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CO2フリー水素の導入に向けて

CO2の排出量を大幅に低減させた方法で製造された水素は「CO2フリー水素」と呼ばれています。CO2フリー水素は、太陽光や風力などの再生可能エネルギーと同様に、大幅なCO2削減を実現し、地球温暖化防止に貢献する技術として注目されています。
東京ガスは、効率的かつ大規模なCO2フリー水素の製造、輸送、貯蔵、利用を実現する技術を俯瞰し、将来の水素社会の在り方を検討しています。
 

CO2フリー水素製造、輸送、貯蔵、利用技術開発の目的


化石燃料の燃焼時に排出されるCO2は地球温暖化の原因となることから、その排出削減の必要性が高まっています。CO2排出削減に向けて導入が進められている太陽光や風力などの再生可能エネルギーは、出力が天候に左右され、発電量のコントロールが難しい欠点があります。一方、CO2フリー水素による発電は、水素の輸送、貯蔵が可能で、出力調整によって柔軟な発電が出来る特徴があります。東京ガスは、CO2フリー水素の製造、輸送、貯蔵、利用のそれぞれの段階において検討されている様々な方法を技術的に俯瞰し、お客さまにとって最適なエネルギー供給システムを検討しています。

 

CO2フリー水素の製造方法


CO2フリー水素の製造方法は主に以下の2つです。
 
  1. 再生可能エネルギーによる水素製造
国内で余剰となったり、海外に豊富にある太陽光や風力などの再生可能エネルギーから作られた電力を用いて水を電気分解し、CO2フリー水素を製造します。
 
 
再生可能エネルギーによる水素製造
 
  1. 褐炭など、安価な化石燃料から水素を製造し、その際に発生するCO2を分離回収し、地中貯留する技術(Carbon Capture and Storage、CCS)により、CO2フリー水素を製造します。
 
 CO2フリー水素を製造
 

CO2フリー水素の輸送、貯蔵方法


水素は、通常の状態では非常にエネルギー密度の低い気体です。そのため、水素を様々な形態にして、効率的に輸送・貯蔵する方法が検討されています。代表的な方法は次の3つです。
 
  1. 液体水素
CO2フリー水素を-253℃まで冷却して液化し、輸送・貯蔵する技術です。
  1. メチルシクロヘキサン(MCH)
CO2フリー水素をトルエンに結合させてメチルシクロヘキサン(MCH)にして輸送・貯蔵し、使うときに再びCO2フリー水素とトルエンに分離します。
  1. アンモニア(NH3
CO2フリー水素と大気中の窒素(N2)を合成し、アンモニアにして輸送・貯蔵する技術です。アンモニアを再び水素に戻して使う他、アンモニアのまま直接燃料として活用することも検討されています。
 

CO2フリー水素の使用方法

 
燃料電池自動車への供給や、水素ガスタービンや純水素燃料電池、アンモニアガスタービンによる発電など、様々なCO2フリー水素の利用方法が検討されています。
 

CCSの実現に向けた研究開発


CCSは、CO2排出量を大幅に低減し、温暖化防止に貢献する技術として、その普及が期待されています。また、褐炭等の化石燃料からCO2フリー水素を製造する際にも必要となる技術です。東京ガスは、CCSを安価に効率的に実現するための技術開発に取り組んでいます。
その中で、CO2をマイクロバブル化(微細化)し、より多くのCO2を地中に貯留する技術を地球環境産業技術研究機構(RITE)と共同で研究しています。この技術により、限られた地層へ効率的に大量のCO2を貯留することが可能となり、CCSのコスト低減につながります。
 
大量のCO2圧入貯留を実現 マイクロバブルCO2発生用フィルタ
  マイクロバブルCO2発生用フィルタ
 

CO2フリー水素チェーンの導入に向けて


効率的かつ大規模なCO2フリー水素の製造、輸送、貯蔵、利用のチェーン(CO2フリー水素チェーン)の全体を技術を俯瞰し、将来の水素社会の在り方を検討しています。

CO2フリー水素チェーン
 

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