水素経済は、水素を用いてエネルギーを供給するための提案されたシステムである。 水素経済という用語は、ゼネラル・モーターズ（GM）テクニカルセンターで1970年に講演した講演の中で、ジョン・ボクリスが作り出したものです。 この概念は遺伝学者JBS Haldaneによって以前に提案された。
水素経済の支持者は、原動機（車やボートを含む）や搭載された補助動力、固定発電（建物のエネルギー需要など）、エネルギー貯蔵媒体オフピークで生成された余剰電力からの相互変換のために）。 燃料として使用できる種類の分子状水素は、都合のよいリザーバに自然には存在しません。 それにもかかわらず、炭化水素の水蒸気改質、水の電気分解または他の方法によって生成することができる。
2000年代のコンセプトの注目が、何人かの批評家や代替技術の支持者によって繰り返し宣伝されてきました。 現在、2017年に水素協議会が設立され、エネルギーキャリアの復活が開始されている。いくつかのメーカーは、トヨタなどのメーカーや中国の業界団体が、次の10年間で数十万
根拠
水素経済は、炭素が大気（二酸化炭素、一酸化炭素、未燃炭化水素など）に放出される炭化水素燃料を使用することの負の影響のいくつかを解決するために、ミシガン大学によって提案された。 水素経済における近代的な関心は、ミシガン大学のローレンス・W・ジョーンズ（Lawrence W.
現在の炭化水素経済において、輸送は主に石油によって行われている。 炭化水素燃料の燃焼は、二酸化炭素および他の汚染物質を放出する。 世界で経済的に利用可能な炭化水素資源の供給は限られており、特に中国、インド、その他の途上国では、炭化水素燃料の需要が増加している。
世界規模の水素経済の賛同者は、最終使用時に汚染物質（粒子状物質など）や二酸化炭素が放出されることなく、水素がエンドユーザーに、特に輸送用途において、環境に優しいエネルギー源であると主張している。 2004年の分析では、「ハイブリッド電気自動車で使用されるガソリンよりも、大部分の水素サプライチェーン経路が大気中への二酸化炭素の排出量が大幅に少なくなる」と主張し、炭素捕捉法または炭素隔離法があれば、エネルギーまたは水素製造現場で利用される。
水素は高エネルギー密度であるが、体積によるエネルギー密度は低い。 高度に圧縮または液化されていても、ガソリンまたは天然ガスのエネルギー密度の約3倍のエネルギー密度がガソリンの体積密度の1/4にすぎません。 水素で作動するオットーサイクル内燃機関は、ガソリン内燃機関よりも約8％高い約38％の最大効率を有すると言われている。
燃料電池と電動機の組み合わせは、内燃機関よりも2〜3倍効率的です。 燃料電池の資本コストは、エネルギー省によって引用された$ 50 / kWのモデル化されたコストで、近年大幅に減少している。
これまでの技術的な障害には、水素貯蔵の問題と、現在の技術のように、燃料電池に使用される水素の純度要件が含まれていたため、作動燃料電池は水素の純度が99.999％と高いことが要求される。 水素エンジン変換技術は、燃料電池よりも経済的であると考えることができる。
現在の水素市場
2004年現在、水素生産は大きく成長しています。世界では、約5700万トンの水素が2004年に生産され、約1億7000万トン相当の石油が生産されています。 米国内の2004年の生産量は約1,100万トンで、平均出力は48ギガワットでした。 （比較のため、2003年の平均発電量は約442GWでした）。2005年現在、世界中で生産されているすべての水素の経済的価値は年間約1,350億ドルです。
今日、水素には主に2つの用途があります。 アンモニア（NH 3）を生成するために、Haberプロセスで約半分が使用され、アンモニア（NH 3）は直接または間接的に肥料として使用されます。 世界の人口とそれを支えるために使われた集中的な農業の両方が成長しているので、アンモニア需要が増えている。 アンモニアは、水素を輸送するより安全で簡単な間接的方法として使用することができる。 次いで、輸送されたアンモニアは、膜技術によってバウワーで水素に戻すことができる。
