燃料电池走向普及（四、世界动向篇之德国：把氢供给热电联产和汽车，通过甲烷实现零排放）

氢的燃料热电利用，此前一直都以使用燃料电池发电的电池动向德国方法为中心。但最近，普及篇之排放在城市燃气中混合氢，世界将其用作火力发电的把氢燃料，或者把氢转换成甲烷等化学燃料的供给过甲动向越来越活跃。具有代表性的联产项目就是德国推进的“P2G（Power To Gas）”项目。城市燃气相关的和汽能源公司以及想以天然气为燃料的汽车厂商都在进行探讨。

　　该项目的车通背景源于德国可再生能源导入量的扩大。德国打算2022年之前全面废除核电，烷实扩大可再生能源的现零比例。2012年，燃料热电可再生能源在德国总发电量中所占的电池动向德国比例达到了22％，2020年计划将其提高到35％，普及篇之排放2030年进一步提高到50％。世界

　　其中，风力发电的导入量集中在风力条件良好的德国北部地区，但电力需求集中在产业较多的南部，但连接德国南北地区的高压输电线容量不足，无法输送，出现了不得不减少输出的情况。

　　为此，德国E.ON和Greenpeace Energy等能源公司利用风力发电的剩余电力电解水生成氢，然后提供给现有的燃气管道网络。在利用剩余电力的同时，通过在城市燃气中添加氢，预计可削减硫氧化物（SOX）和氮氧化物（NOX）等有害物质的排放。

　　把利用风力发电剩余电力生成的氢用于热电联产的项目也已经启动。例如，位于德国勃兰登堡州普伦茨劳的风力发电公司Enertrag从2011年10月开始把风力发电的电力并入电网，而且还启动了氢生成设备。3台2MW风力发电设备（合计为6MW）发电的电力基本全部并入电网，在夜间等电力需求低，有剩余电力时，通过电解水制造氢储藏起来。

　　比较有趣的是，把储藏的氢与通过生物质制造的甲烷等可燃性气体（生物燃气）混合后用于热电联产单元这种做法。热电联产单元发电的电力并入电网，废热用于区域供暖。部分氢还提供给柏林市内等的燃料电池车（FCV）和氢发动机车的加氢站。

　　不把氢直接混合到城市燃气中，而是利用氢制造甲烷的做法也越来越活跃。其中利用了从氢和CO2中制造甲烷和多种碳化氢的反应过程。其出发点是利用氢还原CO2制造CO和水的反应，称为“逆向转移反应”。

　　■逆向转移反应nH2＋nCO2 → nCO＋nH2O在CO中再次混合H2，通过甲烷化反应大量合成甲烷。

　　■甲烷化反应CO＋3H2 → CH4＋H2O

　　在德国，Solar Fuel公司建设了利用光伏发电和风力发电的剩余电力、水及大气中的CO2，通过甲烷化反应制造甲烷的工厂，已经开始推进验证实验（图5）。2009年运行了利用可再生能源的25kW试制品，以40％的效率成功制造了甲烷。