グリーン水素はかつて、海運や製鉄などの脱炭素化が困難なセクターを脱炭素化するための特効薬として称賛されていた。長年にわたる商業化の取り組みの停滞の後、この技術は一連の科学的ブレイクスルーと、イランに対する米国とイスラエルの戦争によって引き起こされた世界的な石油・ガス危機を背景に、化石燃料代替への関心の高まりを受けて復活を遂げている。

水素は産業プロセスで広く使用されており、天然ガス、重質燃料油、または石炭と同様に高温で燃焼させることができ、排出されるのは水蒸気のみである。ただし、その環境的価値は製造方法に完全に依存する。現在、産業用途で使用されている水素の大半は、化石燃料を使用して製造されるグレー水素に分類される。一方、グリーン水素は再生可能エネルギー源を使用して製造されるが、それ自体の課題も抱えている。

国際再生可能エネルギー機関（IRENA）の2022年の報告書は、「無差別な水素の使用」に対して警告を発し、政策立案者に対して優先事項を慎重に検討するよう促した。同報告書は、グリーン水素の大規模な導入は「脱炭素化された世界の要件と一致しない可能性がある」と警告した。なぜなら、「他の用途に使用できる専用の再生可能エネルギーを必要とする」からである。さらに、グリーン水素の生産は化石燃料の現実的な代替手段となるにはコストが高すぎるケースが多かった。

しかし、最近のブレイクスルーにより、グリーン水素の経済性と効率性を一変させる可能性のある水素生成の新たな道が開かれた。UCLAサムエリ工学大学院と韓国の梨花女子大学の研究者は、アルカリ熱処理（ATT）として知られるプロセスを用いてプラスチック廃棄物を純粋な水素に変換する方法を開発した。

このアプローチは、同時に進行する2つの環境危機に対処するものである。世界のプラスチック生産量は年間4億トンを超えるが、OECDの推計ではプラスチック廃棄物のうちリサイクルされたのは約9%にすぎず、残りは埋立地、焼却炉、自然環境に蓄積している。この持続性のある廃棄物の流れを直接水素燃料に変換することは、専用の再生可能電力に依存する従来のグリーン水素生産にはない二重の利点をもたらす。

驚くべきことに、この技術はプラスチックを事前に分別することなく、リサイクル可能な素材から高純度の水素を製造できる。単一のリアクターを使用し、熱トリガーを通じて、最も一般的でリサイクルが困難なプラスチック——ポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）——の一部を水素燃料に変換し、その際の二酸化炭素排出はゼロである。研究結果は今月、科学雑誌PNASに発表された。

「私たちは同時に2つの緊急の地球規模の課題を解決しています」と、UCLAの化学・生体分子工学教授であり研究の共責任著者であるAh-Hyung "Alissa" ParkはInteresting Engineeringに語った。「プラスチック廃棄物は驚異的な速度で蓄積されており、クリーン水素はエネルギーの脱炭素化に不可欠です。この技術はこれらの課題の両方に創造的でスケーラブルな方法で取り組みます」

UCLAの発見は、廃棄物をクリーン水素に変換することに焦点を当てた成長中の研究分野における最新の成果である。今年初め、中国の研究チームが小麦の茎などの農業廃棄物から得られる糖類を水素に変換することに成功した。この方法は標準的なグリーン水素プロセスと比較して生産コストを大幅に削減し、1kgあたり約1.54ドル（1ポンドあたり約0.70ドル）という価格を実現した。この価格帯はグレー水素と競争力があり、10年以内に1kgあたり1ドルという米国エネルギー省のHydrogen Shot目標に近づくものである。

このイノベーションの波は、グリーン水素が勢いを失っているように見えた長期の停滞期の後に訪れた。2023年、計画されたグリーン水素プロジェクトのうち完成したのは10%未満であった。3年間にわたり190のプロジェクトを追跡した研究では、「2023年の広範な実装ギャップが確認され、世界の生産能力に関する発表のうちスケジュール通りに完了したのはわずか7%であった」と特定された。

グリーン水素研究への関心はその後、極端な石油市場のボラティリティを背景に、エネルギーセキュリティに対する戦略的重要性がますます明確になるにつれて回復している。中国、欧州、米国はすべて、水素投資の加速に向けた取り組みを強化している——米国のインフレ抑制法のクリーン水素生産税額控除や、EU水素バンクのオークションメカニズムなどが含まれる——そして、この刷新された注目はすでに具体的な成果を生み始めている。