未来のエネルギー水素について
所属：東海大学
インターン生：J.Sさん
私はカザフスタンからの留学生です。現在、東海大学大学院人間環境学研究科の学生です。大学で様々な環境問題について勉強してきます。環境に関心を持ち、環境を良くするため、研究をしています。環境問題は幅が広い問題です。地球温暖化、動植物の絶滅、エネルギー問題、公害等があります。その中でエネルギー問題に注目しました。
環境問題とエネルギー問題
エネルギー問題は産業革命以降始まりました。我々は世界的に化石エネルギー資源に依存した生活を送っています。化石エネルギー資源を大量で消費しました。現在でも化石資源位依存しています。しかし化石エネルギーは様々な環境問題や公害問題を引き起こす原因にもつながってきています。まず、化石資源の限界があるということです。例えば、化石資源を使っていける年数は、石炭で約118年、天然ガスで約59年、石油で約46年となっています。次の問題点は、石炭や石油などを利用することから、二酸化炭素などの汚染物質や排出ガスが発生します。二酸化炭素、メタンなどの温室効果ガスが地球温暖化や大気汚染・酸性雨問題の原因です。
IPCC（気候変動に関する政府間パネル）の近年の気候変化に関する観測結果によると、世界平均地上気温が1880年から2012年において0.85℃上昇しました。世界平均海面水位が1901年と2010年間19cmの上昇がみられてきました。
カザフスタンについて
例として母国のカザフスタンのことを取り上げたいと思います。カザフスタン共和国は、ユーラシア大陸の中央部、中央アジアに位置しています。272万4900平方キロに達する広大な国土は世界第9位です。自然資源が豊富なカザフスタンのエネルギー自給率は209%ではあるものの、その内の99％が化石エネルギー資源となっていますしかし多く化石燃料が使用されているため、大気汚染などの公害深刻化が懸念されます。
再生可能エネルギーについて
そのため、世界各国において再生可能エネルギーの普及が進められている。といっても世界における一次エネルギーの自然エネルギーの割合は17％しかありません。再生可能エネルギーはコストが高い、自然状態に依存している、エネルギー密度が小さいといった様々な欠点があるため、普及率も低く、改良の余地が大きいです。こうした欠点を補うことを目的に、自分の研究では、水素をエネルギー媒体とするエネルギーシステムに着目しました。
水素エネルギー
水素が最も軽く、宇宙で最も数が多く元素です。水素が電気分解や熱分解から製造されます。貯蔵及び輸送できます。必要に応じて燃焼し、熱エネルギーとして利用できます。内燃機関を用いることで機械エネルギーができます。燃料電池で電気エネルギーを発生できます。また、高い効率で変換して利用することができます。水素生産に使用される反応がいくつかあります。炭化水素の熱分解、炭化水素の部分酸化、炭化水素の発生炉ガス化、炭化水素の水蒸気改質、一酸化炭素の水蒸気改質という水素生産に使用される反応があります。水素エネルギーが化石エネルギーと比べたら、二次エネルギーです。水素エネルギーのメリットとして考えられるのは単位質量当たりのエネルギー量が大きいです。例えば、ガソリン1kgの燃焼エネルギーが43.47kJです。しかし水素1kgを燃焼すると、142.5kJのエネルギーを選ります。すなわち3.3倍の高密度でエネルギーを発生します。そして貯蔵形態が選べることと環境汚染物質が排出しないという長所があります。水素を気体・液体・固体として使えます。自分の研究ではカザフスタンにおけるエネルギー事情の調査を通じて、環境問題への取り組みやエネルギー事情の改善について考えます。そのためのアプローチとして、水素エネルギーを取り上げ、エネルギー媒体としての水素の利用について検討しています。最近、日本でも水素エネルギーが話題になり、水素エネルギーに関する様々な研究も、沢山のプロジェクトをやっています。東京オリンピックに向けて、水素社会を作ることを目指しています。未来我々が生活で使用するエネルギー源は水素エネルギーになるかもしれないです。
エコモは各地を飛び回って、電力・エネルギーや地球環境についてお勉強中なんだモ！色んな人に電気/ガスのことをお伝えし、エネルギーをもっと身近に感じてもらいたモ！
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