政府、日独酒液化水素貯蔵タンク技術を国産化する
4万㎘級以上非真空断熱技術100MW級水電解プラント構築日本が世界初の5万㎘級商業用液化水素貯蔵タンクの構築に乗り出した中、政府も清浄水素生産と貯蔵・輸送分野の核心技術確保に本格着手した。再生エネルギーベースの水素生産技術と液化水素貯蔵インフラを国産化し、2050年の水素経済時代に備えようという構想だ。
15日、関連業界によると、気候エネルギー環境部は最近「新再生可能エネルギー核心技術開発（水素）」事業に着手し、水素生産から貯蔵・輸送まで全周期を網羅する技術ロードマップの策定案を検討中だ。政府が今回推進する水素分野の研究開発は、単純な技術確保の次元を超えて今後数十年間、国内水素サプライチェーンの主導権を決定する核心事業と評価される。
政府は２０５０年、国内水素使用量が２７９０万トンに達すると予想しており、このうち８２％の２２９０万トンを海外から持ち込むという計画を立てている。水素使用量が現在より大きく増えるほど、生産と貯蔵、輸送前の過程で技術自立基盤を構築しなければならないという判断だ。
SK仁川液化水素プラントの前景。アジア経済100MW級水電解技術確保して生産競争力強化
まず、生産分野では100MW級の水電解技術確保が核心課題に挙げられる。水電解は電気を利用して水を水素と酸素に分解する技術で、炭素排出なしで水素を生産することができ、「グリーン水素」の核心技術と呼ばれる。現在、国内の水電解実証事業はほとんど10MW内外の規模にとどまっている。一方、中国はすでに260MW級の水電解プラントを運営しており、ヨーロッパと米国も100MW以上の大型プロジェクトを拡大している。
水電解設備規模はまもなく生産競争力と直結する。大型化するほど設備投資費と運営費を下げることができ、水素生産単価を減らすことができるからだ。現在、グリーン水素は化石燃料ベースの水素より生産費が高く、経済性確保が最大の課題に挙げられる。政府が100MW級プラント設計技術の確保に乗り出したのも、商業化水準の生産体系を構築するためのものとみられる。
次世代水素生産技術である光電気化学（ＰＥＣ）と光触媒技術も研究対象に含まれた。この技術は、太陽光を直接活用して水素を生産する方式で、既存の太陽光発電と水電解を別々に運営する方式よりもエネルギー損失を減らすことができる。まだ実験室段階にとどまっているが、長期的には生産単価を画期的に下げることができる技術で評価される。
HD韓国造船海洋の大型液化水素運搬船鳥瞰図。アジア経済「輸送コア」液化水素貯蔵タンクの国産化の推進
水素貯蔵・輸送分野では液化水素貯蔵タンク技術の確保が最も緊急な課題に挙げられる。水素を海外で大量導入するには、運搬船とともに大規模な貯蔵施設が必須だ。水素を零下２５３度の液体状態にすると、体積が気体比約８００分の１に減って長距離海上輸送が可能となる。今後、中東やオーストラリア、北米などで生産した水素を国内に持ち込むためには、液化水素の買収基地と貯蔵タンクの構築が必ず必要だ。
問題は国内技術水準だ。日本は川崎重工業を中心に世界初の5万㎘級商業用液化水素貯蔵タンクとターミナル構築を推進している。米国も超大型液化水素貯蔵インフラ開発を進めている。一方、国内は液化水素運搬船の技術開発に着手したが、貯蔵タンクの核心技術である断熱材と施工技術はまだ確保できていない状況だ。
液化水素貯蔵タンク技術の核心は断熱です。貯蔵過程で極低温状態を維持できないと水素が気化して損失が発生する。結局、断熱材性能とタンク構造設計、施工技術が経済性を左右する。政府が今回の研究で非真空断熱技術を別途課題に選定したのもこのためだ。LNG貯蔵タンク技術を確保したように液化水素貯蔵タンク技術も早期に国産化しなければ今後水素供給網競争力を確保できるという判断が敷かれている。
政府は液状有機水素運搬体（ＬＯＨＣ）技術の開発も並行する計画だ。LOHCは、水素を液体化学物質に保存し、必要に応じて再抽出する方法で液化水素と一緒に次世代の水素輸送技術に挙げられます。ドイツと日本はすでに産業規模実証事業を進めているが、国内はまだパイロット段階に留まっている。
気候部によると、世界水素特許シェアは中国43％、日本20％、韓国16％水準だ。岐阜部は今回の研究結果をもとに核心技術開発事業を段階的に推進して自立度を高めていく方針だ。政府関係者は「生産・貯蔵・輸送の核心技術を確保し、水素サプライチェーンの海外依存度を下げ、長期的にグローバル水素市場競争力を確保する」と話した。
