「気候の聖杯」が従来のクリーンエネルギーを覆す！地下の「白い水素」は、新たなグリーン革命の先駆けとなるかもしれない！

水素エネルギーは将来のクリーン燃料の一つであり、現在のクリーンエネルギー産業システムの中核をなしています。近年、水素という大きなファミリーの中に、ある種の水素が登場し、将来のクリーンエネルギー産業に対する人々の大きな期待に火をつけています。これは白色水素です。

最近、フランス北部のロレーヌ地方にある古い炭鉱の鉱床の下に、天然の白色水素鉱床の可能性があるものが発見されました。この鉱床には600万～2億5000万トンの水素が含まれているとみられ、これまでに発見された鉱床の中では最大級のものである。

米国地質調査所の地球化学者ジェフリー・エリス氏は、地球の地表の下に数百億トンのホワイト水素が潜んでいる可能性があると推定しており、これは現在毎年生産されている1億トンの水素（主に化石燃料から）をはるかに上回る量だ。

これら数百億トンのホワイト水素のほとんどは、はるか沖合または深すぎる場所に蓄積された非常に小さなものであることはほぼ確実ですが、そのわずか1%を見つけて抽出するだけで、200年間で5億トンの水素を供給できます。

フランスのロレーヌ鉱山で高純度のホワイト水素が発見される

ホワイト水素の登場

ご存知のとおり、航空、輸送、鉄鋼などの分野では膨大な量のエネルギーが消費されます。太陽エネルギーと風力エネルギーだけでクリーンエネルギーの需要を満たすことはほぼ不可能です。

水素は宇宙で最も豊富な元素ですが、主に水 (H2O) などの他の分子と結合して有用です。しかし、現在の商業的な水素生産は、化石燃料を動力源とする高エネルギー消費プロセスと切り離すことができず、その過程で大量の二酸化炭素も排出されるため、「デュアルカーボン」目標の実現には大きな制約がある。

気候の観点から最も有望なのは、再生可能エネルギーを使用して水を電気分解して生成されるグリーン水素です。グリーン水素はその名の通り、最も環境に優しい水素ですが、現状ではグリーン水素は高価であり、生産量も少ないため、大規模利用にはまだ程遠い状況です。

では、ホワイト水素とは何でしょうか?再生可能エネルギーから得られる水素や炭化水素から抽出される水素とどう違うのでしょうか?

ホワイト水素は、「天然」水素、「ゴールデン」水素、または「地質」水素とも呼ばれ、地球の地殻で自然に生成されるか見つかります。それは潜在的かつ豊富で、未開発のクリーンエネルギー源です。近年、ホワイト水素への関心が高まっています。

ホワイト水素はどのように生成されるのでしょうか?現在の予備的な説明では、地下の鉄鉱物には水分子から酸素と水素を分離する能力があると考えられています。非常に深い地層には酸素が存在しません。したがって、より深く探査すればするほど、高純度の水素が見つかる可能性が高くなります。

丘陵地帯の岩盤の下に天然水素がどのように蓄積されるかを示す模式図（提供：ヘリオス・アラゴン）

ホワイト水素には、他の種類の水素に比べて 3 つの主な利点があります。

まず、二酸化炭素を排出しない水素の一種です。第二に、水の電気分解による生産には大量の再生可能エネルギーも必要ありません。 3 つ目の利点は、天然の地質学的および化学的現象から得られるため、低コストで無限に採掘できることです。この気体の水素には、石油の 3 倍のエネルギーが含まれています。

このような背景から、業界では一般的に、ホワイト水素が最もクリーンかつ比較的コスト効率に優れた再生可能水素であり、エネルギー情勢を一変させ、新たなグリーン革命の到来を告げると期待されています。

新たな競争が静かに始まる

ホワイト水素に対する人々の理解が徐々に深まるにつれ、世界各国がホワイト水素の探査に参加すべく競争している。フランスのほか、マリ、米国、ロシア、オーストラリア、オマーン、東ヨーロッパなどの国や地域でも白色水素鉱床が発見されている。

このうち、現在ホワイト水素を採掘しているのは世界でマリのみで、採掘井は首都バマコの北西約60キロに位置している。マリウェルの推定によると、ホワイト水素の生産コストは1キログラムあたり約1ドル、グリーン水素の生産コストは1キログラムあたり約6ドルです。しかし、大規模な鉱床をより深く掘削する必要がある場合、ホワイト水素の開発コストは上昇する可能性があります。

現在、米国デンバーに本社を置くホワイト水素のスタートアップ企業であるKoramaは、ビル・ゲイツが設立したブレークスルー・エナジー・ベンチャーズからの資金を含め、9,100万ドルの投資を受けています。

地球化学者ビャチェスラフ・ジガニク氏が設立した別の企業、ナチュラル・ハイドロジェン・エナジーは、2019年にネブラスカ州で水素探査ボーリングを完了し、新たな井戸の開発を計画している。このプロジェクトは、世界初の商業用ホワイト水素に非常に近いものです。

ネットゼロ排出における水素の役割

ホワイト水素は安全でクリーンなエネルギーの鍵となるのでしょうか?なぜつい最近になって調査が始まったのでしょうか?

フランスのポー大学の科学研究者でホワイト水素の専門家であるイザベル・モレッティ氏は、「現在の問題は埋蔵量ではなく、資金と技術だ」と語った。各国ともホワイト水素抽出の初期段階にあるため、ホワイト水素抽出が直面する問題や必要な技術革新については、開発中に引き続き検討する必要があります。なお、ホワイト水素は今のところ中国では発見されていない。

地球の地殻の下に埋まっている白色水素は、地球全体のエネルギー需要を満たすことができるのでしょうか?その答えは近い将来明らかになるかもしれない。