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塩洞窟に水素を貯蔵

Hydrogen Storage in Salt Caverns

By Emiliano Bellini

https://www.pv-magazine.com/  より　　　2020.06.16

ドイツの研究者達は塩洞窟を水素貯蔵のための実行可能で柔軟な解決策として明らかにした。彼等はまた、ヨーロッパが層状の塩鉱床と岩塩ドームに水素を注入する可能性があることを明らかにした。総貯蔵容量は84.8 PWhである。

　ドイツのユーリッヒ・エネルギー気候研究所の科学者達は、塩の洞窟は水素貯蔵のための実行可能で柔軟かつ効率的な解決策であると信じている。しかし、これまでのところ、同様の施設はアメリカと陰極液に非常に限られた数しか存在していない。塩洞窟で水素貯蔵することを言っている研究者達は、洞窟の設計、建設、運用に同様のニーズがあるので、天然ガスの貯蔵と同様であると述べた。それらは挿入・取り出し口、洞窟の頂上、輸送施設の材料だけが違う。「地下空洞の天然ガス貯蔵は何十年間も行われてきた。これで得られた知識は水素ガス貯蔵の場合に容易に移すことができる。」と研究者達は言った。

水素注入

　枯渇した石油およびガス貯槽と比較して、塩洞窟は岩石の破損を回避するために必要なクッションガスが少ないという利点、および岩塩の大きなシーリング能力および塩構造の不活性な性質を提供する。塩洞窟は高い水素注入率と回収サイクルを保証できるため、より柔軟な解決策でもある。

　安全な保管作業を確実にするために、塩洞窟の吊り壁の最小厚さは洞窟直径の75％である必要があるが、足の壁の場合、この割合は20％に減少する。「塩洞窟の建設に適したものとして最小の塩の厚さは200メートル、最小から最大の深さは500メートルから2,000メートルの範囲が選択された。」と科学者達は説明した。

　塩洞窟のエネルギー密度は1立方メーター当たり214 kWhから458 kWhの間で変動する。エネルギー密度の洞窟の堆積を掛けることにより、研究者達はドーム型の塩構造の塩洞窟の容量が210 GWhで最も高く、層状の塩の堆積物にある洞窟の容量は65 GWhから160 GWhの範囲であることを発見した。より深い塩の構造は貯蔵容量の量を増やすことができると彼等は言った。

ヨーロッパの可能性

　ヨーロッパには層状の塩鉱床と岩塩ドームに84.8 PWhの水素を貯蔵する技術的可能性があると、研究グループは推定している。これらの塩洞窟のほとんどは北ヨーロッパの沖合と陸上に場所に集中している。ドイツが最大のシェアーを占め、オランダ、イギリス、ノルウェー、デンマーク、ポーランドがそれに続く。他の潜在的なサイトはルーマニア、フランス、スペイン、ポルトガルにある。

　陸上サイトの貯蔵容量は23.2 PWhで、そのほとんどは岩塩ドームにある。海岸線から約50 kmの距離は海水処理の観点から依然として経済的であるため、海岸への近さはプラスの要因と考えられる。ポーランドでは、塩構造のほとんどが国の中心に位置しており、他の国と比較してその上、貯蔵能力を大幅に引き下げている。

　「ドイツの陸上と沖合の両方の状況で最も高い貯蔵能力を持っており、それぞれ35.7、9.4、4.4 PWhの容量を持つ陸上と制約のある場合のみである。」とグループは結論付けた。彼等はヨーロッパでの水素貯蔵のための塩洞窟の技術的可能性についての研究を発表した。最近、International Journal of Hydrogen EnergyとScience Directのウェブサイトで公開された、ウッド・マッケンジーによる最近の研究は、主に太陽光電解によって生成されるグリーン水素が2030年までにオーストラリア、ドイツ、および日本で同等のコストに達することを示唆している。