世界初の地下水素貯蔵プロジェクトがここに

オーストリアのRAGは5月8日、ルーベンスドルフの旧ガス貯蔵所において、世界初となる地下水素貯蔵のパイロットプロジェクトを開始しました。このパイロットプロジェクトでは、120万立方メートルの水素（4.2GWhの電力に相当）を貯蔵します。貯蔵される水素は、カミンズ社製の2MWプロトン交換膜セルによって製造されます。このセルは当初、貯蔵に必要な量の水素を生成するためにベースロードで稼働します。プロジェクトの後半では、セルはより柔軟な運用を行い、余剰の再生可能エネルギー電力を送電網に送電する予定です。

水素経済の発展における重要なマイルストーンとして、このパイロットプロジェクトは、季節エネルギー貯蔵における地下水素貯蔵の可能性を実証し、水素エネルギーの大規模導入への道を開くものです。克服すべき課題はまだ数多くありますが、これはより持続可能で脱炭素化されたエネルギーシステムに向けた重要な一歩であることは間違いありません。

地下水素貯蔵とは、地下の地質構造を利用して水素エネルギーを大規模に貯蔵する技術です。再生可能エネルギー源から発電を行い、水素を製造します。この水素は、岩塩洞窟、枯渇した石油・ガス層、帯水層、ライニングされた硬岩洞窟などの地下地質構造に注入することで、水素エネルギーを貯蔵します。必要に応じて、地下水素貯蔵施設から水素を抽出し、ガス、発電、その他の用途に使用することができます。

水素エネルギーは、ガス、液体、表面吸着、水素化物、あるいは水素を内蔵した液体など、様々な形態で貯蔵できます。しかし、補助電力網の円滑な運用と完璧な水素エネルギーネットワークの構築を実現するためには、現状では地下水素貯蔵が唯一実現可能な方法です。パイプラインやタンクといった地上貯蔵形態の水素は、貯蔵・放出能力がわずか数日分に限られています。数週間から数ヶ月規模のエネルギー貯蔵には、地下水素貯蔵が不可欠です。地下水素貯蔵は、最大数ヶ月分のエネルギー貯蔵ニーズを満たすことができ、必要に応じて取り出して直接使用したり、電力に変換したりすることも可能です。

しかし、地下の水素貯蔵には多くの課題があります。

まず、技術開発が遅い

現在、枯渇ガス田および帯水層への貯蔵に必要な研究開発および実証は遅れています。枯渇ガス田における残留天然ガスの影響、汚染物質や水素損失を引き起こす可能性のある帯水層および枯渇ガス田における原位置細菌反応、そして水素の特性に影響を受ける可能性のある貯蔵気密性の影響を評価するために、さらなる研究が必要です。

第二に、プロジェクトの建設期間が長い

地下ガス貯蔵プロジェクトには相当の建設期間が必要であり、岩塩洞窟や枯渇した貯留層では5～10年、帯水層貯蔵では10～12年かかります。水素貯蔵プロジェクトの場合は、さらに長い期間が必要になる可能性があります。

3. 地質条件による制限

地下ガス貯蔵施設のポテンシャルは、地域の地質環境によって決まります。ポテンシャルが限られている地域では、化学変換プロセスによって液体キャリアとして水素を大規模に貯蔵できますが、エネルギー変換効率も低下します。

水素エネルギーは、効率が低くコストが高いため大規模に応用されていないものの、さまざまな重要分野での脱炭素化に重要な役割を果たすため、将来的には幅広い発展の見通しがあります。