効エネルギー日記

エネルギーの効率的利用を中心に、自分の考えを述べる。

水素について

コメントにお応えします。
当面水素と想定されると言ったのは、非常に分解しやすいディメチルエーテルのような液体燃料も利用可能ですので、水素だけに限るわけではないという意味です。
また、水素が本当に化石燃料消費の削減になるのかとお尋ねをいただきました。私の理解のレベルでご返事します。
水素は気体ですが、酸素や窒素とは違って空気中にはほとんどありません。微生物で水素ガスを作り出すものもありますが、非常に軽いために拡散して上昇し、地表面には残らないのです。ところが、生物の素材としては他の元素と化合していて、水素がなくては生物は存在しないと言っても過言ではありません。
石油や天然ガスも、多少の異論はありますが、古代の生物が地中に埋まって、地熱などの影響で生成されたものだとされています。したがって、水素が大量に含まれています。現在、燃料電池の燃料として一般的に想定されているのは、この化石燃料を化学的に分解して製造するのです。したがって、昨日述べた燃料電池自動車に使う水素も、当面は石油や天然ガスから作ったものが利用されるのです。しかし、水素は水を電気分解すれば酸素と一緒にガスとして作ることができることはほぼ誰でも知識としては持っておられるでしょう。この水素を使えば化石燃料からできたのではない燃料で走ることになります。
しかし、電気分解に使う電気はどこから来るかというと、一般的には電気会社からの電気を使うことになりますから、原子力発電と水力発電を除くと、化石燃料から発電した電気を使うことになります。しかし、もしこの電気を、再生可能エネルギー風力発電太陽光発電カーボンニュートラルだとされるバイオマス発電など)から作るとすれば、炭酸ガスの排出を増やさない電気を利用することになります。再生可能エネルギーによる発電設備を作るのにも電気を使いますから、その設備から発電した電気からそれ相当分を相殺しなければなりませんが、長期的にはカーボンフリーの電気で水素を作ることができます。電気分解以外に、たとえば高温の地熱を使って水素を作るなどの方法もありますが、かなり特殊になります。風力発電から水素を作る方式は世界でテストが行われていますし、海に太陽電池筏を浮かべて水素を作るのも世界で検討されています。
問題は製造された水素をどのようにして利用されるところまで運ぶかが大きな課題です。大量であればパイプラインで運ぶことになりますが、新たに水素用の高圧パイプラインを建設しなければなりません。その高圧化にもエネルギーが必要です。水素も液化できますが、超低温でなければ液体になりませんので、それにエネルギーが必要ですし、それを安全に運べるタンクも開発しなければなりません。
ですから、水素社会とよく言われますが、その実現には長い時間が必要でしょう。
だからいま使われている燃料電池に意味がないかというとそうではありません。燃料電池発電効率は大型発電所の効率をはるかに上回っていますし、発電に伴って排出される熱を使って給湯などに使えますので、化石燃料の使用量を大幅に削減することができるのです。地球温暖化防止のために炭酸ガス排出を抑えるにはは、化石燃料の利用効率を向上させるということが直近の課題としてはもっとも重要なことだということも理解しておく必要があります。私の持論であるエネルギーを使用する現場でエネルギー効率を上げる効エネルギー(けちけち省エネルギーではなく)を社会のあちこちで推進することが、将来の水素社会を作る基本構造の構築に大きく貢献すると思っています。
コメント歓迎です。