現在の水素生産の残りの半分は、重質石油源を燃料としての使用に適した軽質留分に変換するために使用されます。 この後者の方法は、水素化分解として知られている。 ハイドロクラッキングは、石油価格の上昇がタールサンドやオイルシェールなどの貧しい原料を抽出することを促すため、より大きな成長領域を表しています。 大規模な石油精製と肥料製造に内在する規模の経済は、現場での生産と「捕獲」を可能にします。 より少量の “商人”水素が製造され、エンドユーザーにも配送されます。
水素生産のためのエネルギーが利用できる場合（風力、太陽光、核分裂、核融合など）、炭化水素合成燃料製造にこの物質を使用すると、水素の捕捉利用が5倍から10倍に拡大する可能性がある。水素化分解は年間約4Mtである。 米国の石油輸入への依存度を終わらせるために十分な国内石炭を液体燃料に変換するには37.7 Mt /年の水素が十分であり、中東の石油への依存を終わらせるためにはこの数字の半分以下であると推定される。 石炭の液化は現在の化石燃料を燃やすシステムよりも二酸化炭素の排出を著しく低下させるが、米国の石油輸入に内在する政治的および経済的脆弱性を排除し、
2004年と2016年の時点で、世界の水素生産量の96％が化石燃料（天然ガス48％、石油30％、石炭18％）から得られています。 水の電気分解はわずか4％に過ぎない。 生産の分布は、経済的選択に対する熱力学的制約の影響を反映している：水素を得る4つの方法のうち、NGCC（天然ガス複合サイクル）発電所における天然ガスの部分燃焼は、最も効率的な化学経路と最大のオフテイク使用可能な熱エネルギーの （参照が必要）
大規模な市場と化石燃料の急激な価格上昇は、代替的で安価な水素製造手段に大きな関心を喚起した。 2002年現在、大部分の水素は現地で生産されており、費用は約0.70ドル/ kgであり、現場で生産されなければ、液体水素のコストは約2.20ドル/ kgから3.08ドル/ kgです。
内燃機関の代替としての燃料電池
水素経済の主な製品の1つは、化学エネルギーを運動エネルギーまたは電気エネルギーに変換する主な方法として、燃料が内燃機関およびタービンで燃焼した化石燃料を置き換えることができることです。 これにより、そのエンジンからの温室効果ガスの排出および汚染が排除される。 従来の内燃機関では水素を使用することができるが、電気化学的な燃料電池は、熱機関よりも理論上の効率上の利点を有する。 燃料電池は、一般的な内燃機関よりも製造コストが高い。
燃料電池の種類によっては、炭化水素燃料が使用されるものもあれば、純粋な水素で運転するものもあります。 燃料電池が内燃機関およびタービンと価格競争力を持つようになると、大規模なガス焚き発電所がこの技術を採用する可能性がある。
水素ガスは、燃料電池などの用途に適した「工業グレード」（99.999％純度99.999％）、炭素および硫黄を含む不純物を含む「商用グレード」として区別する必要があります。はるかに安価な蒸気改質プロセスで製造することができます。 燃料電池は、不純物が燃料電池スタックの寿命を急速に劣化させるので、高純度水素を必要とする。
水素経済の概念の関心の大部分は、電気自動車に電力を供給するための燃料電池の使用に焦点を当てています。 現在の水素燃料電池は、電力対重量比が低いという問題がある。 燃料電池は、内燃機関よりはるかに効率的であり、有害な排出物を生成しない。 水素貯蔵の実用的な方法が導入され、燃料電池が安価になると、それらはハイブリッド燃料電池/バッテリ車両、または純粋に燃料電池駆動のものに電力を供給するために経済的に実行可能であり得る。 内燃機関で使用される炭化水素燃料がより高価になるにつれて、燃料電池自動車の経済的実行可能性は、容易に入手可能な埋蔵量の枯渇または炭素税などの環境影響の経済会計のために改善される。
金属イオン（例えば、亜鉛 – 空気燃料電池）の交換に基づく他の燃料電池技術は、典型的には、水素燃料電池よりもエネルギー変換においてより効率的であるが、あらゆる電気エネルギー→化学エネルギー→電気エネルギーシステムの広範な使用は、電気の
