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エネルギー・環境

川崎重工、1日50トンの水素液化プラントに着工 2028年末完成へ

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ニュースの要点

水素を液体にして大量にため、運ぶための設備づくりが川崎市で始まりました。計画する液化能力は1日50トンで、2030年から商用化に向けた実証へ使う予定です。

NASAグレン研究センターの液体水素高密度化装置。青い架台に配管やタンク、制御盤を載せた試験装置の資料写真。
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川崎重工は10月19日、神奈川県川崎市の扇島に建設する川崎LH2ターミナルで、水素液化プラントの建設に着手したと発表しました。計画する液化能力は1日50トンで、同社調べによる国内公表済み設備の最大能力15トンを上回る規模です。

完成は2028年末を予定しています。その後の試運転を経て、2030年から液化水素サプライチェーンの商用化実証に使う計画です。日本水素エネルギーが建設を進めるターミナルの水素液化設備として、NEDOのグリーンイノベーション基金事業に組み込まれています。

水素は約マイナス253度まで冷やして液体にすると、体積が気体の約800分の1になります。大量の水素を貯蔵し、遠くへ運ぶための方法の一つです。プラントの主要機器となる水素液化機には、熱交換器や膨張タービン、配管、弁などを配置します。極低温での断熱性能と安定した運転が、液化工程を支えます。

川崎重工は2013年に独自技術の試作機を開発し、2020年には1日5トンの液化水素を製造する装置を商品化しました。今回は極低温・保冷技術に、ガスタービンや航空機用ジェットエンジンで培った高速回転機械の技術を組み合わせ、設備を大型化したと説明しています。

同社は大型化によって液化水素を供給する仕組み全体の効率を高め、コストを下げることを目指しています。今後は豪州や中東などの水素供給国への納入も視野に入れ、需要に応じたさらなる大型化を検討するとしています。

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要点

川崎重工が1日50トンの液化能力を計画する設備の建設に着手しました。水素を冷やして体積を小さくし、貯蔵・輸送へつなぐ役割を担います。

水素の体積を小さくする

水素を遠くへまとめて届けるには、運ぶときのかさを小さくする工夫が必要です。今回つくる設備は水素を約マイナス253度まで冷やして液体にします。液体にすると体積は気体の約800分の1になり、大量の水素をためて長い距離を運びやすくなります。このように水素を冷やして液体にすることを「液化」と呼びます。

1日50トンの計画

計画する液化能力は1日50トンです。川崎重工が2020年に商品化した液化能力1日5トンの装置から、扱う量を大きく増やす計画です。国内で公表されている設備の最大能力1日15トンを上回るという比較は同社の調べによります。大量の水素を使う場所へ届けるため、液体にする工程も大きな規模に合わせていきます。

大量に冷やす技術

冷却を担う装置が「水素液化機」です。大量の水素を冷やし続けるには、機械を安定して動かし、低い温度を保つ設計が必要です。川崎重工は極低温での冷却・保冷技術に、ガスタービンや航空機エンジンで培った高速で回転する機械の技術を組み合わせたと説明しています。

貯蔵・輸送とのつながり

液体にした水素は貯蔵や輸送の設備へ送られます。水素をつくり、ため、運んで届ける一連の仕組みが「サプライチェーン」です。今回建設に着手した設備は、その中の液化を担います。2028年末に完成予定で、試運転を経て2030年から商用化に向けた実証に使います。大量供給を事業として続けていくための設備づくりが進みます。

この記事に出てくる用語を確認する
液化
水素を約マイナス253度まで冷やして液体にする工程です。体積は気体の約800分の1になります。
サプライチェーン
水素の製造・貯蔵・輸送をつなぐ供給の仕組みです。
解説の参考資料

本誌の考察

本誌の考察

1日50トンという計画を、港の毎日の仕事に置き換えて考えてみます。大型の液化設備が安定して動き、貯蔵や輸送とつながれば、使う側は「必要な日に、必要な量の水素を受け取る」という予定を組みやすくなるでしょう。燃料が届く見通しが立つことで、水素を使う工場の設備や乗り物も選びやすくなります。

例えば、港の担当者がその日の液化量とタンクの残量、出荷の時刻を一緒に確認する未来を想像できます。受け取り側は翌日の必要量を伝え、運ぶ側は船やトラックを手配します。燃料の注文と配送の予定がつながれば、複数の工場や運送会社が同じ港を水素の供給拠点として使えるようになるかもしれません。

こうした供給に合わせて水素を使う船やトラックが普及し、途中の港にも補給設備がそろえば、水素を使う輸送を海から陸へつなげられます。物流会社は補給できる港と配送先を組み合わせて運行を計画します。朝、店へ届く食品も、家で受け取る日用品も、海上と陸上の両方で水素を使って運ばれるようになるかもしれません。

港では、極低温の配管や弁を点検する人、機械の運転を調整する人、燃料の出荷予定を組む人が、船や車両の動きに合わせて働くようになるでしょう。設備の保守や人材の育成まで地域で担えるようになれば、地元で技術を学び、水素を扱う港で働くという進路も育っていきそうです。

さらに供給拠点が各地へ増え、水素を使う旅客船やバスにも広がると、休日の移動にも同じ仕組みがつながります。家族で船を降り、その港で燃料を補給したバスに乗って街へ向かいます。隣では、買い物の荷物を届けるトラックが出発します。港での補給が航路沿いにつながれば、水素を使う船と街の交通を乗り継いで、海沿いの街々を巡る旅も選べるようになるでしょう。

参考資料

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