2014年7月17日木曜日

水素で走るFCVの水素って石油から作るんですか?

2015年にFCVがトヨタから発売されるそうです.
真空管のテレビやラジオが、トランジスタ製に置き換わっていった昭和40年代の電気製品には、しばしば「ソリッドステート」というラベルが付いていたのをご存知なのは50歳ぐらいよりも上の世代の方じゃないでしょうか?  真空管はガラスで出来た落とすと割れてしまう華奢なデバイスでしたが、トランジスタは固体増幅素子だから、固体=ソリッドステートっていうのが高性能の代名詞みたく使われていました.その後、ICとかLSIとか「黒は強いぞ」とかいろいろありました...

FCVが出るのには単純にうれしいわたしですが、そのうれしさは、ソリッドステートなクルマだっていうのがわたしの脳内イメージなんです.ならば日産リーフがソリッドステートの先駆けではないかというと、蓄電池という電解液の塊にウェットな印象を抱くのでソリッド感はイマイチ.家電で喩えるとリーフはHDDのHandyCamってところかな.FCVはFLASHのHandyCam.ガソリン車は8mmビデオで、HV車はDV Camとでも言おうか.
もっとも、FCVの燃料電池も媒質は液体なのかもしれませんが、それはすっ飛ばしておこう.

ところで、水素で走ると聞いて、でも水素って石油から作るんでしょ?っていう疑問が生じます.だとしたらちっともエコじゃないんじゃない???
答えはこの2つのページにあらかた書いてありました.
http://www.kakimi.co.jp/2010-07.htm
http://www.jari.or.jp/portals/0/jhfc/column/story/09/index.html
結論は、石油・石炭から作られる水素でした.

水素の作り方は?
■水蒸気改質
大規模かつ安価で最もポピュラーな製法.
原料は、天然ガスとか石油.
高温下で水蒸気と反応させることで水素や一酸化炭素を含むガスに変換する原理.
実際の水素ステーションでローカルなプラント化されているらしい.
  -横浜・大黒   脱硫ガソリンを原料
  -横浜・旭      ナフサを原料
  -千住           LPGを原料
  -青梅           天然ガスを原料
  -市原           灯油を原料
水素ステーションを1ヶ所作るのに10億円かかると言われますが、いちいち水素プラントを設営してるんだから、そりゃ当然だろと思っちゃったにょ.そんなんでいいの?

■メタノール/エタノール改質
アルコールと水を蒸発させ、触媒を使って反応させる.
川崎水素ステーションで採用.

■石炭から作る方法
高炉でコークスからの排気ガスに55%もの水素が含まれているのでそれを抽出.
セントレア水素ステーション、有明水素ステーションではこのガスが使われている.
もちろん他所から運んでくる.
そういえば有明に水素ステーションがあったなぁと、思い出した.

■部分酸化改質
燃料を不完全燃焼させて、水素と一酸化炭素を生成する方法.
昔の木炭バスみたいなもんかね?
効率は水蒸気改質に負ける.

■電気分解
これは高校の化学の実験でもお馴染み.まだ実用化されてないみたい.

太陽光でダイレクトに水素を発生させてーみたいな夢は素人の戯言のようです.

水素はタンクローリーで運んでくるんでしょ?
それが必ずしもそうじゃないらしいです.
上で書いたとおり、多くの水素ステーションではコンパクトなプラントで化石燃料から水素を取り出しているみたいです.(汗)

CO2の発生量は少なくなるの?
FCVはCO2を出さない、というのはとりあえず現状ではウソだと判ったので、水素製造段階でのCO2発生量を織り込んで比較すると、クルマで1km走るために、
   FCV                           60gのCO2
   ガソリン車                   190gのCO2
   ガソリンハイブリッド車    130gのCO2
という風になるそうです.導出根拠は不明です.

各種効率
1)ガソリン車の効率
ガソリンの熱エネルギー → 回転運動      15-20%    (悪い)

2)FCVの効率
・石油 → 水素                          無視
・水素 → 燃料電池で発電          40%弱   (意外に悪い)
・電気 → モーター                     85-90%    (意外に高い)
・FCVの総合効率                      35%    (これでもガソリン車より約2倍良い

だが石油→水素の変換効率を無視している時点でFCVが35%よりも悪いことは確定なのでそこは割り引いて考えておくべきだろう.
各種変換効率が悪い中で、FCVというのは唯一モーターの高効率のみで救われているシステムだということが判る.

3)電気分解で水素を作る変換効率        80-90%     (最近の技術で)
これは一見高効率だが、化石燃料→60%?→電気→90%→水素 というルートである限り、化石燃料のままの方が秘めたエネルギーは高そうに思われ.余計な変換はせずに化石燃料のままで使う方が無難.
夜の電気→90%→水素→40%→昼の電気 というのもtotal効率が35%ぐらいになってしまい、揚水発電の70%にダブルスコアで負け越しってなハナシのようです.うまい話はありませんな.

-----------
いろいろ考えてみたら、水素があまりお得じゃないような気がしてきた.

