By アレックスグラント、 プリンシパル、ジェイドコーブパートナーズ、サンフランシスコ、米国、 & ポール·マーティン, カナダ、トロントの化学プロセス開発エキスパート

エクソンは、1977年という早い時期に、炭化水素製品の燃焼を将来の壊滅的な気候変動の原因として最初に正しく特定しました。¹ しかし、何十年もの間、エクソンは彼らの投資家と世界の政府が彼らが知っていることを知らないことを首尾よく保証しました。 エクソンや他の化石燃料会社は、炭化水素製品の市場が縮小しないように、気候科学と新エネルギー技術に関する恐怖、不確実性、疑念（FUD）を広めるという多世代の情報戦争を繰り広げました。²^, ³ これは、たばこ業界がたばこ規制を防止するために使用したものと同じプレイブックであり、同じロビイストによって運用されることもありました。^4、5、6

その間、気候は変化し、私たちが大気を自由なCOとして使うのをやめない限り、私たちが惑星文明を構築したときに当たり前と思っていたゆっくりとした動的平衡から急速に変化し続けるでしょう。2 処分施設。 私たちの生活の多くは気候変動によって悪化し、一部は失われ、誰がそれを引き起こしたのかを正確に把握し、それを実現させます。 化石燃料業界の疑う余地のない多世代FUDキャンペーンにより、彼らはグローバルコモンズを冒涜している間、私たちから数兆ドルを詐欺することができました。 ロシア、カリフォルニア、オーストラリアの煙のような空は、低炭素エネルギーシステムに移行しなければ、未来の証であり、ビジョンでもあります。⁷

移行できれば移行できます すべてを電化する。 電気エネルギーは、技術の世界を回転させるために必要なほとんどの操作を実行するために使用できます。 風力タービン、ソーラーパネル、水力発電ダムを使用して電力を生成でき、排出量は平均30gCO未満です。2メタンの400gCOと比較した/ kWh2/ kWhと石炭の1,000gCO2/ kWh。 その低炭素電力は、電子機器、車両、住宅、コミュニティ、産業、および国全体を運用するために、バッテリーまたは揚水発電に貯蔵することができます.^8、9

今日、太陽光発電、風力発電、バッテリー、電気自動車（EV）の市場は、大規模で非常に安価であることが実証されているため、急速に成長しています。 2020年現在、 太陽は人間がこれまで利用した中で最も安いエネルギーです,¹⁰ 大量に「無駄にする」のが経済的である限り（これは、念のために言っておきますが、ソーラーパネルで捕らえなければすでにそうしています）。¹¹ 風力発電も同様のコスト低下に続いており、場合によっては、太陽光発電の間欠性プロファイルとうまく調和します。 一方、リチウムイオン電池は、太陽光と風力を動力源とするグリッド全体の安定化に成功しています。^12、13、14

金融市場は、これらのテクノロジーが大きな価値を生み出す機会を認識しています。 投資家は2020年のほとんどの間、子供たちと一緒に閉じ込められていたため、自分たちの子孫の将来への低炭素エネルギーシステムへの移行の重要性を認識するようになりました。¹⁵ 電化と脱炭素化にさらされた株式の価値はロケット船のように急上昇しましたが、古いエネルギーシステムにさらされた株式の価値は低下しました。 2020年の最も例外的な市場ストーリーは、テスラの時価総額の増加でした。 年末までに、 エクソンモービルよりも価値があった、そして世界のすべての既存の自動車メーカーを合わせたのと同じくらい価値があります。¹⁶

2020年には、新エネルギーシステムにおける水素の役割についてもかなりの割合で話し合われました。 歴史的に、「水素経済」のビジョンは技術者に興味を持っていました。水素は電気化学的に水を分解し、空気中の酸素と再結合して再び水を作り、その過程で有用なエネルギーを放出することで水素を生成できます。 これはに適用できると考えられていました 地上輸送、航空、または静止エネルギー貯蔵。 2020年前、リチウムイオン電池と水素燃料電池車を搭載したEVは、地上輸送を脱炭素化するための競合ソリューションと見なされていました。 しかし、EVはスケールアップし、熱心に採用され、現在テスラや他の自動車メーカーによって急速に展開されていますが、燃料電池車では同じことが起こりませんでした。 では、なぜ水素を動力源とするテクノロジー企業が大きなブレイクアウトを起こさなかったXNUMX年に水素がそれほど注目され、従来の内燃エンジン車からの移行がEVを強く支持しているように見えるのでしょうか。

