水の電気分解による蓄電ってどうなんですか？

Question

電気は蓄電が出来ないと言いますが、
余剰電力を使って水を電気分解し、水素と酸素を作る蓄電システムってどうですか？
電気を利用する際は逆反応で電気を作ります。

これだと太陽光などで作った余剰電力も有効に貯められそうですが、
やはり水素の貯蓄に問題がありますかね？

cat-food · Accepted Answer

ありです。
実際に余剰電力を使って水から水素を作り、電力不足時にその水素からまた燃料電池で電気に戻すという研究が行われています。例えば↓
https://www.tokyokankyo.jp/kankyoken/wp-content/uploads/sites/3/2019/10/6-1.pdf
燃料電池の電気は直流ですが、これを交流に変換すれば送電は可能です。

効率的には蓄電池が水素よりも上ですが、水素はボンベに入れて持ち運ぶことができます。例えば、カナダのような水力発電で安い電力が得られるところで水素を作って、タンカーで日本に運んでくるという使い方もできます。

ただ、電気分解のエネルギー効率が７０％、燃料電池の効率が４０～７０％ですから、水素で蓄電すると半分くらいしか取り出すことができません。

電気を貯蔵する方法は蓄電池や水素だけでなく、熱で蓄える方法やフライホイールのように運動エネルギーに変える方法、洞窟などを利用して空気圧で蓄える方法などが研究されています。

科学の真実 · Answer

電気を水素として蓄え、空気中の酸素と反応させて電気を作り利用する「水素社会」に既に社会は動いています。脱二酸化炭素/脱炭素は世界的な動きです。世界中が、また、日本も政府も民間も全てが水素社会に向けて動いています。水素を燃料とする燃料電池自動車(水素自動車)の普及に向けて大きな動きがありました。
https://www.nikkei.com/article/DGKKZO69444050W1A220C2MM8000/
量産すれば重量は軽くなり、価格も下がると言われ続けて来た蓄電池(バッテリー)搭載の電気自動車ですが、相変わらずバッテリーは重く、価格も高いです。こんな重いものを搭載して走るのはエネルギー的に非常に不利です。蓄電池式の電気自動車は充電に長い時間が掛かり、長距離の走行も苦手です。
売上高が世界最多を記録した事のあるTOYOTAは、自動車を知り尽くしています。そのTOYOTAの本命は、水素自動車(燃料電池自動車)です。給油では無く、給水素が短時間で済み、長距離の走行も可能です。軽い水素を搭載して、空気中の酸素と反応させて電気を作り、電気モーターを回して走行します。
CO2を排出せず、水しか排出しない、石油/石炭/ガスに代わる「水素」を主とするエネルギーの社会「水素社会」が到来します。
https://www.enecho.meti.go.jp/category/saving_and_new/advanced_systems/hydrogen/

宇宙では、365日24時間、強烈な太陽の光が何にも吸収や散乱される事無く、100パーセント、太陽から直接、太陽電池パネルに降り注ぎます。地球-月のラグランジュ点L4,L5や地球周回軌道に太陽光発電所を建設して、そこで発電した電力をマイクロ波に変換して地球に送信し、地球でこのマイクロ波受信して電力に戻して利用します。無限でクリーンで安価な電力が入手できます。この電力で地球の水を電気分解して水素と酸素を作り、この水素で水素自動車が走ります。つまり、宇宙の太陽の光で自動車が走行するのです。排出するのは水だけです。二酸化炭素は全く排出しません。
宇宙太陽光発電所を建設する為の人や資材の輸送は、下記のブログの冒頭で説明している「宇宙塔マスドライバー」が最適です。
http://blog.livedoor.jp/satou_hiroshi_4649/archives/4043233.html

tunort · Answer

逆反応→夜間の余った電力でやる　という意見もありますが、
水素と酸素の反応に電力が必要・・・？

A：電気は蓄電が出来ないと言いますが、
B：余剰電力を使って水を電気分解し、水素と酸素を作る蓄電システムってどうですか？

A→蓄電できない　B→蓄電できる
そもそも蓄電できるシステムがあるなら、その余剰電力を蓄電しろ。
といったら削除されたので、

今回はBの蓄電→発電の間違い　という前提で、

「余剰電力を使って水を電気分解し、その水素と酸素による発電システムってどうですか？」　という質問として回答します。

C：＞やはり水素の貯蓄に問題がありますかね？

貯蓄→貯蔵
貯蔵する期間によると思います。

水素は最も小さい原子→タンクの材料の分子の隙間を通り抜けてしまう。
→「漏れ」が大きい。(→水素自動車の問題点)

事業レベルにするには、膨大な量が必要
→使用時までタンクに圧縮(液化・冷却)しておく必要がある。
それらにも電力が必要。(貯蔵中も)
　　　↓
問題：昼間の「余剰電力」でそれらを賄った上で得られる水素で採算が取れるのか？(家庭レベルの場合は無理？)

