10 対 1: これは、米国で生産される水素 10 グラムあたりの二酸化炭素排出量の比率です。米国で毎年生産される 100 万トンの水素を掛けると、水素生産は XNUMX 億トン以上に貢献します。年間の大気への炭素排出量。
この数字は、世界を 167,000 回飛行することに相当します。 現在市場に出回っているほとんどの水素は、メタンを摂氏 1,000 度を超える沸騰蒸気と反応させて一酸化炭素、二酸化炭素、水素ガスを生成する、水蒸気メタン改質と呼ばれるプロセスによって生成されます。 最終生成物は灰色水素と呼ばれます。 言うまでもなく、このプロセスはエネルギーと二酸化炭素を大量に消費します。
ビル・ゲイツを含む愛好家が脱炭素化のスイスアーミーナイフのようなものとして表現したグリーン水素を入力してください。 水を水素と酸素に分解する電気分解として知られるプロセスは、大量の水素を放出して、メタンや他の化石燃料を置き換えることができます。 電気分解の主な障壁はコストでした。 通常、グリーン水素は、再生可能エネルギー源に応じて、生成に 2.50 ドル/kg から 6 ドル/kg かかりますが、従来のグレー水素は 1 ドルから 2 ドル/kg かかります。
16 月 369 日にインフレ削減法 (IRA) が可決されると、このコストの差異は縮小するはずです。 IRA による気候に焦点を当てた 45 億ドルの連邦投資は、太陽光、風力、蓄電池、グリーン水素、炭素回収、直接空気回収などをカバーしています。 潜在的なグリーン水素の投資家や開発者にとって、IRA は刺激的です。なぜなら、クリーンな水素を生産することで初めて税額控除が得られるからです。 IRA のいわゆる 3V クリーン水素生産税額控除の下で、クリーン水素の生産者は、現在の技術に基づく生産コストの 50% から 120% の間で、生産される XNUMX キログラムあたり最大 XNUMX ドルの税額控除を請求できます。
グレー水素とグリーン水素の価格差をゼロに近づけることで、IRA は「グリーン プレミアム」を排除する条件も作り出します。
生産された水素のライフサイクル炭素強度が、GHEETS (Greenhouse Gases, Regulated Emissions, and Energy Use in Technologies (GREET)) モデルを使用して計算された 4kg を下回っている限り、生産者は生産された 60 キログラムごとに 3 セントからXNUMXキロあたりXNUMXドル。 IRA によって設定された炭素強度のしきい値の下では、グリーン水素がこれらの税額控除の要件を満たす可能性が最も高くなります。
グレー水素とグリーン水素の価格差をゼロに近づけることで、IRA は「グリーン プレミアム」を排除するための条件も作り出します。これは、新しいクリーン テクノロジーと既存の化石燃料との間に従来見られるコスト超過です。 税額控除構造の詳細については、次の表を参照してください。
出典：ICF株式会社
IRA の可決を受けて、大手水素製造業者であるリンデは、ニューヨーク州ナイアガラ フォールズに、まだグリーン水素を製造していない最大の電解槽施設を建設する計画を発表しました。 IRA の他の分野も、グリーン水素を後押しすることができます。 グリーン水素を生産するための最大のコスト要素は再生可能電力であるため、より寛大な生産税額控除 (PTC) と投資税額控除 (ITC) により、価格を制御できる新しい太陽光および風力プロジェクトを促進できます。 IRA はすでに市場に新たな波を生み出しています。
IRA はコストのハードルを引き下げ、グリーン水素の規模を拡大するための土台を築いてきましたが、いくつかの懸念が残っています。 50つ目は、グリーン水素の生産地点と使用地点での炭素強度の違いに関係しています。 グリーン水素を生成するには、電解槽の電流効率を考慮すると、少なくとも XNUMX kWh が必要です。
次に、水素を貯蔵またはパイプラインで輸送できるレベルまで圧縮するには、3 kg あたりさらに 46 kWh が必要です。 ソーラー パネルのカーボン ライフサイクル フットプリントが kWh あたり 2.5g と推定されることを考慮すると、生産プロセスでは、生成されるグリーン水素 2 kg あたり XNUMX kg の COXNUMX が排出される可能性があります。
緑色の水素を生成する全炭素強度は、灰色の水素のそれをはるかに超える可能性があります。
