水素経済の現実化

著者：Cheng ChengとAndrew Blakers、ANU

水素は脱炭素化の主な役割として頻繁に宣伝され、実際にはそうです。 しかし、それははるかに後で太陽と風力よりもはるかに低いレベルで大規模に使用されます。

中国、日本、韓国、オーストラリアを含む国では、水素開発を促進するための国家計画を策定しました。 これらの計画に関するいくつかの議論はバランスが取れていない。

清浄水素は主に太陽光と風力を利用して水を電気分解して作られます。 水素が豊富な化学物質の輸出を中心に大規模な新しい産業が建設されるという主張が提起されました。 しかし、良い太陽熱と風力源は、石油、ガス、石炭よりもはるかに広く利用可能です。 ほとんどの国は必要な電気の大部分を生産し、自分で必要なクリーン水素の大部分を生産することができます。

世界中の排出量の約4分の3を排除できます。 簡単に 陸上輸送（電気自動車）および暖房（電気炉およびヒートポンプ）の電気化と組み合わせた太陽光発電および風力でゼロ放出電気を生成することによって。 これらはすでに大規模に配布された既成技術です。 電気自動車とヒートポンプ 二回三回七回 水素燃料電池車や水素バーナーの熱よりもエネルギー効率が良いです。 輸送および暖房の再生可能電気化ははるかに安価であるため、クリーン水素の利用よりもはるかに速く起こっている。

について 四分の三 毎年世界中に設置される新しい発電容量のうち、太陽光発電または風力が占める割合は現在99％です（オーストラリアでは99％）。 太陽光発電と風力のコストは低く、引き続き下落しています。 ほとんどの国では、太陽熱と風力は現在最も安価な電気源です。 保存、転送、需要応答が簡単 バランス 低コストで可変太陽光発電と風力発電の高い普及率

では、今エネルギー分野で大規模な清浄水素の役割は存在するのだろうか？ 短い答えはそうではないということです。 水素はさまざまな場所で使用できるクリーンエネルギー源です。 水素は、発電用石炭やガス、輸送用石油、熱供給用建物のガスを置き換えることができます。 しかし、太陽と風から派生した電気は、はるかに良い仕事をします。

水素はスイス軍用ナイフのようなものです。 多くのタスクを実行するために使用できますが、タスクに最適なツールはまれです。 電気分解、圧縮、輸送、燃焼によって再生可能エネルギーから緑色水素を生成することが可能です。 しかし、このプロセスでは、ほぼ4分の3のエネルギーが失われます。

輸送と暖房の電気化の主な影響は、電力需要の増加です。 最近の研究 オーストラリアの電力需要は、輸送と暖房の完全な電気化によって倍増することを示しました。 この追加の電力需要は、太陽熱と風力を使用して満たすことができるため、十分な再生可能な発電容量が必要です。 これは別の質問を提示します。 東アジアの国内再生可能エネルギー資源がエネルギー需要を満たすのに十分であるか。

答えは例です。

日本は土地の太陽熱や風力源が少ない。 しかし、日本は排他的経済水域に広範な海上風力資源を持っています。 14番 100％の再生可能電力で、現在の電力需要を満たすために必要なものよりも多くの陸上太陽熱および海上風力資源が必要であり、陸上輸送、暖房および産業が電気化される場合は、必要以上に7倍多くなります。

重要なことは、100％の再生可能な電気システムのモデル化されたコストは、バランスコストを含めても現在の卸売電気価格よりも安くなることです。 大規模な水素輸入は不要で、地元から供給される太陽熱や風力発電に比べてはるかに高い電気価格をもたらすでしょう。

発展が問題でなければ、バランスはどうですか？ 東アジアの河川から汲み上げられた水力エネルギー貯蔵の確認された貯蔵ポテンシャルは次のとおりです。 2つの注文 東アジアで100％の再生可能エネルギーのバランスを維持するために必要なものよりも多くの規模です。 羊水水力は、世界の貯蔵エネルギーの99％を占め、可変電力生産のバランスを維持するために使用できる最も安価で最も成熟した一括貯蔵方法です。 川外の羊水は、自然湖や川ではなく小さな人工貯水池を利用して、関連する環境と社会的影響を最小限に抑えます。

太陽熱、風力、貯蔵および輸送は一緒にガスまたは石炭火力電気を置き換えることができるだけでなく、陸上輸送、熱および産業を電気化するために必要な追加の電気を供給することができるゼロ排出、安価な電気を提供します。 これらの排出源は、世界中の排出量の約4分の3を占めています。 水素は高コストと低効率のため、この経路と競合することは困難です。

しかし、水素は直接電気化できない分野で重要な役割を果たすでしょう。 航空および輸送には、電池が使用できない高エネルギー密度が必要です。 水素は合成ジェットおよび輸送燃料を製造するために使用することができる。 水素はまた、重要な肥料および化学原料であるアンモニアを製造するために使用することができます。 水素は鉄鋼業界で粘結炭を置き換えることもできます。

削減された電気を使用して水素を生成し、継続的に低い風と日照期間と最大電力のために蓄えることも役立ちます。 100％再生可能な電力網で削減された電気による少量の水素発生は実質的に 減らす 保管が必要なため、電気代が削減されます。

太陽熱と風力はすでにエネルギー競争で勝利しており、東アジア諸国を含むほとんどの国でエネルギーシステムを支配しています。 水素は、将来のクリーン経済において確かに重要であろう。 しかし、視点を維持することが重要です。 太陽と風力はずっとずっと重要です。

Cheng Chengはオーストラリア国立大学工学およびコンピュータサイエンス大学の博士課程の学生です。

Andrew Blakersはオーストラリア国立大学のE2工学教授です。