・化石燃料はなるべく化石燃料のまま使うのが吉.わざわざ水素に変換してもロスを喰らってあまり旨味がない.ゆえに化石燃料を使わない水素製造技術が確立しない限り、水素燃料の利点は少ない.
・大局的に考えると水素というものは、電気が有り余った時代におけるエネルギー貯蔵技術の一つと捉えることができると思う.電気分解で作られ、燃料電池で電気に戻せる.ただし(開発中の)エネルギー貯蔵技術は他にもあって、揚水発電、バッテリー、フライホイール、溶融塩、マグネシウム、、、、その中で水素だけが他を圧倒して優秀だとはあまり思えない.燃料電池の効率が90%ぐらいあれば話は別だが現状40%とのことではキツイ.
・電気が有り余った時代なんて来るんだろうか?
・例外的に自動車には、燃料注入が短時間で済む水素が有利だとは言えそうだが、産業全体を考えると水素で統一される感じがしないのはわたしだけだろうか?  たとえ石油が枯渇したとしても.

かしこ


人気ブログランキングへ

7 件のコメント:

  1. よく調べられましたね。
    これで国がスタンドつぶしをして、FCVへの誘導をするという。
    エネルギー比で言うと とんとんだがCO2が減る、ユーザー燃費は1/3に良くなるが、
    車両が3倍くらいになる。
    しかもSSでは改質プラントを作らなければ成らず、採算が合うのか。(コストは税金から?)
    おそらく息の掛かったところのみ、助成金や課税等で優遇を受けられるなんとことがないように願うのみです。

    もう一つ、太陽熱集中でマグネシュームを精錬し、それから水素を作る方法もあるのですが、
    検討対象から外されているようです。


    返信削除
    返信
    1. 太陽熱 400度
      http://www.cocn.jp/common/pdf/thema53-L.pdf
      マグネシュウム
      http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1403/04/news032.html
      http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1201/31/news055.html

      削除
    2. なんか水素って眉唾かもですねぇ.
      マグネシウムの方が生成・蓄積.変換のループに上手く載るかもと思いました.

      削除
    3. 航続距離
      EV、は約200k
      FCV、は約700k
      タクシーなんかはLPGガス化エンジン(スタンドが少ない)
      シェールガス 井戸 付近は急に地震が増え
      普通のGAS エンジンはオットー 最大30%
      http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AA%E3%83%83%E3%83%88%E3%83%BC%E3%82%B5%E3%82%A4%E3%82%AF%E3%83%AB
      ハイブリッドは (アトキンソンとうたっているも、実はミラーサイクル)日本 と アメリカの一部 でしか売れていず、
      マツダのアトキンソンも同じ 欧州では ターボの時ミラーと言い NAはアトキンソンという 3+後半%
      http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9F%E3%83%A9%E3%83%BC%E3%82%B5%E3%82%A4%E3%82%AF%E3%83%AB
      http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%88%E3%82%AD%E3%83%B3%E3%82%BD%E3%83%B3%E3%82%B5%E3%82%A4%E3%82%AF%E3%83%AB
      ホンダのコジェネ 本物のアトキンソン しかし メリットはほぼ同じ
      http://www.honda.co.jp/tech/power/exlink/
      ディーゼルは 噴射ポンプの関係で 液体燃料しか使えない 40%
      http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%87%E3%82%A3%E3%83%BC%E3%82%BC%E3%83%AB%E3%82%A8%E3%83%B3%E3%82%B8%E3%83%B3
      日本では需要がガスに偏っているため軽油が余っているが特定課税のため高い(むかしは半額以下)

      スターリングエンジンは 高い カルノー 効率 温度差によって決まる を越えられない
      http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%82%BF%E3%83%BC%E3%83%AA%E3%83%B3%E3%82%B0%E3%82%A8%E3%83%B3%E3%82%B8%E3%83%B3

      削除
  2. 3Dプリンターの犯罪化 
    作って始めて犯罪であるが、
    日本では場合によって、3Dプリンターそのものを規制されるおそれがある。

    5軸工作機は国内では規制になるのかフリーになるのか微妙な状態ですが、
    6軸は規制されて居るみたいです。(6軸基盤があるがソフトがない)。

    >▼Q4:質問 2013/2/8
    http://www.meti.go.jp/policy/anpo/qanda03.html
    http://www.tri-step.or.jp/s-innovation/support/manualkaitei.pdf
    たとえば軸流タービンを作ろうとすると、5軸は必要です。

    もちろん輸出は出来ません。

    返信削除
  3. メリカはダブルスタンダード
    http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20140718-00000044-bloom_st-bus_all
    http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20140718-00000041-bloom_st-bus_all
    面白い
    http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20140716-00000006-scn-kr

    返信削除
  4. メリカから ウイルス警報を送ってくるらしい。

    責任転嫁 作ったところを叩くべきで 此方から毟ろうというのは浅はか、
    マイクロソフトの業績悪化が原因か?

    オンライン機はLINUXにして、オフライン機は XPが正解でしょう。

    返信削除