海から来る水素

KAMUI 曰く、 "河北新報ニュースの記事に依ると環境省は燃料電池で使用する水素を「海上に建設した風力発電所」に於いて「海水を電気分解する事で取り出す」システムの開発を行う。風力発電所は国内でも建設が増えているが，燃料電池の為に作られるのは世界にも例がないという。研究は国立環境研究所で行われる。
現在，燃料電池に使用される水素はメタンや天然ガス・ガソリンなどから取り出されているが，海水から水素が得られれば環境面は勿論，コスト面でもかなり改善出来るかも・・・というか，今まで何で手が付けられなかったんでしょ？＞海から水素"

PORSHE計画

[lss (2577)]

海洋から水素を取り出そうというプランは今までにいくつかありました。

その中で有名なのがPORSHE(Plan of Ocean Raft System for Hydrogen Economy)計画です。これは海上にメガフロートで水素抽出工場を作るというプランです。いつ頃の物か正確にはわかりませんが、少なくとも20年以上前の物です。

プランがあったのに実現していないのはこんな理由があるからです。

• 水素は危険だというイメージが強い。(ヒンデンブルグ号などのため)
• 水素の需要が少ない。（水素自動車などが普及していないため）
• 水素は設備を痛めやすい。（水素が金属と反応しやすいため。錆たような状態になって壊れてしまう。錆と違って見た目で分かりにくい分タチが悪い。）

特に、需要がないというのが一番難しい問題。 水素を安く安定供給できなければ水素自動車も燃料電池も普及しないが、普及しなければ大規模供給設備は作れない。鶏と卵の関係です。

需要も増えてきたようですし、そろそろ実現できるかもしれませんね。

参考： [新エネルギー・産業技術総合開発機構] 水素の可能性 [nedo.go.jp]

Re:PORSHE計画

[awajiya (2498)]

少なくとも20年以上前の物です

うん．ありましたね．通産省のサンシャイン計画の中にも盛り込んであった．
あれは....多分，わたしが小学校高学年だったから，1975年ごろでしょう．
確か，講談社新書の『水素エネルギー』という本で知ったです．

あの頃は，自分が大人になったら，クルマはみんな水素で動いて，電気は
核融合で作るようになるんだなーと思ってたけど，いやはや，なかなかうまく
いかないもんですなぁ．

風力発電の技術進歩

[bugbird (4706)]

…が、大きいでしょう。風車の空力的改良と、大容量インバータ 回路、さらにはそれらを総括制御することによって、微風から 暴風直前までの広い範囲で最適化された効率での発電をすることが 可能となってきていますので。

燃料電池の話題の時も指摘させてもらいましたけど、インフラを 整備する上で残される問題は、水素の貯蔵技術でしょうね。水素 吸蔵金属の研究が進められてますけど、この技術がブレイクして くれれば、いよいよ実用化が視野に入ってくるのではないかと。

--
--- Toshiboumi bugbird Ohta

Re:風力発電の技術進歩

[zeissmania (3689)]

＞残される問題は、水素の貯蔵技術でしょうね
水素吸蔵金属の開発次第ですね。
何しろ水素は分子が一番小さいので、普通の高圧ボンベだと、ボンベに使われている金属分子の隙間から抜けていってしまうそうなので。
１ヶ月くらいで空になるらしい。

一日

[bushidoh (12670)]

思うに一日持てばいいのでは。

Re:一日

[zeissmania (3689)]

風力発電は割と安定しているそうですけど、需要の増減を吸収することを考えれば１ヶ月でも少ないですよ。
単純に考えれば、原油の備蓄と同じだけは必要かと。

Re:一日

[bushidoh (12670)]

極めて酷い批判の仕方ですね。私は "需要の増減を吸収することを考え" 一日のピークシフトに効果があると言った。

単純に考えれば
需要の増減を吸収することを考えれば

Re:一日

[zeissmania (3689)]

＞思うに一日持てばいいのでは
の１行で
＞私は "需要の増減を吸収することを考え" 一日のピークシフトに効果があると言った
ということは、到底読みとれません。
＞極めて酷い批判の仕方
という以前に、ご自分の投稿が他人にちゃんと理解できるように書いて下さい。

Re:風力発電の技術進歩

[kapaer (9728)]

