水上水素発電所がいかにして中国をクリーンな再生可能エネルギーに近づけたか

中国の研究者チームは、海水を水素と酸素に変換することで、クリーンな再生可能エネルギーの探求に一歩近づいた。

風力と太陽光発電の両方を利用し、淡水化を必要とせずに海水を利用する初めての試みに成功した洋上プラットフォームの開発は、深セン大学と国営東方電力公司の研究者謝和平氏が主導した。

「東風ナンバーワン」と呼ばれるこのプラットフォームは、福建省沖の中国南東部の海域に停泊しており、ビューフォート規模で最大の力8までの高波と突風に耐えることができる。

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国営新華社通信は６月３日、「５月の初運転で１０日間の連続運転を無事に完了し、再生可能エネルギーによる洋上水素生産の見通しに向けて有望なスタートを切った」と報じた。

63 平方メートル (678 平方フィート) のプラットフォームには、水素製造システムと安定した洋上風力発電システムが組み合わされています。 この 2 つのコンポーネントを組み合わせることで、研究者らは、望ましくない副作用や汚染を引き起こすことなく海水を電気分解して水素を生成する、環境に優しい水上農場を作成しました。

「この実証実験は、デバイスの耐干渉能力を検証しただけでなく、貴重なデータも生成した。このプロジェクトは、学術的成果から産業化へ移行する模範的な事例である」と報告書は述べている。

Xie氏のチーム（プラットフォームの中核となる水素製造技術の開発者）は、11月に査読誌「Nature」にこのプロセスに関する記事を初めて掲載した。

海水はその組成が複雑なため、扱うのが複雑です。 微生物や浮遊粒子が多く含まれているため、電気分解の効率が低下し、装置の寿命が短くなります。

オランダやドイツなどのこれまでのプロジェクトでは、最初に海水を淡水化し、次にその淡水を水素製造に使用するという方法に依存することが多かった。

しかし、このアプローチではプロセスがさらに複雑になり、大規模な淡水化装置と広大な土地資源が必要となり、水素製造コストとプロジェクト構築の難しさの両方が増加します。

1970 年代以来、科学者たちは海水を直接電気分解して水素を製造する方法を模索してきました。 謝氏のチームが提供したソリューションは、科学技術省から2022年の中国の科学的進歩トップ10の1つとして認められた。

一方、Dongfang Electric Corporation は、洋上風力発電の安定供給を確保するための技術生産の工業化を支援しました。 研究者らによると、10メガワットの風力タービンを搭載し、28キロワットのエネルギー貯蔵システムを備えたこの浮遊電解プラットフォームは、10日間連続でほぼ100パーセントのファラデー効率で水素生成を維持したという。

このような条件下でも、プラットフォームのパフォーマンスとエネルギー消費量は実験室の条件と同等でした。

科学者らは、海水中で10日間稼働させた後でも、システムは依然として99.99パーセント以上という優れたイオン除去率を維持し、少なくとも純度99.9の水素を生成したと述べた。

さらに、このプラットフォームは脱塩の必要がないため、現在の工業生産に代わる費用対効果の高い代替手段を提供します。 この技術のコストは水素 1 キログラム (2.2 ポンド) あたりわずか 11.2 元 (1.57 米ドル) で、現在主流の天然ガスからの水素製造コスト (1 キログラムあたり 20 ～ 24 元) よりもはるかに低いです。

謝氏は、チームは今後、その成果をさらに拡大することを目指すと述べた。

「私たちは海洋再生可能エネルギーの統合に成功し、実際の複雑な海洋で海水の脱塩を必要としない電気分解を達成しました。私たちのチームは、干渉に耐えられるより効率的な水素製造システムを開発し、世界企業とその工業化を促進する予定です」と謝氏は述べた。 。

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