水素は、適切に製造および使用されれば、クリーン エネルギーおよび産業システムへの移行において多くの役割を果たす可能性があります。水素は、高温が必要な工業プロセスや製造プロセスで天然ガスや石炭を直接置き換えることができ、天然ガスや灯油を置き換えて建物を保温し、ガソリンやディーゼル燃料を置き換えて自動車やトラックに動力を供給することができます。

COと組み合わせると₂空から直接捕らえた、水素カーボンニュートラルな化学物質やプラスチックの原料の形成だけでなく、ガソリン、灯油、ディーゼル、ジェット燃料に代わるカーボンニュートラルな合成燃料の製造にも使用できます。

そして水素は次のように利用できます。記憶媒体電力の場合、月単位または季節単位で大量の電力を貯蔵する場合、電池よりも優れた性能を発揮します。しかし、水素にはいくつかの課題もあります。

まずは保管です。水素を加圧または冷却するにはエネルギーが必要です。の小さな分子多くの物質を通して拡散する傾向があります。ナノマテリアルを利用したり、水素を他の化学物質に変換して貯蔵したりする、有望な新しい選択肢がありますが、これらの技術はまだ成熟していません。現時点では、ストレージのコストが高くなっています。

2番目の課題はそれを生産することです。現在、ほぼすべての水素は天然ガスから製造されており、大量の二酸化炭素が排出されています。₂大気中へ。これは灰色水素として知られており、CO の発生により段階的に廃止する必要があります。₂それによって引き起こされる排出量。

ブルー水素は天然ガスからも生成されますが、COは₂捕獲され、排出されるのではなく地下に永久保管されます。残念なことに、これにより大量の天然ガスが漏洩することになります。天然ガスは主に強力な温室効果ガスであるメタンです。

最もクリーンなソリューションであるグリーン水素は、カーボンニュートラルなエネルギー源からの電気を使用して水を水素と酸素に分解します。しかし、これは非常に非効率です。水素が最終的に熱または電気として消費されるまでに、元の電気のエネルギー量の半分以上が失われます（こちらも参照）ブログ投稿）。

水素に対する新たな懸念

つい最近、3 番目の課題である水素漏洩が明らかになりました。最近まで、漏洩は単に経済的損失とみなされていました。しかし、それ以上のことが問題となっています。漏洩した水素は、大気中の希少なOHラジカルと反応します。これにより、メタンと反応する OH ラジカルが少なくなります。したがって、漏洩した水素はメタンの大気寿命を延ばし、気候への影響を悪化させます。

研究者らは、さまざまな水素利用シナリオによる気候への利点を評価するために、これらの要因を一緒に検討しました。グリーン水素のみが関与するシナリオは、気候変動に比べて強力な利点をもたらします。化石燃料水素漏洩率が低いと仮定して、交換される。しかし、青色水素が混合物に導入され、水素漏洩率がより高いと想定されるとすぐに、利点は減少し、場合によっては完全に消失します。たとえば、青色水素が 30% で漏洩率が 3% を超えるシナリオでは、20 年間で化石燃料の水素が代替するよりもさらに温暖化が進むと考えられます。

実際に漏れる水素の量はどれくらいでしょうか？

答えは、ほとんど研究が行われていないため、わかりません。水素の漏洩量が天然ガスよりも多いと考える理由があり、天然ガス漏洩量は 3% 以上であるとの試算もあります。これまでで最も包括的な研究では、水素の漏洩率は 2.9% ～ 5.6% であると推定されていますが、それよりも高い可能性があることも認められています。