電化は、エネルギー集約型産業のすべてに実現可能な解決策ではありません。
ここでPower-to-Xが登場し、風力タービンと航空機の燃料タンクとの間のギャップを埋めます。
Power-to-X技術は、持続可能でカーボンニュートラルな未来への道筋において、ますます重要な役割を果たしていくでしょう。
風力タービンや太陽光による再生可能エネルギーは、直接電化できるすべての分野を脱炭素化するうえで鍵となります。しかし、電化はエネルギー集約型産業のすべてにとって実現可能な解決策ではありません。航空や海運などの分野を脱炭素化するには、ほかのエネルギー源が必要であり、ここでPower-to-Xが登場します。風力タービンと航空機の燃料タンクとの間のギャップを埋める存在なのです。
世界経済フォーラムは、クリーンエネルギーへの移行をどのように推進しているのでしょうか。
エネルギー・素材センターは、エネルギー、素材、産業システムを再構築している複雑な移行の意味を理解するため、リーダーたちをつなぎます。エネルギー安全保障、手頃な価格、持続可能性がどのように交差するかを探究するためのプラットフォームを提供しています。
バリューチェーンや地域を越えた協働を通じて、センターは、安全で低炭素かつ公正な移行に向けて、パートナーが実践的な解決策のもとで足並みをそろえるための共通の道筋を可能にします。
Power-to-Xとは何か？
Power-to-Xとは、電気、特に再生可能エネルギー由来の電気を、ほかの形態のエネルギーや製品に変換する一連の技術を指します。この変換プロセスは主に、電気分解による水素製造によって推進されます。電気分解とは、電気を使って水を水素と酸素に分解するプロセスです。再生可能電力を用いて製造された水素は、グリーン水素またはクリーン水素と呼ばれ、そのまま利用することも、さまざまなエネルギーキャリアや原材料を製造するための基礎となる反応物として利用することもできます。再生可能エネルギーの形態を電気から分子へと変えることで、直接的に十分かつ大規模に電化することができない産業の脱炭素化により適したものとなります。
Power-to-Xで何ができるのか？
Power-to-Xの多用途性は、グリーン水素から製造されるさまざまなエネルギーキャリアや原材料を表す変数「X」に集約されています。
水素とその派生物は、さまざまな用途に利用できます。グリーン水素は、燃料電池車のゼロエミッションの代替手段として輸送を動かすことができます。鉄鋼や化学などの、そうでなければ脱炭素化が困難な産業において、炭素排出量を削減するためのエネルギー源としても利用できます。余剰の再生可能エネルギーを貯蔵することができ、その後、電気に再変換することで、安定した電力網を実現できます。また、ガスタービンで利用したり、天然ガスと組み合わせたりすることで、排出量を抑えた電力を生み出すこともでき、よりクリーンなエネルギー生成への橋渡しとなります。
グリーンアンモニアは、水素から製造できる派生物のひとつです。グリーン水素を窒素と結合させて製造され、炭素を含まない燃料であり、発電、肥料、水素キャリアとしての分野で大きな可能性を秘めています。もうひとつの派生物であるeメタノールは、グリーン水素を回収したCO2と結合させることで製造されます。これらの再生可能な液体燃料であるeメタノールとグリーンアンモニアは、いずれも輸送分野で大きな期待が寄せられています。その特性により、化石燃料に代わる実用的な選択肢となるためです。さらに、グリーン水素は次のものへと変換することができます。持続可能な航空燃料は、既存の世界的な航空インフラを変更することなく航空機を動かすことができる合成燃料です。
Power-to-Xはなぜ重要なのか？
2050年のネットゼロへの道筋は、単一のアイデアや技術だけで切り開かれるものではありません。世界的なエネルギー転換は複雑であり、世界規模で炭素排出量を確実に削減し、気候変動を緩和するためには、多様で相互補完的な解決策が必要です。Power-to-X技術は、こうした重要な解決策のひとつです。
Power-to-Xは、化石燃料に代わるカーボンニュートラルな選択肢を提供することで、電化が困難で世界の排出量の約30%を占める炭素集約型セクターにおいて、炭素排出量を大幅に削減するための実行可能な道筋を提供します。
国際エネルギー機関の「World Energy Outlook 2023」報告書によると、世界の低排出水素需要は、ネットゼロシナリオを実現するため、2050年には4億トンを超えると予測されています。この需要には、産業、輸送、輸送燃料の製造、発電などに用いられる水素が含まれます。
Power-to-Xは、世界で拡大する再生可能エネルギーの電力網から生み出される電力の保全と最大限の活用においても、重要な資源となるでしょう。エネルギーの余剰分は、グリーン水素やその派生物などのエネルギーキャリアに変換され、その後、後の利用のために貯蔵され、必要とされる地域へ輸送することができます。さらに、Power-to-X技術は、エネルギーシステムに再生可能エネルギーをより高い割合で統合することを可能にします。需要側の柔軟性を提供し、そうでなければ無駄になってしまう余剰の再生可能エネルギーの利用を可能にすることで、電力網のバランスを取る手段となります。
セクターカップリングは、Power-to-X技術によって実現されます。これは、電力、暖房、輸送、産業などの異なるセクターにわたるエネルギーの消費と生産を統合することです。これは、エネルギーシステム全体の効率を高め、信頼性の高いエネルギー供給を確保するうえで重要です。また、Power-to-X技術は、再生可能エネルギー分野における新たな産業や雇用を創出し、技術革新を促進し、輸入化石燃料への依存を低減することを通じて、経済発展にも貢献します。
Power-to-X技術は、そうでなければ炭素排出量の削減が困難なさまざまなセクターの脱炭素化を支えるため、エネルギー転換を可能にする重要な要素です。これらの技術の革新と最適化を進めるにつれて、持続可能でカーボンニュートラルな未来への道筋において、ますます重要な役割を果たしていくでしょう。
