ホワイト水素:重要な5つの疑問に回答

Self service hydrogen filling station on a background of trucks. White hydrogen is an efficient fuel — but the nascent industry has a way to go before delivering energy at scale.
White hydrogen is an efficient fuel — but the nascent industry has a way to go before delivering energy at scale.Image: Getty Images/iStockphoto
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  • 世界の低炭素水素需要は、2050年までに年間2億トン近くに達すると予測されています。

  • 世界の水素産業が財務面と需要面の課題に直面する中、効率的な代替手段としてホワイト水素に注目する動きが強まっています。

  • ホワイト水素産業をめぐる最も差し迫った5つの疑問にお答えします。

高コスト、中流域の輸送上の課題、需要の緩やかな拡大に直面し、低炭素水素経済は、短期的な成長への期待が引き下げられています。開発事業者や消費者は、低炭素水素の代替的な形態を引き続き模索しており、その中にはホワイト水素も含まれています。

ホワイト水素の強みは、グリーン水素やブルー水素とは異なり、非効率な変換プロセスを必要とせず、そのまま利用可能で、コストもはるかに低い点にあります。探査・開発の専門知識を持つ石油・ガス企業は、この新たな低炭素分子の推進役となるのに適した立場にあります。

脱炭素化には低炭素水素が不可欠です。天然に存在する水素が市場を変える破壊的な存在になるとの見方もあります。しかし、ようやく成長し始めたばかりの新興産業であるため、現時点ではホワイト水素とその可能性をめぐって多くの疑問が残されています。

ホワイト水素に関する最も重要な5つの疑問にお答えします。

1. ホワイト水素とは何か?

石油や天然ガスと同様、ホワイト水素も天然に存在します。硬岩における継続的な地球化学反応によって生成され、ホワイト水素の特性は炭化水素分子とは異なり、分子が小さく軽いため、キャップロックから逃げやすいという特徴があります。

水素の主要な構成要素を明らかにするには、実地での経験とデータ収集が必要であり、さらなる研究が依然として求められています。

2. なぜ今、ホワイト水素への関心が高まっているのか?

世界は脱炭素化のために低炭素水素を必要としています。世界の低炭素水素需要は、WoodMacの基本シナリオにおいて、現在の年間100万トンから、2050年には年間2億トン近く(Mtpa:年間百万トン)に達すると予測されており、この将来需要の大部分はグリーン水素によって賄われると見込まれています。WoodMacの基本シナリオにおいて、この将来需要の大部分をグリーン水素の供給が賄うと想定されています。

グリーン水素の製造コストは、依然として高止まりしています。その幅は1kgあたり6米ドルから12米ドルと大きくなっています。これは、電気分解に必要な再生可能電力を高い稼働率で確保する必要があることが一因です。また、商業化の目安とされる1kgあたり3米ドルの水準に近づくには、今後も長期にわたり多額の補助金に依存することになります。

ホワイト水素は、はるかに安価な代替資源を提供します。非効率なエネルギー変換や製造プロセスを必要とせず、需要地に近い貯留層から大規模に生産されるホワイト水素は、1kgあたり1米ドルを大きく下回るコストで供給できる可能性があります。ヘリウムが共存していることも、ホワイト水素の開発における価値ある商業的な要素となり得ます。

3. ホワイト水素はどの程度重要なエネルギー源になり得るのか?

ホワイト水素はエネルギー転換の万能薬ではありません。WoodMacの推計では、現時点において、メタン熱分解、ガス化、天然に存在するホワイト水素の採取を含む、その他の低炭素水素の製造方法は、合わせても将来の供給量のごく一部にとどまるとされています。

この見通しは、今後10年間で実証事業が技術的・商業的な実現可能性を示し、支援的な政策の枠組みが導入されれば変わる可能性があります。想定される資源量に基づくと、ホワイト水素の生産量は2050年までに年間1,700万トンに達する可能性があります。グリーン水素と同程度の補助金支援を得られれば、インフラの整備も大きく進み、より高コストな人工的な水素製造の一部に取って代わることになるでしょう。

ホワイト水素産業はまだ初期段階にありますが、勢いは高まりつつあります。Image: Wood Mackenzie

4. 誰が関わっているのか?

ホワイト水素産業はまさに黎明期にあります。民間投資に支えられた少数のイノベーターが、想定される資源の把握に向けた取り組みを主導しています。現時点で稼働している唯一のホワイト水素プロジェクトは、マリにあるブラケブグー鉱床であり、小さな村に電力を供給しています。

世界的には、既存の石油・鉱業関連法規の改正を通じて探査主導型の活動を可能にし、ホワイト水素の開発機会を検討している国もあります。しかし、未知のものを規制することは決して容易ではありません。欧州では、フランスがホワイト水素の可能性をいち早く認識し、その結果として鉱業法を改正してきました。一方、ドイツ政府は、天然に存在する水素には採取の機会がないとの見解を発表しています。オーストラリアは探査活動の一大拠点となっており、これは複数の地域政府が規制対象物質のリストにホワイト水素を加え、予算と助成金を配分した結果です。

5. 石油・ガス企業が主導できるのか?

水素分子が地下でどのように生成・貯蔵されるのかについて、技術的な理解を完全に得るためには多くの作業が必要ですが、ホワイト水素の開発を進めるうえで石油産業の技術が極めて重要です。

地下に関する専門知識を持つ石油・ガス企業にとって、ホワイト水素は絶好の機会となるはずです。適切な規制とインセンティブがあれば、各国政府はこれらの企業に探査の機会を提供し、この分野の立ち上げを後押しできます。鉱区の免許付与、探査および評価掘削、財政条件は、石油・ガスの場合とおおむね同様のものになる可能性があります。

石油・ガス企業は、炭素回収・利用・貯留(CCUS)でも取り組んでいるように、ホワイト水素を推進する資金力も備えています。炭素回収・利用・貯留。最も先進的なホワイト水素プロジェクトでさえ、小規模な民間出資のスタートアップが主導しており、最終投資決定(FID)に向けた確固たるタイムラインを欠き、重大な障壁に直面しているため、これは大きな変革をもたらす可能性があります。

未だ実証されていないものの、ホワイト水素は、一部の石油・ガス企業にとって、バイオメタン、e-メタン、ブルー水素・グリーン水素およびその派生物を含む、将来の低炭素分子ポートフォリオの一部を担う可能性があります。実際、ホワイト水素は一部のブルー水素・グリーン水素の開発に取って代わる可能性が高いでしょう。成否は技術、資本、規制にかかっています。

Wood Mackenzieのサブサーフェス リサーチアナリストであるKate Adie氏、およびWood Mackenzieのエネルギー・欧州・中東・アフリカ担当副会長であるGavin Thompson氏に感謝いたします。

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