＞１ヶ月くらいで空になるらしい。
すべての車etc.が水素ボンベをつむようになったとき、屋内駐車場などで自然に漏れた水素に引火･･･なんてことになったら嫌。

＃今でもガソリンは蒸発してるから大丈夫？でも一月じゃ空にならないよなぁ。
＃そこまで水素濃度が上がるかは知らない。

Re:風力発電の技術進歩

[Landie(GRG) (6950)]

大丈夫。
屋内駐車場からもどんどん漏れていきます。

タンクより機密性の高いガレージが作れるなら、その技術をタンクに応用すればおっけーだし。

Re:風力発電の技術進歩

[zeissmania (3689)]

＞屋内駐車場などで自然に漏れた水素に引火
完全に密閉されているのなら、天井付近に溜まった水素が、電灯に通電したときに引火というのはあり得るかも。
いやだから、現状では水素の取り扱いは、ガソリンなんかより遙かに厳しい規制があるんだけど。
＃水素スタンド普及への一番の障害はお役所だったりする。

Re:風力発電の技術進歩

[mexon (9705)]

>１ヶ月くらいで空になるらしい。

んなこたぁありません．
大学で水素がしがし使ってますが，結構持ちます．
10年近く前の水素ボンベでもばっちり中身は残ってますよ．
漏れやすいのは間違いありませんが．

Re:風力発電の技術進歩

[mexon (9705)]

＞腐らないの？
く，腐る？
腐るとはどのような状態を指しているんでしょうか？
少なくとも虫がわいたりはしませんよ（あたりまえか）．

風力発電？

[yanagi (6075)]

　ようするに風力を転換した電気エネルギーを
水素の化学エネルギーに再転換するってこと
なんだろうけど、最終的に燃料電池で電気にするん
だから風力発電分のエネルギしか得られないんでは？

　ってことは別に太陽発電でも原子力発電でも火力
発電でも地熱発電でも波力発電でも構わないん
じゃないかな？
燃料の補給が必要ないってだけだよね。

offtopic:工場の大出力水素エンジンで周辺が酸欠……
ってことになれば水素害？吸酸素権とか出てくるのか？

--
やなぎ
字面じゃなく論旨を読もう。モデレートはそれからだ

Re:風力発電の技術進歩

[srk (9553)]

Endowsさんも書いてらっしゃいますが、電気は基本的に貯めることが出来ないからだと思います。
フライホイールや蓄電池で貯められるだろうという突っ込みもありますが、フライホイールは電気を運動エネルギーに変換してから、蓄電池は化学エネルギーに変換してからそれぞれ貯めているだけなので、結局は電気を水素に変えて蓄えるのも同じことです。
ではなぜ水素かと言えば、燃料電池を始め今後水素の利用が活発になるからではないでしょうか？現在では燃料といえば石油が上げられますが、今後は環境や石油資源の枯渇の観点から、石油の代替として水素が利用されるようになるはずです。（ガソリンスタンドのような形で、水素スタンドができるように）
電気分解により水素を取り出して、それをまた電気に変換するのと、直接電気を利用して電池にするのとどっちが効率がいいのかは調べてないのでわからないため、確信は持てないですけどね。

超伝導による送電 [srad.jp]を利用すれば、また話は変わるのかもしれないですけど。

Re:風力発電の技術進歩

[Qs (1185)]

基本的に同意です。

もっと細かいこと考えると、大量貯蓄、運搬の面でメリットがあるからでしょう。

蓄電池は大容量は難しいし、製造に環境負荷がかかる、寿命という欠点があります。また、フライホイルは貯蓄という点ではロスが大きいかと思います。さらに運搬は無理。

水素は強度さえクリアすればタンクに貯蓄という、シンプルかつ大容量化も可能です。さらに、小分けにして運搬もできます。

電力は効率も重要ですが、安定供給も重要です。もし水素の製造がクリーンにできたら、貯蓄という手段で安定化を図ることができるので、効率を二の次にしてもメリットが得られそうです。

原材料としての代替は

[ncube2 (2864)]

石油じゃないエネルギー源ってのは良く聞く。
しかし石油化学製品のような原材料として石油に取って代わることができる有望なモノって何かあるのかいな?