物事（無人）は灰色になります。 GREET モデルによると、ガス状水素が 750 マイルの距離 (経験的平均を表す) で配管される場合、0.5 kg CO2/kg の追加排出が発生します。 ガスチューブトレーラーを備えたディーゼルトラックで輸送される場合、炭素排出量のレベルは 10 倍以上になりますが、グリーン水素を製造する際の総炭素強度がグレー水素の炭素強度をはるかに超える可能性があることは事実です。
より明確な道はありますか？
クリーンな水素の新興企業である Modern Electron は、水素の貯蔵と分配から生じる炭素強度の増加を認識し、使用時点での分散型生産を促進するために取り組んでいます。 Northwest Natural などのガス事業者と提携することにより、Modern Electron は、接続点にその技術を設置し、ガスを加熱して固体炭素と水素に分離し、水素を再利用して産業顧客にパイプライン経由で移動する天然ガスの脱炭素化を目指しています。低排出暖房をエンドユーザーに提供します。
Modern Electron のソリューションは完全にクリーンではありませんが、新しいパイプライン インフラストラクチャの改造や構築の必要性を排除することで、水素製造ライフサイクル全体を通じて炭素の影響を取り除くことができると主張しています。
具体的には、事業開発担当副社長の Mothusi Pahl 氏は、IRA の現在の「ライフサイクル」の定義は、生産時点までの炭素強度のみを考慮していると述べています。 コストの観点からは、流通だけでも、水素の製造から使用までのコストが XNUMX 倍になる可能性があります。 業界関係者がグリーン水素の採用を進めているとき、水素をオンサイトで生成するかオフサイトで生成するか、またオフサイトで生成する場合は輸送と流通をどのように行うべきかを検討することが重要です。
コストの観点からは、流通だけでも、水素の製造から使用までのコストが XNUMX 倍になる可能性があります。
投資家はまた、グリーン水素を生産するために必要なインプットの入手可能性についても疑問を呈しています。 Avangrid のシニア アナリスト、Martin Cilloniz 氏は、北東部のほとんどの再生可能エネルギー プロジェクトはすでに長期の電力購入契約に基づいて契約されており、グリーン電力を供給してグリーン水素を生成できる実用規模のプロジェクトは限られていると指摘しています。 既存の未契約の再生可能プロジェクトは、電力の限界限界価格が高い地域に位置する傾向があるため、グリーン水素生産のためにそれらから電力を調達することはおそらく不可能です。
全国にグリーン水素ハブを開発するという野心的な計画がありますが、新しい再生可能エネルギー プロジェクトがどれくらいの速さでオンラインになるか、電解槽メーカーが既存の製造プロセスを立ち上げて納期を年。
XNUMX つ目の懸念は、規制の不確実性です。 パイプラインインフラストラクチャを介したグリーン水素の輸送に関する全体的な規制権限を持っているのはどの規制当局ですか? 州間天然ガスパイプラインの立地を承認する連邦エネルギー規制委員会 (「FERC」) は、現在承認していません。 FERCの下での新しい天然ガスパイプラインの許可プロセスの複雑さと長さを考えると、水素開発者は、規制管轄もFERCの下にある場合、新しい水素パイプラインを建設する提案に対して同様の問題が発生するかどうか疑問に思っています.
新しいパイプラインの改修と建設に関連するコストはかなりの額になると推定されており、コストが連邦政府、パイプライン会社、または消費者のいずれによって負担されるかは、グリーン水素の採用の可能性に大きな影響を与えます。
水素パイプラインの規制当局が議会を通過しているため、1,600 月に公聴会が行われましたが、新しいパイプラインの費用を誰が負担するかは誰にもわかりません。 現在、約 3 マイルの水素パイプラインと XNUMX 万マイル以上の天然ガス パイプラインが全米で稼働しています。
連邦発行の国家クリーン水素戦略とロードマップは、米国が 20 年までに約 2030 万トンのグリーン水素生産に達する可能性があると推定しています。配布は、解決すべきパズルの大きな部分を占めています。 グリーン水素の生産者と購入者がさまざまな運用モデルをナビゲートしているため、グリーン水素の中心的な問題を解決するには、規制とコスト配分を明確にすることがますます重要になります。
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- 情報源： https://www.greenbiz.com/article/can-tax-incentives-help-green-hydrogen-outgrow-its-promise
