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Apr 08, 2024

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2023 年 8 月 1 日 | メアリー・ペイジ・ベイリー著 グリーン水素の将来は、そのエコシステムの各段階が成功するかどうかにかかっています。 重要なインフラストラクチャのスケールアップには多くの要因が必要です

2023 年 8 月 1 日 | メアリー・ペイジ・ベイリー著

グリーン水素の将来は、そのエコシステムの各段階が成功するかどうかにかかっています。 産業の脱炭素化を達成するために必要な重要インフラの規模拡大には、多くの要因が寄与しています。

世界的に、水素は、代替燃料として、また水素を原料として使用する製造部門の脱炭素化方法の両方として、産業の脱炭素化戦略の重要な部分としてますます考慮されています。 最近、インフレ抑制法 (IRA) による奨励金により、エネルギー源としての水素の使用と、従来の化石燃料よりも「グリーン」水素の採用を増やすことを目的として、米国での低炭素水素プロジェクトを中心とした活動が急速に加速しています。ベースの「灰色」の水素。 IRA の一環として、米国エネルギー省 (DOE、ワシントン DC、www.energy.gov) からの多額の資金が、完全な水素を構築する大規模な生産および輸送ネットワークである地域クリーン水素ハブに割り当てられています。バリューチェイン。 これらのハブには、水からグリーン水素を生成する電解装置、それを供給する給油ステーション、電気に変換する燃料電池、パイプライン、タンク、その他の物流インフラが含まれます。 各ハブは正式な提案を提出しており、資金提供の選択は今年後半に発表される予定です。 低炭素水素の生産が米国全土およびその他の国で急増する中、この大規模なスケールアップの舞台裏では、労働力への懸念、水素の安全性と貯蔵、機器のサプライチェーン、最終用途など、多くの重要な要素が検討されています。

発表される低炭素水素プロジェクトの流入により、規模の経済と自動化に焦点を当てて、電解槽と関連コンポーネントの製造が急速に拡大しています。 同時に、より高性能の膜と触媒によるエネルギー効率と耐久性の進歩により、初期資本コストが削減されています。 「電解槽の生産規模の拡大は、水素市場を拡大する上で潜在的な最大のボトルネックの 1 つです。 大幅な生産増加は、再生可能エネルギー容量の大幅な拡大に基づいています。 バリューチェーン全体に沿った戦略的投資が、長期的な生産制限を防ぐ鍵となります」と、The Chemours Company (デラウェア州ウィルミントン、www.chemours.com) の水素ビジネスベンチャーリーダー、ステファニー・コプチック氏は述べています。 Chemours は、電解槽コンポーネント、つまり Nafion イオン交換膜のメーカーとして、またその製造拠点の一部でグリーン水素のユーザーとして、独特の立場にあります。 同社は最近、フランスのヴィレ・サン・ポールにある工場でイオン交換材料の生産能力を拡大するために2億ドルを投資する計画を発表し、TC Energyと提携して陽子交換膜（PEM）電解槽の設置も進めている（図1）。 ）アパラチア地域クリーン水素ハブ（ARCH2）提案の一環として、ウェストバージニア州にあるケマーズの2つの製造拠点に水素を供給する。 「各拠点での製造プロセスの脱炭素化をさらに進めるため、ケマーズでは、生成されたクリーンな水素の一部を天然ガスとの混合燃料として消費し、既存のボイラー設備に点火する予定です」とコプチック氏は付け加えた。 工業的な脱炭素化に必要な水素生産能力を達成するには、特にエネルギー効率と内部コンポーネントの耐久性の点で、電解槽の性能が製造規模とともに向上し続ける必要があります。 「当社は、電解槽全体の効率に直接影響を与えるイオン交換膜のエネルギー効率を向上させるために常に努力しています。 同時に膜の耐久性向上にも取り組んでいます。 さらに、触媒の添加量を減らすか、効率や耐久性を低下させない代替触媒に切り替えることで、コストの削減を実現できます。 この分野で、ケマーズはアイオノマー分散液の開発を継続しており、これにより貴金属触媒をより効率的に使用し、これらの用途でより長く使用できるようになります」とコプチック氏は述べています。