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グリーン水素 – 未来への燃料

グリーン水素は、化石燃料からクリーンエネルギーへの世界的なエネルギー移行において重要な役割を果たすため、議論の中心に移動しています。半導体は、電気分解と、この目的で使用されるグリーンエネルギーの生産において重要な役割を果たします。その理由をお読みください。

Energy
Renewables
記事

09/07/2025

多様な能力を持つ化学元素

近年、政治や産業において水素への大規模なシフトが起こっています。世界中の政治的意思決定者は、気候変動対策における水素の中心的役割を認識し、国家目標を設定し、国際的なパートナーシップを構築しています。世界中の専門家は、水素を、化石資源の供給量が減少する中、エネルギーシステムに柔軟性を加えると同時に化石資源への依存を減らす希望と見ています。グリーン水素のイノベーションと技術的ブレークスルーは、人類が気候保護目標を達成し、社会全体として持続可能な生活を送るのに役立つと期待されています。

背景に風車のあるソーラーパネル
背景に風車のあるソーラーパネル
背景に風車のあるソーラーパネル

この化学元素は、実にさまざまな可能性を秘めています。水素は、多用途のエネルギー源であるだけでなく、たとえば、膨大なエネルギーを貯蔵するためのオプションとして、あるいは自動車の燃料として使用することもできます。たとえば、燃料電池では、水蒸気と暖かい空気の排出のみを生成します。しかしながら、多くのテクノロジー企業が水素技術に関連するさまざまな課題の解決に取り組んでいる一方で、重要なのは、再生可能エネルギーで生産され、かつ手頃な価格のグリーン水素を使用することです。したがって、再生可能エネルギー発電の急速な加速と電解能力の大規模な蓄積は、真に持続可能な水素経済の前提条件です。そして、私たちはこの変革をサポートする準備ができています。

グリーン水素への世界的なシフトは、クリーンエネルギーへの移行と化石燃料への依存を減らす上で極めて重要です。グリーン水素は、さまざまな業界に応用され、輸送分野での可能性を秘めており、その製造における半導体の役割と相まって、持続可能な未来のための有望なソリューションとなっています。

グリーン水素の多様な応用分野

石油化学プラント
石油化学プラント
石油化学プラント

グリーン水素は、冶金、セメント、暖房など、特にエネルギー消費量の高い多くの産業において、化石燃料を大規模に置き換えることが期待されています。同じことが化学セクターや (例:プラスチックの合成) および農業 (例:肥料) にも当てはまり、水素を大量に使用するでしょう。また、鉄道、トラック、船舶などの運輸分野では、燃料電池水素の脱炭素化にも重要な役割を果たすことが期待されています。また、エネルギー生成の分野では、太陽光や風力などの再生可能エネルギーが大幅に拡大しています。しかし、その生産は日光と気象条件に依存するため、水素を貯蔵媒体として使用する大規模なエネルギー貯蔵の選択肢もますます重要になっています。これらすべての分野ではエネルギー効率が重要であり、半導体ソリューションにより、変換および伝送中に失われるエネルギーが可能な限り少なくなります。

水素電解: その仕組み

インフィニオンの再生可能エネルギーと効率的なパワー半導体の組み合わせは、グリーン水素の大規模生産における重要な手段です。これが、インフィニオンがグリーン水素経済の形成において決定的な役割を果たしている理由です。技術的な課題を克服する必要がある場所であれば、どこでもです。核心的な問題は、グリーン水素を使用した脱炭素社会への変革を成功させるために、どのような有意義な技術的貢献ができるかということです。インフィニオンは、風力発電および太陽光発電インバーター用のパワー半導体の大手メーカーとして、グリーン水素製造の鍵となる再生可能エネルギーによる発電を可能にしています。

 

  • パワー半導体による水素製造: 大規模なグリーン水素の工業生産は、パワー半導体なしには実現できません。水の電気分解は水素を製造する主な方法ですが、この電気分解技術を可能にするのがパワー半導体です。この場合、再生可能エネルギーとインフィニオンの高効率パワー半導体の統合が大きな効果をもたらします。なぜなら、グリーン水素の製造に必要な電気分解プロセスには、非常に強力な直流 (DC) が必要だからです。つまり、電力網からの交流 (AC) は、まずインフィニオンの高出力半導体の助けを借りてDCに変換する必要があります。複数の同期高出力スイッチにより、50メガワットを超える総合システム性能を実現します。
  • より少ない損失でエネルギーの流れを最適化する:インフィニオンのパワー半導体は、電力網から供給される交流 (AC) を直流 (DC) に効率的に変換したり、電解プラントと結合した太陽光発電所からの直流を調整したりすることで、エネルギー効率の高い供給を促進します。このように、インフィニオンのパワー半導体は、太陽電池アレイなどから得られるエネルギー量を増やすだけでなく、伝送中のエネルギー損失を最小限に抑えるのにも役立っています。
  • グリーン水素のエネルギー効率の高い使用:インフィニオンのソリューションは、モビリティや輸送などの分野で、グリーン水素のエネルギー効率の高い利用を可能にします。ここでは、当社のコンポーネントが、燃料電池でのエネルギー生成から駆動モーターのエネルギー変換までのプロセスチェーンを監視し、ガス漏れ、短絡、熱暴走などの危険が発生した場合にシステムを安全な状態に移行するための鍵となります。この目的のために、インフィニオンは必要なセンサー (ガス、圧力、電流、速度)、バッテリーと燃料電池を監視するための専用IC、および安全性が重要なリアルタイムアプリケーション向けに特別に開発された車載用マイクロコントローラーの広範なポートフォリオを提供しています。
  • コネクティビティのバックボーンとしての半導体ソリューション:現代生活のほとんどの側面と同様に、ユビキタスな接続性は、グリーン水素の生産、伝送、消費のすべての分野で重要な役割を果たしています。Wi-FiやBluetooth®などの無線技術向けのインフィニオンの半導体は、多くの超低消費電力コネクティビティ ソリューションのバックボーンであり、最大限の安全性と、最小限のエネルギーで最先端の相互運用可能な通信サービスを実現します。

水素電解槽についてさらに詳しく!

輸送における水素技術

水素は全体的なCO2 削減目標を達成するための重要なセクターであるため、輸送における水素の役割を詳しく見てみましょう。車載用半導体のマーケットリーダーとして、当社はすでに電気自動車の主要なイネーブラーであり、自動車業界がゼロカーボン モビリティへの道を歩むのを支援しています。さまざまな輸送タイプで脱炭素化を達成するためには、バッテリー式電気自動車と水素ベースの燃料電池式電気駆動装置の両方が必要になります。

ヨーロッパでは、すでに水素を動力源とする旅客列車が線路を走っており、近い将来、トラックなどの商用車にも水素が搭載されるようになるでしょう。一般に、水素ベースの燃料電池ドライブは、より重い負荷とより長い距離に適したオプションである可能性が高く、バッテリー電気ドライブは、最大400 kmの航続距離を持つ小型商用車および乗用車の主要なソリューションになります。

EEキャンペーン 水素路面電車
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