タンクでの「水素分子」ではなく「何かと反応したより安定で保管しやすい上に発電時に有害物質が発生しないもの」にして、触媒等を用いた方法で発電する事は可能かもしれません。
しかし、理論だけなら何でも捻り出せます。
(というか、これが可能なら水素自動車が実用化されている)
それは、大電力・高速充電の蓄電池についても同様ですし。

fdsa2021 · Answer

現状では、どの蓄電システムも一長一短です。

今は公的事業として様々な蓄電研究を行い、技術水準を上げていくことに注力するべき段階ですね。その中でも水素は有力なエネルギーの一つではあります。

head1192 · Answer

似たような発想に揚水発電がある。

需要の低い夜間電力を使って水をくみ上げ、需要の高い昼間に水を落下させて発電する、というもの。

しかしこの方法が全国で取り入れられているということはない。
水力発電の主流はあくまでダム方式である。

揚水発電はくみ上げに発電以上の電力を使い、結局非効率なのである。
なぜ一部の施設でこれをしているかというと、昼間の電力供給能力のひっ迫に備えているのである。
あくまで緊急時の補完手段である。

もし電気分解による蓄電にも同等の価値が認められれば、研究され実用化もされるかもしれない。

tanzou2 · Answer

電気は蓄電が出来ないと言いますが、
　↑
出来ます。
難しい、効率が悪い、という
だけです。

余剰電力を使って水を電気分解し、水素と
酸素を作る蓄電システムってどうですか？
　↑
P2G（Power to Gas）ですね。
良いと思います。
世界で開発が進んでおり、サウジと
米国のガス会社が開発計画を締結しており
2023年から事業化が始まるそうです。
日本の清水建設なども開発に着手しています。

電気を利用する際は逆反応で電気を作ります。
　　↑
夜間の余った電力でやれば、と
思います。
それを昼間使う。

これだと太陽光などで作った余剰電力も
有効に貯められそうですが、
やはり水素の貯蓄に問題がありますかね？
　↑
再生可能発電はコストが高いですから
これを使えば、安く出来るのでは
ないですか。

貯蓄はそれほど困難とは思えません。
地下でも、海底でも利用可能です。

yambejp · Answer

理論上はできるですけどね、採算の問題でしょうね
永久発電という意味では温泉を使ってアルコールをつかった
タービン発電もできますが、安定供給ができないので厳しいです
石油系の燃焼エネルギーが費用対効果が高いという話です。
数年前詐欺的に穀物価格をつりあげるためにコーンバイオエネルギーが
実用化されましたがこれもまったく流行りませんでした
イランやロシア潰しのためのシェールガスも同じロジックです

angkor_h · Answer

No.1です。

> やはり日本では難しいアイデアでしょうか
日本では無理です。
何処でも土地代がかかるので、
効率の良い高価な太陽電池が必要になり、結局はペイできません。
水素生産についても、
電気分解では電気代がより多くかかります。
安価な石油からの水素精製でも、
直接石油利用のほうが効率よく、地球温暖化対策には全く寄与しません。

水素自動車は環境に良いとは言いますが、
環境に良いのは走行地だけ、代わりに水素生産地が環境汚染、
と言う事でしかないのです。

angkor_h · Answer

> 電気は蓄電が出来ないと言いますが、出来ないのは交流の電気になります。直流は蓄電池に蓄電できます。 > やはり水素の貯蓄に問題がありますかね？いいえ、電気の代わりに水素を用いるという方法は既に実用化されています。液体化すれば貯蓄スペースは大きく減らせます。例えば、広大な砂漠では、太陽光がふんだんに注いでいます。太陽電池の効率なんかは無視し、廉価な太陽電池を幾らでも置けます。発電電力は、送電線で消費地迄送ると損失が大きすぎるので、無料の海水を電気分解して水素を作り、パイプラインで消費地に送っています。広大な砂漠に注ぐ太陽光エネルギーは、その全てが捨てられる運命です。効率とかではなく、その一部でもエネルギーとして利用できれば良い、と言う事になります。但し、以下の関係は満足しないといけません。そのための設備投資<<得られるエネルギー価値

水の電気分解による蓄電ってどうなんですか？

ありです。

電気を水素として蓄え、空気中の酸素と反応させて電気を作り利用する「水素社会」に既に社会は動いています。

逆反応→夜間の余った電力でやる という意見もありますが、

現状では、どの蓄電システムも一長一短です。

似たような発想に揚水発電がある。

電気は蓄電が出来ないと言いますが、

理論上はできるですけどね、採算の問題でしょうね

No.1です。

> 電気は蓄電が出来ないと言いますが、

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