水素ステーションは安全か?燃料電池車(FCV)普及の鍵

またまた、近所の優輝君のお母さんが事務所に駆け込んで来ました。

「私の親戚の家の近くに水素ステーションとかいうのが出来るらしいの。
昔、理科の時間に習ったんだけど、水素って爆発するんでしょ?
もし漏れたりしたら大丈夫かなって親戚が心配してるの、調べてくれない」

わかりました。科学分野なので、団長の山下が担当します。
早速、調べてみました。

水素ステーションって何?

簡単に言えば、水素を燃料にした自動車用の水素スタンドってことです。

水素を燃料にした自動車は、2014年12月にTOYOTAが一般販売を開始した
燃料電池自動車MIRAIです。
水素エネルギーを活用した「究極のエコカー」らしいです。
今後、本田技研も国内販売する予定があります。

MIRAIは補助金を差し引いても500万円以上するし、
水素の値段も高いみたいなので、実際の普及にはもう少し時間がかかりそう。

燃料電池車(FCV)は、昔理科の実験でおこなった電気分解
(水に電極を入れて直流電流を流すと電極から酸素と水素がでる)
の逆で、燃料の水素を電気に変換する燃料電池を使った自動車です。
使用時にCO2の排出が全くないクリーンな車です。

水素ステーションは、埼玉県3箇所・千葉県1箇所・東京都4箇所・神奈川県3箇所
・愛知県5箇所・大阪府1箇所・兵庫県1箇所・福岡県1箇所が稼働中です。

商用の水素ステーションを全国に100箇所設置する目標もあります。
水素ステーション情報→燃料電池実用化推進協議会

水素は危険か?

心配しているのは、水素ステーションで水素が漏れた時や、地震・火災
・車が突っ込んで来た時など安全かどうかということですね。

1937年、ヒンデンブルグ号という飛行船が爆発した映像を見た記憶
が水素は危険という潜在意識に働いていると思われます。
他に「水素爆弾」「原子力発電所の水素爆発」「理科の実験での水素の爆発
」などが危険と思い込んでいる要因ではないでしょうか?

ヒンデンブルグについては、静電気放電で外装が燃えたという説が有力です。
水素爆弾は、水素を爆発させるのではなく核融合反応を利用したもので全く
関係ありません。
福島発電所の水素爆発はベント装置(水素を逃がす装置)がなかった欠陥です。

水素が危険という思い込みは、間違った記憶が要因みたいですね。

水素については、ほとんどの人習ってが知ってるはずでが、
こういう性質は知ってますか?

元素記号H:一番軽い元素=非常に拡散しやすい=漏れてもすぐに拡散してしまう
逆を言えば漏れやすいという性質にもなりますが・・・。

また、水素のエネルギー量はプロパンガスやメタンガスよりとても低く、
同じ体積での爆発力は低い。
放出ガスに火がついても、バーナーのように火が出るだけで爆発しません。
水素タンクをライフル銃で打ち抜いても弾がぬけシューとガスが抜けるだけです。
これは100%の水素ガスは燃えないからです。

水素ステーションの安全対策

水素は思ったほど危険なガスでないことはわかりました。
しかし、水素ガスの貯蔵や製造は350気圧または700気圧であり危険な設備
には変わりありません。

水素は漏らさない、漏れても建物に溜めない、着火させないを原則にしてます。

具体的には、
・近隣対策として頑丈な障壁
・地震計連動の自動停止システム
・ガス検知器
・火災検知器
・散水設備
・自動車に供給時の安全対策
・etc、etc

現在運用の水素ステーションは、実証実験を兼ねてるから今後建設する
水素ステーションは、もっと安全なシステムになると思ういます。

水素エネルギーの将来性は?

最近水素社会って言葉をよく耳にします。

水素の従来の使い方は、原油に含まれている硫黄分の除去・樹脂生成の添加剤
・アンモニア合成の原料など工業用で脇役ばかりです。

で、2009年ごろに家庭用燃料電池が発売され一躍エネルギー用として脚光
をあびるようになりました。
 
地球温暖化の観点だけでなく、化石燃料は産地が偏ってるのでエネルギー安全保障
の観点からも注目されているらしい。

水素は、地球上に無尽蔵にある。酸素と水素の反応でエネルギーを取り出せるので
水しか排出されないクリーンなエネルギー。

なんか、詐欺商法みたいでいいことばかりだね。

欠点もあるはずだ・・・。

・水素は自然界には採集可能なものはなく、天然ガスやバイオマス・電気分解などで生産するほかはない。

・体積エネルギーの密度が低いため高圧で圧縮し格納する必要がある。圧縮するためにエネルギーが必要である。

・効率的には現段階では悪そうですね。

しかし
電気は貯蔵できないが、水素に変換するば貯蔵ができる。
自然エネルギーを利用した電気を水素に変換し活用することが可能です。
将来的には、赤道直下で太陽光発電し水素に変換し輸入するというビジネスも生まれるかもわかりません。

水素・燃料電池戦略絵ロードマップ

2017年 業務・産業用燃料電池の市場投入
2020年 家庭用燃料電池140万台普及
2025年 燃料電池車価格をハイブリッド車と同程度にする
2030年 家庭用燃料電池530万台普及
      海外からの水素供給を本格導入
2040年 CO2フリーな水素供給システムの確立

長い長い先の話ですね。     

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