水素が未来の燃料である５つの理由
起源をオリンピアにさかのぼるオリンピック。その聖火は、神聖なスポーツイベントの永遠のシンボルとして、日本の首都、東京で輝きました。
しかし、東京の新国立競技場で点灯した炎は、化石燃料ではなく水素燃料でした。
東京オリンピック2020では、選手村への電力供給 から、燃料電池車用の160 もの水素ステーション まで、水素技術が使われました。
水素を利用した技術の採用と開発のパイオニアとして、日本は2050年までにCO2排出を現在の10分の1まで 削減する 目標を立てています。
この技術の利点は、2019 年の G20 サミットで水素が中心的な話題となった日本を含む国際的なエネルギー界でも注目されています。
貨物輸送のカーボンフリー化から、持ち運び可能な水素「カプセル」の活用まで、水素が安全でクリーンで手頃な代替手段である という、5 つの理由を以下に示します。
1. 路上のゼロエミッション
化石燃料に大きく依存している運輸セクターでは、世界の二酸化炭素排出の20 パーセント を占めています。
水素ガスを使用して電気モーターに電力を供給する燃料電池車は、熱と水のみを放出するため、水素燃料車はこの問題に対するひとつの答えとなるでしょう。
中国では、水素を燃料とする輸送手段が勢いを増しており、現在 1,500台を超える燃料電池車 が街を行き交っています。中国の科学技術大臣であり、電気自動車経済をリードする Wan Gang 氏は、水素自動車は中国だけでなく世界の 未来の輸送手段 になると予測しています。
大型トラックが年間約 25 億トンの二酸化炭素を排出していることを考えると、この水素を動力とする技術は、長距離陸上貨物輸送の脱炭素化 に大きな役割を果たすことができます。
国際物流大手の DHL と、電気自動車のスタートアップである StreetScooter が協力して、H2 パネル バンを発売しました。これは、最大 500 キロメートルの走行を可能にする燃料電池を搭載した、世界初の 4.25 トンサイズの電気自動車です。
2. 長い航続距離
水素燃料電池を搭載した車両は、燃料補給時間が比較的短く、より少ないエネルギーで長時間走行することができます。
中国の水素を動力源とするバスは、水素燃料を満タンにした状態で 500 キロメートルを超える距離を走行できます。これは、電動バスが通常達成する200キロメートルと比べ大幅に伸びています。ヨーロッパの水素自動車はさらに長く、１回の給油で最大 800キロメートル 以上の距離を走行します。
その他の例としては、トヨタの水素自動車であるトヨタ Mirai があります。この車は、わずか40キログラムの水素で北ヨーロッパから南ヨーロッパまで走行し、戻ってくることができます。
水素の製造コストが普及への障壁として挙げられてきましたが、Electriq Global社のような企業が、この課題に対して革新的な方法を考え出しています。
このイスラエルとオーストラリアの会社がもつ新しい水素ベースの技術 で、ドライバーは通常の 2 倍の距離を移動でき、ガソリン代は半分以下になります。そして、何が一番よいところかというと、この技術は完全に排出物がないことです。
3. 産業部門の脱炭素化
大量の化石燃料が使用されている製鋼および化学製品製造産業では、長い間、排出量の多い部門と見なされてきました。
しかし、水素を利用した技術によって、状況は次第に変わっています。
2017 年に最大 1.25 総トン数の二酸化炭素を排出した石油・化学セクター は、化石燃料の代替として電解水素に目を向けています。
鉄鋼業界では、革新的な技術 の発展により、水素ベースのプロセスを使用して炭素排出量の少ない鉄鋼を生産するハンブルグの製鉄場のように、数多くの有望なプロジェクトが生まれています。
スウェーデンでは鉄鋼会社のHYBRIT が、バイオ燃料を使用して鉄鉱石ペレットを生産することを目的とした、世界初の化石燃料を使用せず水素を燃料とした製鉄所を開発しています。
より多くの産業が水素エネルギーを採用するにつれて、再生可能エネルギーから生産するコストは、 2030年までにより手ごろな価格 になるということが、国際エネルギー機関の最近のレポートで述べられています。
4. 貯蔵しやすく、使いやすい
ひとつの水素の重要な利点は、貯蔵、輸送、および使用が容易であることです。これは、風力発電や太陽光発電の設置スペースがない国でも、カーボンフリー エネルギーの恩恵を受けることができることを意味します。
エネルギー企業は、水素を貯蔵し利用するための効果的な方法を常に模索しています。英国のオックスフォードシャーでは、テクノロジー企業の大手シーメンスが、炭素燃料を安全かつ効果的に輸送できる、世界初のエネルギー貯蔵デモンストレーター を立ち上げました。
また、水素燃料は非常に用途が広いため、2016年に日本の研究チームが、水素バッテリーをポケットに入れて日常で使用できる水素の “カプセル” を作りました。
5. 宇宙での成功
一般的にはそう思われてはいませんが、実は水素エネルギーの活用は新しいものではありません。水素は1960年代初頭から、宇宙で補助動力装置を操作するための ロケット推進剤および燃料電池ユニット として、米国宇宙局（NASA）によって採用されています。
同年代には、国際的に高く評価されているアメリカの工業デザイナー、ブルックス スティーブンスは、自動車業界に革命をもたらした水素燃料電池車のシリーズ、 ユートピアコンセプト を発表しました。
しかし、水素の最も記憶に残る用途は、1967 年のアポロ月面着陸ミッションでしょう。NASAは、液体水素 、液体酸素、灯油を燃料とする高さ363フィートのバルブを使用して、ロケットに動力を供給しました。
「サターン V」ロケットと名付けられたこれらのロケットは、かつても今も、これまでに製造された中で最も強力なロケットであると考えられています。
日本語