近年、水素エネルギーは新エネルギー分野における重要なトピックとして再び浮上しています。水素産業は、新素材や革新的医薬品といった分野と並んで、発展が期待される重要なフロンティア新興産業の一つとして明確に位置付けられています。報告書では、バイオ製造、商用航空宇宙、低高度経済といった新たな成長エンジンを積極的に育成する必要性を強調するとともに、水素産業の発展加速を初めて明確に優先課題として位置付けています。これは、水素エネルギーの巨大な潜在力を浮き彫りにしています。
現在、供給構造は石炭由来の水素生産が64%と圧倒的に多く、次いで産業副産物水素（21%）、天然ガス由来水素（14%）、その他の方法（1%）となっている。これは、化石燃料由来の水素生産が99%と絶対的な優位性を維持している一方で、電気分解ベースの「グリーン水素」などの方法は依然として限界にあることを示している。その結果、現在の水素ステーションは主に以下の製造・貯蔵・輸送モデルを採用している。遠隔地の石油化学会社が化石燃料から水素を製造し、低圧水素（通常約1.5MPa）をコンプレッサーで約20MPaに圧縮し、22MPaのチューブトレーラーに貯蔵する。その後、水素はステーションに輸送され、そこで燃料電池車向けに45MPaに二次圧縮される。この空間的に断片化されたモデルは、輸送コスト、設備費、および時間の消費を増加させる一方で、化石燃料に依存した「グレー水素」生産という制約が残る。
さらに、現行の規制では、水素は可燃性および爆発性の危険化学物質に分類されています。そのため、水素製造プロジェクトは主に、厳格な安全・環境要件が求められる遠隔地の化学工業団地に集中しています。
電気分解技術の進歩に伴い、グリーン水素の生産コストは徐々に低下しています。同時に、「カーボンピーキング」や「カーボンニュートラル」といった環境政策も、グリーン水素を将来のガスエネルギー開発における重要な方向性へと押し上げています。国際エネルギー機関（IEA）は、2030年までに電気分解などの低炭素水素技術が水素市場の14%を占め、燃料補給ステーションのレイアウトに大きな影響を与えると予測しています。電気分解による生産は、原料がシンプルで入手しやすいため、従来の化学工業団地を超えた水素生産を可能にします。生産された水素を現場で直接圧縮して車両燃料として利用することで、長距離輸送や二次圧縮が不要になり、経済コストと時間コストを効果的に削減できます。
主流となっている化石燃料ベースの水素サプライチェーンに対応するため、現在市場では2種類のダイヤフラム式コンプレッサーが主流となっています。1) 吸入圧力約1.5MPa、吐出圧力20～22MPaの水素充填ユニット、2) 吸入圧力5～20MPa、吐出圧力45MPaの燃料補給ステーション用コンプレッサーです。しかし、この2段階プロセスでは、両ユニットの協調運転が必要です。さらに、水素貯蔵シリンダーの圧力が5MPaを下回ると、燃料補給ステーション用コンプレッサーは運転不能となり、水素利用率が低下します。
対照的に、統合型水素製造・燃料補給ステーションは優れた効率性を示します。このモデルでは、電気分解で得られた水素を単一のダイヤフラムコンプレッサーで約1.5MPaから45MPaまで直接圧縮できるため、設備コストと時間コストを大幅に削減できます。また、吸入圧力閾値が低い（1.5MPa対5MPa）ため、水素利用率も大幅に向上します。
電気分解技術の進歩に伴い、統合型水素ステーションの普及が進むと予想され、1.5MPa～45MPaのダイヤフラムコンプレッサーの市場需要が拡大します。当社は、この用途シナリオに合わせてカスタマイズされたソリューションを提供できる包括的な設計・製造能力を有しています。グリーン水素生産の割合が増加するにつれて、統合型ステーションの普及が見込まれ、ダイヤフラムコンプレッサーの用途拡大と当社の製品ポートフォリオの拡大が見込まれるとともに、革新的な燃料補給ソリューションを提供します。
しかしながら、統合型水素ステーションとそれに関連するコンプレッサーの開発には、高い電気分解コスト、水素の有害化学物質としての分類、そして水素インフラの不備といった課題が依然として残っています。これらの問題に効果的に対処することが、統合型水素エネルギーシステムの発展に不可欠です。
投稿日時: 2025年2月27日