主要な化石燃料会社が世界中の政府に水素技術生産に投資するためのCovid-19刺激資金を要求しているので、これは奇妙な状況です。¹⁷ 国際エネルギー機関は、水素の機会を次のように提起しています。 今回は違うかもしれません。 太陽光発電、風力、バッテリー、電気自動車の最近の成功は、政策と技術革新が世界のクリーンエネルギー産業を構築する力を持っていることを示しています。」¹⁸ しかし、EVが非常に大成功を収めているという理由だけで、なぜ今回は水素について正確に異なるのでしょうか。 この概念的な飛躍を正当化する論理は何ですか？

どちらかといえば、リチウムイオン電池とEVの成功は、以前に提案された多くの場所で水素が必要ないことを示しています。電池はトラックと小型航空機の両方に配備されており、水素の確実な市場セグメントとして長い間考えられていました。¹⁹ バッテリーがエネルギー技術のこれらの市場セグメントのほとんどを獲得しているのなら、なぜ水素が必要なのですか？ 水素の支持者は、燃料について何度も「クリーンテック隣接論」を行っています。さまざまな用途でのバッテリーの成功は水素への投資を正当化すると信じていますが、バッテリーが勝っているように見えるため、この概念的な飛躍の明確な論理はありません。 化石燃料会社は、他のほとんどの業界よりも積極的にクリーンテック隣接論を採用しています。²⁰ 

水素はメタンに似ているため（どちらも酸素と反応すると熱を放出するガスです）、石油会社は石油化学インフラストラクチャの一部を新しいエネルギー経済に再利用し、歴史的な技術的専門知識を活用できます。 水素は、既存のインフラストラクチャと技術的経験を使用して水素を制御する方法をよく知っているため、バッテリーよりも石油会社にとって興味深いものです。 しかし、石油会社は、技術者が何十年も持っているのと同じ水素についての考えを持っていますか？²¹

その質問を分析するために、水素を生成するために提案された主な経路を調べてみましょう。 以下は、さまざまな原料から水素を製造するさまざまな方法の概略図です。 人気のある談話では、これらの水素生成物は色記号によって区別されます。 2019年には、水素の95％が茶色と黒色（メタンと石炭から）でしたが、これは昨年も大きく変化していません。^22、23、24

青と緑の水素は、エネルギーを水素として輸送し、必要な場所に放出することで、脱炭素化を支援する魅力的な機会のようです。 グリーン水素は1970年代から技術者の情熱的なプロジェクトでしたが、それを可能にする電解槽技術は大量生産されておらず、資本集約的すぎるため、歴史的にブラウンおよびブラック水素と経済的に競争することはできませんでした。²⁵

私たちが肥料として依存しているアンモニアのような化学物質を作るには水素が確かに必要ですが、エネルギー技術として水素を使用するというさまざまなビジョンには多くの技術的な問題があります。 これらのいくつかは次のとおりです。 

1. メタンの漏出は、メタンの抽出と輸送に関する大きな問題です。 ブルー水素スキームでは、この問題は化石燃料会社が描いた範囲には含まれていません。 文脈上、米国のインフラストラクチャからのメタン排出の基準は非常に悪いため、フランスは最近、ヨーロッパでの販売から米国の水圧破砕メタンを拒否しました。^26、27
2. 水素は、それらのパイプを構成する材料を脆化させるため、高濃度でメタンパイプラインネットワークの一部に置き換えることはできません。 これは、水素を移動させるために重要なインフラストラクチャを構築する必要があることを意味します。ほとんどの建物にはすでに電気があるため、EVは必要ありません。 低圧水素は、体積ベースでメタンの4分のXNUMXのエネルギー密度です。つまり、メタンパイプラインの有用な機能の一部は水素では再現できません。 中圧および高圧パイプを交換する必要がありますが、ネットワーク内のすべてのコンプレッサーもいずれかの方法で交換する必要があります。これは、コンプレッサーを移動するためのエネルギー消費量がXNUMX倍になるためです。^28、29、30
3. 青い水素は理論的には良いように聞こえますが、問題があります。 存在しません。 より具体的には、炭素回収貯留（CCS）は、商業規模では意味のある存在ではありません。 CCSが実行可能であるか、実行可能になる必要がある場合、政府はすべての大規模なCOを義務付ける必要があります2 CCSを使用するためのストリーム（既存の発電所や化学操作など）。 これは主に気候危機を解決するでしょう。 しかし、化石燃料会社は、炭化水素製品の使用が高額になりすぎて事業を破壊し、非炭化水素エネルギー技術への移行を加速することを知っているため、必須のCCSを推進していません。 さらに、青色水素のコンテキストでの従来のCCSは、COの70％以上しか捕捉しない可能性があります。2、そして残りは、オキシ燃料自己熱改質のようなより洗練されたプロセスが代用されない限り排出されるでしょう。^31、32
4. 水またはメタンを水素に変換するためにエネルギーが必要な範囲で、そのエネルギーは電気に変換され、中間の水素化学物質を通過する代わりに電気自動車の車輪に直接供給され、変換ごとにエネルギーを失う可能性があります。 例えば、 EVフリート（約3％の効率）と比較して、燃料電池車のフリート（約30％の効率）に電力を供給するためには、約90倍の風力タービンを構築する必要があります。 風から車輪への途中でどれだけのエネルギーが失われるかに基づいています。 これが、ヨーロッパのすべての車両を水素に変換すると、2019年の電力需要全体よりも多くの再生可能エネルギーを消費する理由のXNUMXつです。³³
5. 広大な世界的な電力輸送インフラストラクチャがあるのと同じように、水素輸送インフラストラクチャはありません。 IRENAによると、今日のヨーロッパの水素の15％だけが、それが生産された場所を離れます。つまり、水素はその発生源で完全に消費されます。 これは、水素を動力源とする地上輸送の価値提案を劇的に減少させ、2021年にXNUMX桁の数の燃料電池車が利用可能であるが、数百台のEVが市場に出回っている主な理由です。³⁴

