水素ステーション水素エネルギー
水素・燃料電池利用の意義・・・
地球温暖化防止は2008年~2012年の京都議定書に続く新たな取り組みについて、発展途上国を含む全世界での論議となっていますが、先進国と途上国の思惑の違いもあってポスト京都議定書の採択までには更なる紆余曲折が予想されます。
しかし、二酸化炭素排出量の削減は待ったなしの状況で、我が国においても長期的視野に立った高い削減目標を自主的に定めていることは周知のとおりです。
また、日本の運輸部門におけるエネルギーはハイブリッド車、電気自動車、燃料電池自動車などの使用時には二酸化炭素を排出しない電気へのシフトが進むと想定されています。しかしながら、現行の蓄電池式の電気自動車はエネルギー密度が低いために長距離走行ができず、充電にも時間がかかるという問題があります。そこで注目されているのが、水や化石エネルギー等、多種多様な原料から取り出すことができる「水素」の形で電気を持ち歩く燃料電池自動車です。燃料電池自動車は、走行時に二酸化炭素を排出せず、温室効果ガスとエネルギー消費の削減に有効な革新的環境技術として開発が進められています。
水素とは
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地球上で最も軽い、無色無臭の気体です。宇宙に最も多く存在する基本元素であり、地球上では水などの化合物の状態で存在します。燃料電池の燃料として使われ、空気中の酸素と結びついて水となり、高効率で電気を発生します。二酸化炭素(CO2)や大気汚染物質は排出しません。

特性
水素は大きな体積を圧縮して小さくすることができ、同じ力を出すためのガソリンと比べると非常に軽いという特性があります。
製造方法
水素の製造方法は多様で、灯油・LPG・天然ガスなど多種の原料を水蒸気改質して製造するほかにも、製鉄所などの工業プロセスで発生した副生水素を有効利用することも可能です。また、太陽光・風力といった自然エネルギーで得られる電力で水を電気分解して水素をつくることもできます。酸素との反応により排出された水は自然界に戻るので、水素はクリーンな循環型エネルギーといえます。

正しく使えば安全な水素
水素に対して、“引火しやすい”“爆発するのでは”といったイメージを持つ方もいるようです。しかし、水素は、一般に使われているガソリンや天然ガスなどと同様に、誤った使い方をすれば危険ですが、正しく使えば安全なエネルギーです。
水素を安全に使う上でまず重要なのは、漏らさないことです。水素は分子が非常に小さく少しの隙間でも通過するので、貯蔵容器には高度な密閉性が求められます。また、金属の中に入り込んで強度を弱める性質があるため、耐性のある材料を使う必要があります。
万が一漏れた場合、近くに火種があると引火・爆発の可能性があります。ただし水素には、空気より軽く、拡散のスピードが非常に速い性質があるので、漏れても瞬時に上方に拡散して引火の危険性は低くなります。水素を扱う設備で天井部分が風通しのよい構造にされるのはそのためです。また、引火しても上方に燃え上がり、ガソリンのように地面や床を伝って周囲に燃え広がることはありません。まして、水素が“爆発”するのは、密閉された空間内で水素と空気が所定の比率で混ざり、そこに火種があるという特殊な条件が揃った場合に限られます。
水素に対する正しい理解を持って、正しい使い方さえすれば安全なのです。
| 水素 | 天然ガス | LPG | ガソリン | 空気 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 重さ(相対値) | 1 | 8 | 22 | 50 | 15 |
| 拡散速度(相対値) | 100 | 25 | 20 | 8 | ‐ |
| 燃焼範囲(空気中濃度) | 4%-75% | 5%-15% | 2%-10% | 1%-7% | ‐ |
| 自然発火温度 | 570℃ | 580℃ | 450℃ | 300℃ | ‐ |
| 毒性 | なし | なし | ややあり | あり | ‐ |