再生可能電力、電気分解、電解装置、水分解、アンモニア、鉄鋼、船舶用燃料、貯蔵、および電化が困難な産業
グリーン水素
グリーン水素とは、風力、太陽光、水力、地熱などの再生可能エネルギーによる電力で水を分解して作られる水素のことです。直接電化が困難な一部の産業用途や輸送用途の脱炭素化には役立ちますが、エネルギーを大量に消費し、コストが高く、電力とサプライチェーンが真にクリーンな場合にのみ低炭素化されます。
それは何ですか
グリーン水素は、通常、再生可能電力を使用して水を水素と酸素に分解することによって、温室効果ガス排出量が非常に少ない状態で生成される水素です。この用語は色の略語の一部ですが、実際の問題は、電力供給、設備、水の使用、輸送、貯蔵、最終使用にわたる測定された排出量です。
電気分解の仕組み
電気分解では、電解槽内の水に電気を流し、水分子を水素と酸素に分離します。さまざまな電解槽のタイプには、アルカリ、プロトン交換膜、固体酸化物システムなどがあります。それぞれのコスト、材料、効率、動作条件、および変動する再生可能電力に追従する能力が異なります。
水素がなぜ役に立つのか
水素は柔軟なエネルギー媒体であり、化学原料です。燃焼させたり、燃料電池に使用したり、窒素と反応させてアンモニアを生成したり、捕捉した炭素と結合させて合成燃料を生成したり、鉄鉱石から酸素を除去したりすることができます。その価値は、電気だけでは技術的に難しい、または非常に高価な場合に最も大きくなります。
それが当てはまりそうなところ
有望な用途としては、化石水素をアンモニアに置き換えて精製すること、低排出鉄鋼の製造、船舶用燃料の製造、エネルギーの長期貯蔵、一部の高温工業プロセスへの供給などが挙げられます。自動車、家庭用暖房、多くの建物では、最初に水素を製造するよりも直接電化の方が効率的であることがよくあります。
効率とコスト
グリーン水素は、発電、電気分解、水素の圧縮または液化、輸送、貯蔵、有用な仕事への変換といった各段階でエネルギーを失います。これらの損失によって無駄になるわけではありませんが、グリーン水素は、その特殊な特性がコストに見合う場合には慎重に使用する必要があることを意味します。
水とインフラ
電気分解にはきれいな水が必要ですが、水の需要はエネルギーの課題よりも少ないことがよくあります。インフラストラクチャはさらに困難になる可能性があります。水素には、パイプライン、貯蔵洞窟、港湾施設、アンモニア プラント、安全システム、新しい規格が必要になる場合があります。水素は小さく、可燃性で漏れやすいため、材料と監視が重要です。
市場と政策
グリーン水素プロジェクトには、信頼できるクリーンな電力、電解装置、購入者、資金、許可、輸送が必要です。需要が不透明であり、グリーン水素は依然として化石燃料から作られる水素より高価であるため、発表されたプロジェクトの多くは苦戦している。ポリシーは、需要、標準、契約、インフラストラクチャの作成に役立ちます。
なぜそれが重要なのか
一部の排出物はバッテリーやワイヤーだけでは除去するのが難しいため、グリーン水素は重要です。これは、クリーンな電気と困難な工業化学の間の架け橋となることができます。しかし、それは化石燃料の普遍的な代替品や効率化や電動化を遅らせる理由ではなく、特定の仕事のための希少なツールとして扱われるべきです。