5月8日、オーストリアのRAG社は、ルーベンスドルフの旧ガス貯蔵所跡地で、世界初となる地下水素貯蔵の実証プロジェクトを開始した。この実証プロジェクトでは、120万立方メートルの水素（電力換算で4.2ギガワット時）を貯蔵する予定だ。貯蔵される水素は、カミンズ社製の2メガワット級プロトン交換膜セルによって生成される。このセルは当初、貯蔵に必要な水素量を確保するため、ベースロード運転を行う。プロジェクト後半では、余剰の再生可能エネルギーを電力網に送電するため、より柔軟な運転方式に移行する予定だ。
水素経済の発展における重要な節目として、このパイロットプロジェクトは、季節的なエネルギー貯蔵のための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展開への道を開くものです。克服すべき課題は依然として多くありますが、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方法である。再生可能エネルギー源から発電した電力と水素を、塩洞窟、枯渇した油田・ガス田、帯水層、岩盤洞窟などの地下地質構造に注入し、水素エネルギーを貯蔵する。必要に応じて、地下水素貯蔵サイトから水素を取り出し、ガス、発電、その他の用途に利用できる。
水素エネルギーは、気体、液体、表面吸着、水素化物、または搭載水素体を含む液体など、さまざまな形態で貯蔵できます。しかし、補助電力網の円滑な運用を実現し、完全な水素エネルギーネットワークを構築するためには、現在、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などの地上水素貯蔵は、貯蔵および放出容量が数日分に限られています。数週間から数か月規模のエネルギー貯蔵を提供するには、地下水素貯蔵が必要です。地下水素貯蔵は、数か月分のエネルギー貯蔵ニーズを満たすことができ、必要に応じて直接取り出して使用したり、電力に変換したりできます。
しかし、地下水素貯蔵には多くの課題がある。
まず、技術開発が遅い
現在、枯渇したガス田や帯水層への貯蔵に必要な研究開発および実証は遅々として進んでいない。枯渇したガス田における残留天然ガスの影響、帯水層や枯渇したガス田における汚染物質や水素の損失を引き起こす可能性のある原位置細菌反応、そして水素の特性によって影響を受ける可能性のある貯蔵の気密性の影響を評価するためには、さらなる研究が必要である。
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は、建設に相当な期間を要する。岩塩坑や枯渇した貯留層の場合は5～10年、帯水層貯蔵の場合は10～12年かかる。水素貯蔵プロジェクトの場合は、さらに長い期間を要する可能性がある。
3. 地質条件によって制限される
地域の地質環境は、地下ガス貯蔵施設の可能性を左右する。可能性が限られている地域では、化学変換プロセスを経て水素を液体キャリアとして大規模に貯蔵することも可能だが、エネルギー変換効率は低下する。
水素エネルギーは、効率が低くコストが高いため、大規模には利用されていないものの、様々な重要な分野における脱炭素化において重要な役割を果たすことから、将来的に幅広い発展の可能性を秘めている。
投稿日時：2023年5月11日