CO2を排出しない水素エネルギーとは? 水素の特徴・活用事例、関連おすすめ製品をご紹介

CO2を排出しない水素エネルギーとは?  水素の特徴・活用事例、関連おすすめ製品をご紹介
水素は地球上に最も多く存在する、最も軽い気体です。近年注目の浴びているCO2を排出しない水素エネルギーについて解説しています。

水素とは?

水素は地球上に最も多く存在する、最も軽い気体です。私たちの身の回りにある空気と比較すると約14分の1の軽さのため、大気中にすぐ拡散をするという特徴があります。ちなみに宇宙空間では地球上よりもさらに大量に漂っており、その総量は宇宙の質量における約70%を占めると言われています。また、水素は無味・無臭で味がせず、-253°まで冷やすと気体から液体に変わります。

水素エネルギーの特徴

次世代のエネルギーとして期待されている「水素エネルギー」は大きく3つの特徴を持ちます。

水素エネルギーの特徴

使用時に二酸化炭素を排出しない

石炭や石油を基にした化石燃料の場合、燃やすと二酸化炭素(CO2)を排出します。しかし、水素を燃焼させても二酸化炭素は全く発生しません。
二酸化炭素は地球温暖化をはじめとした様々な気候変動の要因と考えられているため、二酸化炭素を排出しない水素エネルギーは解決策への一助として期待されています。

様々な資源から作ることができる

水素は文字通り、水から取り出すことも可能ですが、地球上に存在する様々な資源から作り出すことができます。例えば、近年注目を集めている木材・生ゴミ等のバイオマスからも作り出すことが可能なため、様々な方向性での生成が模索されています。

エネルギーを水素に変えて溜めることができる

余ってしまったエネルギーを水素に変えて貯蔵できる点も大きな特徴の一つです。例えば、風力発電・太陽光発電は天候によって左右されるため、充分すぎるほどの発電を生む日もあれば、必要な量を確保できない日もあります。
そのような場合、余った電力を水素に変換して保存しておけるため、余ったエネルギーを無駄なく貯蔵することが可能となります。

水素の作り方

前述した通り、水素は様々な資源を基に生成することが可能です。自然エネルギーからの製造も可能なため、石油や石炭に依存をしている国は特に大きな期待を水素に対して寄せています。

水の電気分解 水を電気で分解することよって水素を生成します。省エネ由来の電力を活用することでグリーンな水素を生成することができますが、水の電気分解には多量の電力が必要なため、コストがかさむデメリットもあります。
木材・生ゴミ等のバイオマス 近年注目を集めているバイオマス原料を熱することで、水蒸気を発生させ、そこから水素を取り出します。
工業製造の過程における副産物 製造現場から発生するガスから生じる水素を分離することで取り出します。

水素エネルギーの活用事例

水素エネルギーの活用には無数の方向性がありますが、ここでは代表的な例として「燃料電池自動車」「水素ステーション」「家庭用燃料電池」の3つをご紹介します。

水素エネルギーの活用事例

燃料電池自動車(FCV)

燃料電池(FCV)は、水素を燃料として車載し、燃料電池内で水素と酸素を化学反応させて発電した電気エネルギーを用いて、モーターを回して走る自動車です。走行中に排出するものが水だけで、温室効果ガス等を排出しないため、エコカーとして注目されています。

水素ステーション

燃料電池自動車(FCV)の水素を充填できるのが水素ステーションです。しかし、現状では商用水素ステーションの数が限られており、一般的に普及しているとは言えないため、燃料電池自動車(FCV)が中々広まらない一因となっています。

家庭用燃料電池(エネファーム) 

家庭用燃料電池(エネファーム)は、都市ガス・LPガスから取り出した水素を用いて臀筋を生成します。また、発電の際に発生する熱を利用してお風呂に給湯するお湯を作り出すことも可能です。水素を利用しての発電方法を取り入れることで、発電所からの送電と比べてロスが少なくなり、省エネに繋がる特徴があります。

持続可能な国づくりに貢献する「水素社会」の実現

近年、「水素社会」という言葉を耳にする機会が増えましたが、水素を日本のエネルギーの一部として活用していく社会をイメージしている言葉です。特に日本はエネルギー資源を海外からの輸入に頼っている現状があるため、水素エネルギーの活用は経済活動の復権とCO2排出量削減の両面への貢献が期待できます。

