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水素;
LG Japan Labの重点研究課題
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1987年、世界環境開発会議(WCED)は持続可能な開発を、将来の世代のニーズを満たす能力を妨げることなく、現在の世代のニーズを満たす開発と定義しました。
2015年にすべての国連加盟国によって採択された持続可能な開発のための2030アジェンダは、現在および将来の人々と地球の平和と繁栄のための共通の青写真を示しています。 その中核となるのは、17の持続可能な開発目標(SDGs)であり、これはグローバルパートナーシップにおけるすべての国(先進国、発展途上国)による緊急の行動要請です。これらの目標は、貧困やその他の剥奪を終わらせるには、健康と教育を改善し、不平等を減らし、経済成長を促進する戦略と連携して進める必要があることを認識しています。同時に、気候変動に取り組み、海洋と森林を保護する取り組みも必要です。
図.1 17持続可能な開発目標
2015年12月12日にフランスのパリで開催された国連気候変動枠組条約第21回締約国会議(COP21)において、196カ国が法的拘束力を持つ国際条約としてパリ協定を採択し、2016年11月4日に発効しました。
「世界の平均気温を産業革命以前の水準より十分低い水準に維持する」「気温上昇を産業革命以前の水準から1.5℃以内に抑える」ことを目標としています。 国連の気候変動に関する政府間パネルによると、気温が1.5℃を超えると、干ばつ、熱波、降雨などの気候変動の影響がより頻繁かつ深刻化する恐れがあります。地球温暖化を1.5℃に抑えるためには、遅くとも2025年までに温室効果ガスの排出量をピークアウトさせ、2030年までに43%削減する必要があります。
図2は、ネットゼロシナリオと加速削減シナリオを現状と比較した炭素削減量を示したものです。 当社は、持続可能な開発への取り組みの一環として、地球規模の気候危機に対応するためカーボンニュートラルの実現を目指しています。ネットゼロシナリオと加速削減シナリオは、2020年代初頭と2050年までにそれぞれ2019年比で約75%と95%の排出量削減を目指しており、現実的には達成が難しい目標であることは明らかです。 しかし、より困難なネットゼロシナリオの目標を達成したとしても、IPCCが予測する世界の平均気温上昇1.5度未満の目標達成は難しく、2度以上の気温上昇が見込まれています。 そのため、気温上昇を最小限に抑えるためには、世界全体でカーボンニュートラル活動をさらに強化する必要があり、その実現には多大な努力が必要となります。
図.2 炭素排出シナリオ: Accelerated, Net Zero
図3は、加速的削減に向けた世界の一次エネルギー源利用動向と今後の見通しを示したものである。 一部の国・地域では、エネルギー不足や経済成長への対応策として、化石エネルギーの利用が一定の割合で継続すると見込まれており、エネルギー転換プロセスにおいて天然ガスが重要な役割を果たすと見込まれている。 化石エネルギー源は、今後20年間で約4分の1減少すると見込まれており、ネットゼロエネルギー社会構築の要請から、再生可能エネルギーは6倍以上の約60%に増加すると見込まれている。 また、エネルギー安全保障の観点から、新エネルギー・再生可能エネルギー、ガス、液体燃料など、多様なエネルギー源の利用が見込まれている。
図.3 加速削減ケースにおける一次エネルギーの割合
技術の進歩や人類の利便性の追求により、電気エネルギーの需要は継続的に増加しており、この増加する電力需要に対応するためにさまざまな技術が開発され、実用化されています。 現在最も広く使用されている化石エネルギーと原子力エネルギーは、高効率な変換装置(発電機)を介して電気に変換され、近距離の大量消費地に供給されるため、効率が向上しています。 しかし、根本的な問題は、化石エネルギーが大量の炭素を排出することであり、原子力の場合、多くの安全事故が発生するなど、環境安全上の問題が引き続き提起されています。 また、昼夜による電力消費の大きな変動、つまり、使用量に備えるための大容量の蓄電装置の容量不足により、かなりの予備電力を確保して運用するには非効率な要素があります。 太陽電池や風力発電などの再生可能エネルギーの場合、生産密度が比較的低い、季節や環境要因による変動が大きい、エネルギー消費地域から地理的、時間的に離れた場所で生産する必要があるなど、その利用には多くの制約があります。
図.4 水素の役割
上記2つの課題をより効率的に解決する方法としては、太陽光や風力などの再生可能エネルギーで生産されたエネルギーを水素に変換し、貯蔵、輸送し、必要なときに必要な場所で水素をエネルギー源として利用することが重要な解決策となり得る。 これは、水素を熱エネルギーとして利用したり、必要なときに電気エネルギーに変換したりする手法である。 つまり、既存の電気エネルギーと再生可能エネルギーで生産された水素エネルギーとの補完関係を利用して、全体のエネルギーを効率的に利用することでエネルギー効率を高め、カーボンニュートラルの実現を加速させることができる。
水素
図.5 LG Japan Labは持続可能な開発目標をサポートしています。
このような背景から、LGは「第13次気候行動」を中心とした活動を通じて、持続可能な発展のための水素エネルギーの研究開発を進めていく考えだ。 当社の研究所の主な水素研究分野は、水素バリューチェーンにおける水素製造分野に重点を置いた研究開発を行っており、特に水電解技術の材料やシステムに取り組んでいる。 当社の取り組みを通じて、既存の化石エネルギーや原子力エネルギーのサプライチェーンが、水素技術によってより多様な形で新たなバリューチェーンを形成し、異業種間の連携が生まれることを期待している。
Sources
Solar
Wind
Biomass
Production
Electrolysis
pyrolysis
Fermentation
Storage
Transportation
Liquid Hydrogen
Organic Hydrides
Ammonia
Distribution
Utilization
Fuel Cell
Power Generation
図.6 水素のバリューチェーンと技術
図6は水素技術のバリューチェーンを示しています。 さまざまな分野の多くの技術の中でも、LGジャパンラボは水素研究の分野に力を入れており、特に水電解技術の材料とデバイスの研究を行っています。 気候変動を防ぐためには再生可能エネルギーの利用が不可欠であり、水素は効率的な利用のためのキーテクノロジーとして重要な役割を果たすと考えられています。 より速い水素エネルギー社会を実現するためには、グローバルな協力、産学共同研究、オープンイノベーションなど、さまざまなコラボレーションが必要です。 私たちは、ものづくり大国である日本と韓国の力を結集して、この変化を牽引していきたいと考えています
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