エネルギー転換で水素が増加、しかし売られ過ぎの可能性

私たちが以前から知っていたこと。

水素の次の側面はこれまでに研究されてきました。

Rystad Energy は 2050 年前、液体水素が 7 年のテーブルに登場するものの、必要とされるクリーン エネルギー全体の 7% にすぎないと予測しました。 この XNUMX% は、削減が難しい航空、船舶、セメントおよび鉄鋼業界にとってクリーン燃料のニッチ市場です。

液体水素には XNUMX つの大きな利点があります。XNUMX つは、エネルギーが高密度の形で含まれていることです。 XNUMX つ目は、二酸化炭素を排出せずに空気から水まで燃焼します。

水素は、大手石油・ガス会社による生産に適しています。大手石油・ガス会社は、別のガスである天然ガスの生産と流通方法をすでに知っており、豊富な資金を持っているからです。

私たちが今知っていること。

DNV の年次報告書¹ 2022 年末の時点で、液体水素は 5 年までにクリーン エネルギー需要の 7% (2050% ではない) しか満たさないと推定しています。

ブルームバーグ・グリーンが書いているように、風力や太陽光のように水素がまだ主流になっていないのには理由がある。 XNUMX つはコストです。水の電気分解によるグリーン生産は高価であり、電気分解は非効率的な技術です。

2 つ目は、青い水素は気候に優しくありません。 グリーン水素よりも安価ですが、ブルー水素はメタンを生成して水素と CO2 に分解するのにエネルギーを必要とし、COXNUMX は通常 CCS (炭素回収および貯蔵) によって処分する必要があります。 この水素代替品では、水素製造チェーンの両端が「クリーン」を妨げます。

XNUMX つ目は、ほとんどの機械や産業が水素の使用に適応していないことです。 ガソリンの代わりに水素を燃やすように従来の自動車を装備したり、工場の機械を天然ガスの代わりに水素を燃やすように調整したりするには、追加費用がかかります。

石油・ガス会社には天然ガス分野での豊富な経験があるだけでなく、2022年に莫大な利益を上げており、新たな事業でリスクを取る余裕があるため、水素は石油・ガス会社にとって自然に適している。

水素の暗いコスト予測.

最近の記事では、DNV のエネルギー移行見通しからの抜粋を提供しています。¹ 2023. 主なポイントは次のとおりです。

· 5年までに世界のクリーンエネルギー需要の2050%を達成するには、新しいアンモニアターミナルとパイプラインを含む生産に7兆ドル以上の費用がかかる。

・水素の大部分は製造に使用されます。

· 水素とアンモニアを合わせると、世界の船舶燃料の約半分を占めることになり、これは削減するのが難しいカテゴリーの XNUMX つです。

· 世界の水素パイプラインの 50% 以上が天然ガス パイプラインから再利用される予定です。

・中南米、中東、北アフリカは、電気分解により水素を製造するための風力や太陽光などの再生可能エネルギーに利用できる広大な領土を持っているため、水素またはアンモニアの輸出国となるだろう。

・ヨーロッパでは、ドイツ、フランス、スペインなどの大国は、2030年の国内水素生産量を4～6.5Gwとする目標を掲げる。

・大規模なガスパイプラインネットワークを持つ英国は、天然ガスから水素に切り替えることができるようになる。

· EUの計画には、6年までに電解槽の容量を2024Gw、40年までに最大2030Gwにすることが含まれています。

水素は売られすぎているのでしょうか？

では、水素は売られすぎているのでしょうか？ 水素燃料は太陽光や風力よりも大きな興奮をもたらしますが、7 年に予測されるクリーン エネルギー総量のうち水素が占める割合は全体の 2050% にすぎません。 これに加えて、水素をオンラインに導入するために予想される過剰なコストにより、水素が 2050 年に向けた特効薬のクリーン燃料として過剰に売られていると認めたくなります。

いくつかの国での水素活動を見てみましょう。そのうちのいくつかには石油・ガス産業が関与しています。

欧州連合 (EU) と米国の水素計画

現在、世界の水素総生産量は年間約 90 万トンです。 IEA（国際エネルギー機関）は、180年までに二酸化炭素排出量ネットゼロを達成するには、2030年までに年間2050億XNUMX万トンまで増加する必要があると予測しています。

現在米国で生産される年間約 10 万トンの水素のほぼすべてが、石油精製、金属処理、肥料製造、食品加工に産業界で使用されています。

しかし、今日の生産の大部分、99% は、前述したようにカーボンフリーではない青色水素です。 グリーン水素は水の電気分解によって生成され、再生可能電力を使用すればほとんど炭素を含まない。

EU は、大部分が炭素を含まないグリーン水素の電気分解に迅速に適応してきました。 しかしEUは、369億ドルという巨額の資金をグリーンエネルギープログラムに振り向ける米国のインフレ抑制法（IRA）によってもたらされる大規模な水素投資への対応が遅れている。

