脱炭素社会の実現に向けて、世界ではクリーンなエネルギー源が求められています。太陽光発電もその一つですが、今回はよく知らない次世代エネルギー（水素・アンモニア）について調べてみました。
今回は水素とアンモニアについて調べていますが、核融合など他のものについても調べる予定です！
次世代エネルギー源として水素やアンモニアが注目される理由
現在、我々が使用している石油や石炭、天然ガスなどは、エネルギーを取り出す際に二酸化炭素を排出します。
二酸化炭素は温室効果ガスであり、地球温暖化を食い止めるためにも、二酸化炭素を排出しないエネルギー源が必要とされています。
水素とアンモニアは燃焼しても二酸化炭素を排出しないため、新しいクリーンなエネルギー源として注目されています。
水素にできることは？
水素をエネルギー源とした新技術として、以下のものがあります。
燃料電池
車載の燃料電池のほか、住宅用や工場用の水素電池があります。水素を使って電気をつくるもので、一部の車には既に実装されている技術です。
また、住宅用でいうと、エネファームがこれに当たります。ガスから水素を取り出し、効率よく発電することで省エネ化に貢献しています。
火力発電
100%水素のみで発電する専焼ガスタービン、天然ガスと混合し、二酸化炭素の排出量を抑えた混焼ガスタービンについて研究がなされています。
混焼でも多くの二酸化炭素の削減が可能になります。
自動車・船舶・航空機などの燃料
自動車の燃料はもちろんのこと、船舶や航空機の燃料として使用出来るよう、開発が進んでいます。
水素のメリット
水素のメリットは以下のとおりです。
- 鉄鋼業や化学産業でも利用可能など幅広い
- 既存のインフラ（パイプラインなど）を改良することで輸送が可能
- 単位質量あたりのエネルギー密度が化石燃料と同程度
水素のデメリット
一方、水素のデメリットには以下のようなものがあります。
- 生成コストが高い
- インフラ（例えば、水素ステーションなど）が整っていない
- 水素の大量輸送、貯蔵はコストがかかる
アンモニアにできることは？
アンモニアをエネルギー源とした新技術として、以下のものがあります。
火力発電
アンモニアを燃料に火力発電を行う技術です。石炭と混合して発電する混焼とアンモニアだけで発電する専焼があります。
アンモニアの火力発電では、燃焼時に発生する窒素酸化物を低減する技術が必要になります。
燃料電池
高温で作動し、アンモニアを水素と窒素に分解して高効率で発電する個体酸化物型燃料電池やアンモニアを直接使って発電するプロトン伝導性燃料電池などがあります。
水素のキャリア
水素は、液体や個体の状態での貯蔵・輸送のハードルが高いため、窒素と水素を反応させアンモニアの状態で貯蔵・輸送したりします。
アンモニアの貯蔵・輸送技術は確立されており、水素を液体や個体で貯蔵・輸送するよりも容易です。
アンモニアのメリット
アンモニアのメリットは以下のとおりです。
- 既存の液化天然ガスのインフラを活用できるため導入のハードルが低め
- アンモニア自体は毒性がある劇物だが、安全に運搬する技術が確立されている
- 水素と比較すると貯蔵、輸送が容易
アンモニアのデメリット
一方、アンモニアのデメリットには以下のようなものがあります。
- アンモニアの高効率、低エネルギーな合成、分解方法の確立が必要
- 世界全体のアンモニア製造量が十分ではない
この業界を走る企業
次世代エネルギー分野を走る企業をいくつか調べてみました。
水素分野
- （7011）三菱重工業
- （7012）川崎重工業
- （7013）IHI
- （7203） トヨタ自動車
- （7205）日野自動車
- （7267）本田技研工業
など
アンモニア分野
- （1963）日揮HD
- （7013）IHI
- （7203）トヨタ自動車
- （7261）マツダ
- （9501）東京電力HD
など
まとめ
- 水素とアンモニアのいずれも燃焼時に二酸化炭素を排出しない次世代のエネルギー源として開発が進んでいる
- 水素は化石燃料と同等のエネルギー密度を持つが、貯蔵や輸送にコストがかかる
- アンモニアは製造量が限られており、安定して調達できるようサプライチェーンの構築が急務
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