スマートビレッジ

SMART VILLAGE



～ Covid19から学んだこと ～


グローバル化し、高度に都市化された世界は、伝染性ウィルスに非常に脆弱です。
私たちのサプライチェーンは、パンデミックによって引き起された混乱を容易に乗り越えることができます。
在宅勤務は多くの仕事で可能であり、すべての会議が直接行わなければならないわけではありません。
人々はオンラインでどれだけのことができるかを理解しました。デジタル変革が加速しています。
私たちの将来の計画には、より回復機能を組み込む必要があります。


 


スマートビレッジ主要な構成要素













  
スマートビレッジ ハードインフラ



【送電網】




【水管理】






【廃棄物管理】






【通信】





【公共交通機関システム】





【ICT情報通信技術】








【スマート住宅】
 

 
持続可能性


エネルギー




Covidのパンデミック以外にも２つのリスクに直面しています。

 

①    温室効果ガス      ← 2020年のCO2排出量は500億トン

②   気候変動による水への影響  ← 人口増加が天然水の供給量を上回っている



地球温暖化で天然水の供給が悪化
水とエネルギーの両方の解決策が必要


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CO2を利用した海水淡水化に伴う廃水を収益化し、
水素、化学物質、鉱物を製造











海水淡水化の廃棄物から水素を回収するために水と電気分解を利用します。


このプロセスでは、通常は海洋に送られる鉱物が帯電した膜を介してイオン化し、 CO2と結合させることで 貴重な化学物質を得ることができます。


鉱物を有効利用した海水淡水化プラントは、人類がより多くの水を生産できることを意味するとともに、CO2を鉱物の化合物に結合させて製品化することで実用的な用途を見出すことができます。











石炭、石油、ガスなどから発生するCO2を利用して、水素、化学品、金属などを生産する海水淡水化



•        成功した水素実験は、CO2をグリーン製品に変換するためにスケールアップすることができます。


•         ９つの商業副産物を使った海水淡水化は、より低コストの水と水素の輸出を可能にします。


•         大規模なMWの石炭、石油、ガス発電所は、CO2ニュートラルになり、2050年の目標を達成するためにフルタイムで稼働することができます。


•         このプロセスは、海水淡水化の生産性を向上させ、副産物の販売により全体の水コストを揚水コストと同等までに下げるという付加価値をもたらします。


•        これらの副産物は、大気中への直接的な排出を軽減し、一部の形態ではガラス製造やセメントに使用される材料、炭素繊維、合成燃料やグリーンポリマーなどの耐久性のある製品を促進します。


•        空気分離装置を追加することで窒素を回収し、水素を使ってNH3としてアンモニアを製造し、さらに回収したCO2をNH3に加えて肥料用の尿素を製造することが可能になります。





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CO2 排出量を有益に削減
環境リーダーシップの発揮
貴重なミネラル分と純水を生成
低コストのマグネシウム採掘プロセス/生産
輸入代替の対象となる
生成された純水は、工業用/家庭用/環境用のフローに利用可能








【グリーンマグネシウム】



マグネシウム



  •   世界のマグネシウム金属供給量の 90% を中国が生産
  •   マグネシウムの世界的な需要の拡大
  •   強力な軽量金属として、特に自動車や航空宇宙の軽量化やCO２排出量の削減に貢献
  •   ハイテク防衛機器に使用
  •   しかし、中国のプロセスでは金属に加工する際にCO2が多い
  •   オーストラリアはマグネシウムの純輸入国でもある
  •   オーストラリアで生産された製品は、輸入代替品としてのメリットを受けることができる




マグネシウムの需要が増加している






※米国の自動車材料パートナーシップでは、自動車1台あたりのマグネシウム含有量が、

現在の5kgから2020年には160kgへと桁違いに増加する可能性があるとしています。





グリーンマグネシウムは海の採掘から得られる


 

  • 1立方キロメートルの海水には、100万トン以上のマグネシウムが含まれています。
  • マグネシウムは、アルミニウム合金や軽量バッテリー車に使用されています。
  • 金属水素化合物に含まれるマグネシウムが水素を貯蔵できます。
  • 自然の豊かさ
  • 低いコスト
  • リチウムの２倍のエネルギー密度

 

マグネシウム金属は、米国のレアアース依存の取り組みで戦略的材料としてターゲットにしており、米国/オーストラリアレアアース貿易協定に

記載されている材料でもあります。





グリーンマグネシウムのグローバルビジョン



  1. 国際市場のグリーンプロセスとなり得る米国戦略金属
  2. マグネシウムは海から採取した高純度のものを使用しており、高エネルギーの加工やCO2の使用を避けています
  3. すべてのCO2排出量は、海からのH2と一緒に再処理され、製品となります
  4. 先端材料科学が求める高純度鉱物／金属・エレクトロニクス
  5. NaCLの電気分解と沈殿からMGを回収します



【グリーン水素】



水と、水に含まれる鉱物が独自の方法で結合し、CO2を分離してグリーン水素を形成する



•アメリカで行われた海水の淡水化・電気分解を利用した水素実験では、新しい鉄・ニッケルの発泡金属触媒電極を使用することで反応が改善され、塩素の発生を防ぐことができました。IMTは、オーストラリアのビクトリア州にあるウォンサギー400メガリットルの海水淡水化プラントをモデルに、ラトローブバレーの石炭火力発電から出るCO2で年間480万トンのCO2を炭酸化できることを示しました。 


•太陽光発電所や風力発電機と水素電解装置を直接連結することで、送電による損失を回避し、電力網の混雑を最小限に抑えることができます。太陽光発電では直流電力を生産し、水素電解装置では直流電力を消費します。


•また、電気分解機をソーラーファームに直接接続することで、グリッドへの電力供給のためにインバータで直流から交流に変換する際の損失や、電気分解機への電力供給のために整流器で交流から直流に変換する際の追加損失を回避することができます。


•太陽光発電を利用した直接接合型の水素電気分解機は、風力発電などの交流電源を利用した送電網から供給される電気分解機と比較して、約10％の性能向上を実現しています。