グリーン水素を投稿でスケーリングする

クリーン水素は、米国における長期的な脱炭素化の「スイス・アーミー・ナイフ」となる可能性を秘めた一連の初期段階の技術である。 短期的には現在の産業用途で従来の水素を置き換え、長期的にはさまざまな燃料や原料を置き換えることで米国の脱炭素化を進めることができるが、必要なレベルまでスケールアップするには多大な政策と投資支援が必要となる。 最近可決されたインフレ抑制法（IRA）に含まれるクリーン水素製造税額控除は、米国経済におけるクリーン水素の地位を確保するための有意義な一歩です。 現在、内国歳入庁 (IRS) は、このクレジットに関する規制の導入に取り組んでおり、電解水素 (クリーンな水素の一種、グリーン水素と呼ばれることが多い) の製造に使用される発電からの温室効果ガス (GHG) 排出量をどのように計上するかを決定しようとしています。 ）。

このノートでは、IRS が下す決定のトレードオフについて説明します。 グリーン水素が脱炭素化の未来で役割を果たすためには、米国は国内産業を確立しコストを削減するために、現在前例のない規模で電解槽の構築と設置の経験を積む必要がある。 短期的にクレジットを主張するために制限的なルールを遵守すると、この業界の成長能力が妨げられ、将来的にクリーンな水素の機会が減少する可能性があります。 同時に、政策立案者は、グリーン水素が実際に長期的な温室効果ガス排出量を確実に削減する将来の道筋を明確にする必要がある。 米国にとって役立つ可能性のあるモデルの 1 つは、欧州委員会が最近策定したグリーン水素に関する GHG 会計アプローチです。これは、より制限的なルールに向けて時間をかけて段階的にアプローチするものです。 米国では、これらの規則に対する短期的な柔軟性により、今後数年間で全体的な GHG 排出量が若干増加する可能性がありますが、将来的には最終的に厳格な規則を遵守するグリーン水素産業を立ち上げることで、グリーン水素が確実に使用できるようになります。徹底的な脱炭素化において有意義な役割を果たします。

クリーンな水素は、複数の分野にわたって燃料、原料、エネルギー貯蔵媒体として脱炭素経済において重要な役割を果たす可能性を秘めています。 IRA が可決される前の以前のロジウム研究では、クリーンな水素を効果的にスケールアップするための短期的および長期的な機会を評価しました。 短期的に最大の排出量削減のチャンスは、現在の米国の年間水素需要のうち約10MMTを従来の化石燃料ベースの生産からよりクリーンな生産方法に切り替えることによってもたらされる。 この需要は、製油所、アンモニア生産、メタノール生産などの工業プロセスによって推進されています。 現在、この水素のほとんどすべては、天然ガスを水素に変換する水蒸気メタン改質 (SMR) プロセスを介して生成されており、年間約 100 MMT の CO2e または米国の正味 GHG 排出量の 2% 弱を排出します (図 1)。 クリーンな水素生産への移行によってこれらの排出量を削減すると、米国の脱炭素化の軌道に小さいながらも目に見える変化をもたらす可能性があります。

産業用燃料や原料として、また大型トラック輸送などの電化が困難な用途の輸送燃料としてなど、新たな使用例において、既存の化石燃料をクリーンな水素に置き換えることで、時間の経過とともに、より大幅な排出削減が実現できる可能性があります。 現在の既存の水素消費の脱炭素化による排出への影響は比較的小さいのに比べ、クリーン水素による排出量の最大のメリットは、その使用がこれらの将来の用途に拡大されるときに具体化されます。

いくつかの技術的経路により、大幅に低い温室効果ガス (GHG) 強度で水素を生成できます。 最も一般的に議論される 2 つは、炭素捕捉機能を備えた SMR の改造と、電気分解による水素の生成です。 前者では、天然ガスを水素に変換するプロセスのさまざまな時点で CO2 を回収でき、制御されていない SMR 生産よりも 99% も低い生産排出原単位が得られます。ただし、これらの施設での炭素回収の最も経済的な機会は、排出削減効果が少なくなる可能性があります。 私たちの以前の研究では、現在の SMR 施設での炭素回収 (ブルー水素とも呼ばれる) が短期的な脱炭素化に役割を果たす可能性があることが示されています。 ただし、このメモは、一般にグリーン水素と呼ばれる、低排出電力で生成される電解水素に焦点を当てています。 グリーン水素は、触媒の存在下で電気を使用して水を水素と酸素に分解し、製造時に CO2 を排出しません。 ただし、プロセスで使用される電力の生成により CO2 およびその他の GHG が排出される可能性があります。[1]