2003年の連邦議会の演説から、水素経済の概念が米国の国家的な顕著なものになった時、絶え間なく騒々しい話がありました。 最近では、2013年に、Lux Research、Inc.が「水素経済の夢はもっと近い」との報告書を発表しました。 「水素供給ではなく、資本コストが2030年には5.9GWに制限される」と結論付け、「ニッチ・アプリケーションを除いて、採用にはほとんど許されない障壁」を提供する。 ラックスの分析では、2030年までにPEM固定市場が10億ドルに達し、フォークリフトを含む自動車市場は合計20億ドルに達すると推測されています。
自動車の燃料とシステムの効率としての使用
エネルギーバランスとして知られる熱力学的プロセス中に利用されるエネルギーの計算は、自動車燃料に適用することができる。 今日の技術では、水蒸気改質による水素の製造は75〜80％の熱効率で達成することができます。 水素を液化または圧縮し、トラックまたはパイプラインを介して充填ステーションに輸送するために、追加のエネルギーが必要となる。 水素を生産、輸送、輸送するために1キログラムあたりに消費されなければならないエネルギー（2004年の技術を使用して約50MJ）は、このエネルギーを1kgの水素のエンタルピーから差し引きます。 141MJであり、エンタルピーで割ると、約60％の熱エネルギー効率が得られる。 ガソリンは、比較すると、精製所でのガロン当たりのエネルギー投入が少なくて済み、周囲温度でガロン当たりのエネルギー密度が高いため、輸送には比較的少ないエネルギーしか必要としません。 よく知られているように、ガソリンのサプライチェーンは約80％効率的です（Wang、2002）。 グリッドベースの水素供給のもう一つの方法は、電気を使って電解槽を稼働させることです。 送電線に沿って送電すると、電気の約6％が失われ、化石燃料を最初に電気に変換するプロセスは約33％効率的です。 したがって、効率が重要な決定要因であれば、このような方法では水素車に燃料が供給される可能性は低く、実際にこのように見れば、電気自動車がより良い選択と思われます。 しかしながら、上述したように、水素は、集中型または分散型の多数の供給原料から製造することができ、これらは燃料を生成し、分配するためのより効率的な経路を提供する。
ノルウェーエネルギーシステムにおける他の車両と比較して、水素自動車の優れた車輪効率の研究は、水素燃料電池車（FCV）が、電気分解が使用される場合、水素の内部でEVの約3分の1になる傾向があることを示しているCombustion Engines（ICE）はほんの6分の1ほど効率的です。 水素燃料電池が電気分解ではなく天然ガス改質から水素を得て、EVが天然ガス発電所から電力を得る場合でも、EVはまだ35％から25％氷）。 これは、ガソリンICEでは14％、ガソリンICEハイブリッドでは27％、ディーゼルICEでは17％とよく似ています。
水素は、ガソリン（ガソリン）の温室効果ガス削減の観点から、最も効率的で最も高価な可能性のある代替物の1つと呼ばれてきた。 他のテクノロジは安価で迅速に実装できます。 輸送用アプリケーションにおける水素の包括的な研究では、「水素経済のビジョンを達成するための道に大きなハードルがあり、その道のりは単純ではない」としています。 フォード・モーター・カンパニーとフランスルノー・日産は、それぞれ2008年と2009年に水素車の研究開発を中止したが、2009年9月には他のメーカーと合意書を締結し、2015年までにFCVを商業的に導入することを支持した。英国エネルギー省気候変動省のカーボントラストは、水素技術が、輸入原油への依存度を減らし、再生可能な発電量の削減を図りながら、ほぼゼロエミッションの英国輸送を提供する可能性を示唆しています。 しかし、この技術は、コスト、性能、ポリシーの面で非常に困難な課題に直面しています。
環境への懸念
