直接および間接的水素貯蔵：ヨーロッパの再生可能エネルギー体系への移行におけるダイナミクスと相互作用

Core Concepts

2050年までに低炭素社会へ向けたエネルギーシステムの複雑な相互作用を理解することが重要である。

Abstract

• エネルギーシステムの相互作用をPyPSA-Eur-Sec-30-pathモデルを使用して分析。
• ヨーロッパの炭素排出削減目標に向けて、水素貯蔵の役割が重要。
• 電力価格や水素価格の変動が水素貯蔵システムの収益性に影響。
• バッテリー貯蔵と比較して、直接および間接的水素貯蔵は異なる経済的パフォーマンスを示す。
• ドイツ、デンマーク、イタリアでのエネルギーストレージシステムの成長と経済的パフォーマンスに違いがある。

Stats

バッテリー貯蔵単位コスト: 232€/kWh（2020年）[41]
水素地下貯蔵単位コスト: 3.0€/kWh（2020年）[41]
直接H2貯蔵容量: 2050年まで急増 [41]

Quotes

"ドイツでは、バッテリー貯蓄は2035年から経済的価値を提供し始めるだろう。"
"間接的H2保管はドイツ全体のH2保管収益の63.4%を占めており、収益生成において主導的な役割を果たしています。"

Key Insights Distilled From

Direct and Indirect Hydrogen Storage

by Zhiyuan Xie,... at arxiv.org 03-25-2024

https://arxiv.org/pdf/2403.15072.pdf

Deeper Inquiries

どうしてバッテリー貯蓄と比べて直接および間接的水素貯蔵は異なる経済的パフォーマンスを示すのか？

バッテリー貯蔵と水素貯蔵（直接および間接的）の経済的パフォーマンスの違いは、主に以下の要因に起因します。まず、バッテリー貯蔵は電気価格に直接依存しており、エネルギーを低価格で購入し高価格で売却することで利益を上げます。一方、水素製造は電解プロセスに依存しており、このプロセスがコスト効率や収益性に影響を与えます。
また、直接的な水素貯蔵では燃料電池技術が使用されるため、投資回収が困難であることから経済的メリットが限られています。これに対して間接的な水素貯蔵ではSabatierプロセスを介した変換や地下タンク内の保管など効果的な方法が採用されており、そのため収益性が向上します。
さらに、各国ごとのエネルギーシステムや需要予測の違いも経済性能に影響を与えます。例えばイタリアでは地下H2保管量が増加しドイツよりも多く投資されています。これら要因からバッテリー貯蓄と水素貯蔵（特に間接方式）は異なる経済性能を示す傾向があります。

どうしてこの研究から得られた知見は他の国や地域でも適用可能か？

この研究から得られた知見は他の国や地域でも十分適用可能です。理由として以下の点が挙げられます。

研究手法：本研究ではPyPSA-Eur-Sec-30-pathモデルを使用し欧州エネルギーシステム全体を包括的に分析した。同様の手法は他国・地域でも応用可能。
技術動向：再生可能エネルギー源やエネルギーストレージ技術等今後普及する技術動向や市場傾向は世界共通であり情報交換・活用可能。
エネルギートランジション：持続可能な低炭素社会構築目指す世界規模で進行中だけあって各国・地域も同様課題抱えている。
以上より本研究から得られた知見は他国・地域でも有効活用され展開される余地大きいこと確認出来ました。

再生可能エネルギー源に依存する国々で水素技術がどれだけ普及する可能性があるか？

再生可能エネルギー源（風力発電・太陽光発電等）へ移行しつつある国々では将来的な水素技術導入期待感じ取れます。
具体例：

水力不足: 風力発電所設置先進化→余剰発電時H2製造
太陽光豊富: 太陽光発電系インフラ整備→H2生成促進
国際連携: 複数EU加盟国相互支援推進

これまで再生可否度高く安定供給問題解消必須条件満足しつつ次第徐々普及広まっていく事考えられます。ただし官民連携強化政策サポート重要です！