Support

水素エネルギーとは？

質問集｜水素エネルギーとは？

水素エネルギーは、水素を原料として燃料電池を通じて化学エネルギーを電力に変換するエネルギーです。

最も将来性のある水素エネルギー？

2023年11月、中油は台湾初の移動式水素ステーションを設置しました。現在、ガソリン車、EV充電スタンド、ハイブリッド車に加えて、新たに水素エネルギー車が選択肢に加わりつつあります。水素エネルギーの目標は石油経済に取って代わることであり、将来的にはエネルギー不足とカーボンニュートラルの重要な解決策となる可能性があります。

水素エネルギー（Hydrogenic Energy）とは、水素を原料とし、燃料電池を通じて化学エネルギーを電力に変換するエネルギーです。水素燃料電池はその名の通り、燃料を継続的に供給することで発電を維持します。必要な燃料は「水素」であり、新エネルギーに分類される理由はここにあります。燃料電池の動作原理は、電池内にプラス極とマイナス極があり、それぞれ電解液に満たされ、両極の間には透過性の膜があるという構造です。

情報源：ネットニュース、台湾水素・燃料電池パートナーシップ、テクノロジーメディア、Wikipedia

水素エネルギーとは？

水素エネルギーのメリットとデメリット

メリット
1. 水素燃料電池の反応によって生成されるのは水のみであり、炭素を排出しません。
2. 水の電気分解によって水素を得ることができ、資源枯渇の心配がありません。
3. 水素はエネルギーの運搬媒体として利用でき、調整しやすく長期保存も可能です。
4. 水素燃料電池は1kgあたりのエネルギー密度が石油の3倍、天然ガスの5倍です。
5. 水素はエネルギーとしてだけでなく、化学産業においても重要な原料となります。

デメリット
1. 現在の生産方法では二酸化炭素が排出される：水素の使用自体ではCO2を排出しませんが、現在主流の生産方法では石炭・石油・天然ガスを燃焼させ、その熱エネルギーを利用して水を電気分解するため、結果的にCO2が発生し、水素エネルギーの利点が相殺される可能性があります。

2. 貯蔵が困難：水素は軽量かつ密度が低いため、大容量の貯蔵スペースが必要です。さらに、水素は非常に不安定で、漏れた場合には燃焼や爆発のリスクがあり、爆発濃度の下限が4%と低く、燃焼範囲も天然ガスより広いため、環境リスクが高くなります。

水素燃料電池とリチウム電池の比較？

テスラ Model 3 に採用されている、現在エネルギー密度が最も高い三元系リチウム電池 21700 のエネルギー密度はわずか 300 Wh/kg であり、自宅で 8 時間充電しても航続距離は 210 km しかありません。しかし、水素燃料電池車の 2 つの水素タンクはわずか 3 分で満タンになり、航続距離は 600 km に達します。ユーザー体験と「航続距離の不安」から解放される観点から、水素燃料電池はリチウム電池に対して圧倒的な優位性を持っています。

日本の自動車メーカーが販売する水素燃料車と純電気自動車を比較すると、水素燃料車は 5～10 分の水素充填で 750 km 走行可能ですが、純電気自動車は急速充電 30 分でバッテリーの 80％ しか充電できません。そのため、水素エネルギーは最も有望な新エネルギーと見なされています。

水素貯蔵技術？

水素エネルギーの活用において、水素貯蔵技術の開発は重要なポイントです。現在、「高圧水素貯蔵」はすでに商業化され、水素燃料電池車に適用されています。それ以外の水素貯蔵技術も積極的に研究開発が進められています。

液体水素は大きな応用可能性を持っていますが、断熱材のコストが高いという課題があります。2022 年には、日本の川崎重工が開発した世界初の液体水素輸送船が、オーストラリアのメルボルンから初の液体水素を輸送し、日本の神戸に到着しました。これにより、世界の液体水素輸送の新たなマイルストーンが築かれました。

水素吸蔵合金は、現在最も有望な水素貯蔵材料です。

水素エネルギー時代に向けて、さまざまな形態の水素貯蔵・輸送技術が積極的に開発されています。それぞれの方式には長所と短所があり、水素の輸送・貯蔵技術の効率向上、コスト削減、安全性の向上が求められています。水素がクリーンで持続可能なエネルギーとして広く利用されるためには、さらなる研究、技術革新、政策の支援が必要であり、それによって 2050 年のカーボンニュートラル目標の達成が可能となるでしょう。

水素エネルギーの種類？

水素エネルギーの色の意味とは？
グリーン水素の製造コストが高く、グレー水素やブルー水素は炭素排出を伴うため、本質的には完全なクリーンエネルギーとは言えません。また、原子力由来のピンク水素も議論の対象となっています。政府は「台湾水素バレー」の推進に積極的に取り組んでおり、水素エネルギーの生産・輸送・貯蔵インフラの構築、液体水素受入基地および貯蔵設備の整備、さらには水素の輸入などを進めています。目標として 2050 年までに水素エネルギーによる発電比率を 9〜12％ に達成することを掲げています。

グリーン水素：再生可能エネルギーを電気分解して製造（例：太陽光発電、風力発電、水力発電）。
グレー水素：天然ガスや石油を利用し、蒸気改質で製造。現在最も一般的で、コストが最も低い。
ブラウン水素：石炭をガス化して製造。
ブルー水素：グレー水素の炭素排出を削減し、二酸化炭素回収・貯蔵技術（CCS）を利用して環境負荷を軽減。
ピンク水素：原子力発電による電気分解で製造。