将来の実用的な活用に向けて期待されている水素エネルギーですが、社会インフラとして機能するためには、

  • 製造技術における課題
  • 輸送・貯蔵技術における課題
  • 水素利用技術における課題

等の様々な課題があります

これらの課題点を克服し、水素エネルギーを実社会で活用していくには、政府の政策推進はもちろんのこと、政府と連携をして民間企業による研究や製品・サービスの開発を推し進めていく必要があります。

水素活用に関するおすすめ製品

株式会社オーバル

水素計測用流量計

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微小流量から大流量まで対応できる水素計測用の各種流量計

近年、温室効果ガスの削減目標、非化石エネルギーの導入目標を大幅に引き上げる必要があるとされ、二酸化炭素を排出しないクリーンなエネルギー資源として水素の利用拡大が進められています。
今回は、そんな水素の計測に対応したオーバルの流量計をご紹介いたします。

【オーバルの水素計測用流量計ラインナップ】
・MASFLO-OVALⅡ 非防爆形
・MASFLO-OVALⅡ 防爆形
・気体用マスフローメータ
・EXデルタⅡ(標準、スマートタイプ)
・DELTAFLOW Type F(標準形)
・ガスオーバル
・ALTImassⅡ(超高圧形・120MPa 水素対応)

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岩谷産業株式会社

重水素・重水

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商業用日本初 国内生産の重水素

重水素とは、産業用で広く使用されている水素の同位体です。重水素の性質を生かして、半導体などのエレクトロニクス・光ファイバー・化学・重水素ランプ、核融合など様々な分野で用いられています。

従来、国内への供給は、その大部分を米国からの輸入に頼ってきました。今後、世界的な需要の拡大が見込まれることから、重水素の調達リスクが高まることが予想されています。

そこで、イワタニでは日本初となる重水素の商業生産を開始しました。 イワタニは国産の重水素により、更なる安定供給および短納期を実現いたします。

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長野計器株式会社

GF3 ソリッドフロント圧力計

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安全性が高く耐久性に優れる圧力計

ソリッドフロント(前壁式)ケースの採用により、万一の圧力エレメント破損時には、圧力を計器裏面の裏板より排除する構造となっています。

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株式会社四国総合研究所

マルチガスライダー

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遠隔から水素などのガス漏洩位置を特定する,弊社独自のLIDARシステムです。

LIDARによるマルチガス計測装置です。
対象が可燃性ガス・毒性ガスの場合でも遠隔から非接触で計測可能です。トレーサーガス,プローブは使用しません。
3次元的にガスの空間濃度分布を表示し,ガス濃度,漏洩箇所までの距離,空間濃度分布を計測できます。幅広いガス種に簡易な変更により対応可能です。
昼間屋外計測可能です。

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株式会社四国総合研究所

水素火炎可視化装置(携帯型)

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眼に見えない水素火炎の形状や領域を近赤外光により可視化する携帯型の装置です。

水素火炎は人間の目に見える可視領域の発光が殆ど無く,眼に見えません。しかし,可視域外の近赤外領域に発光があるため,この光を選択して捉え,熱画像や可視画像と組合わせることで水素火炎を可視化を可能にしたシステムです。

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セインジャパン株式会社

二次電池向けクイック・コネクトソリューション

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二次電池製造装置のチラー配管に最適なクイック・コネクトカップリング

電気自動車(EV)が世界的なブレイクスルーを遂げるためには、充電がよりしやすく、より迅速かつ効率的にならねばなりません。出力が高いほど多くの熱が発生するため、効率的な温度管理が必要となります。

液冷は既に高性能コンピューティングにおいて成功を収めています。そしてこれが現在、EV充電ステーションでの高速で効率的な充電を阻む壁を打ち破る鍵となっています。クイック・カップリングは、液冷システムにおいて重要な役割を果たしており、バッテリー式電気自動車(BEV)の急速充電を可能にする上で、信頼性の高い接続を提供するとともに設置やメンテナンス作業を容易にします。

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