風力発電により水素が深海に到達

間に 1970年代のエネルギー危機、アメリカ初の風力発電工学プログラムの創設者は米国議会で次のように語った。 風力タービンは米国の海外エネルギーへの依存を排除​​できる。 マサチューセッツ大学工学部教授 ウィリアム・ヒエロニムス 沖合で吹く強風を利用し、海水の電気分解を利用して再生可能エネルギーを水素燃料として貯蔵するタービンが期待されています。

半世紀後、ヒエロニムスの海脚に関するビジョンが注目を集めました。 巨大なタービンを浮かせるためのプラットフォーム技術が普及し、海洋風力発電による深海でのより強い風へのアクセスが拡大しています。 そしてここ数週間で、最初のプラットフォームベースの電解プラントが沖合に移転しました。

各国は、エネルギーと気候安全保障の目標を達成するために、豊富な洋上風力発電と水素発電の柔軟性に依存しており、この 2 つの技術を組み合わせることで、運用面とコスト面での利点がもたらされます。

先月、フランスの水素生産会社は世界初の浮体式水素生産プラットフォームをノルマンディー沖20キロの実験場まで曳航した。 ナントを拠点とする ライブ 同社は昨年、沿岸エネルギーを利用してナント・サン・ナゼール港で1メガワットのプラットフォームの試運転を開始し、1日当たり400キログラムの再生可能水素またはグリーン水素を生産した。 現在、フランスで 2 MW の浮体式風力タービンを接続する準備ができています。 SEM-REV 海洋エネルギー試験場。

中国国営メディアは先週、中国の研究者らがまさにそれを行ったと報じた。 水素製造プラットフォームを風力発電所に接続 福建省沖。 さらに十数件の浮遊電気分解パイロットプロジェクトが日本、ヨーロッパ、スカンジナビアの海域で進行中です。 最近のレビューによると。

ライフのオフショアプロジェクトマネージャー、ステファン・ル・ペール氏は、オフショア水素生産への関心はリスクの回避と予想されるコスト削減によって引き起こされていると語る。 ル・ペリー氏によると、各国はエネルギーと気候安全保障の目標を達成するために、豊富な洋上風力発電と水素発電の柔軟性に依存しており、この2つの技術を組み合わせることで運用面とコスト面での利点がもたらされるという。

BW Ideol が設計したフランスの海洋研究施設 SEM-REV の 2 メガワット浮体式風力タービンは、スコットランドでの 1 ギガワット浮体式発電所設置の先例です。 ピーター・フェアリー

欧州政府 洋上風力と水素を組み合わせたプログラミングがすでに行われている 開発。 ドイツは1月、北海の領海内に1ギガワットのグリーン水素プロジェクト用のスペースを確保したと発表した。 2か月後、オランダ政府は北海風力発電所の入札者に対し、容量500MWの洋上電解槽を組み込むよう求めると発表した。

ル・ペリー氏は先月、出港直前にライフ水上工場を訪問した際にこう語った。 IEEEスペクトル 海上での水素製造は、Lhyfe ミッションで研究されています。 ライフ社は2021年に陸上での水素製造を開始する予定だが、ナント南部のノルマンディー沿岸にある同社の1メガワット電解プラントでは地元の港からの海水を使用している。 の ボーエン 工場の水軟化装置は、電解槽の触媒を腐食させる可能性のある塩やその他の溶解した汚染物質を除去します。

去年のライフ 1億1000万ユーロのコレクション 新規株式公開で（1億1,800万ドル）を調達し、国内での拡大を加速しています。 同社は現在、3つの5MW発電所を建設中で、デンマークとスウェーデンで100MWを超えるプロジェクトを開発中である。

