いいえ、ホワイト水素はクリーンな燃料の無限の供給源ではありません

これは、エネルギー経済を目的とした水素の抜本的な拡大の基礎ではありませんが、現在の水素使用の一部を脱炭素化するという希望を抱いています。

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最近、水素の新しい色である白色について意見を求められるようになりました。 私の色盲のせいで、水素の色のスペクトル全体が今よりもさらに愚かになっています。現在、必要な色よりも 23 色多いと思うからです。

実際には、水素には低炭素水素と高炭素水素の 2 種類しかありません。 色が適用される場合は、緑と黒にする必要があります。 水素科学連合の創設者らは、水素に関する長年の専門的および学術的経験を持つ技術者であり、水素製造における気候変動解決策に沿ったカットオフポイントがどうあるべきかについてメンバー間で議論し、製造時に生成される二酸化炭素または同等物（CO2e）のキログラムに落ち着きました。水素1キログラム。 このかなり適切なしきい値は、1 キログラム以下が緑色、それ以外はすべて黒であることを示しています。 それで大丈夫です。 少なくとも色は区別できました。

重要なのは、水素の製造に使用されるプロセスや原材料ではなく、水素のライフサイクル全体の炭素強度です。 すべての色はプロセスまたはソースのバリエーションにすぎず、競合する色の定義は言うまでもなく、正常な色知覚を持つ人々の間でも頭痛の種を引き起こしています。

1 キログラム当たりの炭素強度が何を意味するのか、少しだけ調べてみましょう。 電気分解を使用して 1 キログラムの水素を製造するには、プラントのバランスで 55 ～ 60 kWh の電力が必要です。 ちなみに、この点では物理学の限界に近づいているので、魔法のように小さくなるわけではありません。 製造ユニット数が 2 倍になるとユニットあたりのコストが 20% ～ 27% 削減されるというライトの法則の影響を受けません。 水素製造にはスケールメリットがありますが、そのほとんどは非常に資本集約的な非常に大規模なプラントの建設によるものです。

1 キログラムの CO2e を使用すると、kWh ごとに約 18 グラムの CO2e の炭素負債が生じる可能性があることを意味します。 私の故郷であるカナダのブリティッシュコロンビア州では、kWhあたり12.9グラムのCO2eの炭素強度を持つグリッド電力によって問題なく機能しています。 バーモント州はkWhあたりのCO2eのレベルがさらに低く、この定義によるとグリッド電力からグリーン水素を製造できるが、ワシントン州でさえ約84グラムのCO2e/kWhで削減できない。 ヨーロッパではスウェーデンが最も近いですが、それでも CO2e/kWh が 45 グラムで、基準値の 2 倍を超えています。 そして、必要とされるほど早くではないにせよ、すべての送電網の電力は脱炭素化に向かっている。 最終的にはすべてのグリッドがブリティッシュコロンビア州とバーモント州の範囲内に収まる予定です。

それでも、私は天然ガスから製造される水素よりも、バーモント州やスウェーデンのグリッド水素の方が良いと思っています。天然ガスから製造される水素は、上流のメタン排出と水蒸気改質プロセスの間に、水素 1 キログラムあたり 10 キログラムの CO2e が発生します。 そして、ブルー水素では、水素 1 キログラム当たりの CO2e が 2 ～ 4 キログラムまでしか削減されない可能性が高く、その範囲の下限には非常に厳格な上流のメタン排出管理が必要です。

何が「グリーン」水素を構成するのかについてのロビー活動の程度については、EU は再生可能水素の炭素強度を、水素 1 キログラムあたり 3.38 キログラムの CO2e で十分であると規定しています。 はい、水素科学連合は、それは良いレベルではないと考えています。 はい、その炭素強度についてはさまざまな情報源から多くの批判があります。 それには十分な理由があります。 EUが水素をエネルギー輸送体にすることに愚かで一時的に執着しなかったとしても、それは気候変動目標の達成とは少しも合っていない。 しかし、天然ガスから製造される水素は手の届くところにあります。 便利ですよね？

なぜ私はグリッド電力にこれほど注目しているのでしょうか? 理由は 2 つあります。

1 つ目は、現在使用されている水素の 85% が使用時点で製造されていることです。 水素の流通コストが非常に高いからだ。 ほとんどの水素燃料電池車のポンプは、化石燃料から作られた黒色の水素を供給します。 これは、これまでに入手した中で最も安価な水素の形態です。 米国では、1 キログラムあたり 1 米ドル弱で非常に安価な天然ガスから水素を製造することが可能です。 それにもかかわらず、配送される水素のトラック積載量は通常、1 キログラムあたり 10 米ドルです。 また、燃料電池ポンプで供給される水素 1 キログラムの価格は、過去数年間で 15 ～ 25 米ドルの間で変動しています。