Re:原材料としての代替は（オフトピ）

[srk (9553)]

確かに、石油の真の功績は、化学製品にあると思います。（丁度今そのネタでレポート一本書いてました^^;）
正直な話、完全に代替することは不可能だと思います。
が、石油が無くなることは炭素が無くなることとは違いますから、現在ある石油製品の再利用や再利用を前提とした石油化学製品の開発によりしばらくはどうにかなるんじゃないでしょうか？エネルギーとして利用しなくなるだけでも、かなりの節約になるはずですし。
人間の髪の毛を使った人工皮膚、臓器や薬品類の製造 [srad.jp]も研究されているようですし、植物を利用した炭素の固定化→原料としての利用も研究されているはずです。

金属やシリコンと比べた場合の圧倒的な軽さや加工のしやすさ、反応性の調整のしやすさなど、炭素は非常に優秀な元素なので、それ以外の元素を利用した工業化学の研究は今まで誰もやってなかったのが（もしくは、非常にマイナーなのが）現状でしょう。

Re:原材料としての代替は

[von_yosukeyan (3718)]

># 石油資源の残存量はあと60年っていう説もあります。
># (子供の頃も同じような説が...)

ボクの小学生の頃はあと25年っていってて、中学生の頃には40年って言ってました

残存資源量が伸びてるのは、省エネの結果というのもあるんですが、むしろ北海油田やアラスカ油田、ギニア湾岸など新しい油田の発見によって採掘可能な資源が増えている、というのがあったりします。特に、冷戦終結後に地域紛争の終了によって新たに開発可能になった、というのもありますし、エネルギー源の石油依存から同じ化石燃料でも、天然ガスの利用が進んだことや、原子力への依存度が上がったことなんてのも要因だったりします(東カスピ海や珊瑚海ガス田の開発とか)

もっとも、オイルショック後に期待されたオイルシェール資源(ケロシンを中心とした石油を含んだ砂礫の堆積層)の開発は、石油価格の低迷でほとんど行われなくなってきましたが

Re:風力発電の技術進歩

[pascal (11834)]

電気は500kmより遠くに送ることができないらしいです。
減衰してしまうので。
水素のように、ためておいて必要なときに取り出すようにしてれば送電ロスのような無駄も少ないです。

ほかにも燃料電池は小型であっても現在の発電所より効率よくエネルギーが取り出せるらしいですし。

現在の火力発電所は規模が大きくても６０％もエネルギーとして取り出せませんが、燃料電池はエネルギーの使い方によっては７０％近くも夢ではないそうですよ。

＃冬休み前に講義で聴いた話なので少々あやふやですが。

Re:風力発電の技術進歩

[Endows (8644)]

必要なときにエネルギーを取り出せる、というのが重要なのでは。

風力発電の直接利用だと必要なときに風が吹いていなければアウトですから。

Re:風力発電の技術進歩

[Endows (8644)]

って、『蓄電池』ってのは既にあるよなぁ…ボケかましてもうた。

効率とかの点では、どうなんでしょ?

海から来るエネルギー

[annoymouse coward (11178)]

海上の風力発電で得られた電気エネルギーを陸地に持ってくるには、
海上から陸地まで電線を引っ張る必要があります。
送電施設を作るだけで、物凄くお金が掛かります。

一方、今回のシステムは発電したエネルギーで水素を生産します。
水素の形なら船などで陸地まで低コストに輸送できます。

日本は国土の狭い国ですから、
このシステムは海上の風のエネルギーを有効に利用する手段として
かなり有効だとおもいます。

# そろそろ本当に石油から水素に移行するのかも。

Re:海から来るエネルギー

[Yasuda (8123)]

# そろそろ本当に石油から水素に移行するのかも。

コメントに反応して申し訳ないですが…。

ロータリーエンジンは水素と相性がいい [mazda.co.jp]といいますが、ロータリーの再隆盛を願います。（笑）

「燃料電池＋モーター」と「水素＋水素エンジン」、どっちが効率がいいのかなぁ？
ああ、でも騒音や制御等の点で、モーターのが有利そう…。(T_T)

ロータリーエンジン好きの戯言でした。

--
Yasuda

Re:海から来るエネルギー

[pz00 (10663)]

「燃料電池＋モーター」と「水素＋水素エンジン」、どっちが効率がいいのかなぁ？ ああ、でも騒音や制御等の点で、モーターのが有利そう…。(T_T)

効率の話からそれちゃいますけど、水素エンジンでも窒素酸化物は排出されそうな気が……
なので、ガソリンよりは良いのかもしれませんが、燃料電池よりは環境に優しくない様な。