水素製造の環境影響に関する多くの懸念がある。 水素は、水の電気分解または化石燃料改質のいずれかによって製造される。 化石燃料を改質すると、内燃機関の化石燃料を直接使用する場合に比べて二酸化炭素の排出量が高くなります。 同様に、化石燃料発電機からの電気分解により水素が生成されると、化石燃料の直接使用と比較して二酸化炭素の増加が生じる。
電気分解によって水素を発生させるために再生可能エネルギー源を使用するには、変換段階が余分になり、配電損失が生じるため、電気自動車を作動させるために再生可能エネルギーを直接使用するよりも大きなエネルギー投入が必要となる。 しかし、輸送用燃料としての水素は、主に温室効果ガスを排出しない燃料電池に使用されています。
また、水素ガスの漏れに関する問題が懸念されています。 分子水素は、ほとんどの格納容器からゆっくりと漏れる。 かなりの量の水素ガス（H 2）が逃げると、水素ガスは、紫外線のために、成層圏でフリーラジカル（H）を形成する可能性があるという仮説が立てられている。 これらのフリーラジカルは、オゾン層破壊の触媒として作用する。 漏出したH2からの成層圏水素の十分な増加は、空乏過程を悪化させる可能性がある。 しかし、これらの漏れの影響は重要ではないかもしれない。 今日漏れている水素の量は、一部の研究者によって推測される推定10〜20％の数値よりはるかに低い（10〜100倍）。 例えばドイツでは、漏れ率はわずか0.1％（0.7％の天然ガス漏れ率未満）です。 多くの場合、このような漏れは、現在の技術を使用して、広範な水素使用であっても、1〜2％以下である可能性が高い。
コスト
2004年には、水蒸気改質や電気分解による水素燃料の生産は、天然ガスからの相当量の燃料を生産する場合よりも約3〜6倍高かった。 コストを評価する際には、一般的に化石燃料が基準として使用されます。 これらの燃料のエネルギー含有量は人間の努力の産物ではないため、それに割り当てられる費用はありません。 抽出、精製、輸送、および製造コストのみが考慮されます。 他方では、水素燃料の単位のエネルギー含量を製造しなければならないため、精製、輸送、および配分のすべてのコストの上に相当のコストがかかる。 一次エネルギー源と使用場所との間に必要とされる変換プロセスが少ないため、例えばトロリーバスやバッテリー電気自動車などの再生可能発電された電気をより直接的に使用するシステムは、大きな経済的利点を有する。
高純度水素の価格を引き下げる障壁は、1キログラムの水素ガスを発生させるために使用される電気の35kWh以上のコストです。 水蒸気改質により製造される水素は、製造されるエネルギーの単位当たり天然ガスの約3倍のコストを要する。 これは、天然ガスの価格が$ 6 /百万BTUの場合、水素は$ 18 /百万BTUになることを意味します。 また、電気を5セント/ kWhで電気分解して水素を生産するには、天然ガスから水素を調達するコストの約1.5倍の2800万BTUを要する。 電気からの水素製造コストは電気コストの線形関数なので、電気は10セント/ kWhとすると、水素は56億ドルのBTUを要することになる。
ITM Powerの電解槽および燃料電池技術の進歩は、水を電気分解して水素を製造するためのコストに重大なインロードをもたらしたと主張されている。 コスト削減は、オフ・グリッドの再生可能エネルギー源からの水素を燃料補給車両のために経済的にする。
水素パイプラインは、長距離の電線よりも高価です。 水素は、同じエンタルピーの場合、天然ガスより体積が約3倍大きい。 水素は鋼の割れ（水素脆化）を加速し、維持費、漏れ率、材料費を増加させます。 新しい技術では、コストの差が拡大する可能性があります。空気中に浮遊しているワイヤは、材料コストのわずかな増加だけでより高い電圧を使用することができますが、より高い圧力のパイプは比例してより多くの材料を必要とします。
