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水素は爆発するのではなく燃焼するだけである。
液化水素はLNGまたはLPGと同程度、あるいはそれよりも危険性は少ない。
液化水素をこぼしても広がらず燃焼しない場合もある。
こうした事実は、一九七〇年代以後に行なわれた液化水素に関する実験によって裏付けられているともいう。
現状では、日本の場合には、水素を取り扱うことは「高圧ガス保安法」や「建築基準法」によって規制されている。
「高圧ガス保安法」では、圧縮水素を自動車に乗せることを想定していない。
水素充填所から敷地境界までの距離規制がある。
建築基準法により、住宅・商業地域では、一定量以上の水素を貯蔵することはできない。
燃料電池車に数回充填できるだけの量しか貯蔵できない。
またガソリンスタンドに水素供給設備を併設できない。
したがって日本で二〇〇二年から建設されている水素充填ステーションは、たいてい工場敷地内にある。
こうした規制の緩和についての検討が行なわれている。
さらに水素の安全性に関する調査と規格の制定が、国際的な活動によって進められている。
水素エネルギーに関するアンケートを行なうと、それが水素爆弾と関係があるのではないかと答える人が多いそうだ。
しかし、これはまるで関係がないので安心してほしい。
水素爆弾は、水素を短時間に核融合反応によりヘリウムに変換する反応を利用する。
これは太陽で起きている核反応と同じである。
水素を融合させるにはとてつもない大きなエネルギーが必要であり、水素爆弾は、そのために原子爆弾の核分裂反応を使用する構造になっている。
原子爆弾を起爆剤にして水素爆弾は爆発するわけである。
この核融合反応を地上で継続的に起こさせ、エネルギーとして利用できるようにしようというのが核融合の研究である。
燃料電池に使用する水素は、このような核融合反応に比べると、きわめて低いエネルギーレベルで生じる電気化学反応を利用している。
したがって、ここで話題にしている水素エネルギー社会は、水素爆弾とはおよそ無関係である。
↑生成する水水素ニキログラムが酸素一六キログラムと燃焼すると、水が一八キログラム発生する。
将来、水素エネルギーが豊富に利用される場合、燃焼後の水はどのくらいになるのだろうか。
日本の一次エネルギー供給のすべてを水素エネルギーでまかなおうとすると、約一・五二億トンの水素が必要になり、この水素を燃焼すると一三・六八億トンの水を発生することになる。
この水は日本の人口ひとりあたり、年間に約一一トンということになる。
燃料電池車に四キログラムの水素を充填して走行すると、三六キログラムの水が発生する。
この水の一部は燃料電池の加湿に利用されるが、多くは走行した道路付近に放出される。
あまり増えると、都市の湿度がこれによって上がることになるかもしれない。
しかし計算してみると、ガソリンを燃焼させるときに出る水の量とあまり変わらないことがわかる。
家庭用のエネルギーを水素で供給すると、ひとりあたりI・一四トン/年の水が生成される。
一日あたりでは、ひと旦二・一キログラムになり、現在の水の消費に比較しても無視できない量である。
したがって水素の供給は、水資源の供給という面を考えて進められる可能性がある。
とくに毎年、水不足になやむ地方では、水素エネルギーを利用したあとでその水が利用できれば、水素ガス供給会社は水素だけでなく水も輸送していることになる。
反応結果としてできた水は、ミネラル分をまったく含まない水であり、そのまま飲めるようである。
宇宙船では、燃料電池で発生した水を飲んでいるということである。
水素を燃料として利用すると、水を大気中に放出することになる。
この問題を分析した例として、水素燃料を航空機に利用した場合の問題がある。
それによると、二酸化炭素は高度にかかわらず大気中に千年以上残存するが、水の残留期間は地上レベルでは三-四日、成層圏でも一年であるという。
したがって、排出された水分から生じる温室効果はほとんど心配ないとしている。
水素がオゾン層を破壊するのではないか?ということを考えた人もいる。
二〇〇三年六月、米国の科学雑誌「サイエンス」に、「水素予不ルギーを使用すると、漏洩した水素がオゾン層を破壊する。
したがって水素の利用は問題がある」という論文が載った。
調べてみると、この計算は、人間が水素を製造・輸送するとき、そのI〇-ニ○%が漏洩して、大気中を上昇してオゾン層に達することを仮定した計算であった。
現在、天然ガスの漏洩はI%以下程度であるといわれている。
それゆえ、水素がこのように大量に漏れだすことは考えられないということになり、この説は否定されている。
水素ガスは鉄などの金属中に入り込み、鉄を脆くさせることが知られている。
「水素脆化」とは何か燃料電池という現象である。
火災・爆発以外に高温・高圧の水素ガスは金属中に浸透し、材料を脆弱化させる可能性がある。
鉄鋼中に水素は拡散浸透しやすく、鉄鋼中の炭素と反応し、メタンガスとなって脆化したりする。
とくに低温時には、水素によって鉄鋼が破断する可能性がある。
破断面は鋭いナイフでみごとに切り裂いたようになる。
このため使用条件によっては、水素を貯蔵するタンクには鉄鋼材料が使えない。
そこで、場合によっては鉄よりも強いカーボンファイバー、ケブラーなどを利用するが、これは同時に軽量化にもなる。
↑エネルギーのキャリア水素を予不ルギーとして利用するということは、石油、天然ガス、太陽光、風力などの予不ルギー源を使用して自然界から水素を取り出し、これを他の場所に運んだり、水素の形で一定期間貯蔵して、動力、照明、熱などに使用することである。
水素はエネルギー源ではなく予不ルギーを媒介するもの、すなわち予不ルギー・キャリア(媒体)である。
「水素エネルギー社会」の提唱は、水素が多くの種類の予不ルギーの橋渡しをする基本的な媒体として機能する、という主張が中心になっている。
電力が多くのエネルギーの媒体になるという説もある。
私たちの生活が便利になるにしたがつてエネルギー消費が増大してきたが、それにつれて、エネルギーのなかで電力の占める割合(電力化率)が増大してきている。
電力は水素に似て、自然界にはそのままでは存在しない。
例外としては雷現象とオーロラがあり、電力がそのまま表れているといえるかもしれない。
だがこの雷現象やオーロラも、人間が利用できる形にはできないのが現状だ。
電力は石油や石炭を使用して発電したり、風力発電などによって得られるものであり、エネルギーを媒介するもの、エネルギー・キャリアである。
水素も電力と同じように各種のエネルギーを媒介するものである。
これからは自然エネルギーの供給が豊富になって、風力発電や太陽電池からの電力で水素を作り出して、これを貯蔵し輸送する社会へ移行してゆくはずである。
水素を媒介にしてエネルギーの特性に応じて、高温の熱、低温の熱、輸送用動力、定置型動力など、それぞれの特性に応じて効率の高い供給システムを選択できる。
太陽熱などは他の場所へ運ぶことなしにその場で利用することが重要であり、エネルギー・キャリアの入る隙間がないこともある。
望ましいエネルギー戦略地球温暖化問題があり、増加する人口を抱えた地球にはどんなエネルギーが望ましいのだろうか。
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