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Feb 04, 2024

水素に関する 5 つの神話

再生可能電力から生成される水素は画期的な気候ソリューションです。 酸素のみを排出するように製造でき、使用しても二酸化炭素を発生しないのが魅力です。

再生可能電力から生成される水素は画期的な気候ソリューションです。 酸素のみを排出するように製造でき、使用時に二酸化炭素を生成しないため、現在使用されている汚染物質である化石燃料の魅力的な代替品となっています。 しかし、他の新しいテクノロジーと同様に、その機能や用途についての迷信も数多くあります。 ここでは、当社の広範な「リアリティ チェック」シリーズから抜粋した、水素に関する最大の神話と誤解のいくつかに取り組みます。

理論的には、水素はほぼすべての分野の脱炭素化に使用できます。 しかし、それができるからといって、そうすべきであるというわけではありません。 脱炭素化のツールボックスにあるいくつかのツールの 1 つとして、直接電化が不可能な場合には、エネルギー効率の次に水素を優先する必要があります。 特に、水素は重工業を脱炭素化し、コスト効率よく輸送できる可能性があるため、クリーン エネルギーへの移行に必要な要素となっています。

世界的な脱炭素化を妨げる要因の 1 つは、「グリーン」水素の生産に使用される再生可能電力の希少性と価値です。 2050 年の電力消費量は人口と経済成長だけで 2 倍になると予想されているため、世界はすでにはるかにクリーンな電力インフラを必要としています。また、今日の電力のわずか 10% が太陽光と風力によるものです。 重工業や輸送を脱炭素化するためにグリーン水素を製造するのに必要な電力を加えると、電力消費量は3倍になる可能性がある。

このような背景を踏まえると、マクロレベルでは、電力消費量を削減し、再生可能電力を最も効率的に利用することを優先することが重要です。 そのため、建物の暖房、発電、小型車両への燃料供給に水素を使用する今日のマイクロレベルのビジネスケースの多くは、エネルギー効率や直接電化への投資により適しています（以下の図表 1 を参照）。

図表 1: グリーン水素または直接電化のいずれかを使用して、軽輸送輸送、建物の熱、および発電の排出量を 1 kg CO2e 削減するために必要な電力 (kWh)。

水素は気候目標を達成するための鍵ですが、エネルギー効率と直接電化がより良い選択肢である場合に水素を導入すると、エネルギーシステムを迅速かつコスト効率よく脱炭素化する能力が妨げられます。 貴重なクリーンな電気をシステム全体で最大限に効率的に使用するには、これらのソリューションが不可能な場合に水素を使用する必要があります。

肥料や鉄鋼製造などの重工業用途と長距離重量物輸送は、今日の水素の間違いのない用途であり、将来的には航空や長期エネルギー貯蔵に加わる可能性があります。 簡単に言えば、私たちには水素が必要ですが、すべてに必要なわけではありません。

「クリーンな水素」という用語には広く受け入れられている定義はありませんが、広く言えば、「クリーンな」水素とは、現在の化石燃料ベースの方法よりも低い排出量で生成される水素を指します。 多くのクリーンな水素生成経路は「色」で分類されることが多いですが、最も一般的な 2 つのタイプ (緑と青) は、主な考慮事項を例示しています。

現在、緑と青の水素はどちらも炭素削減効果で注目を集めていますが、低排出水素を生成する確実性という点では、これらの経路は同等ではありません。 さらに、各生産経路の排出量を明確にするためには、単純な色分けでは不十分です。 図表 2 に示すように、サプライ チェーンと技術パフォーマンスの違いに応じて、同じ「色」の 2 つの水素供給の二酸化炭素排出量が大きく異なる可能性があります。これらの違いを理解するには、サプライ チェーンの炭素強度を可視化する必要があります。

図 2: 天然ガス由来の「青色」水素の場合、水素の炭素強度は、製造方法、メタン漏洩率、水蒸気メタン改質 (SMR) の炭素回収率に応じて大きく異なります。 注: 計算ではメタンの寿命を 100 年と仮定しています。

実際には、あらゆる形式の水素製造には異なる排出リスクがあります。 再生可能電力からの水素の製造は、排出量をほぼゼロにする最も簡単な方法ですが、すべての製造方法で基準を満たすには追加の規制が必要になります。 水素の気候変動へのメリットを最大化するには、排出量を「ゆりかごから入口まで」という視点でサプライチェーンを厳密に管理する必要があります。