水素経済を確立するためには、車両に水素を貯蔵し、配電するためのインフラへの莫大な投資が必要となる。 対照的に、既に公に利用可能なバッテリ電気自動車は、送電および配電のための既存のインフラの即時拡張を必要としない。 夜間に使用されない発電所容量は、電気自動車の充電に使用できます。 2006年12月に太平洋岸北西部国立研究所で米国エネルギー省が実施した調査によると、米国内のアイドル・オフ・ピーク・グリッド容量は、すべてが直ちに電気自動車。
異なる生産方法には、それぞれ異なる投資と限界費用があります。 エネルギーと原料は、天然ガス、原子力、太陽光、風力、バイオマス、石炭、その他の化石燃料、地熱などの多数の供給源から発生する可能性があります。
小規模天然ガス
蒸気改質を使用します。 調剤の時点で小規模の500kg /日の改質装置（すなわち充填ステーション）で製造された場合、1億5千万立方フィート（450,000m3）のガスが必要であり、777,000リフォーマーは1兆ドルを要し、1億5,000万トン毎年水素ガス。 水素専用の流通インフラの必要性を排除します。 GGE（Gallons of Gasoline Equivalent）あたり$ 3.00
核
水の電気分解にエネルギーを供給します。 240,000トンの非濃縮ウランが必要になる – それは2,000メガワットの発電所で、これは840億ドル、すなわちGGEあたり約2.50ドルになる。
太陽
水の電気分解にエネルギーを供給します。 1平方メートル当たり2,500 kWhの太陽が必要であり、22兆ドル、すなわちGGEあたり約9.50ドルの40キロワットのシステムで1億3,300万台が必要になります。
風
水の電気分解にエネルギーを供給します。 7メートル/秒の平均風速では、100万ドルの2MW風力タービンが必要になります。これには3兆ドル、すなわちGGEあたり約3ドルがかかります。
バイオマス
ガス化プラントは蒸気改質を伴うガスを生成する。 15億トンの乾式バイオマス、3,300のプラントで、バイオマスを生産するために1億1,640万エーカー（460,000km²）の農場が必要となる。 $ 5650億の費用、またはGGEあたり約$ 1.90
石炭
FutureGen工場では、石炭ガス化を行い、蒸気改質を行います。 約10億トンの石炭、または約1,000億ドルの275メガワットの発電所が必要で、費用は約5,000億ドル、GGEあたり約1ドルです。
DOEコスト目標
例とパイロットプログラム
いくつかの国内の米国の自動車メーカーは、水素を使用して車両を開発することを約束している。 輸送のための水素の配分は、現在、特にポルトガル、アイスランド、ノルウェー、デンマーク、ドイツ、カリフォルニア、日本、カナダで世界中でテストされているが、コストは非常に高い。
一部の病院では、地元の緊急電源用の電解槽 – 貯蔵 – 燃料電池ユニットを組み合わせて設置しています。 これらは、メンテナンスの必要性が低く、内燃駆動発電機と比較して場所が簡単であるため、非常用に有利です。
アイスランドは、2050年までに世界で初めて水素経済になることを約束しました。アイスランドは独自の立場にあります。 現在、自動車や漁船に電力を供給するために必要なすべての石油製品を輸入しています。 アイスランドは地熱資源が大きいので、現地の電気代は実際に電気を生産するのに使用できる炭化水素の価格よりも低くなっています。
アイスランドは既に余剰電力を輸出可能品と炭化水素代替品に変換している。 2002年には主に肥料用のアンモニア（NH3）の生産用に2000トンの電気分解による水素ガスを生産しました。 アンモニアは世界中で生産され、輸送され、使用されており、アンモニア原価の90％はそれを生産するためのエネルギーコストです。 アイスランドはまた、アルミニウム精錬産業を開発しています。 アルミニウムのコストは、主に製錬所を稼働させるための電力コストによってもたらされる。 これらの産業のいずれかがアイスランドの潜在的な地熱発電を効果的に輸出することができた。
どちらの産業も炭化水素に直接置き換わるものではない。 アイスランドのReykjavíkは、圧縮水素で運行する市内バスの小さなパイロット艦隊を持っていました。そして、国の漁船に水素を供給するための研究が進行中です。 より実用的な目的のために、アイスランドは輸入した油を水素で処理して、それを完全に置き換えるのではなく、それを延長するかもしれない。
