ピンク水素の原子力利用:信頼性と費用対効果

著者: Himanshu Patni

2024年1月13日

2023年10月、米国政府は水素を製造するための7つの地域ハブに対し、70億ドルの資金提供を発表しました。これらのハブは、高圧下でメタンを蒸気で熱する従来のプロセスから水素製造を転換することにより、炭素排出量を削減することを目的としています。代わりに、ハブは燃焼時に水を排出物として生成する方法で水素を製造します。エネルギー省(DOE)は、生産者と顧客を含むハブに資金を提供し、貯蔵タンク、パイプライン、その他のインフラを構築するために協力することを目指しています。これらのハブの目標は、水素の利用をよりアクセスしやすく持続可能なものにすることで、水素の普及を促進することです。

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さまざまな主要プレーヤーが原子力エネルギーから水素の製造を開始しており、政府がその製造コストを削減するための補助金を提供することで、ピンク水素の需要がエスカレートしています。Constellationは、2023年5月に国内初の1メガワット実証規模の原子力クリーン水素施設の生産を開始しました。この最先端の施設は、気候危機の影響を緩和するために、カーボンフリーの原子力エネルギーを通じて水素を製造することの重要性を示しています。Nine Mile Pointにあるクリーン水素生成システムは、1時間あたり1.25メガワットのゼロカーボンエネルギーを使用して稼働し、毎日560キログラムのクリーン水素を生成しています。この量は、プラントの運用上の水素ニーズを満たすには十分以上です。さらに、Constellationのフリートにある他のクリーンエネルギーセンターでの大規模展開のモデルとして機能し、クリーン水素の製造と貯蔵、およびその他のオンサイト利用を組み合わせる予定です。

さらに、フランスの銀行Lazardによると、原子力エネルギーで電力を供給する電解槽を使用すると、再生可能エネルギー源に接続されたグリーン水素施設を使用するよりも、米国で水素の製造コストを削減できる可能性があります。同銀行の定期的エネルギーコストレポートによると、ピンク水素としても知られる、原子力発電所から生成された電力を使用して製造された水素は、米国のインフレ抑制法(IRA)の下で付与された補助金を用いて、100MWアルカリ電解槽を使用した場合、0.48ドル/kgという低い水素均等化コスト(LCOH)を提供できる可能性があります。

一方、グリーン水素は、補助金があっても、陸上風力発電所の平均的なエネルギーコストに基づいて、アルカリ電解槽を使用した場合、0.83ドル/kgという最高のLCOHしか生成できません。補助金なしでは、ピンク水素のLCOHは、水素プラントの規模(20〜100MWの範囲内)と使用する電解槽技術に応じて、2.75〜5.29ドル/kgの範囲になります。グリーン水素の場合は3.47〜7.37ドル/kgです。原子力発電所が達成できる高い設備利用率が、LCOHの差の主な理由です。

グリーン水素プラントは55%の設備利用率しか達成できないのに対し、ピンク水素施設は、再生可能エネルギー源からの変動的で断続的な電力供給とは対照的に、原子力発電の安定したベースロード電力プロファイルにより、最大95%を達成できます。これは、ピンク水素プラントが、グリーン水素施設よりも電解槽容量1 kWhあたり約63%多くの水素を生成できることを意味します。

グローバルピンク水素市場の詳細な分析については参照https://univdatos.com/report/pink-hydrogen-market/

結論

ピンク水素は、原子力エネルギーを使用して製造される水素の一種であり、米国のクリーンエネルギーの将来において重要な役割を果たす可能性があります。米国政府は、その製造コストを削減するためのさまざまなイニシアチブと補助金を通じてピンク水素を支援しており、発電や暖房などのさまざまな業界において、他の形態の水素や化石燃料との競争力を高めています。しかし、ピンク水素の開発は、原子力エネルギーに対する国民の認識や初期の多額の設備投資などの課題に直面しています。さらに、バイデン政権による税額控除の制限の可能性により、米国におけるピンク水素の将来は不確実です。

これらの課題にもかかわらず、米国エネルギー省は水素ハブへの資金提供を発表しており、これはクリーン水素産業の成長を促進すると予想されています。ピンク水素の補助金と米国の最近の生産は、持続可能で競争力のあるクリーンエネルギー源の開発に有望です。しかし、米国のエネルギー部門におけるピンク水素の可能性を完全に実現するには、さらなる支援と投資が必要です。

UnivDatos Market Insightsの分析によると、クリーンエネルギーへの投資の増加は、ピンク水素市場のグローバルなシナリオによって推進されています。彼らの「ピンク水素市場」レポートによると、グローバル市場は2023年から2030年までの予測期間中に年平均成長率(CAGR)31%で成長し、2030年までに276億7000万米ドルに達する見込みです。

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