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なんで水素？
水素は、カリフォルニアの脱炭素化の未来において重要な役割を果たします。ガスシステムの脱炭素化に加えて、水素のようなゼロカーボン燃料を使用することは、電化が困難な分野での二酸化炭素排出量の削減に役立ちます。
水素は、燃料として、再生可能天然ガス（RNG）の原料として、または天然ガスと混合した場合のカーボンフリーエネルギーキャリアとして、PG&Eに関連します。統合された天然ガスおよび電気事業を活用して、燃料電池電気自動車（FCEV）、電気マイクログリッド用燃料、既存の発電所や電気器具の燃焼などの水素用途を探求します。水素は、PG&Eが2040年に炭素エネルギーを正味ゼロにするという目標の1つであり、カリフォルニア州の炭素中立性目標の5年前からあります。
水素から無限へのプロジェクト
PG&Eと当社の共同研究者は、水素から無限大、またはH2∞と呼ばれる、国内で最も包括的なエンドツーエンドの水素ガス伝送施設を立ち上げました。隔離された送電線パイプラインと貯蔵システムに水素と天然ガスを混合します。130エーカーの施設はカリフォルニア州ロディに建設され、水素生産経路、パイプライン輸送、貯蔵、そして最終的にはロディエネルギーセンター発電所での燃焼のための運用証明の場として機能します。
H2∞は、大量の再生可能エネルギーを含む地方の電力網によって補完された、オンサイトの再生可能エネルギーを動力源とするクリーンな水素を使用します。水素生産の水源は、ロディ市のホワイトスラウ水処理施設です。地域の給水への影響をゼロにしながら、再生水を供給することができます。
グリーン水素には、輸送市場、特に大型車両、船舶、鉄道向けの燃料など、いくつかの潜在的な用途があります。水素は季節エネルギー貯蔵としての使用にも適しており、水素と天然ガスのブレンドは既存のガス装置で直接使用が検討されています。
PG&Eは、流通圧力プロジェクトと最終用途に焦点を当てたカリフォルニアの他のパイプラインオペレーターによるデモンストレーションをサポートしています。当社のプロジェクトと共に、既存の天然ガスインフラへの水素混合のあらゆる側面が、州全体の水素注入基準の準備のためにカバーされています。
水素から無限大までの概要
私たちの目標は、2027年末までに水素プロジェクトを稼働させ、その後数年で将来の段階が見込まれることです。
H2∞は、独立型のマルチフィード、多方向および閉鎖型天然ガス伝送パイプラインシステム（テストループ）で、異なるレベルの水素と天然ガスのブレンドを研究します。これには、さまざまなヴィンテージガスパイプのテストや、2030年までに既存のシステムに混合できる安全なレベルの水素に関する情報が含まれます。施設は最低10年間稼働し、アクティブ資産として無期限に拡張される予定です。
今後の対象範囲
プロジェクトの将来のフェーズには、以下が含まれる場合があります。
- フルスケールの機器の互換性、漏れ試験、およびフルスケールの材料と完全性試験の試験を可能にするフルスケールのオフライン試験施設。この施設は、実験室研究のスケールアップにおいてガス業界が認識するギャップを埋めることができる。
- 試験所とワークショップを含む試験所。これにより、研究室規模のテストが可能になり、フルスケールおよびライブテストプログラムに先立って、研究およびテストプログラムをサポートします。また、フルスケール試験の前、最中、後に、機器とサンプルの調査と検査をサポートすることもできます。
- 公益事業従事者のための知識普及および安全/運用トレーニングのための専用の教室および追加のトレーニングエリアを含む教育およびトレーニング施設。
- 水素と天然ガスの混合を分離し、ベンダーの技術と顧客の機微な機器に対して達成可能な純度を実証するために、デブレンド技術をテストするデブレンドエリア。これにより、水素燃料補給ステーション（オンサイトの圧縮貯蔵）に純粋な水素供給が供給され、大型車両、小型車両、バス艦隊車両に対応できます。
- 燃焼による発電のために、ロディ・エナジーセンター発電所に水素天然ガスブレンドを供給する相互接続パイプライン。
- 制御された天然ガスおよび水素ブレンド環境における新規および既存のパイプライン資産の評価。
- 伝送資産の大部分をテストし、永続的な研究とイノベーションのスペースを創出します。
- 水素混合システムによる実践的な運用経験を通じて、運用、保守、および安全に関する専門知識を開発し、人員をトレーニングする。
