水素が真にクリーンな燃料になるために必要なこと

水素が真にクリーンな燃料になるために必要なこと 太陽光などの再生可能エネルギーからの水素は、ゼロエミッションで生成できます。 ルーカスコッホ/ AAP

水素をクリーンな燃料として使用することは、その時が来るかもしれない考えです。 オーストラリアにとって、水素の生産は魅力的です。それは、有利な新しい国内産業を生み出し、世界が炭素のない未来を達成するのを助けることができます。

国家水素戦略 先月リリースされたオーストラリアは、世界の水素競争の最前線にオーストラリアを置くべきだと主張しています。 チーフサイエンティストのアラン・フィンケルが率いるこの戦略は、「クリーンな」水素を製造する方法を好まないことにより、技術的に中立なアプローチを取ります。

しかし、水素が再生可能な電気から生成されるか、化石燃料から生成されるかは重要です。 化石燃料のルートは現在安価ですが、二酸化炭素を大量に排出する可能性があります。

水素が真にクリーンな燃料になるために必要なこと フィンケル博士とアンガス・テイラーエネルギー大臣は、水素戦略に関する会議に先立ちます。 リチャード・ウェインライト/ AAP

すべての「クリーン」水素が同じというわけではありません

水素は、水を水素と酸素に分解する電気分解による電気を使用して生成できます。 再生可能な電気を使用する場合、これは二酸化炭素を生成せず、グリーン水素として知られています。

水素は石炭やガスからも生成できます。 このプロセスは二酸化炭素を放出します。 今日生産されるほとんどの水素はこの方法で作られています。

このプロセスからの二酸化炭素の一部は、しかし重大なことではありませんが、二酸化炭素を捕捉して地下の貯留層に貯留することができます。これは、炭素回収貯留(CCS)として知られるプロセスです。

しかし、CCSは技術的に複雑で高価です。 現在、化石燃料から水素を生成する2つのプラントのみが水素を使用しています。 カナダで1つ、二酸化炭素を含む 80%のキャプチャ率および アメリカに1つ 保持率が低い。

オーストラリアでは、運営されている唯一の大規模CCSプロジェクトはシェブロンの ゴルゴンガス(水素ではない)プロジェクト 西オーストラリアで。 大幅な遅延の後、プロジェクトがガスの供給を開始してから3年後に、 炭素の回収と貯蔵は今年から始まった.

高い炭素捕獲率は保証されません

水素戦略では、再生可能な電気、および炭素を回収した石炭またはガスから生成された水素を「クリーン水素」という用語を使用します。 そして、二酸化炭素の90-95%が化石燃料から捕捉される「ベストケース」シナリオを想定しています。

そのようなレートは技術的には可能ですが、現在まで達成されていません。 戦略では、低い捕獲率は調べられません。

90-95%の捕捉率では、石炭およびガスベースの水素は、従来の化石燃料の使用よりも炭素集約度がはるかに低くなります。 しかし、60%の回収率は、石炭からの水素が天然ガスを直接燃焼するのと同様の排出強度を持つことを意味します。

水素が真にクリーンな燃料になるために必要なこと CCSがある場合とない場合の燃料の排出強度。 水素の数値は生産専用です。 排出された水素の排出強度は高くなります。 出典:国際エネルギー機関と米国エネルギー情報局のデータを使用した著者の計算

国家戦略は、最高の捕獲率が満たされることを保証するメカニズムを説明していません。 水素の生産は、排出を捕捉するために必要な施設よりもはるかに速く増加し、ゴルゴンの場合と同様に、大量の温室効果ガスが大気中に流入する可能性があります。

別のリスクは、技術的またはコスト上の理由から、炭素回収がベストケースのレートを達成できないことです。

ゼロエミッション輸出に向けて

日本、韓国、ドイツを含む国々は、以下を含むさまざまな方法で水素を使用する可能性を模索しています。 発電、輸送、暖房、産業プロセス.

将来の輸入業者の中には、私たちの水素がどれだけきれいに生産されるか気にしない人もいるかもしれません。

カーボンフリーの輸出が重要な理由を示すために、オーストラリアが年間12百万トンの水素を生産した場合の排出量を計算しました。これは、現在の液化天然ガスの輸出の約30%に相当し、国家戦略の生産予測に沿っています。

およそ37百万トンの天然ガスまたは88百万トンの石炭が必要です。 二酸化炭素の90%が捕捉された場合、ガスからの排出量は、オーストラリアの現在の(1.9)年間温室効果ガス排出量の2018%、または石炭を使用した4.4%になります。

二酸化炭素の60%のみが捕捉された場合、ガスおよび石炭からの水素は、それぞれ現在の国内排出量の7.8%および17.9%をそれぞれ占めることになります。

投資先

現在、化石燃料から水素を生産する方が、炭素を回収して貯蔵する場合でも、再生可能エネルギーよりも安価です。

また、オーストラリアのビクトリア州のラトローブ渓谷には、衰退しつつある石炭火力発電産業では使用されない大量の既成の褐炭があります。 捕獲された炭素は、Bass Straitの下に保存できます。 そして、国の豊富なガス埋蔵量は、液化天然ガスの輸出に加えて、またはその一部を水素に変えることができます。 したがって、国家戦略がすべての選択肢を表に残したのは当然です。

水素が真にクリーンな燃料になるために必要なこと 無数の水素の潜在的な用途を示す図。 国家水素戦略

しかし、炭素を回収する水素製造施設を設立することは、非常に長い寿命の機器に莫大な費用をかけることを意味します。 これは危険です。なぜなら、公共の態度やゼロエミッションのエネルギーシステムに移行するためのグローバルな命令によって、排出集約型の水素の市場が崩壊した場合、資本が無駄になるからです。

世界はすでに はるかにペースが遅い 排出削減目標を達成するために必要であり、最悪の気候変動の影響を防ぐために最終的にネットゼロに到達する必要があります。

オーストラリアは、環境に優しい水素を安くするための研究開発に投資すべきです。 これには、電解コストの削減と、大規模な再生可能エネルギー生産のさらなる削減が必要です。 それは気候とオーストラリアの将来の輸出経済に大きな利益をもたらす可能性があります。会話

著者について

フランク・ジョッツォ気候気候エネルギー政策センター長、 オーストラリア国立大学; フィオナJベック、上級研究員、 オーストラリア国立大学、および研究員のトーマス・ロングデン、 オーストラリア国立大学

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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