＃同じくロータリーエンジンが好きなので ID

Re:海から来るエネルギー

[ksada (4435)]

>>水素エンジンでも窒素酸化物は排出されそうな気が……
すいません、水素の燃焼は酸素との反応だと思うのですが、N はどこから来るのでしょう？

私としては水素エンジンはクリーンであるという認識ですが、間違いでしたら識者のご指摘を仰ぎたく。

Re:海から来るエネルギー

[srk (9553)]

エンジンの高温により、空気中の窒素と酸素が反応して窒素酸化物が出来ると言うことだと思います。
実際、ガソリンエンジンでも窒素酸化物が出来る原因は熱と空気中の窒素ですから。
ただ、ガソリンなどの場合には燃料自体にも窒素や硫黄が含まれている場合があるので、それに比べれば水素エンジンはクリーンだと言えるでしょうね。

Re:海から来るエネルギー

[Carol (2812)]

空気からなんでしょうね。
たぶん。

#よくわからないからAC

Re:海から来るエネルギー

[pz00 (10663)]

すいません、水素の燃焼は酸素との反応だと思うのですが、N はどこから来るのでしょう？ 私としては水素エンジンはクリーンであるという認識ですが、間違いでしたら識者のご指摘を仰ぎたく。

水素エンジンだと、燃料は水素を使いますが、酸素は空気をそのまま使いますよね？ おそらく地表で動くものには酸素タンクを付けたりしないと思います。
内燃機関の燃焼室は高温高圧な環境ですから、そこに窒素と酸素が有れば、作りたくなくても窒素酸化物は出来ちゃうんじゃないかと思いますが。
＃そもそもガソリンにも窒素は入っていないんじゃないかと。

Re:海から来るエネルギー

[ksada (4435)]

>>船で何度も運ぶよりパイプラインの方が簡単で安いんじゃないの？
中近東から運ぶことを考えたら船で運ぶコストもタダみたいなものなのでは。

燃料電池で運べるようになったから？

[witch (3127)]

以前は、生成した水素を飛行船で運ぶ計画とかあった気がします。
気体のまま運ぶよりずっと効率いいでしょうね。

Re:燃料電池で運べるようになったから？

[srk (9553)]

燃料電池とは、水素と酸素を（場合によっては違うこともありますが）供給し、化学反応させることで電気（と水）を得るための装置のことであって、決して水素を貯める装置ではありませんよ。
水素を運ぶためには、未だに液化して運ぶとか水素吸蔵合金に吸わせるとかしかないんじゃないですかね？（パイプラインでもいいのかな？）

Re:燃料電池で運べるようになったから？

[witch (3127)]

ん…すみません、御指摘のとおり「水素吸蔵合金」と混同してました。

Google -> "水素吸蔵合金" [google.co.jp]

Re:燃料電池で運べるようになったから？

[lupin4 (6885)]

一瞬だけ、ヒンデンブルグのことかと...

Re:燃料電池で運べるようになったから？

[locate (5848)]

> 一瞬だけ、ヒンデンブルグのことかと...

あの飛行船は、中の水素が燃えたのではなくて、
気球の表面に塗ってあった塗料が燃えただけです。
中身がヘリウムガスだったとしても同じように燃えたはずです。

Re:燃料電池で運べるようになったから？

[bushidoh (12670)]

火が付くのかとおもった。。。

Re: 海から来る水素

[fagen2 (10623)]

See here:

http://www.enaa.or.jp/WE-NET/ [enaa.or.jp]

燃料電池が実用的になった為では?

[hhb02144 (6410)]

子供のころ(30年前程)読んでいた学研の科学に(風力ではないが)海上発電構想図というのがあり, 水素生成構想もオマケ程度に記載されていました. 水素がメジャーになったのは, 単に, 燃料電池の実用性がハッキリしてきた為と思います.

