脱炭素化社会への道は一つではなく、「エネルギー転換」という言葉もあるように、一歩一歩前進していくことが大切です。
温室効果ガスの削減に対する需要の高まる中、企業は環境に優しい水素の導入を検討しています。
水素は、その発生源や用途の自由度が高いことから、勢いを増しています。石油、ガス、石炭といった従来の炭化水素系資源からだけでなく、再生可能な風力や太陽光を利用した電気分解というプロセスで作ることができるのです。
水素の生産方法や生産時の関連排出プロファイルは、色別に色分けされたラベルが付けられます。例えば 再生可能な水素 「グリーン水素」は、排出物を伴わない純粋な再生可能資源から得られるもので、一方、「グレー水素」は、排出物が大気中に放出される炭素系資源から得られるものです。脱炭素化水素 また、「ブルー水素」は（最も一般的なクリーンな天然ガスである）炭化水素を原料としていますが、排出が大気に到達するのを防ぐ炭素回収の利点があります。
最近の価格変動はあるものの、天然ガスのインフラは水素経済を加速させるものです。天然資源が豊富にあるため、 必要な場所でガス分子を水素に変換することができます。
再生可能エネルギーである水素は、炭素がエネルギー源にならないため、環境保全の観点からも最終的に最も望ましいと言えます。グリーンソースからの水素を広く普及させるために必要なインフラは、単に整っていないだけですが、今後も相当な時間がかかると思われます。このインフラが整備されるのをただ待っているだけでは、世界のネットゼロ脱炭素化目標の達成を阻むことになります。
一方、既存の天然ガスインフラは広大であり、水素をさまざまな用途に利用する経験を迅速かつ安全に積むことができます。
米国だけでも300万マイル以上の天然ガスパイプラインがあり、世界中で数百万マイル以上あります。最近の価格変動はあるものの、天然ガスのインフラは水素経済を加速させるものです。天天然資源が豊富にあるため、必要な場所でガス分子を水素に変換することができます。天然ガスを原料とするブルー水素は、グレー水素と異なり、CO2を分離回収し、地下に永久保存することで、大気中に放出されるのを防ぐことができます。
今日、米国と世界の両方で生産される水素の大部分は、天然ガスなどのメタン源から水素を生成するために高温蒸気を使用する成熟した生産プロセスである水蒸気メタン改質によって製造されています。排出回収技術がなければ、天然ガス改質プロセスは大量の炭素を大気中に放出します。水素をより持続可能なものにするために、製造業者はこの生産経路からの排出に取り組む必要があります。これは、今日クリーンエネルギー移行計画を採用しながら、明日のための長期的なグリーンソリューションを開発する産業にとって重要なパズルのピースのようなものです。
水蒸気メタン改質プロセスは、3つの段階に分かれています。最初に、天然ガスは蒸気、圧力、および触媒と反応して水素、一酸化炭素および少量の二酸化炭素を生成します。「水ガスシフト反応」として知られる次の段階では、蒸気と一酸化炭素は、二酸化炭素とより多くの水素を生成する触媒と反応します。最終段階では、二酸化炭素やその他の不純物を取り除く「圧力スイング吸着」によって純粋水素が生成されます。従来のグレー水素生成プロセスでは、廃棄物二酸化炭素が大気中に放出されます。逆に、ブルー水素では、二酸化炭素分子の大半が捕獲され、地下に戻され、長期貯蔵されます。
より多くの水素が市場に出回ることで、よりクリーンなエネルギーが様々な形で採用されるようになります。天然ガス供給と再生可能水素を混合することにより、全体的なGHG排出量を削減します。
現在、より持続可能な水素燃料の未来を橋渡しする技術は存在しています。エマソンの蒸気メタン改質装置(SMR)ソリューションは、改質装置の動作を最適化および安定させ、生産者が生産性を向上させ、変動性を低減し、エネルギー使用量を削減し、排出量を削減し、安全上の危険を最小限に抑えるのに役立ちます。このようなソリューションには、蒸気と炭素の比率を制御するために、マイクロモーションコリオリ流量計を燃料ガスまたは天然ガス供給に設置することが含まれます。これらの計測器は、安全性、触媒寿命、エネルギーコストを維持します。高圧で水素が生産される中、エマソンの最終制御バルブとレギュレータは、安全で制御されたプロセスの維持に役立ちます。全体的な効率を高め、システムの漏れを特定するために、エマソンは圧力スイング吸着(PSA)技術も使用しています。これらのソリューションは、デジタルツイン、制御および監視システム、Plantweb Opticsプラットフォームなどの他のエマソンの技術と組み合わせて、企業が天然ガスを効率的かつ安全にブルー水素に変換するのに役立ちます。
より多くの水素が市場に出回ることで、よりクリーンなエネルギーが様々な形で採用されるようになります。ブレンド 再生可能水素を使用した天然ガス供給は、全体的なGHG排出量を削減し、ブルー水素を採用することで、化石燃料埋蔵量や天然ガスパイプラインを含む貴重なエネルギーおよびインフラ資産を活用する機会も提供します。
再生可能水素で動いている会社の1つは、カナダのエネルギープロバイダーであるEnbridgeです。エマソンの技術の助けを借りて、同社は北米で初めて再生可能な電力を使用して排出のない水素を生産しています。Enbridgeはまた、3,500軒の家庭にクリーンエネルギーを供給するパイロットプログラムにおいて、天然ガスインフラに水素を混合しました。このスケーラブルなプロジェクトは、ブルー水素が、地方の低炭素経済とより持続可能なエネルギーの未来を作り出すのにどのように役立つかを示す一例です。
水素経済を推進するもう一つのエマソンの顧客は、N.M. Albuquerqueに拠点を置く BayoTech です。エンドツーエンドの水素バリューチェーンを提供する銃剣技術は、水素の生産、供給、消費方法を革新しています。天然ガスの水蒸気メタン改質、埋め立てガス、農業用バイオガスから、風力や太陽光などの再生可能資源まで、発電の範囲が広がっています。
2022年後半から、BayoTechはスコットランドのサドックファームと提携して、嫌気性消化プロセスから生産されるバイオメタンの一部を現場供給グリッド注入から水素生産に迂回します。エマソンの技術を使用して、BayoTech プロジェクトでは、1 日に 1,000 キログラム以上の再生可能水素を生産し、地域のゼロエミッション車に燃料を供給することができます。この反復可能でと拡張性のあるプロジェクトにより、地域の消費者はカーボンニュートラルな水素を手に入れることができます。プロジェクトはまた、2030年までに少なくとも5ギガワットの再生可能および低炭素水素生産能力を設置するスコットランドの計画と直接一致しています。
よりクリーンなエネルギーソリューションを統合するための創造的なソリューションを見つけることは、企業、政策立案者、消費者にとって勝利です。世界が2050年までにネットゼロに達すると見ている中で、水素はクリーンなエネルギーに対する世界的な必要性に対処する上で重要な役割を果たすことができます。重要なのは、採用の障壁を取り除き、「やることによって学ぶ」こと、そして将来の持続可能なエネルギー源として水素に自信を得られるようにすることです。
