コロラド州がクリーン水素燃料の全国モデルとなる

国や地方のクリーンエネルギー支持者らは、汚い化石燃料に代わるクリーンな水素燃料の生産を目指すリーダーとしてコロラド州を称賛している。 その主な証拠は、クリーン水素を定義し、真に環境に優しいプロジェクトに対する公的税額控除とPUC承認を留保する、ポリス知事が署名したばかりの法律だ。

それで、何が問題なのでしょうか？ どの水素が「グリーン」で、どのような方法が「ブルー」で、どれが恐ろしい「グレー」で、コロラド州の実際の大規模プロジェクトで水素がいつ、どこで使用される可能性があるのでしょうか? 私たちはそれを解決するために数人の専門家に話を聞きました。

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水素はどのようにして代替燃料となるのでしょうか? | カラーシステムはどのように機能するのでしょうか? | 州税額控除 | 大規模に使用される可能性がある場所 | 車に水素を燃料として使用できますか?

純粋な水素は、天然ガス、石炭、ガソリンと同様に、高熱源として燃焼できます。 また、肥料生産などの産業の「原料」として天然ガスの代替品として使用することもできます。

課題は、水素は豊富に存在しますが、水素は周期表の最初の項目ですが、通常は酸素のようなパートナーと結びついていることです。 実用化する前に分割する必要があります。 水 (H2O) を分解するのが最もクリーンな方法です。

水素がクリーンに生成されない場合、またはセメント生産などの脱炭素化が難しい産業で「汚れた」燃料源の代替として使用されない場合、地球温暖化の観点からはあまり良いことはありません。 石炭または天然ガスから生成された電気で水素を生成する場合、同点でプレーすることになります。

グリーン水素は、太陽光や風力、ダムの水力などのクリーンな電気で水を分解して生成されます。 グリーン水素システムとは、文字通りパイプラインに漏れがないシステムを意味します。漏れた水素は、大気中の強力な温室効果ガスであるメタンの寿命を延ばします。 そして、製鋼炉やセメント窯など、常に利用可能な強力な熱を必要とする場所で化石燃料を水素に置き換える場合が最も環境に優しいのです。

天然資源防衛評議会の水素擁護者、ピート・ブッデン氏は、コロラド州の法案に関するインタビューで、「水素が正しく行われれば、間違いなく大きなチャンスがあると考えている。しかし、間違ったやり方をすれば、大きなリスクも伴う」と述べた。 「本当にターゲットを絞り、どこで使用し、どのように作成する必要があります。」

灰色水素はメタン (天然ガス) から生成され、現在、アンモニア肥料やその他の工業用化学薬品の製造に使用される水素の主要な製造方法です。 NRDCやRMIなどの非営利団体によると、このプロセスでは大量の二酸化炭素が大気中に放出されるという。 灰色の水素を製造すると、水素 1 キログラムごとに 10 キログラムの二酸化炭素が排出されます。

ブルー水素はその中間であり、天然ガスのメタンに依存しますが、結果として生じる二酸化炭素を捕捉し、地下または他の方法で隔離します。

理論的には原子力発電所の電気によって生成される「ピンク色」水素もある。これは温室効果ガスの生成が少ないという利点があるが、有毒廃棄物が生成され、莫大なコスト超過に悩まされるという恐ろしい欠点がある。 米国には新たな原子力エネルギーに関する現実的な計画がないため、環境団体らは、ピンクは欧州以外では使われないだろうと述べている。

連邦および州の有利な税額控除や研究補助金が水素プロジェクトに利用可能になる中、コロラド州のクリーンエネルギー支持者らは、最初から州に正しい「カラー」計画を立てさせたいと考えていた。 下院法案 1281 は、製造された水素 1 キログラム当たりの新たな州税額控除は、クリーン水素プロジェクトにのみ適用できると述べています。 これには、民主党リトルトンのリサ・カッター上院議員がクリーンな水素の基本的要件の一部を述べていることが含まれる。それは、クリーンな電気で生産され、輸送時の漏洩が最小限であり、他のクリーンな燃料が使えない水素を使用するプロジェクトを好むことである。

「法案提出者全員とコロラド州エネルギー局が、すべての環境保護団体に対応するために懸命に努力し、「新たな連邦資金」を引き出すために必要なことを今も続けていることを大いに称賛する。カッターは言った。 「私たちは環境保護団体と協力するために本当に懸命に働かなければなりませんでした。私は決して反対側にはなりたくないのです。」

この法案の他の提案者には、ブリアナ・ティトーン下院議員（民主党、アルバダ）、ステファニー・ビジル下院議員（民主党、コロラド・スプリングス）、ケビン・プリオラ上院議員（民主党、ヘンダーソン）が含まれていた。

この法案はまた、エクセル・エナジーのような投資家所有の電力会社が提案する水素プロジェクトを審査するプロセスを設けるよう公益事業委員会に指示している。 ＰＵＣは、新規プロジェクトの費用の支払い方法、費用が消費者料金支払者に請求されるか企業株主に請求されるかなどを見直す必要がある。

このような公益事業者はまた、コロラド州の歴史を通じてすでに公益事業と産業汚染の影響に苦しんできた、不当に影響を受ける地域社会に水素プロジェクトがどのような影響を与える可能性があるかをPUCに報告する必要がある。 そして、電力会社は温室効果ガスの節約やプロジェクトのその他の側面について報告し続ける必要がある。

