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環境省 地球環境局地球温暖化対策課地球温暖化対策事業室
水素の物性や意義、どのような活用が想定されているかなどについてご紹介しています。
水素は、地球上でもっとも軽い気体で、H原子が2つ結びつくことで生成され、化学式ではH2として表示されます。地球上でH原子は様々な元素と結合しており、水や化石燃料といった化合物の状態で存在しているため、H2は多様な資源から生成することが可能とされています。例えば、水(H2O)に電気を流して水素(H2)と酸素(O2)を生成する水の電気分解など様々な方法で水素が生成されます。
エネルギーとしての水素利用は、脱炭素社会にむけた取り組みとして、 国内及び海外で導入が進められつつあります。他にも次の特徴があります。
水素は利用時にCO2を排出しないため、環境負荷を低減できます。再生可能エネルギーからつくる水素はさらにCO2削減効果が期待できます。
地域の資源からつくった水素を、地域で利用することができれば地域の事業者が参画でき、地域産業の活性化につながります。
作られた水素は、タンク等で貯蔵することができます。貯蔵した水素は、必要な時に燃料電池等を通じて、エネルギーとして活用ができます。また、この性質を上手く使えば、災害時の活用や再生可能エネルギーの出力を調整することも期待されています。
水素は燃料電池を通して電気エネルギーだけでなく熱エネルギーも供給できるため、エネルギーの有効利用が可能です。
水素を活用した脱炭素化を進めていく際には、どう水素をつくるか(水素源、水素製造・貯蔵)、どう水素を運ぶか(水素輸送)、どう使うか(水素供給、水素利用)までの各段階を踏まえた、一連の流れ(サプライチェーン)を考えていく必要があります。それぞれの段階の概要を説明しています。
水素は、身近な「水」を電気分解することで製造できます。他にも、都市ガス、バイオガスや廃プラスチックなどさまざまな材料から製造可能です。また、工業プロセスで副次的に発生する水素を回収し利用することもあります。
気体としてタンクや配管を通じて運ぶ方法、-(マイナス)253℃まで冷やし液体として運ぶ方法、水素を取り込む性質のある金属を使って運ぶ方法など、さまざまなカタチで貯蔵や輸送ができます。
水素は、燃料電池を通じて、主に車やバスなどのモビリティの動力として、また各家庭やオフィスでの電力や熱の供給に使われています。そのほかにも火力発電所における燃料や、鉄鋼に活かすなどその使い方が検討されています。
水素はこれまでに製鉄所等の産業部門において主に利用されていましたが、近年ではクリーンエネルギーとして自動車やバスなどの移動体の燃料や家庭において電気と熱を同時に作るエネファーム等に活用されており、今後も化石燃料の代替やエネルギー貯蔵手段として様々なシーンでの利用が期待されています。
燃料電池とは、水素と酸素が化学反応をし、その際に発生した電気を継続的に取り出すことができる『発電装置』のことです。
この燃料電池の原理を利用して、水素をエネルギーとして活用しています。
燃料電池自動車に加え、国内各地のバス路線で燃料電池バスの導入が進んでいます。燃料電池を用いた移動体は、水素タンクから供給される水素と大気中から取り込んだ酸素が化学反応により発電し、その電力でモーターを回すことによって動いています。
自動車やバスの他に、燃料電池を利用したフォークリフトが実用化されており、また燃料電池鉄道やトラックの開発も行われています。
環境省ではこれらアプリケーションの開発も支援しています。詳細はこちらをご確認ください。
燃料電池の実用化例の一つである燃料電池バスについて、本サイトにて運行情報を掲載しています。燃料電池バスが運行している地域の近くにお住まいの方は、ぜひ体験してみてください。
燃料電池バスに乗ってみよう!
水素の特徴や、利用方法、導入意義、活用事例など、今後水素事業を検討する際に、必要となる情報について、Q&A形式に整理しています。
水素SCを体験できる施設をご紹介いたします。
東京スイソミルは、水素のことや誰も見たことのない水素社会の将来像を、見て触って体験しながら楽しく学べる総合的な学習施設です。
ショールーム(「TOYOTA MIRAI ショールーム」)を併設し、燃料電池自動車「MIRAI」を展示し、映像などを使って車両や水素などの特長を紹介しています。
地球温暖化、再生可能エネルギー、資源循環の3つのテーマを体験でき、町での水素エネルギーの活用も学べる施設です。
水素の特性や取り組みを紹介するシアターや水素充填の模擬体験コーナー、水素ステーションに関する模型等を展示しています。
豊田市の持続可能なまちづくりを目指す取り組みを体験しながら学べる施設で、水素ステーションも併設しています。
スマート水素ステーション等の設備見学や、水素製造の仕組みや燃料電池自動車の原理を学び体験できる施設です。
「とっとりすいそ学びうむ」は実際に見て、触れて、体を動かしながら水素について楽しく学ぶことができる体験型の学習施設です。
環境省では、それぞれの地域で地域の資源を使った水素によりサプライチェーン構築の実証を行っています。これにより将来の脱炭素化を目指します。
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環境省 地球環境局 地球温暖化対策課 地球温暖化対策事業室