ル・ベール氏によれば、沖合への進出を開始するために、ライフ社は設備を削減し、信頼性を高める必要があったという。

「水素製造プラントとパイプラインの投資は、変電所とケーブルを追加するよりも 5 ～ 10 倍安くなります。」
—ステファン・ル・ペリー、ライブ

ライフの洋上実証機は、約 200 平方メートルのオープンデッキを備えた既存の波力エネルギー試験装置を再利用しています。SEM-REV 試験場で 20 キロボルトの浮遊風力を使用するために必要な、電解槽、水濾過プラント、変圧器用の狭いスペースです。タービン。 電解槽の開発者はニューヨークに拠点を置くレイサム社です。 コンセント デバイスを適合させるために協力して再設計します。

その間、波が13メートルを超える可能性があるSEM-REVで予想されるスクランブルの中で適切な動作を確保するために、電解槽制御システムに修正を加える必要がありました。 たとえば、システムが波の衝突を通過できるようにしながらも、危険な内部ガス圧力のスパイクが発生した場合にはシャットダウンできるように、センサーを再調整する必要がありました。

海軍の過酷な作戦に備えるため、水処理の設備もアップグレードされました。Lhyfe コンポーネントは水素プラットフォームの最も弱い部分であると特定されました。

天候や船舶の競争により、一度に数週間から数か月間、オフショアプラットフォームへのアクセスが困難または不可能になる可能性があり、毎月の逆浸透フィルターの清掃が不可能になります。 そこで、Lhyfe は汚れを防止し除去するテクノロジーを追加しました。 「約 6 か月間はメンテナンスや運用が必要ないようにシステムを設計する必要がありました」と Le Perry 氏は言います。

ル・ベール氏によると、目標は、非常にひどい天候でもプラットフォームが確実に機能するようにして、何が機能し、何が改善の必要があるのか​​を Lhyfe が把握できるようにすることだという。 同氏は、浮体式風力発電が海底に設置されたタービンと競争力を持つようになり、2030年までにその転換点が訪れると同氏は予想しており、これによりライフフ社は洋上プロジェクトの入札で有利になると述べている。

そもそもなぜわざわざ海上で水素を製造する必要があるのでしょうか？ ビーチに電気を送って、そこで水素を製造してはどうでしょうか?

水素供給業者にとって、海洋上の利点はコストを回避し、ヨーロッパや日本のような人口密集地での水素生産の場所を探すことに伴う遅延を許容できることです。 ル・ベール氏は、ライフフ社が最初のプラントを補償してくれる保険会社を設立するのに1年かかったと付け加えた。

一方、洋上風力発電事業者にとっては、電気分解と陸上への水素パイプラインを追加するライフフプロジェクトにより、風力発電機が洋上に移動するにつれて電力を供給するコストが削減されることになる。 「水素製造プラントとパイプラインの投資は、変電所とケーブルを追加するよりも 5 ～ 10 倍安くなります」とル ペリー氏は言います。

技術開発により、海洋水素の利点がさらに高まる可能性があります。 今月操業を開始した中国の工場では、次のように設計された新しい電解槽スタックが使用されています。 中国科学院 水処理が不要になります。 膜ベースの技術、 昨年もレポートしましたが、 自然、自動的に水蒸気を生成し、それを選択的に電気分解セルに通し、再液化して触媒によって分離されます。

ル・ベール氏は、ライフは海外展開を計画するための改善を待っていないと述べた。 同氏は、北欧のオフショアプラットフォームでの10メガワットのプロジェクトに向けたパートナーがすでに決まっていると述べ、このプログラムは近いうちに「正式に発表」できると同氏は約束している。

ル・ベリー氏は、長期的には、ライフは海洋に何らかの利益を還元したいと考えていると語った。 海水を分解して水素を生成すると、同量の酸素も放出されますが、多くの沿岸海域では下水や肥料の流出により酸素が不足しています。 ル・ベール氏によると、このような酸素不感地帯に遭遇したことが、2019年のライフの立ち上げにつながったという。「私たちは、実際にできるだけ多くの酸素を海に保持したいのです。」