イノベーションの過程で事故はよく起こる。3Mの研究所で信じられないほど強力な粘着剤を作ろうとしたところ、偶然にも信じられないほど弱い粘着剤ができ、最終的にポスト・イット・ノートが誕生した。ある進取の気性に富んだ石鹸会社は、水と塩と小麦粉から作られた壁紙クリーナーを発明し、それがやがてプレイ・ドーとなった。今日、エネルギー転換の中で最も人気のある話題のひとつも、ある事故から生まれたものだ。1987年、マリ西部で井戸を掘削していた地元コミュニティが水を発見できず、代わりに無臭のガスを発見した。不運な従業員が井戸の近くでタバコに火をつけたところ、このガスの可燃性を発見し、井戸は封鎖された。約20年後、その後の検査でこの驚くべき発見が確認された:これは、地球上に自然に存在するガス状の水素だったのだ。
今日、「白色」水素、すなわち天然に存在する水素は、エネルギー転換の中で最も急速に成長している話題のひとつとなっている。石油・ガス会社にとって脱炭素化の圧力が高まる中、白色水素ほど魅力的な機会はない:既存の専門知識を活用し、低炭素化を追求できる。しかし、水面下にはもっと多くのことが隠されている。ここでは、白色水素を取り巻く主要な疑問について概説する。
- 白色水素とは何ですか? 白色水素は、地層中で生成・発見される天然由来の水素です。地殻内で水素ガスが生成される方法はさまざまだが、蛇紋岩化(鉄を含む岩石と水を反応させて水素を生成)と放射線分解(岩石中の放射性元素が放射線によって水を分解)が最も重要である。
- 白い水素はどれくらいあるのか?まだわからない。天然水素の埋蔵量が世界的にどの程度なのか、この産業がまだ始まったばかりであることを考えると、包括的で独立した研究はまだ行われていない。2020年の最新の学術的レビューでは、地質学的に最大23百万トン/年の水素が得られると推定されているが、参考までに、現在我々は天然ガスから100百万トン/年の水素を生産している。米国地質調査所は世界の天然水素埋蔵量の定量化に取り組んでおり、その結果はまだ公表されていないが、すでに数兆トンの天然水素埋蔵量を示唆している。水素が地下に存在するからといって、コスト効率よく採掘できるとは限らないのだ。例えば、米国には技術的に回収可能な天然ガス埋蔵量が84兆m3あるが、現在の経済・操業条件で回収可能なのは17兆m3しかない(「確認埋蔵量」とも呼ばれる)。
- 現在の開発段階は?現在稼働中の水素井戸は、前述のマリのハイドロマ井戸のみです。この井戸には98%の純水素が含まれていることが確認され、現在は近隣の村の電力として使用されています。現在、天然に存在する水素を抽出している井戸は他にありません。
- 白色水素に残された課題は?現在の最大の課題は、埋蔵量を特定することである。水素は反応しやすい性質を持っているため、地表に水素の埋蔵量があることを示す兆候が現れる可能性は低い。さらに、水素は既存の石油やガスの埋蔵量には含まれていない。そのため、水素の地質学的埋蔵量は、過去に石油やガスが探鉱された場所にあるとは考えられない。最後に、天然に存在する水素の発生源となる岩石は、石油のそれとは異なる。そのため、石油・ガス探査用に開発された地震探査技術は、水素探査には必ずしも適していない。
結局のところ、石油・ガス業界の脱炭素化目標や既存のスキルセットとの明確な整合性を考えれば、白色水素をめぐる誇大宣伝は今後も続くだろう。資金調達と企業設立の増加が予想されるが、埋蔵量が確認されたとの発表があるかどうか、注視してほしい。このような発表があれば、プロジェクトを実現するために何年もの開発が必要になるのは必至だ。ブルー、グリーン、あるいはその他の低炭素強度の水素生成の未来を脅かすものではまだないが、水素経済に関わるすべての主体は、この分野の動向を注視すべきである。