- ガスパイプラインとエネルギー供給システムの未来に向けたイノベーションと進歩を促進する。
- 化石天然ガスを天然ガスシステム内の低炭素水素に置き換える能力を示し、気候変動にプラスの影響を与えることで、気候目標を達成する。
- 水素をカーボンフリー燃料として使用し、エネルギーシステムの脱炭素化を支援する役割について、コミュニティのリーダー、顧客、一般の人々を教育し、周知する。
水素に関するさらなる取り組み
カリフォルニアの水素ハブ
PG&Eの水素から無限大プロジェクトへの補完的なイニシアチブは、カリフォルニア水素ハブです。
2023年10月13日に発表されたように、米国エネルギー省（DOE）は、クリーンエネルギーとグリーン雇用創出に焦点を当てたプロジェクトの構築と拡大のために、カリフォルニアに最大12億ドルを授与しました。目標は、2045年までに炭素経済をゼロにすることです。
カリフォルニアは、DOEの地域クリーン水素ハブ（H2Hubs）の7つの受賞者の1つです。H2Hubsは、クリーンな水素生産者、消費者、接続インフラの全国ネットワークを形成しています。クリーンな水素の生産、保管、配送、最終用途をサポートします。共に、以下のことが期待されます。
- 年間300万トンの水素を生産
- 2030年の米国の水素生産目標の約3分の1に達する
- 米国の総炭素排出量の30%を占める脱炭素化が困難な産業セクターからの排出量の削減
- 年間2,500万トンの二酸化炭素（CO2）排出量を削減 - 年間550万台のガス駆動車の排出量にほぼ相当
- 全国で何万人もの有給の雇用を創出し、維持する
- より健康的なコミュニティを支援する
研究開発
PG&Eは、2018年以来、水素生産、天然ガスシステムにおける水素ブレンド、水素利用に関する研究開発に積極的に関与してきました。水素ロードマップが策定され、主要な研究開発活動の指針となり、カーボンニュートラルおよび再生可能ガスシステムの達成に向けて会社を前進させています。
- 生産
水素生産のR&D作業の優先事項には、炭素回収による蒸気メタンの改質、メタン熱分解、バイオマスを原料として使用することが含まれます。 - ブレンディング
天然ガスシステムにおける水素混合の優先事項には、完全性管理、ネットワーク容量、地下貯蔵、最終用途の機器、および漏れの軽減と管理への影響の理解が含まれます。 - 利用率
水素利用の優先事項には、天然ガスと水素のブレンドで稼働するように既存の天然ガス顧客設備を修正すること、およびゼロNOx放出水素燃焼プロセスを開発することが含まれる。
詳細については、R&D戦略レポート（PDF）を参照してください。
よく寄せられる質問（FAQ）
水素は、周期表上の原子番号1を持つ宇宙で最も豊富な元素であり、元素の中で最もシンプルで軽いものです。水素ガスは2つの原子（H2）を持ち、無色、無臭、無毒性、可燃性が高い。
水素は地球上に純粋な形で大量に存在しません。それは常に炭素や酸素のような他の要素と組み合わされます。例としては、メタン（CH4）および水（H2O）が挙げられる。純水素を分離するには、他の元素から分離する必要があります。これは、電気分解と熱変換の2つの主な方法によって行われます。
電解とは、水を水素と酸素に分離することであり、電気を必要とします。電源が再生可能な電力である場合、プロセスは完全にカーボンフリーです。
最も一般的な熱変換方法は、蒸気メタン改質（SMR）と呼ばれるプロセスです。SMRはメタンと水の反応で、水素と一酸化炭素を生成します。他の熱変換水素生成方法としては、メタン熱分解及びバイオマスガス化が挙げられる。それぞれがSMRよりも大気中の炭素排出量が低い可能性があります。
クリーン水素とは、大気へのCO2排出量がほとんどまたは全くない水素です。これは、再生可能エネルギーによる電気分解、または再生可能天然ガスの熱変換、炭素捕捉を伴うSMR、または炭素捕捉を伴うバイオマスのガス化によって行うことができる。
PG&Eシステムには、さまざまなタイプのパイプライン、レギュレーター、バルブがあり、時間の経過とともに設置されました。ヴィンテージ機器のテストにより、水素と天然ガスの混合により、これらの資産が長期間にわたってどのように運用されるかを確実に理解できます。
2022年7月にカリフォルニア大学リバーサイド校が水素ブレンド影響調査 (PDF) を完了した。この治験は、カリフォルニア公益事業委員会のウェブサイトで参照できます。