水素ステーションとは何ですか？

水素ステーションについて

燃料電池で動く電気自動車に水素を充填するために、水素ステーション（HRS）と呼ばれる特別な施設が利用されています。これらの充填ステーションは、従来の燃料ステーションとは異なり、高圧の水素を貯蔵し、特殊なノズルとパイプラインを用いて車両に水素を供給します。人類が低炭素輸送へと向かう中で、温風と水蒸気しか発生しない燃料電池自動車の動力源として、水素充填システムは極めて重要になっています。

水素自動車には何を充填するのですか?

水素自動車の燃料には、通常350バール（自動車の場合は700バール）の高圧水素ガス（H₂）が使用されます。高圧ガスを効率的に貯蔵するため、水素はカスタマイズされた炭素繊維強化タンクに貯蔵されます。

水素燃料補給ステーションはどのように機能するのでしょうか?

水素自動車の燃料補給には、いくつかの重要なステップが必要です。1. 水素製造: 水蒸気メタン改質 (SMR)、再生可能エネルギー源からの電力の使用、または製造プロセスの結果として、水素を製造して使用するために頻繁に使用される独立した方法がいくつかあります。

1. ガスの圧縮と貯蔵: 近くの貯蔵タンクには、高圧 (350～700 バール) まで完全に圧縮された水素ガスが貯蔵されます。
2. 事前冷却: 急速充填操作中の熱による損傷を回避するために、水素は供給前に -40°C まで冷却する必要があります。

4. 供給：車両の貯蔵容器と特別に設計されたノズルの間に密閉された接続部が形成されます。圧力と温度の両方を厳密に管理された手順により、水素が車両の貯蔵タンクに供給されます。

5. 安全システム: 火災の抑制システム、自動停止制御、漏れの監視などのさまざまな保護機能により、操作の安全性が保証されます。

水素燃料 vs 電気自動車

水素燃料は電気燃料より優れていますか?

この反応は、具体的な使用シナリオによって異なります。電気供給の75～90%が車輪で動力に変換されるため、バッテリー駆動の電気自動車は一般的に環境に優しいと言えます。水素燃料電池自動車では、水素のエネルギーの40～60%が駆動力に変換されます。しかし、FCEVは寒冷地での運転効率、長寿命（1回の燃料補給で300～400マイル）、燃料補給時間（急速充電では30分以上かかるのに対し、3～5分）の点で優位性があります。迅速な燃料補給と長距離走行が重要な大型車両（トラック、バス）には、水素がより適している可能性があります。

コストと実用上の考慮事項

水素自動車の燃料補給にはどれくらいの費用がかかりますか？

現在、水素自動車にタンク一杯（水素約5～6kg）を満タンにするには75～100ドルかかり、航続距離は300～400マイル（約480～640km）です。これは、水素1kgあたり約16～20ドルに相当します。価格は地域によって異なり、製造の拡大と環境に優しい水素の利用が進むにつれて低下すると予想されています。一部の地域では、顧客にとってコストを抑える割引を提供しています。

普通の自動車エンジンは水素で動くのでしょうか？

一般的ではありませんが、従来の内燃機関を水素で動作するようにカスタマイズすることは可能です。点火前の始動、窒素酸化物の排出量の高さ、そして貯蔵の問題などは、水素内燃機関が長年にわたり対処しなければならない問題です。今日、ほぼすべての水素自動車は燃料電池技術を採用しています。燃料電池技術は、環境中の水素と酸素を利用して電力を生成し、水のみを廃棄物として電気モーターを駆動します。

水素燃料を最も多く使用している国はどこですか?

日本は160カ所以上の水素ステーションを有し、2030年までに900カ所のステーションを建設するという野心的な計画を掲げており、現在、水素燃料の利用において世界をリードしています。その他の主要国は以下のとおりです。

ドイツ：100以上の駅があり、2035年までに400の駅が建設予定

アメリカ：カリフォルニア州を中心に約60の駅がある

韓国：急速に発展しており、2040年までに1,200の駅が建設される予定

中国：重要な投資を行っており、現在100以上の駅が稼働中

世界の水素ステーションの成長

2023年時点で、世界には約800カ所の水素ステーションがありましたが、2030年までにその数は5,000カ所以上に増加すると予測されています。各国政府からの補助金とメーカーによる燃料電池開発への注力により、欧州とアジアは燃料電池開発の最先端を走っています。

大型車両向け：トラック、バス、電車、船舶向け水素インフラの拡大