「西東ガス輸送プロジェクト」はご存知の方も多いと思いますが、今回は「西東水素輸送プロジェクト」です。

江月

7月3日、河北省康保から曹妃甸までの水素パイプラインプロジェクトの調査設計が開始された。パイプラインは全長972.7キロメートル、直径813ミリメートル、年間最大約130万トンのグリーン水素を生産する予定。このパイプラインは、内モンゴルなどの地域で生産されたグリーン水素を北京と唐山に輸送し、両地域の水素需要を満たすことになる。環境汚染の問題を効果的に解決し、省エネと排出削減のニーズを満たします。

水素の輸送は石炭や天然ガスの輸送とは異なります。 「南北石炭輸送」と「東西ガス輸送」については、すでによく知られています。国家レベルで推進されているこれらの野心的なプロジェクトは、主に我が国のエネルギー分配の不均衡の問題を解決することを目的としています。 「宅配」で「石炭不足地域」や「ガス不足地域」に石炭や天然ガスを届けることで、全国どこでも同じ良質な資源を享受できるようになります。しかし、上記プロジェクトの「特急品」は、石炭も天然ガスも使用時に二酸化炭素を排出するため、エネルギーの観点からは「グリーン」ではない。

石炭、石油、天然ガスなどの従来のエネルギー源と比較すると、水素は使用中に「無臭、無毒」であり、エネルギー源として使用された後には水のみを生成し、完全な「ゼロ排出」を実現できます。現在、水素は製造過程での排出の度合いに応じて、グレー水素、ブルー水素、グリーン水素に分類されています。

グレー水素とは、化石燃料から生成される水素を指します。現在、我が国の水素生産は主にこの方法によって行われています。コークスと塩素アルカリは、通常の生産プロセス中に水素を生成します。回収しなければ水素は無駄になってしまいます。したがって、コークス産業や塩素アルカリ産業からの廃ガスを分離して精製することで水素を得ることができます。この水素回収方法は「産業副生水素」とも呼ばれます。

ブルー水素は、生産工程において、グレー水素を炭素回収・貯留技術で処理して生成される低炭素水素です。グリーン水素は、風力、太陽光、電気エネルギーなどの再生可能エネルギーを使用して、電気分解プロセスによって生成されます。生産工程で二酸化炭素排出量をゼロにすることは可能ですが、経済コストは非常に高くなります。

これらの水素の定義から判断すると、生産から使用までの全過程を通じて「ゼロ排出」を真に実現できるのはグリーン水素だけですが、風力や太陽エネルギーなどの再生可能エネルギーに頼る必要があり、わが国の風力や太陽エネルギーは主に広大な西部地域に分布しています。現在、中国西部から東部の経済的に発展した地域にグリーン水素を輸送するために、新疆ウイグル自治区と内モンゴルに太陽光発電と風力発電によるグリーン水素生産プロジェクトが数多く建設されています。これが「西から東への水素輸送」実証プロジェクトです。

まだ小規模な工事が始まったばかりなので「実証プロジェクト」と呼ばれています。出発地は内モンゴル自治区ウランチャブ市です。グリーン水素は同市内で生産され、400キロメートルを超える水素パイプラインを通じて最終的に北京市房山区の燕山石油化工に輸送される。これはわが国初の省をまたぐ大規模長距離純水素輸送パイプラインです。数年後には、この水素パイプラインはさらに延長され、我が国の西側にあるより多くのグリーン水素生産基地や、我が国の東側にあるより多くの経済発展の奥地まで延びる可能性があります。

将来的には、家庭でストーブを点けて天然ガスを使うのと同じように、我が国西部地域の水素をもっと便利に使えるようになるかもしれません。水素は東部地域のさまざまな水素燃料補給ステーションに輸送され、市内の数万台の水素燃料電池車にエネルギーを供給する。将来、都市は不快な自動車の排気ガスから解放されるでしょう。鉄鋼、化学、石油化学などの大規模工場では、工業生産における低炭素排出を実現するために、石炭などの化石エネルギーが徐々に水素に置き換えられるでしょう。水素は石炭火力発電所や天然ガス発電所に代わる都市発電の主なエネルギー源として利用される可能性が高い。

「西から東への水素輸送プロジェクト」の建設も多くの困難に直面している。効率的な輸送を実現するためにはパイプラインの圧力を高める必要があるが、わが国には現在、このような高圧パイプラインを建設する経験が不足している。水素は天然ガスとは異なり、水素が引き起こす「水素脆化」現象により材料が突然破損し、重大な事故や損失を引き起こす可能性があるため、材料を設計する際には「水素脆化」によるリスクを十分に防ぐ必要があります。水素は可燃性かつ爆発性のあるガスです。輸送中に漏れが発生した場合、密閉された空間で火花が発生すると爆発しやすくなります。

9つの省・地域にまたがり、総延長4,200キロメートルに及ぶ「西ガス東送」プロジェクトはその年に開始され、建設中に多くの困難に直面した。しかし、20年の建設期間を経て、今では我が国西部の発展における画期的なプロジェクトとなっています。現在、我が国では「西から東への水素輸送」プロジェクトが建設中です。今後、水素エネルギーの応用が拡大し、建設距離が徐々に伸びていくにつれて、これは我が国におけるもう一つの重要な地域横断的な資源配分プロジェクトとなるでしょう。

（著者は北京科学技術普及科学講演チームのメンバーであり、北京科学技術アカデミーインテリジェント設備研究所のエンジニアである）