では、なぜ化石燃料業界は、世界中の政府のCovid-19刺激資本配分者に、新しい水素プロジェクトに資金を提供するよう説得しようとしているのでしょうか。 O＆G企業は、水素が現在使用されていない輸送やその他の新エネルギーシステムの使用における水素の主な欠点を確実に理解しています。 技術的および商業的現実に基づいて、水素に関する彼らのメッセージは偽情報と見なされるべきであると私たちは信じています。 化石燃料会社が推進する水素の話は、炭化水素、特にメタンの抽出と処理の収益性を維持するための、多世代の「FUD」キャンペーンの新しい章です。 

より正確に、 おとり商法詐欺です. 

ほとんどの人は、水素について考えるときに緑色の水素について考えます。 しかし、化石燃料会社は、CCSと最終的に電解槽技術の価格が下がるにつれて、「水素経済」は茶色の水素で始まり、後で青色の水素に、さらに後で緑色の水素に切り替えることができると示唆しています。 理論的に低いCOにもかかわらず2 青い水素の排出（メタンの漏れが解決され、CCSが開発され、費用が支払われ、水素輸送インフラストラクチャが開発されたと仮定して）、彼らはCOを単に捨てる方が常に安いことを知っています2 それをキャプチャするよりも大気中で。 したがって、有権者と投資家は、Covid-19救済パッケージによって資金提供された緑の水素を手に入れていると思うかもしれませんが、実際には青の水素を汚染することを提案されており、おそらくより茶色の水素になるでしょう。

後で青と緑の水素に切り替えることは、CAPEXの動作方法ではないため、意味がありません。 化学プラントや鉱山のような大規模なプロジェクトが建設されると、数億ドルから数十億ドルの費用がかかります。 投資家が大きなプロジェクトを構築するためにお金を与える理由は、彼らが数年後に自分でお金を払った後、投資家は何十年もの間、事業から配当を稼いでいるからです。 化学プラントは5〜10年間建設されず、その後電源が切られます。 それらは20〜50年間構築されます。 したがって、2020年代に構築された水素インフラストラクチャは、ほぼ確実に数十年にわたって運用を継続します。 それが茶色の水素である場合、それは継続的な重要なCOを表します2 炭素収支がない排出量。 

化石燃料会社による新エネルギー技術への歴史的な投資の相対的な規模は、CCSを拡大したり、メタン漏れの問題をすぐに解決したりする可能性が低いという事実を裏付けています。 エクソンは、10年以降、低炭素エネルギー技術の研究開発に約2000億ドルを投資したと主張しています。これは、その期間の収益の約0.2％に相当します。^35、36 一方、テスラは12年だけで2020億ドルを調達しました³⁷ LG Energy Solutionsは、10年2020月にインドネシアの新しいバッテリー製造プロジェクトにXNUMX億ドルを投資することを約束しました。³⁸ エクソンはもっと多くの投資をしていた可能性があります。 他の企業と比較した技術開発への小さな取り組みは、新エネルギー技術の進歩やCOの削減を実際に気にかけたことは一度もないことを示しています。2 排出量。 実際、2020年にExxonから漏洩した文書によると、同社は実際に化石燃料への投資を継続する予定であり、 増加する 2020年代の排出量！^39、40

エクソンや他のほとんどの化石燃料会社は、気候変動の緩和について、これまで行ったことはなく、現在も行っておらず、実際に気にすることもありません。 彼らは、時価総額を押し上げるために、過去の資産とインフラストラクチャの価値を最大化することだけに関心を持っています。 資産評価の評価減は株価に悪影響を与えるため、ある意味で、メタン資産から価値を引き出すことができるように、株主に対する一次受託者責任を果たしています。⁴¹ これは不気味でサディスティックに見えるかもしれませんが、それは特徴的であり、インセンティブは明らかです。

