【解説】水素に色があるの?(グリーン、ブルー、グレー)

カーボンニュートラル

カーボンニュートラルを実現するために不可欠なのが、水素です。

水素という元素を知らない方はいないと思いますが、もう少し踏み込んでみましょう。

水素の色って何のこと?

初めに、水素について確認します。

水素の性状
 無色、無味、無臭の気体
 最も軽い気体
 常温でフッ素とのみ直接反応
 酸素との混合物に点火すると爆発的に燃焼し水になる

つまり、水素そのものに色はありません。

しかし、昨今、グリーン水素だとかそんなワードをお聞きした方もいるのではないでしょうか。

そこで、グリーン・ブルー・グレー水素について解説します。


結論から言いますと、 グリーン・ブルー・グレー水素 とは水素の製造方法による違いです。

こちらの図で説明していきます。

一番右側の再生可能エネルギーを用いて作った電力により、水を電気分解して作るのがグリーン水素です。

このグリーン水素はCO2を排出せずに製造できるため、カーボンニュートラル実現に向けてこのグリーン水素をいかに製造できるのかというのがポイントになってきます。

真ん中の化石燃料をベースとして水素を製造し、かつCO2を回収・貯蔵・利用(CCUS)することで大気に放出しないで作るのがのブルー水素です。

一番右側の化石燃料をベースとして水素を製造し、発生したCO2を大気放出して作るのがグレー水素です。

このように、水素の製造方法によって、水素に色を付けて呼ばれている訳です。

カーボンニュートラルの実現のためには、グリーン水素とブルー水素を使用する必要があります。

 


水素製造方法

先ほど簡単に述べました水素の製造方法について、もう少し見ていきましょう。

この表から、水素製造には様々な方法があることがわかります。


先ほど述べたグリーン水素は、既設技術である電解分解法を用いた製造方法です。

水を電気で分解するには大規模な量の電力が必要となるため、できるかぎり安価な電力を使用することが不可欠です。

そのため、すでに電力が安価な場所で商用化されています。

将来的には、電力の安価化に加えて、装置そのもののコスト低減が重要な課題です。


ブルー水素とグレー水素は、水蒸気改質法を用いた製造方法です。

これは、化石燃料であるメタンを燃焼させてガスにし、そのガスの中から水素をとりだす「改質」と呼ばれる製造方法(水蒸気改質法)です。

この方法は既にに工業分野で広く利用されています。

安価な原料を用いて、大規模かつ安価に製造するというのが今後の課題です。


既設技術として、副生水素もあります。

製鉄業においては、コークス炉で発生する副生ガスに水素分が含まれているため、そのガス中の水素を分離して水素を製造しています。

ソーダ工業(食塩電解工業)においては、汎用化学製品である苛性ソーダ(水酸化ナトリウム)を電気分解して製造する際に、塩素と共に水素が発生するため、これを回収しています。


現在の製造量と将来の水素需要

最後に、水素需給について確認してみましょう。

日本が将来目指すべき姿の水素量は、1000+α 万t/年です。

2017年から現在まで数年では大きく供給量は変化していませんので、30年までに現状から1500倍、将来的には50,000倍の供給量にする必要があります

また、着目するのは水素の価格です。

現状は100円/Nm3程度ですが、それを30年までに30円/Nm3(1/3)、将来的には20円/Nm3(1/5) の価格にすることが求められています

目標は、ガソリン、LNGと同程度の価格まで下げるということです。

企業にとっては燃料転換のイニシャルコスト(設備投資)がかかってきますし、ランニングコスト(原料価格や使用電力)が増加するとなるとなかなか導入できないですからね。

今後の大規模と安価化動向には注目していきましょう。


日本エア・リキード 水素 – Hydrogen(H2)

https://industry.airliquide.jp/hydrogen

資源エネルギー庁 次世代エネルギー「水素」、そもそもどうやってつくる?

https://www.enecho.meti.go.jp/about/special/johoteikyo/suiso_tukurikata.html

国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 高温ガス炉と水素・熱利用研究

https://www.jaea.go.jp/04/o-arai/nhc/jp/faq/h2_product.html

経済産業省 資源エネルギー庁 今後の水素政策の検討の進め方について

https://www.meti.go.jp/shingikai/energy_environment/suiso_nenryo/pdf/018_01_00.pdf

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