな立場にある。現在、[いつ? ]アイスランドは自動車や漁船を動かすために必要な石油製品をすべて輸入している。アイスランドには大規模な地熱資源があり、そのため地元の電気料金は、その電気を生産するために使用できる炭化水素の価格よりも 実際に安い。
アイスランドは既に余剰電力を輸出可能な商品や炭化水素代替品に変換しています。2002 年には、主に肥料用のアンモニア(NH 3 ) の生産のために、電気分解により 2,000 トンの水素ガスを生産しました。アンモニアは世界中で生産、輸送、使用されており、アンモニアのコストの 90% は、アンモニアを生産するためのエネルギー コストです。
どちらの産業も炭化水素を直接置き換えるものではありません。アイスランドのレイキャビクでは、圧縮水素で走る市バスの小規模な試験車両が稼働しており、[116]国内の漁船に水素を供給する研究が進行中です（例えば、アイスランド・ニュー・エナジーなどの企業による）。より実用的な目的では、アイスランドは輸入石油を水素で処理して、完全に置き換えるのではなく、石油の寿命を延ばす可能性があります。
レイキャビクのバスは、ヨーロッパの8都市で水素燃料バスを運行する、より大規模なプログラムであるHyFLEET:CUTE [117]の一部です。HyFLEET:CUTEバスは、中国の北京やオーストラリアのパースでも運行されました（下記参照）。水素経済を実証するパイロットプロジェクトが、ノルウェーのウツィラ島で稼働しています。この設備は、風力発電と水素発電を組み合わせています。風力エネルギーが余っている期間には、余剰電力を使用して電気分解で水素を生成します。水素は貯蔵され、風が弱い期間には発電に利用できます。[要出典]
インド
インドが水素とH-CNGを採用すると言われている理由はいくつかあるが、その1つは、天然ガスネットワークの全国展開がすでに行われており、天然ガスがすでに主要な自動車燃料となっているという事実である。さらに、インドは都市部で深刻な大気汚染に悩まされている。[118] [119]ある推計によると、インドの水素の約80％は、コストの低下と新しい生産技術によってグリーンになると予測されている。[120]
しかし、現在、水素エネルギーは研究開発および実証（RD&D）段階にあります。[121] [122]その結果、水素ステーションの数はまだ少ない可能性がありますが、[123]近いうちにさらに多くの水素ステーションが導入されると予想されています。[124] [125] [126]
ポーランド
ポーランド気候環境省（MKiŚ）は、最初の水素ステーションの開設を計画しており、2～3か所の水素燃料補給ステーションの建設競争をまもなく開始する予定であると、同省のクリストフ・ボレスタ副大臣は述べている。[127]
サウジアラビア
サウジアラビアはNEOMプロジェクトの一環として、2025年に生産を開始し、年間約120万トンのグリーンアンモニアを生産することを目指している。[128]
エジプトのカイロでは、サウジアラビアの不動産会社が水素で動く超高層ビルの建設プロジェクトに資金を提供している。[129]
七面鳥
トルコのエネルギー天然資源省と国連工業開発機関は、 2004年にイスタンブールに国際水素エネルギー技術センター（UNIDO-ICHET）を設立し、2012年まで運営されました。[130] 2023年に同省は水素技術戦略とロードマップを発表しました。[131]
イギリス
英国は2004年1月に燃料電池パイロットプログラムを開始し、 2005年12月までロンドンのルート25で2台の燃料電池バスを運行し、2007年1月までルートRV1に切り替えました。[132] Hydrogen Expeditionは現在、水素燃料電池の能力を実証する方法として、水素燃料電池で動く船を製作し、それを使って世界一周する取り組みを行っています。[133] 2021年8月、英国政府は水素戦略を策定した最初の国であると主張し、文書を作成しました。[134]
2021年8月、クリス・ジャクソンは、英国とノルウェーの石油会社が英国政府による将来の技術支援金の支払いを最大化するために、ブルー水素のコスト予測を意図的に膨らませていたと主張し、主要な水素業界団体である英国水素燃料電池協会の会長を辞任した。[135]
アメリカ合衆国
米国国内の自動車メーカーでは、GMやトヨタなど水素を使った車両の開発を行っている。[136]しかし、2020年2月現在、カリフォルニア州の一部を除き、水素インフラは未整備であった。[137]米国には独自の水素政策がある。[要出典] NRELとXcel Energyの合弁会社は、コロラド州で同様に風力発電と水素発電を組み合わせている。[138] ニューファンドランド・ラブラドール州のHydroは、離島のラメアにある現在の風力ディーゼル発電システムを風力水素ハイブリッド発電システム施設に改造している。 [139]テキサス州では、大型H2トラックに5つのポンプステーションハブが配送されている。[140] Hydrogen International（GHI）がグリーンに建設したHydron Cityは、2026年にオープンする予定。[141]
2006年、フロリダ州のインフラプロジェクトが発足した。[142]オーランドを公共バス輸送機関として初めて開通させたフォード・モーター社は、水素燃料のフォードE-450を導入すると発表した。[143] [144]液化水素移動システムはタイタスビルに建設された。[145] [146] FPLのパイロットクリーン水素施設がオキーチョビー郡で稼働した。[147]
スチュアート島での同様のパイロットプロジェクトでは、風力発電の代わりに太陽光発電を利用して発電しています。バッテリーが完全に充電された後に余剰電力が利用できる場合は、電気分解によって水素が生成され、燃料電池で後で発電するために貯蔵されます。[148]米国にはすでに大規模な天然ガスパイプラインシステムも導入されています。[108]
ベトナム
ベトナムエネルギー協会はグリーン水素化支援も含めた。[149]オーストラリアのクリーンエネルギー会社ピュアハイドロジェンコーポレーションリミテッドは7月22日、ベトナムの公共交通機関と覚書を締結したと発表した。[150]
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出典
- 低炭素経済における水素（PDF）。英国気候変動委員会。2018年。
- 水素の未来。国際エネルギー機関。2019年。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、水素経済に関連するメディアがあります。
Wikiquote には水素経済に関連する引用があります。
- 水素経済のための国際パートナーシップ
- 水素。国際エネルギー機関。2022
- 欧州水素協会
- グリーン水素の生産と輸送コストのオンライン計算機