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★田舎に生息する時代遅れのFortran&COBOLガイなオタク★

プラント作るのなら

[KENN (3839)]

近所に大量消費施設 [nasda.go.jp]のあるところにして欲しいな…っと。海近いんだし。

どうせ実用化されるとすれば、その前に実証用にある程度規模の大きなプラントを作らないといけないでしょうから、そーゆーのをここに作れば一石二鳥のような気が。

Re:塩はどうすんの？

[srk (9553)]

ここ [tohtech.ac.jp]のページの、「グローバルＣＯ２リサイクル」の中に、海水から水素と酸素だけを発生させて電気分解する電極を開発したという記述があります。
詳しいことは書いてませんが、大丈夫みたいですね。

Re:塩はどうすんの？

[kachou (4553)]

でも、逆にいえば、その電極で電気分解すればするだけ、塩分濃度がその海域は濃くなるのでは…
漁業関係者から文句付きそうですな
そのシステム自体、利用できる海域にも留意する必要もあるかと。

--

/* Kachou Utumi
I'm Not Rich... */

Re:塩はどうすんの？

[zeissmania (3689)]

太陽熱で自然に蒸発している水分からみれば、ないに等しいでしょう。
どのみち、生成された水素と酸素が燃料電池で水にされて、海に還りますし。

確かに,

[hhb02144 (6410)]

水を電気分解すると, 水素と酸素ぢゃが, 塩水を電気分解すると, 水素と塩素になってしまうね... 環境にやさしいハズの燃料電池を利用する為に, 塩素でオゾンホールを生成するのは本末転倒ぢゃね確かに...

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★田舎に生息する時代遅れのFortran&COBOLガイなオタク★

Re:塩素ガス

[sameshima (10060)]

小学生の頃、水素が欲しくて欲しくて
でも水酸化ナトリウムが手に入らなくて、
味の素のコンソメのプラスチックの入れ物二つで
電気分解装置を作り、塩水を電気分解していて、
塩素を部屋に放出してたら親に殴られました。
殴られなければ、その反応で水酸化ナトリウムが
できていることに気がついた（or死んでた?)かも。

Re:塩はどうすんの？

[SteppingWind (2654)]

多分前処理としてイオン交換樹脂膜とかで各種イオン濃度を調節してから電気分解ということになるんでしょうね.

小学生のころに食塩水の電気分解をやった人なら誰でも分かると思いますが, 変な濃度だと塩素は出るは水酸化ナトリウムは出るはでクリーンとは程遠い結果になります. 小学生ぐらいだとだんだん黄色くなってくるのが面白いんですけどね.

Re:塩はどうすんの？

[Anonymous Coward]

キッチンハイターの容器に詰めて売ればいいんです

えろい人にはそれがわからんのです

Re:淡水化プラントの問題

[ta98 (10561)]

電気分解の問題もありますが、海上になにかを建設すること事態大変な問題をはらむ気がする。それなりの技術と実績のある建設会社に頼むのだろうが、そこにはやはり大きな金が動く。関空のように地盤沈下と戦いながら造るのか、メガフロートみたいなイカダにするのか、どちらもあまり良いイメージはない。

一部の議員と建設会社が肥え、海の環境が破壊されるなら海上建設はやめて欲しい。

漠然としすぎでは？

[Anonymous Coward]

新しいことをやるのに何がしかの懸念をもたれるというのは
ごく自然なことだと思いますがもう少し問題点の細部を詰め
られたほうがいいのではないでしょうか？

単に「大きな金が動く」からだけで懸念を感じるというコメント
にスコア２がつくのは少し疑問です。

メガフロートにあまり良いイメージが無いというのはなぜでしょうか？
「追加負担は製造側の負担とする」ような造船業界のカルチャー
は従来の埋め立てにまつわる不透明さとは一線を画すものですし、
地盤沈下は勿論無く、関空の例などと同列に扱うのは
認識不不足であると思います。
というか大きな金が動くだけでダメっぽいというのは極論すぎます。

またそもそも海上設置というのは陸上の余った適地がなくなる
ことへの対策を考えてのことでしょう。海上風力発電を研究して
いる人は現在の数値目標を陸上風力発電だけでは達成できないと
言っておりそれを「建設会社に金を流すため」というのはあまりな
勘繰りではないですか。

Re:淡水化プラントの問題

[kota128 (6016)]

まあ、アラビア海とかで沿岸部に作ると、その地域だけ濃度が～ということもあるかもしれませんが、八丈島とか小笠原とかの太平洋のど真ん中で作る限りは問題ないでしょう。

＃東京湾や瀬戸内海でやったら大問題（ｗ

Re:水も貴重な資源だ

[ksada (4435)]

燃料電池を使用すると、エネルギーと同時に、海水よりも貴重な淡水が得られます。