水素輸送 – 費用効率と信頼性

水素を工場や家庭で、あるいは燃料電池として使用するためには、まず水素を輸送する必要があります。輸送方法の選択は、製造技術、輸送距離と輸送インフラ、エンドユーザーのニーズに基づいて決定されます。最も一般的な輸送方法は、既存のガスパイプラインによる輸送や、タンクローリーを使用した道路輸送です。

ガスグリッド、流通グリッド、パイプラインの事業者、あるいはガス輸送車の事業者にとっては、安全で、費用効率が高く、信頼できる方法で、十分な量の水素をユーザーに供給することが重要です。グローバルな生産拠点からハブまでの輸送ルートであっても、あるいは国内のローカルな流通拠点からエンドユーザーまでの輸送であってもこれは同じです。

水素のロジスティックスには、製造方法やシステム設計によって、圧縮、注入、中間貯蔵、輸送、供給といったステップが含まれます。水素は、指定された制限の範囲で、ガスグリッドに直接供給できます。このオプションを利用するためには、次の点を明らかにする必要があります。

• 既存のガスパイプラインを利用できるか？
• そのパイプラインは、この目的のために設計されているか？
• そのパイプラインは、高圧に耐えられるか？
• 水素を輸送できるガスパイプラインに改修するために何が必要か？

もう1つの選択肢は、水素専用のパイプラインです。金属製やプラスチック製で、水素の輸送に最適化されています。

パイプラインによる輸送は最も簡単なガスの供給方法ですが、水素専用のパイプラインの建設には大規模な初期投資が必要です。

既存のガスグリッドを利用すれば、初期費用を大幅に抑えることができます。ただしガスパイプラインを使用する場合は、水素が正しい割合で混合されているかを注意深く監視する必要があります。

水素を専用のタンクに入れてトラック、貨物列車、船舶で輸送する方法もあります。輸送方法に応じて、適切に安全管理された小型、中型、大型の水素タンクを使用します。

この特殊な輸送用タンクには、気体状態の圧縮水素（CGH2：圧縮水素ガス）や液体状態の水素（LH2：液体水素）が入っています。ただし、これらにも貯蔵タンクと同じ課題があります。

• 限られた容積に大量の水素ガスを貯蔵するためには、高圧で圧縮する必要がある。
• 気体状態の水素は漏えいしやすい。
• 液体水素による貯蔵は、大幅に低い圧力で、密度の高い貯蔵を可能にする。
• ただし-253℃で絶えず冷却しないと、水素が蒸発する（ボイルオフ）可能性がある。
• 水素タンクが損傷すると爆発の危険性があるため、安全性と耐久性を考慮した設計が必要になる。

• 水素の流通に使用する既存インフラ・施設の適合性分析
• パイプライン構造全体の検収試験
• 供給機能に対する流通グリッド構造の適合性試験
• エンドカスタマーの供給設備のユーザビリティ調査および漏えい試験
• 「グリーン水素」または「カーボンフットプリント」認証
• インフラの品質・安全試験

水素を目的地まで運んだら、そこからさらに水素の使用目的（用途）に合わせて供給する必要があります。そのためには、輸送および供給のための適切なインフラが必要です。

水素の長距離輸送は、一般的にパイプラインを使用して行われます。水素を目的地において使用できるようにするため、そこから先の供給方法にもさまざまなアプローチがあります。

水素がその場所で生産される場合、つまり使用場所（水素充填ステーション）で直接生産される場合を除き、水素は供給拠点、いわゆるハブを経由して流通されます。直接供給と間接供給の2種類の供給方法があります。

直接供給の場合、使用場所（例：水素充填ステーション）は、多くの場合、長距離の水素パイプラインに直接接続されています。間接供給の場合、水素は貯蔵施設（いわゆるハブ）に一時的に貯蔵されます。このハブから、水素は地域の供給グリッド（ガスグリッドやパイプライン）を介して供給されます。あるいは、ハブそのものが充填ステーションとして機能する場合もあります。間接供給の場合、水素はトラックに充填され、トラックが水素を最終的な使用場所まで輸送します。

どちらの方法で水素を供給するかは、地域のインフラの状況や、既存の構造物を拡張できるかによって決まります。また使用用途も重要です。たとえば、水素充填ステーションを運営したいならば、どのような車両に水素を充填するのかを考えなければなりません。水素を気体で供給する必要があるのか。液体で供給する必要があるのか。必要とされる品質や量はどの程度か。ガスグリッドや水素グリッドを通じて輸送するのか。ビルや工場に電気や熱を供給するために使用するのか。

安全なプラントの設計、信頼性の高いプラント運営、費用効率を最大限に高めるプラントの拡張には、これらの疑問に対する答えを知ることが不可欠です。テュフ ラインランドが、このプロセスをサポートします。