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Moving hydrogen from hype to hope

“気候目標を達成するためのヨーロッパの努力の中で、水素には極めて重要な役割があると思う」とフランズ・ティメルマン氏は述べた。そして、気候変動委員会の委員としては珍しいスタンディングオベーションで観客を沸かせた。水素は話題になっており、欧州委員会はグリーン産業戦略の中で水素を大きな優先事項にすることが広く期待されている。では、私たちは水素の黄金時代を迎えようとしているのだろうか。

 

経験豊富な人は、水素が大騒ぎになったのは今回が初めてではないことを覚えているだろう。ジェレミー・リフキンスの有名な著書『水素経済』は、2000年代の熱狂的な熱狂を象徴している。当時のアメリカ大統領ジョージ・W・ブッシュは、石油の枯渇を懸念して「フリーダムフューエル」構想を立ち上げ、水素を推進してアメリカのエネルギーを自立させることに成功した。トヨタやダイムラーなどの自動車メーカーが、水素自動車を大衆市場に普及させるためのモデルを作ることを約束して、競争に参加した。

しかし、それから10年経っても、水素の普及は進んでいない。水素燃料電池車はほとんど存在せず、そのほとんどが実証車である。また、現代自動車はスイス市場に1000台の燃料電池電気トラックを提供する予定だが、水素トラックもほとんどない。一方、水素トラック愛好家の希望であるニコラの最初のトラックは、どうやらバッテリー式の電気トラックになるようだ。

水素は未来のものであり、これからも変わらない、と皮肉を言う人もいるかもしれないが、加速する地球温暖化の危機に対応するためには、水素を使った電気自動車が必要だ。しかし、加速する気候変動の危機は、私たちに皮肉を言っている場合ではない。T&Eの独自の分析によると、水素は現在のところ、最終燃料として、あるいは液体燃料のベースとして、ゼロ・エミッションの輸送や航空輸送を可能にする唯一のエネルギーキャリアである。長距離トラック輸送の選択肢として水素を評価するのはまだ早いが、ここではカテナリーやバッテリー式電気自動車のようなより効率的な選択肢と競争しなければならないだろう。

しかし、気候モデルの中での技術の理論的可能性と、経済的に離陸できるかどうかは大きな違いがあります。電池技術の例が示すように、ある技術は、最初は高価で性能が悪くても、その後すぐに競争力を持つようになることがある。水素でも同じようなことが起こりうるのだろうか?また、そのためには何が必要なのでしょうか?

水素を製造するには、主に2つの方法がある。1つ目は、現在の水素生産の95%を占める最も一般的な方法で、化石ガスを利用した蒸気メタン改質である。ガスを利用した「灰色」の水素は、環境に優しいとは言えません。理論的には、このプロセスに炭素回収・貯留(CCS)を加えることで、いわゆる「ブルー」の水素を製造することが可能である。しかし、CCSの導入には多くの問題があり、ブルー水素はグレー水素の2倍のコストがかかるが、炭素価格が上がればその差は縮まるだろう。

蒸気メタン改質に代わるグリーンな方法は電気分解であり、大量のクリーンな電気を使って水を水素と酸素に分解する。北アフリカや中東からの太陽光発電の電力価格が 20 ユーロ/MWh 以下になることや、大規模な洋上風力発電所からの電力価格が 50 ユーロ/MWh 以下になることは、グリーン水素の効率の悪さがもはや問題ではないことを意味しているとの意見もある。国際再生可能エネルギー機関(International Renewable Energy Agency)によると、「グリーン水素の将来のコストは、青色水素のコストを下回るだろう」とのことである。

しかし、グリーン水素は、グレー水素やブルー水素と競合するだけではない。ガソリン、ディーゼル、船舶用燃料油、灯油、そしてもちろん電気と競合することになる。自動車、バン、都市部、地域、長距離トラック、フェリーなど、電池が実用的なソリューションとなる場所では、水素は効率が悪く、結果的に燃料費が高くなるため、苦戦を強いられることになる。フォルクスワーゲンのCEOが最近言っていた。”同じ100kmを走るためには、電気自動車の3倍の風力発電所が必要だ」とフォルクスワーゲンのCEOは言った。

半世紀に及ぶ水素の熱狂から得られる教訓は、水素技術はすぐには普及しないということである。研究開発にお金をかけるだけでは十分ではない。技術をスケールアップさせ、コストを削減するためには、包括的で持続的な公的支援が必要である。何よりも重要なのは、リードする市場が必要だということです。

私たちの提案は、水素の明確な役割があり、これまで規制措置が不十分であった航空と海運の 2 つの分野に焦点を当てることである。設定された目標は、現実的で達成可能なものでなければならず、高い持続可能性の基準を持ったグリーン水素(または 水素由来燃料)の安全な市場を創出し、産業界が持続可能なスケールアップに必要な長期投資を行うことに焦点を当てるべきである。

これを達成するための一つの方法は、燃料供給者が航空燃料に低比率の e-FUEL を混合することを要求する基準を導入したり、航空会社に一定量を購入することを要求することである。海運業では、貨物船や豪華客船にグリーン水素やアンモニアを使用した運航を義務付けるために、厳格な運航上の CO2 とゼロエ ミッションの港湾基準を利用することができる。港湾は、水素が陸揚げされる場所であるため、成功する水素戦略において重要な役割を果たすことになる。そのため、主要な港湾地域にトラック用の水素補給インフラを設置することも意味がある。

このアプローチの利点は、ガスグリッドのアップグレードや、ヨーロッパ全土での内陸部での水素補給ネットワークの展開に多額の費用をかけずに済むことである。また、他に良い方法がないところに水素の取り組みを集中させることができる。

 

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