水素の長期計画に異議を唱えると、化石燃料会社の水素に関するクリーンテック隣接の議論はほとんど崩壊します。 緑の水素が繁栄するためには、後でではなく、今、完全にそれに身を投じなければなりません。 これは、テスラが2010年代にEVに焦点を当てることでEVの製造コストを削減できたように、グリーン水素のコストを削減する電解槽の製造の規模の経済を達成するために必要です。 残念ながら、水素には携帯電話やラップトップのような価値の高い移行市場がありません。これは、リチウムイオン電池をわずかXNUMX年でEVの高コストの奇妙なものから商業規模に引き上げたものです。

化石燃料会社は、グリーン水素への長期的な関心の欠如を隠すことすらほとんどしていません。 彼らにテーブルの席を与え、彼らが資本配分者を茶色の水素インフラストラクチャの構築に向けて導くことを可能にするのはばかげているでしょう。 テスラは、EVの製造方法に関するアドバイスを既存の自動車メーカーに求めていませんでした。 彼らは第一原理技術開発に焦点を合わせ、独自の方法を作り上げ、時代遅れの問題解決構造に汚染されないように、従来の歴史的な自動製造慣行さえも避けました。⁴²

化石燃料会社が生き残りたいのであれば、彼らは低炭素で長期的な株主価値を創造しなければなりません。 これを行うには、次のようないくつかの方法があります。 

1. 欧州連合や他の政府を騙してメタン資産の寿命を延ばすためにCovid-19救済を使用させようとして、時間とエネルギーを無駄にするのをやめましょう。^43、44
2. エネルギー技術のリーダーシップをバッテリーと再生可能エネルギーに優雅に譲ります。 化学会社になります。 肥料のアンモニア合成などの化学処理のために、緑色の水素をXNUMX倍にします。 エネルギー商品ではなく、化学試薬としての水素の賢明な新しい市場を見つけましょう。 水素は、すべての化学製品や中間体と同様に、脱炭素化する必要があります。風力と太陽光の価格が下がり続けているため、グリーン水素が最善の方法です。^45、46、47
3. 掘削と坑井完成の技術的専門知識を使用して、地下の流体を外科的に操作する必要がある地熱エネルギーまたはその他の非炭化水素産業をスケールアップします。^48、49、50 O＆G企業は、大規模な資本プロジェクトの管理経験を活用して、電子機器やバッテリーの製造に必要な採掘産業の構築を支援することもできます。 これには、リチウム、ニッケル、マンガン、コバルト、およびグラファイトの抽出および処理プロジェクトへの投資が含まれます。^51、52、53
4. エネルギー転換のリミテッドパートナーになりましょう。 19年から2021年にCovid-2022のパンデミックから石油価格が完全に回復した後、低コストのO＆G企業は、EV市場への浸透が進んだために需要が減少し始めるまで、さらに40、XNUMX年は利益を上げます。 その利益は、XNUMXgCO未満の電力を排出する電力などの新しいエネルギーシステム技術やプロジェクトに受動的に投資するために使用できます。2/ kWh排出量、およびバッテリーファームなどのエネルギー貯蔵プロジェクト。⁵⁴

エネルギー転換に伴う「非物質化」効果のため、⁵⁵ 新エネルギーシステムで収集される営業利益は、化石燃料の生産よりも少なくなります。 したがって、現在これらの機会を追求している化石燃料会社だけが、XNUMX年かXNUMX年以内にまだ存在する可能性があります。 これが、水素を「最後の」壮大な詐欺と呼ぶ理由です。この詐欺は機能しません。

アレックスグラント は、Energy30のForbes30 Under 2021の受賞者です。彼は、サンフランシスコを拠点とするテクノロジーアドバイザリーであるJade CovePartnersのプリンシパルです。 彼は、ロンドンを拠点とするライフサイクルアセスメント会社であるMinviroのパートナーであり、リチウムブラインフィールドサービス会社であるZelandezのTechnology InnovationAdvisorです。 彼は工学士号を持っています。 マギルと修士号から北西部から。 

ポール·マーティン トロントを拠点とする化学技術の上級専門家です。 彼は、メタンを他の化学製品に変換するプロセス、水素製造技術、バッテリー化学処理など、30年のキャリアの中で、世界中の顧客に数多くの新しい化学プロセスを実現してきました。 彼はMAScを持っています。 ウォータールー大学出身で、オンタリオ州で認可されたプロのエンジニアです。 

謝辞 

この記事を丁寧にレビューし、有益なフィードバックを提供してくれたエンジニアの友人に感謝します。 グリーン水素を支持することを熱心に主張してくれたカリフォルニアのEV会社の友人に特に感謝します。 おそらくあなたがその厚いところにいるとき、他の草はより緑に見えるかもしれません。

参考文献

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