緑水素生産の理解

水素は、風力、太陽光、潮汐力などの再生可能エネルギー源によってのみ動力を発揮する、電気分解による水素と酸素に水を分裂させることで生成されます。天然ガス(大水素)や炭酸水素から得られる水素と異なり、炭素回収(青水素)による化石燃料、グリーン水素はゼロ直接炭素排出量を発生させます。このプロセスは、水素を分離するために水を通して電流を通す電解槽に依存します。再生可能エネルギーから電力が来ると、ライフサイクル全体がクリーンになり、水素の低減が進んでいます。

水素のエネルギー密度は、重力産業、出荷、航空、および長期にわたるエネルギー貯蔵のための理想的な燃料を作る、重力によるガソリンの3回–十分に高いです。しかし、生産、貯蔵および輸送の実用的な課題は、化石燃料よりもはるかに高価な緑色の水素を保ちました。技術およびスケールの経済の進歩は、特に有望なフロンティアとして新興するオフショアの生産で急速に閉まっています。

オフショアグリーン水素:現在の風景

オフショアグリーン水素の生産はまだ初期段階ですが、パイロットプロジェクトや実現可能性調査の高まりは、その生存性を実証しています。 現在、ほとんどのオフショア水素の概念は、プラットフォームや海底ケーブルによって接続された海岸の施設に設置された電気分解ユニットを備えた大規模なオフショア風農場を組み合わせています。 タービンによって生成された電力は、水を分割するために使用され、その結果、水素はオフショアを保存したり、パイプラインを介して海岸に輸送したりします。

注目すべき例は、ドイツの水素フラッグシップイニシアティブの一部である「H2Mare」プロジェクトで、風力タービンから直接オフショア水素生産のための技術を開発することを目指しています。 同様に、]北風]プロジェクトは、電気的に制約された風力タービンを浮遊する探査しています。 これらの初期プロジェクトは、高資本コストに直面しています。 過酷な海洋環境に関連するエンジニアリングの課題は、および、これらの大規模発電量を削減するためには、これらの大規模な発電量を削減する必要が大きいです。

重要な技術課題

オフショアグリーン水素が従来の燃料と競争できる前に、いくつかの技術的な障壁を克服しなければなりません。

  • ] 海洋条件の電解質耐久性:[ オフショア環境は、電解質を塩スプレー、湿度、温度スイング、波や風からの機械的ストレスにさらします。 現在の電解質 - 主にポリマー電解膜(PEM)とアルカリタイプ - 広範な保護とメンテナンスが必要です。
  • 再生可能エネルギーの電圧:[ 風力と太陽の出力は、天候と時刻によって異なります。 電解槽は、安定した負荷の下で最も効率的に動作するので、可変電力は効率を低下させ、摩耗を増加させることができます。 高度な電力電子機器とハイブリッドストレージシステムが必要です。
  • 電解水用浄水:[電解槽がエネルギーとコストを添加する超純水に海水を海水を海水淡水化。海水の脱塩を避け、活性研究領域であるが、商用化可能ではありません。
  • 水素貯蔵および輸送:[]]水素は、低体積密度を持っています。 圧縮されたガスまたは液体としてのオフショア貯蔵は、重く、高価な容器を必要とします。 パイプライン輸送は、長距離または液化フォーム(-253°Cで)で輸送され、複雑さとエネルギー損失を追加します。
  • []グリッド統合と規制のハードル:[]オフショア水素施設は、既存のエネルギー規制枠の外側で頻繁に動作します。 オンショア水素ネットワークへの許可、安全基準、相互接続には、管轄区域を渡る新しい規則と調整が必要です。

未来をつなぐイノベーション

パイロットプロジェクトから商用スケールオフショア水素生産への移行を加速する技術面の画期的な画期的な製品です。以下は、最も有望な開発です。

次世代電解槽

従来の電解質(アルカリ、PEM)は、可変電力と塩素環境を処理するより効率的な設計により超高分解されます。 []] イオン交換膜(AEM)電解質装置]は、PEM細胞の高効率でアルカリシステムの低コストを組み合わせ、高強度な触媒なしで動作させることができます。 酸化物電解液を放電させることができる[FLT:] および [FLT:] は、高温および高温に、高濃度の効率を向上するために、 [FLT] および [FLT] を、および [FLT] および [F] は、高濃度の制御する。

浮遊風水素の統合

浮遊風力タービンとオンボード電気分解の組み合わせは、おそらく最も破壊的な革新です。 海上に電力を送信する代わりに、タービンは直接水素を生成し、その後、海底パイプラインまたは貯蔵容器にフレキシブルなライザーを介して送られます。 これは、高価なオフショアサブステーションと長い海底ケーブルの必要性を排除します。 フローティングプラットフォームは、より強く、より一貫性のある風でより深い水を開きます。 POSEIDONFLT:FLT:フランスと[FLTF]F]FORF]と[F]FORF]FORF]を組み合わせて、このFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORFORF

直接海水の電解

最も有望な研究分野の一つは、海水の直接電気化学的分裂であり、前例の脱塩なしで。従来の電気分解は、塩化物腐食および無望の塩素の進化に苦しんでいます。ニッケル鉄層状二酸化物および二金属リンなどの新しい触媒は、塩素生産上の酸素の進化を選択的に促進します。 スタンフォード大学および他の組織と直接的な組織を簡素化する[FLT]と、および[FLT]の他の組織は、より高度な技術が、より高機能的な組織を簡素化し、より高機能が、より高機能的な組織を促進します。

先進エネルギー貯蔵・輸送

水素貯蔵および輸送は、オフショア使用のために再発明されています。 [ 化学水素キャリア]]] そのようなアンモニア、メタノール、または液体有機水素キャリア(LOHC)は、より安全な、よりエネルギー密度の高い輸送のための水素分子を結合します。 これらは、CO2または窒素を使用して合成されたオフショアであり、再変換のために海岸に出荷することができます。 水素貯蔵中 [FLT:LT:] 水素貯蔵中: [FLT] 海水浴場は、別のガスを排出します。 [FLT] 海水浴場は、または海水浴場に:] 海水浴場は、または海水浴場に: [F] または海水浴場は、または海水浴場に: [FLT:] または海水浴場は、または海水浴場は、または海水浴場は、または海水浴場に: [F] または海水浴場は、または海水浴場は、または海水浴場は、または海水浴場に: [F] または海水浴場は、または海水浴場に: [F

政策・投資枠

政府は、オフショアグリーン水素プロジェクトを脱リスクし、コストを削減することが不可欠です。 欧州連合の[]REPowerEU])プランターは、2030年までに国内再生水素生産の10万トンのオンスを目標とし、オフショアソースから期待される重要なシェアを持っています。 ドイツ、オランダ、デンマーク、英国には、専用のオフショアゾーンを含む水素インフラの補助金が10億トンあります。 アジアでは、日本の[FLTK]をFLTK:韓国のFLTFLTF: および中東の戦略: を促進します。 [FLTF]

投資は民間部門から流れています。 水素協議会は、累積水素投資が2030年までに500億ドルに達する可能性があると推定し、オフショア生産に専念する成長しているシェアを持ちます。 主要な油とガス会社 - シェル、BP、TotalEnergies - は、水素プラットフォームのオフショアエンジニアリングの専門知識を補充します。 国際エネルギー機関(IEA):3:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX

地域開発・プロジェクト

オフショアグリーン水素は、ワンサイズフィットオールソリューションではありません。異なる地域は、リソースの可用性とポリシー環境に基づいて異なる戦略を追求しています。

ノーザンヨーロッパ

北海は、オフショア水素活動のエピセンターです。 ] H2海プロジェクト]は、隣接する風力農場によって供給される2030年までに5 GW電気分解プラットフォームを構築することを目指しています。 デンマークの]]] - エナジーアイランド] - コンセプトは、オフショア風、水素生産、および電力対xを組み合わせたものです。 北風力発電ハブ[FLT] - 中国の電力を、他の国々と接続する] - 複数の国と接続する

アジア・パシフィック

オーストラリアは、広大な風力と太陽資源を活用して、海岸地域に水素を産出しています。]]HyEnergy]とPilbara Green Hydrogen Hub]。 日本と韓国はパートナーを輸入していますが、中国はBohai海と南シナ海で大規模なオフショア水素プロジェクトを立ち上げ、多くの場合、オフショア風のインストールにリンクしています。

北アメリカ

米国エネルギー省 水素ハブプログラム(H2Hubs)には、メキシコ湾と大西洋湾の沖合いに着目した入札が含まれています。 カナダは、ノバ・スコシア沖の風から水素の生産を探求しています。 ラテンアメリカでは、ブラジルとチリは、浮遊風プラットフォームを使用してオフショア水素輸出を研究しています。

コンテンツ

オフショアグリーン水素生産は、急速な技術革新、野心的な政策目標、そして成長する投資によって推進され、概念から現実へと移行しています。コストとエンジニアリングの課題は残っていますが、次世代の電解槽、浮遊風統合、直流海水分裂、高度な輸送方法は着実に障壁を下げています。次の十年は、商業規模のオフショア水素農場が出現し、産業、輸送、発電のためのクリーンエネルギーを供給します。

政府、産業、研究機関との間の完全で継続的なコラボレーションを図っているこのビジョンは不可欠です。オフショア水素は、特に選挙が困難であるセクターにおける、ネットゼロ排出量のための世界的なプッシュで他の再生可能エネルギー技術を補完することができます。インフラが成熟するにつれて、オフショアグリーン水素は、世界の海を広大な再生可能エネルギー燃料源に変えるクリーンエネルギー経済の礎石になります。