Reykjavíkバスは、8つのヨーロッパの都市で水素燃料バスを運行する、より大きなプログラムHyFLEET：CUTEの一部です。 HyFLEET：CUTEバスは北京、中国、オーストラリアのパースでも運営されていました（下記参照）。 ノルウェーのUtsira島では、水素経済を実証するパイロットプロジェクトが操業しています。 風力発電と水素発電を組み合わせた設備です。 余剰風力エネルギーが存在する期間では、余剰電力は電気分解によって水素を発生させるために使用される。 水素は貯蔵されており、風がほとんどない時代の発電が可能です。
米国には水素政策があり、いくつかの例があります。 NRELとXcel Energyの合弁会社は、コロラド州で同様に風力発電と水素発電を組み合わせています。 ニューファンドランドとラブラドルの水力発電所は、遠隔のラメア島の風力ディーゼル発電システムを風力水素ハイブリッド発電システム施設に変換しています。 スチュアート島の同様のパイロットプロジェクトでは、風力発電の代わりに太陽光発電を利用して電力を発電しています。 電池が満杯になった後に余剰電気が得られると、電気分解によって水素が生成され、後で燃料電池によって発電されるように貯蔵される。
英国は2004年1月に燃料電池パイロットプログラムを開始し、2005年12月までロンドンのルート25に2台の燃料電池バスを設置し、2007年1月までRV1ルートに切り替えました。水素探査は現在、水素燃料電池の能力を実証する方法として、地球を周回するために使用しています。
西オーストラリア州の計画・インフラ部門は、パースの燃料電池バス試験のための持続可能な輸送エネルギーの一環として、3つのダイムラー・クライスラー・サイタロの燃料電池バスを運転した。 バスは通常のTransperth公共バス路線でPath Transitで運行されていました。 試験は2004年9月に開始され、2007年9月に終了した。バスの燃料電池はプロトン交換膜システムを使用し、パースの南にあるクワナナのBP製油所から原水素を供給された。 水素は製油所の工業プロセスの副産物であった。 パース郊外のマラガ郊外の駅でバスに燃料が補給された。
国連工業開発機関（UNIDO）とトルコエネルギー・天然資源省は、2003年にイスタンブールで国際水素エネルギー技術センター（UNIDO-ICHET）設立のための4,000万ドルの信託基金契約を締結したUNIDO-ICHETの敷地内には、水素フォークリフト、水素カート、再生可能エネルギーによる移動式住宅が実演されています。 無停電電源システムは、2009年4月以来、イスタンブール・シー・バス会社の本社で働いています。
水素を完全に分配する水素経済の代替手段
水素は単にエネルギーを貯蔵して伝達する方法です。 水素製造から始まり、店舗および送電インフラストラクチャのすべての部分でそれを使用しない、さまざまな代替エネルギー伝送シナリオおよび代替シナリオは、近い将来も長期にわたっても経済的である可能性があります。 これらには、
アンモニア経済
エネルギー担体としてのガス状水素の代替物は、それを空気から窒素と結合させて容易に液化し、輸送し、清浄で再生可能な燃料として（直接的または間接的に）使用することができるアンモニアを生成することである。 例えば、2018年のオーストラリアのCSIROの研究者は、膜技術を用いてアンモニアから水素を分離してトヨタミライと現代ネクソに燃料を供給しました。
温室中性アルコールの水素製造
メタノール経済は、水素製造から始まる合成燃料生産計画である。 完全な「水素経済」における水素は、最初は、自動車に利用可能な非汚染形態の再生可能エネルギーを作る方法として提案された。 しかし、同じ問題に対処するための理論的な代替策は、水素を一元的に生産し、直ちにそれを使用してCO2源から液体燃料を作ることです。 これにより、水素を輸送し貯蔵する必要がなくなる。 発生源は、燃料を燃焼する発電所によって生成されるCO2であり得る。 温室中立になるためには、そのような計画におけるCO2の供給源は、すでに空気中、空気中に放出されている空気、バイオマス、または他のCO 2源からのものでなければならない。 直接メタノール燃料電池は商業的に使用されているが、2011年8月時点では効率的ではない。
