M・ダグラス・デイガン氏は、サバーバン・プロパンの再生可能エネルギー担当上級副社長である。
将来の水素経済については多くの期待が寄せられているが、実用的かつ拡張可能な方法で実際にそこに到達する方法についての議論はほとんどない。水素が脱炭素化において意味のある役割を果たすためには、その生産方法と供給方法の両面を見直す必要がある。
エネルギーミックスにおける水素の役割を再考する
今日の水素経済は、天然ガスに依存し、大きな炭素集約度を伴う水蒸気メタン改質（SMR）に依存している。現在の水素の大部分（90%以上）はこの経路から生産されており、そのほぼすべてが肥料生産、石油精製、化学品製造に使用されている。
対照的に、クリーン水素は電気分解などの炭素集約度がはるかに低い経路を通じて生産される。この低炭素集約度の水素は、大規模倉庫施設におけるマテリアルハンドリングですでに一般的である。クリーン水素はまた、重量のあるバッテリーが積載容量を減少させる重輸送など、電化が困難な分野でも真の可能性を持っている。鉄鋼、セメント、化学品生産では、水素は燃料としても原料としても機能する。
データセンターの電力需要が急増し続ける中、多くの企業が現場でよりクリーンなエネルギーを生成する方法を模索している。タービンで水素を天然ガスと混合することは、信頼性を維持しながら排出量を削減する方法を提供する。
これらすべての有望な用途があるにもかかわらず、なぜ普及は予想よりも遅れているのか。
コストと規模の課題
最大のハードルは資本である。クリーン水素は依然として高価であり、そのコストはバリューチェーン全体に波及する。数年前、エネルギー省はクリーン水素を1キログラムあたり1ドルに到達させるという野心的な目標を設定した。現在、その取り組みから数年が経過しているが、現在の価格は依然としてはるかに高い。
供給側では、生産施設の建設には多額の初期投資が必要である。需要側では、顧客は高価な燃料と専門的な機器に依存する技術の採用をためらっている。
機器の入手可能性は、さらなる複雑さの層を追加する。ディーゼル、ガソリン、プロパンのバスが必要な場合、簡単に購入できる。水素バスは、カスタムオーダー、より長いリードタイム、給油をサポートするための追加インフラを必要とすることが多い。これにより、限られた需要が生産を遅らせ、限られた生産がコストを高く保つというサイクルが生まれる。
水素が実際に拡張する場所
水素に関する初期のビジョンのほとんどは、大規模で集中型の生産施設を中心としていた。これは、規模を拡大し、コストを削減し、パイプラインや長距離輸送ネットワークを通じて水素を移動させることを意味する。
実際には、このモデルは現実的な制約に直面する。水素または水素を生産するために必要な電力のための新しい送電インフラの構築には、時間、資本、規制の調整が必要である。これらの遅延は、スピードが最も重要な時期に展開を遅らせる。
分散型生産を通じて、より実用的な道が現れている。小規模でモジュール式のシステムは、廃棄物流、局所的なエネルギー源、または再生可能プロパンや再生可能天然ガスを含む他の再生可能分子から、使用される場所に近い場所で水素を生産できる。これにより、長距離輸送の必要性が減少し、集中型インフラに関連する多くのボトルネックが回避される。
水素を大規模に輸送することは簡単ではない。液体として移動させると蒸発による損失が発生し、長距離にわたってガスとして移動させると材料と効率の課題が生じる。使用地点の近くで水素を生産することで、これらの問題の多くを回避できる。
分散型システムはまた、少数の大規模施設に依存するのではなく、より小規模な生産ノードのネットワークを作成する。農村地域や自然災害が発生しやすい地域では、その回復力のある構造により、グリッドの一部がダウンした場合でも運用を継続できる。
流通における見過ごされた機会
水素に関するほとんどの会話は、生産または最終用途に焦点を当てている。チェーンの中間部分、つまり水素を効率的かつ安全に移動させることに、より注意を払う必要がある。
ここで分散型エネルギープロバイダーが登場する。プロパン、暖房油、燃料物流業界の企業は、すでに分子の移動を専門としている。彼らは安全性、規制遵守、配送、顧客サービスを理解しており、これらすべての能力は水素分野に直接適用される。
水素の分子サイズはプロパンよりもはるかに小さい。実際、水素は最小の分子である。つまり、通常は他の分子燃料を封じ込める材料を通り抜けることができる。その結果、既存のパイプラインやその他の輸送・貯蔵インフラは、単純に水素の移動と貯蔵に転換することはできない。貯蔵および流通資産は、水素専用に設計する必要がある。これによりコストが上昇する。ガス状水素貯蔵タンクは数十万ドルかかる可能性があり、液体貯蔵は100万ドル以上かかる可能性があり、プロパンの類似物よりもはるかに高価である。配送機器も従来の燃料トラックよりも大幅に高価である。
答えは、分散型エネルギー物流をすでに理解している企業、つまりビジネスモデルを再発明することなく、得意なことを新しいエネルギーカテゴリーに拡張できる企業にある。
より実用的な前進の道
理想的には、クリーン水素は既存のエネルギーシステムを補完する。実用的なアプローチは、エネルギーを分散投資ポートフォリオのように扱う。異なる供給源が異なる目的に役立ち、コスト、信頼性、炭素集約度のバランスをとる。水素は、直接的なエネルギー源として、またエネルギーを貯蔵および移動させる方法として、そのミックスに適合する。
政策も役割を果たす。特定の生産方法に焦点を当てるのではなく、炭素集約度を優先し、複数の経路を競争させることがより理にかなっている。
水素が意味のある役割を果たさなければ、脱炭素化の目標を達成することはできない。問題は、約束から実践へと、拡張可能な方法でどのように移行するかである。
