オーストラリアは世界的な水素競争の岐路に立っています

オーストラリアは世界的な水素競争の岐路に立っています 再生可能エネルギーまたは化石燃料? 水素の生成方法は、その排出強度に大きな違いをもたらします。 シャッターストック  

オーストラリアが、ドイツ、日本、韓国などの国への輸出のために、クリーンな燃料として水素を大規模に生産する可能性があることに大きな興奮があります。

水素(H₂)は有用なエネルギー担体であり、そのエネルギーが回収されても温室効果ガスを放出しません。 しかし、プロセスが再生可能エネルギーを使用するか化石燃料を使用するかに応じて、水素が生成されるときに二酸化炭素(CO₂)が排出される可能性があります。

アラン・フィンケル博士–連邦政府の低排出技術に関する特別顧問であり、元主任科学者– 今月:「世界は大量の水素を必要とするので、その水素をより良くする方法が多ければ多いほど」。

だけど 私たちの分析本日発表された、化石燃料から水素を生成することは重大なリスクを伴うことを示しています。 このプロセスは、かなりの温室効果ガスを排出する可能性があります。これらの排出を高速で捕捉すると、再生可能エネルギーから生成される水素よりもプロセスのコストが高くなる可能性があります。 オーストラリアが水素の超大国になることを目指しているため、これらの調査結果は大きな意味を持っています。

石炭やガスから水素を「きれいに」しますか?

ゼロエミッションの「グリーン水素」は、プロセスが再生可能エネルギーを動力源とする場合、水の電気分解によって生成されます。

水素は、石炭やガスなどの化石燃料からも生成できます。 これは、いくらかの炭素が捕獲されて貯蔵されたとしても、大量のCO₂排出につながる可能性があります。

いくつかの戦略文書は、オーストラリアが化石燃料から「低排出」水素を生産するための扉を開いたままにしています。 これらには、 国家水素戦略 フィンケルは主任科学者として主導し、連邦政府は テクノロジー投資ロードマップ.

最近で 季刊エッセイ、フィンケル氏は、水素生産からのCOXNUMXを回収して貯蔵する必要があると述べた。実際、輸入国はそれを主張するだろうと彼は主張した。 これは、化石燃料からの水素が「クリーンな水素」になることを意味するとフィンケルは言います。

しかし、炭素の回収と貯留(CCS)の速度はさまざまです。 そして、捕獲されて地下に安全に保管される排出物の割合が高ければ高いほど、プロセスはより高価になります。

排出原単位に焦点を当てる

世界的に、現在稼働している大規模水素プラントはごくわずかであり、実際に達成された炭素回収率はほとんど報告されていません。

燃料源が低炭素であるかどうかを評価するとき、その「排出強度」を計算します。 これは、生成されたエネルギーに関連するCO₂のキログラム数を指します。

私達の 分析 化石燃料ベースの水素製造システムの排出強度は、炭素回収があってもかなりのものであることがわかりました。

たとえば、石炭からの水素の生成は、排出量の90%が捕捉された場合、同じエネルギー含有量でガスを使用する場合よりもはるかに低い排出強度を持ちます。 同じことがガスからの水素にも当てはまり、捕捉率は56%です。

私たちの分析 また、化石燃料の抽出および処理中に放出される、いわゆる「一時的な排出」も考慮に入れています。 これらは通常無視されますが、重要です。


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グローバルな会計規則では、水素生産からの排出量は生産国の在庫にカウントされます。 しかし、気候変動を懸念している多くの水素輸入業者は、生産時にどのような排出物が放出されたかを知りたがるでしょう。

これは、水素認証スキームを通じて行うことができます。 たとえば、欧州連合はCertifHyの原産地保証を開発しました スキーム これは、使用される水素の起源を説明しています。 これには、水素が再生可能エネルギー源と非再生可能エネルギー源(原子力、CCSを使用した化石燃料など)のどちらを使用して生成されたかに関する情報が含まれています。

このスキームでは、炭素回収率が高い(90%に近い)天然ガスから生成された水素のみを「低炭素」水素と呼ぶことができます。

これらの高い捕獲率は、 主要なレポート オーストラリアを含む国家戦略ですが、大規模な商業プラントでは達成されていません。 日本の苫小牧CCS デモンストレーションプロジェクト 90%のキャプチャ率を達成しましたが、 非常に高いコスト.

オーストラリアは世界的な水素競争の岐路に立っています さまざまな燃料の排出強度。 提供された著者

さて、コストを見てください

現時点では、化石燃料を使用して水素を製造する方が、再生可能エネルギーを利用した電気分解を使用して水素を製造するよりも一般的にコストが低くなります。 しかし、下のグラフが示すように、再生可能エネルギーによる電気分解のコストは低下しており、炭素回収オプションを備えた化石燃料よりも安くなる可能性があります。

私たちの分析は ガスまたは石炭からの水素は、炭素を捕捉して貯蔵しない場合、1.66キログラムあたり1.84ドルから2.09ドルの費用がかかります。 これは、高い炭素回収率で2.23キログラムあたりXNUMXドルからXNUMXドルに上昇します。

ヨーロッパで適用されているような炭素ペナルティは、化石燃料からの水素をより高価にするでしょう。 CO₂50トンあたり2.24米ドルのペナルティにより、中央生産コストの見積もりは3.15キログラムあたりXNUMX米ドルからXNUMX米ドルになります。

比較すると、オーストラリアの テクノロジー投資ロードマップ 「クリーンな水素」を2キログラムあたり1.43豪ドル、つまりXNUMX米ドル未満で生産するという目標を設定します。

CCSを使用した炭素回避の真のコストは大きく異なり、明確に定義されていないことがよくあります。 現在のコスト予測は、CO₂の輸送および保管コストの楽観的な見積もりに依存しており、通常、長期保管の監視および検証コストは含まれていません。

では、これはすべて「グリーン」水素とどのように比較されますか?

私たちの分析 再生可能エネルギーベースの電気分解の推定中央値は、今日の3.64キログラムあたり2米ドルから、XNUMXキログラムあたりXNUMX米ドルをはるかに下回っています。

再生可能エネルギーで水素を製造するコストは、主に電気のコスト、資本コスト、および電解槽の使用頻度に依存します。 太陽光発電と風力発電のコストは過去XNUMX年間で劇的に下がっており、これは トレンドは続く可能性が高い.

電解槽が大規模に展開されると、そのコストは急速に減少する可能性があり、グリーン水素のコストを押し下げます。

多いほど良くないかもしれません

では、これはどういう意味ですか? オーストラリアが化石燃料から水素を生産することを推し進めると、XNUMXつのリスクが発生する可能性があります。

炭素回収率が低い場合は、新しい高排出エネルギーシステムを導入する可能性があります。 また、捕獲率が高い場合でも、これらの生産施設は競争力を失う可能性があります。 これにより、座礁資産のリスクが高まります。つまり、経済的寿命が短く、実行可能な利益をもたらさない投資です。

大規模な水素生産のための投資決定は、商業的実行可能性に基づいて、最終的に企業によって行われます。 しかし、政府は期待を設定し、パイロットプロジェクトを支援するため、早い段階で重要な役割を果たします。 化石燃料ルートはより危険な賭けになりつつあります。会話

著者について

トーマス・ロングデン、フェロー、クロフォード公共政策大学院、 オーストラリア国立大学; フィオナJベック、上級研究員、 オーストラリア国立大学フランク・ジョッツォ、気候エネルギー政策センター所長、 オーストラリア国立大学

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