製造方法によって4種類に分けられる
水素（「H2」）は使用してもCO2を排出しない次世代エネルギーの代表格だ。そして現在、期待されているのは、「燃料電池」としてのさらなる活用である。
「燃料電池」というとそのネーミングからして液体を使ったバッテリーをイメージする人が少なからずいるようだ。もちろん、その実態は水素と酸素を化学反応させて電気を作り出すシステムのことであり、「小規模な発電プラント」のようなものである。
このシステムをクルマに搭載したのが「燃料電池車（FCEV）」であり、家庭用の給湯システムとしてお馴染みの「エネファーム」だ。
トヨタの燃料電池車（FCEV）、「MIRAI」のアンダーボディ。黄色い大きな筒が水素貯蔵タンクだ。
FCEVは車両に水素タンクを搭載して、それを燃料電池内で空気中の酸素と反応させることで発生した電気でモーターを駆動する。
一方、エネファームは都市ガスやLPガスから水素を取り出して酸素と反応させて電気を作る。さらにその時に発生する熱（排熱）も利用するというシステムだ。
そもそも水素は無尽蔵に存在するが、自然界では必ずほかの物質（多くは水や炭化水素）と結びついた化合物の形で存在している。たとえば酸素「O」と結びつけばH2O、つまり水になる。
石油や天然ガスなどの化石資源、さらには汚泥や廃棄プラスティックなどにも含まれている。だからエネファームのように都市ガスやLPガスからでも水素を取り出すことができるのだ。
＜水素の特徴＞
・無色／無臭／無害
・もっとも軽い気体
・拡散が速い
・液化するとマイナス253度の極低温になる
・火炎温度が2000度と高い
・自然発火しにくい
・火炎が見えない
・燃えてもCO2を発生せずクリーン
先ほど説明したとおり、原料代は極めて安価である。ならばもっと早く普及してもよいはず、とだれもが考えるだろう。その最大の障壁となっているのが、製造コストだ。タダ同然の原材料から水素を取り出すには、電気を使用しCO2の排出も覚悟しなければならないという構造的な問題が横たわっている。
そして、ひとことで水素といっても、実はその製造過程から大きく4種類に分類されている。
■グレー水素
石油、石炭などの化石燃料を燃焼させて、その燃焼ガスの中から「改質」と呼ばれる技術を使って取り出された水素。燃焼過程で発生したCO2はそのまま排出されるので、完全なクリーンエネルギーとは呼べないが、主として工業分野で幅広く使用されている。
■ブルー水素
グレー水素同様の製造方法を採用しているが、燃焼によって発生するCO2を回収・貯蔵して大気中のCO2を増やずに製造された水素。たとえば中東では、貯めたCO2を石油や天然ガスの採掘時の圧入ガスとして再利用している。日本では再利用できるシーンが少なく、使用するとすれば輸入に頼るしかない。
■グリーン水素
太陽光発電や水力発電など再生可能エネルギーを使って、水を電気分解して製造された水素。小学校で理科の実験で体験した方も多いと思うが、その規模を限りなく拡大したものといえばイメージしやすいだろう。問題はエネルギーとして十分な量の水素を製造するには、大規模な電解槽と膨大な電力が必要になる。日本でも近年は再エネの割合が高まってきており、それを水素というエネルギー密度が高い「キャリア」にコンパクトに収容できると注目を浴びている。つまり、天候に左右される不安定な再エネ電力を貯蔵や輸送が可能な水素という別のエネルギー源に置き換えることで、容量に限界がある蓄電池に頼ることなく電力の安定化を図れるということだ。
■イエロー水素
原子力発電から得た電力により水を電気分解して製造した水素。イエローの由来は原子炉のウラン燃料の原料となる“イエローケーキ”だという。
以上のように同じ水素でも製造過程によりCO2発生量は大きく異なる。そこを理解した上で来るべき水素社会に備えなくてはならないだろう。