記事によれば、世界中で計画されている水素プロジェクトのうち、建設が始まっているのはわずか1%、つまり1 Tw（テラワット）に相当する。 このうちの約 269 分の 2030 である 0.45 Gw (ギガワット) が XNUMX 年までに稼働する予定です。今日の水素生産量はわずか XNUMX Gw であるため、この増加は革命のように感じられるでしょう。

また、グリーン水素のコストは現在の6kgあたり8～3ユーロから2050年までにXNUMXkgあたりXNUMXユーロ以下に低下すると予測している。

米国の水素ハブ

インフラ集中による通常の利点に加え、水素ハブのコンセプトは、可燃性の高い水素を長距離輸送する際に発生する危険性とコストを相殺することである。

米国議会は、水素製造業者、エンドユーザー、およびそれらを接続するインフラストラクチャーが関与する少なくとも8つの実証プロジェクトを支援するために、2021年インフラ法からDOE（エネルギー省）に400億ドルを割り当てた。 DOEはすでに大学、国立研究所、産業界による驚くべきXNUMX件の水素プロジェクトに資金を提供しており、新しいハブはこの情報に頼ることになる。

全額資金の申請は2023年1.25月に予定されていた。6つの民間連合のほか、産業界と提携する多くの州政府、および他の州と提携する州政府も申請した。 DOE の初期資金は、ハブあたり 10 億 6 万ドルを超えないようになっており、これは巨額です。 彼らは、合計7億～XNUMX億ドルの資金でXNUMX～XNUMXの地域ハブを選択すると予想している。

XNUMX つのハブは HyVelocity ハブ 米国湾岸沿いを中心とし、シェブロンが主催
CVX
およびエクソンモービルを含むいくつかの民間企業パートナー
XOM
そして三菱。 彼らは、48 の水素生産センター (世界最大) のネットワークと、ルイジアナ州とテキサス州の海岸沿いにある 1,000 マイルの専用水素パイプラインを活用することになります。

1 つの目標は、二酸化炭素の排出量を 2 kg 未満にしながら 80 kg の水素を製造するという、水素ショットと呼ばれる DOE の課題を解決することです。 もう 1 つの目標は、水素のコストを 10% 削減し、XNUMX 年以内に XNUMX ドル/kg にすることです。

上記のようなプログラムは全米の産業界の注目を集めています。IRA が提供する税額控除は、議会がインフラ法から充当した 100 億ドルに加えて、8 億ドルのクリーンな水素生産を生み出す可能性があります。

注目すべき他の水素ハブについては、ロイターイベントによって非常に簡潔にまとめられています。²。 彼らのリストには次のものが含まれます。

ペルム紀横断と地平線のクリーン水素ハブ: 西テキサスの石油およびガスと強いつながりがあります。

ハイビルド ロサンゼルス

ハイグリッドプロジェクト

HALO 水素ハブ：アーカンソー州、ルイジアナ州、オクラホマ州には、石油と液体ガスの生産と輸送の長い歴史があります。

先進的なクリーン エネルギー ストレージ ハブ

南西部クリーン水素イノベーションネットワーク

東南水素ハブ

これらのプロジェクトのほとんどは、エネルギー会社や非営利の市や州が後援するプロジェクトに関係しており、その多くには大学の支援が組み込まれています。

DOE のプロジェクト募集には 79 件の応募があった², しかし、そのうち 33 か所だけが 2023 年 10 月までに正式な申請に進むよう招待されました。2023 か所未満のハブの最終選択は XNUMX 年後半に行われる予定です。

全国の関係者が水素のビジョンを理解していることは明らかです。 米国は水素の未来にコミットしており、この移行において世界をリードしたいと考えています。

今後の記事では、水素製造における特定の石油・ガス会社の活動について説明します。

まとめ

水素は製造が難しく、保管や輸送が危険で、高価であるため、水素のビジョンは野心的なものです。

水素の低炭素バージョンはグリーン水素と呼ばれますが、水の電気分解に基づく非効率なプロセスであるため高価です。 現在の水素製造は基本的にすべて青色水素ですが、これには生成プロセスの開始時と終了時に炭素が多く含まれるという欠点があります。

しかし、水素は特効薬ではありません。 水素産業は、5 年までに世界のエネルギーの削減困難な排出量 7 ～ 2050% のうちの大きな部分を占める可能性がありますが、総排出量の最大部分は 93 ～ 95% のままです。

参考文献。

1.DNV、 2022 年のエネルギー転換の見通し、10月13、2022。

2. ロイターイベント: アメリカの水素国家、Hydrogen_Hubs_Whitepaper_5 年 2023 月 XNUMX 日.pd