NRDCやその他の団体によると、この法案の文言はすでに他の州規制当局が従うべき国家モデルとみなされているという。

慎重なパラメータは「気候に合わせた、堅牢で再生可能な長期的な水素産業を促進するものであり、一時的なものではなく、また、これらのガードレールが実際に実現できる真の排出削減の信頼性を持たないものではありません」 」とバデン氏は語った。

コロラド州は現在、連邦政府から正式に認可された「水素ハブ」となるよう他の南西部の州と協力している。 この地位を獲得すれば、ここで大規模な水素プロジェクトを開始するためのさらなる研究、開発、資本助成への扉が開かれることになる。 思慮深い州法の可決はコロラド州のチャンスを助ける可能性があると支持者らは言う。

脱炭素化が難しい ：常時利用可能な数千度の熱に依存している産業は、風力タービンや太陽光発電所などの再生可能エネルギー源に簡単に切り替えることはできません。 研究者たちはより低温での生産方法に取り組んでいますが、まだ実験段階にとどまっています。 鉄鋼およびセメント工場は「頑固な」産業、または脱炭素化が難しい産業として知られています。 プエブロの EVRAZ Steel とプエブロ、フィレンツェ、リヨンのセメント窯は、コロラド州最大の温室効果ガス生産者の 1 つです。

水素製造を大規模な工業プラントの隣に設置すれば、パイプライン輸送中の漏洩の危険性がある程度回避されるため、このような場所では水素が理想的と考えられる。 水素は窯や鍛冶場に必要な高熱で燃焼することができ、これらの工場は炭素以外の排出量の制御について規制当局と協力することにすでに慣れています。

NRDCのアラナ・ミラー氏は、コロラド州の電力会社は2030年までに二酸化炭素排出量を80％削減する計画を立てていると指摘した。 計画通り2040年までに次の20％を回収するには、おそらく水素を混合する必要があるだろうと彼女は述べた。

化学薬品 : 米国の農業用肥料の生産は、化学物質を大量に使用するプロセスです。 現在、肥料を作るために必要なアンモニアは、通常、天然ガスから精製された水素から作られています。 水からきれいに作られた水素と再生可能電力を利用すれば、農業からの炭素排出量が大幅に削減されることになる。

ピーク電力またはバックアップ電力としてのユーティリティ: 太陽光や風力の再生可能エネルギーが送電網に余剰を生み出している場合、そのきれいな電気を使って水を水素に分解することができ、その後、電池の電力よりもはるかに長期間貯蔵することができます。

エネルギー需要のピーク時、または太陽が輝いていないとき、水素は天然ガスよりもクリーンに燃焼して、送電網のピーク電力またはバックアップ電力を生成できます。 電力会社は、2022年から2023年の冬にコロラド州の消費者を火傷させたような天然ガスの季節的コストの高騰を和らげるために、水素を数カ月以上貯蔵できる可能性がある。

水素を燃やしても過剰な炭素は生成されませんが、窒素酸化物の排出が増加する可能性があり、窒素酸化物はEPAによって規制されており、コロラド州のフロントレンジのオゾン問題の一因となります。 推進者らは、水素を実用規模で燃焼させる場合には、NOx の安全対策を含める必要があると主張する。

大型トラックおよびその他の長距離輸送 : 水素のコストと貯蔵の必要性を考えると、大型トラック、列車、長距離航行船に燃料を供給する方が合理的です。 一部のトラック製造会社は水素燃料モデルの開発に取り組んでいます。 水素はガソリンやディーゼルと同じ速さで充填できるため、現在の電気充電速度と比べていくつかの利点があります。

環境保護活動家らは交通手段の可能性について賛否両論で、「電化が進んでおり、非常に急速に進歩しているので、まだ勝者とは言いたくない」とブッデン氏は語った。 「そして、トラックに関しては、卵をすべて水素かごに入れるのは危険です。」

すぐには無理だ。 カリフォルニア州にはいくつかの水素燃料ステーションがあるが、ほとんどの自動車メーカーは水素モデルを実験的なものとして扱っており、民生用電気自動車の増産とは大きく異なっている。

AAA コロラド州は、水素発電開発業者と協力して、AAA 救助車両に燃料を供給し、公共のアクセスが可能なステーションを探していました。 現在州はニューデイ・ハイドロジェン社によるこのプロジェクトへの資金提供を支援しており、同社はグローブビル・イリリア・スウォンジーの拠点で工事を進めている。 これらの地域は、州間高速道路 70 号線、25 号線、270 号線沿いに集中しているため、トラック運送および倉庫業界向けの水素開発に適していると考えられる。ニューデイ・ハイドロジェン社によれば、AAA に加えて大手フリート事業者 6 社が関心を示しており、彼らの目標は、 2025年には給油所が完成する。

専門家らによると、自動車などの消費者向けの水素利用は、長期的にはこの材料の最適な用途ではない可能性があるという。 連邦、州、地方自治体の当局者は、現在準備が整い、魅力的で価格競争力のある電気自動車の公共充電インフラに資金を注ぎ込むのに忙しい。

「我々は、投資額を倍増させるために大規模な水素燃料供給ネットワークを構築することは望んでいない」とブッデン氏は語った。 「多額のお金を無駄にしたくないなら。」

更新: この記事は 2023 年 6 月 5 日に更新され、デンバー北部に建設される可能性のある公共の水素自動車給油所に関する詳細情報が追加されました。

Michael Booth は、健康、医療政策、環境をカバーするコロラド サンの記者です。電子メール: [email protected] Twitter: @MBoothDenver 「Michael Booth」のその他のアイテム