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CO2フリー水素チェーン

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、エネルギーの大幅なCO2削減を実現し、長期地球温暖化対策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フリー水素の製造や、水素の輸送、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。
 

目的


環境問題が大きな社会問題となりつつある中、CO2排出削減の必要性が高まっています。長期地球温暖化対策に貢献するための一つの手段として水素が注目されており、 CO2フリー水素は、製造時にCO2を排出しないことが特長です。CO2フリーなエネルギーとして、再生可能エネルギーがあげられ、水素は再生可能エネルギーの長距離輸送や変動緩和に貢献します。
東京ガスは、CO2フリー水素の製造や、水素の輸送、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
海外に豊富にある、または国内で余剰とな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. 化石燃料とCO2地中貯留からの水素製造
    天然ガスや石炭等の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(Carbon Capture and Storage、CCS)することで、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、水素を様々なエネルギーキャリアに変換し、効率的に輸送・貯蔵する方法が検討されています。
 
  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。
  2. 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・貯蔵する技術です。利用時にCO2フリー水素とトルエンに分離します。
  3. 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。
  4. 合成メタン
    CO2フリー水素と回収したCO2を合成し、メタンにして輸送・貯蔵する技術です。
 

CO2フリー水素の利用方法

 
水素は火力発電、燃料電池発電、燃料電池自動車(FCV)へ、アンモニアは直接燃料として火力発電、工業用バーナへ、合成メタンは都市ガス導管への利用等が検討されています。
 

CCSの実現に向けた研究開発


CCSは、火力発電所等の排ガス中の二酸化炭素(Carbon dioxide)を分離・回収(Capture)し、 地下へ貯留(Storage)する技術であり、CO2排出量を大幅に低減し、温暖化対策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、天然ガス、石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、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技術の俯瞰


効率的かつ大規模なCO2フリー水素の製造や、水素の輸送、貯蔵、利用のチェーン(CO2フリー水素チェーン)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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