電気グリッドプラス合成メタノール燃料電池
他のより容易に使用可能な燃料を生成するために捕捉水素を使用する、上述のハイブリッド戦略の多くは、水素生成のみよりも効果的である可能性がある。 短期間のエネルギー蓄積（エネルギーが捕捉されてから長く使われないことを意味する）は、電池または超コンデンサーストレージでも最もよく達成できる。 より長期間のエネルギー貯蔵（エネルギーが捕獲後数週間または数ヶ月で使用されることを意味する）は、比較的低コストで無期限に貯蔵することができ、電気自動車用のある種の燃料電池に直接使用することもできる合成メタンまたはアルコール。 これらの戦略は、エネルギー需要のために電気および燃料貯蔵のハイブリッド戦略を使用するPlug-in Hybrid Electric Vehicle（PHEVs）の最近の関心事とよく似ています。 水素貯蔵は、おそらく数日から数週間の間の狭い範囲のエネルギー蓄積時間において最適であるとの提案がある。 この範囲は、バッテリ技術の改良によってさらに狭くなる可能性があります。 水素の貯蔵や発生に何らかのブレークスルーが起こる可能性は常にありますが、技術的選択の物理的および化学的限界がかなりよく理解されているとは考えられません。
キャプティブ水素合成メタン製造（SNG合成天然ガス）
合成アルコール製造と同様に、水素は現場で温室中立の気体燃料を直接（非生物学的に）生成するために使用することができる。 したがって、温室中性メタンの捕捉水素による生成が提案されている（これは、天然メタンから水素を獲得する現在の方法の逆であるが、最終的な燃焼および化石燃料炭素の放出を必要としない方法である）。 サバティエ反応を使用して、捕捉水素（および例えばCCS（Carbon Capture＆Storage）からの二酸化炭素）を現場で使用してメタンを合成することができる。 これは約60％の効率であり、燃料利用の方法に応じて往復が20〜36％に減少する。 これは水素よりもさらに低くなりますが、メタンの沸点が高くエネルギー密度が高いため、貯蔵コストは少なくとも3倍低下します。 液体メタンは、液体水素のエネルギー密度の3.2倍であり、コンパクトに貯蔵することがより容易である。 さらに、パイプインフラ（天然ガスパイプライン）はすでに設置されています。 天然ガス自動車はすでに存在し、既存の内部エンジン技術からの適応が容易であることが知られており、水素で直接作動する内燃自動車よりも優れています。 天然ガス動力車の経験は、燃料を貯蔵するための変換コストを受け入れた後、メタン貯蔵が安価であることを示している。 しかし、アルコール貯蔵コストはさらに低いので、この技術はアルコール製造に関してかなりの節約でメタンを生成する必要があります。 競合する技術における燃料の究極の成熟した価格は現在知られていないが、両方とも水素を直接輸送して使用しようとする試みよりも実質的なインフラ整備が期待される。
仮設の再生可能エネルギー支配エネルギーシステムでは、風力、太陽光発電、水力発電、海流などで発生する余剰電力を水の電気分解により水素を生成し、CO2とメタン（天然ガス）とを組み合わせて使用することが提案されている。 水素はまず燃料電池（CHP）の現場で使用されるか、または生産効率が高く、メタンが生成されて既存のガスネットワークに注入され、再生可能エネルギーの低い点を克服するために電気と熱を発生させることができる製造。 記載されたプロセスは、以下のようにメタンを生成するために（燃料電池で部分的に使用される可能性のある）水素とBECCS（炭素捕獲と貯蔵によるバイオエネルギー）からの二酸化炭素CO 2の添加（サバティエ反応） ：CO2 + 4H2→CH4 + 2H2O。