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グレー水素、ブルー水素、グリーン水素

水素は本来無色であるが、近時、カーボンニュートラルに向けた水素社会というテーマで水素が語られる場合には、グレー水素、ブルー水素、グリーン水素という「色付き」の水素が登場する。これらについて簡単に整理すると次のとおりである。

1.グレー水素

石油、天然ガスあるいは石炭といった化石資源から抽出される水素であり、元の資源に炭素が含まれていることから、水素を取り出す際にはあわせてCO2が出てくるということになる。したがって、この水素を使用する際にはCO2は排出されないが、カーボンニュートラルという観点からは評価されず、そのため「グレー」の水素とされる。わが国では石油精製プロセス、石油化学プロセス、製鉄所のコークスの製造プロセス等から抽出されるものが、産業用や燃料電池自動車の燃料用に供給されている。

2.ブルー水素

上記1.のグレー水素の生成の際に出てくるCO2をきちんと処理し、大気中のCO2を増やさないように処理すると、それは「ブルー」の水素と言われることになる。その処理方法としてCO2の地中貯留(CCS)がある。近年、石油採掘あるいは天然ガスの採掘時にCO2を圧入し、石油や天然ガスを絞り出すとともに、CO2に置き換え貯留するということが、産油国等で行われており、コスト面も考えるととりあえず最も実現可能性の高いCCSの方法と考えられるが、厳密な意味でCO2が漏れることなく安定的に貯留され続けるかというあたりの評価はまだこれからの課題である。CCSについては、わが国においては小規模の実証事業が北海道で行われているが、いずれにしろ国内には適地が乏しく、ブルー水素を獲得しようと思えば輸入を前提に考えることとなる。

3.グリーン水素

再生可能エネルギーを使って水素を生成するもので、例えば太陽光発電で作られた電気で水を電気分解して水素を作るといったことになる。

再生可能エネルギーによってつくられる電気が少ない状況では、あまり意味を持たないが、今後再生可能エネルギー電気が大量につくられるようになると、電力の需給調整の手段という側面も併せ考え、グリーン水素の生成、貯蔵、利用も有力な選択肢となる。現状では、昼間に発電する太陽光発電が余剰電力を生み出す場合には揚水発電により水を山上のダム湖に汲み上げたうえで、日没後にその水を利用して水力発電を行い、電気の需給を調整しているが、揚水発電ができる適地は必ずしも多くはないため、蓄電池による需給調整、さらにはグリーン水素としての余剰電力の利用が検討されているところである(本コーナーの浪江町の「FH2R」参照)。また、これとは別にエネルギーの地産地消という観点から、比較的小規模でのグリーン水素の利用も検討されている。

海外では広大な土地を利用して太陽光発電を行い、それによりグリーン水素を作って輸出しようという事業も起こりつつあり、これがうまくいくようであれば、グリーン水素の輸入による利用も可能性があるところである。

さらに最近のニュースによれば、2025年に大阪で開催される万国博覧会において、原子力発電所の電気で作られた水素を利用しようという検討がはじめられたとのことである。一昔前までは、揚水発電は夜間の原子力発電の余剰電力の吸収に使われていたところであるが、前述したように最近は揚水発電は昼間の太陽光発電の調整用に利用されているため、朝は山の上のダム湖は水を落とした状態になっていなければならず、原子力発電所の深夜電力の吸収先としては水素が重要な選択肢になるところである。原子力で作られる水素は何色の水素であろうか。パープル水素かね。

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