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(低炭素水素の製造に必要とされる水電解技術関連の情報を発信予定です)
カーボンニュートラルの達成に向けて、世界中でグリーン水素の活用が進められており、再生可能エネルギー由来の電力で低炭素水素を製造する水電解装置関連のビジネスが急拡大しています。
日本では2020年に福島県浪江町で実証運転を開始したFH2R(福島水素エネルギー研究フィールド)が、当時世界最大の10MWのアルカリ水電解装置でした。しかしその後、海外では既に100MWを超える水電解装置が設置されており、計画中の案件は数10GW規模に達しています。
ここでは、水電解装置の基本と活用事例、国内外の取り組み状況、現状の実力値や今後の課題などについて、示せていければと思います。
【目次】
1.背景
1)カーボンニュートラル達成に向けたグリーン水素の役割
a) 水素の製造・輸送・利用の全体像
b) 低炭素化に資する水素の活用
c) 水素の取組概要(日本、海外)
2)グリーン水素製造に水電解が必要とされる理由
a) 水素の区分(色分け)
b) グリーン水素の定義(日本、海外)
c) RE100への対応
3)水素の必要量(製造と需要の観点)
2.水電解技術の原理と特徴
1)水電解の原理
2)各種電解方式の特徴
a) AWE(アルカリ型水電解)
b) PEM(固体高分子型水電解)
c) AEM(アニオン交換膜型水電解)
d) SOEC(固体酸化物型水蒸気電解)
3.水電解装置の概要と取り扱い
1)システム全体構成
2)スタック構造とセル要素(電極、隔膜、電解質膜など)
3)システム構成要素・機器(整流器、ガス洗浄、電解液、純水供給など)
4)装置スペックの見方と注意点
5)安全対策
4.国内外の導入状況
1)水電解による水素エネルギーの各種プロジェクト概観
a) Power to Gasのプロジェクト(代表例としてFH2R)
b) 各種再エネ利用による水素製造実証(太陽光、風力、水力など)
c) 地産地消型水素エネルギーシステム
3)海外の大規模プロジェクト事例
5.装置メーカーの開発状況
1)水電解装置メーカーの概観(実績と計画、製造能力など)
2)代表的メーカーの製品例と取組状況(日本、欧州、北米、中国)
6.開発の方向性と課題
1)水素と水電解装置のコスト目標
2)水電解装置に要求される課題と対応
a) 水電解装置のコストダウン検討事例(コスト構造、コスト内訳)
b) 大型化(スケールアップ則)と量産効果の実際
c) 再エネ変動入力が水電解槽へ与える影響
d) 性能向上(効率・耐久性向上)の取組
e) グリーンイノベーション計画
7.今後の展望
1)グリーン水素の導入拡大
a) 水素社会推進法
b) 水素の品質
2)普及に向けたヒント
a) 水素需要量の確保
b) 水電解装置の量産に向けて