水素は組成に炭素を含まない、クリーンな2次エネルギーとしての有効活用が期待されています。カーボンニュートラルを見据えた1次エネルギー産業では、太陽光発電や洋上風力発電など、自然エネルギーの有効活用が主軸とされますが、自然が相手である以上、天候や地域的な制約を受けやすく、需給バランスを安定的に満足させることは困難だと言われています。そこで、水素などの2次エネルギーに変換し、輸送・貯蔵することで、供給を補うことが検討されています。
水素は沸点が-253℃と非常に低いために液化が難しく、またタンクの脆化や漏れなど、輸送や貯蔵に技術的な課題をはらんでいます。そこで、水素から沸点が-33℃のアンモニアに変換することで、輸送性・貯蔵性を向上させることが検討されています。アンモニアもまた、水素と同様に、炭素を含まないクリーンな2次エネルギーとして期待されている物質です。
しかしカーボンニュートラルで利用される水素やアンモニアは、従来の炭化水素燃料とは、反応速度が異なる燃料で、燃焼時に様々な配慮をする必要があります。

メタン改質などによって生成した水素は、その製造過程においてCO₂が排出されます。これに対して太陽光発電や風力発電で得られる電気エネルギーを用いて生成した水素は、その製造過程においても炭素が一切含まれないため、最もクリーンな水素だと言えます。このような方法で生成された水素を「グリーン水素」と呼びます。
グリーン水素のねらいの一つは、電気エネルギーを化学エネルギーに変換して貯蔵・運搬することで、需給バランスの改善を図ることにあります。それには、電気エネルギーから効率的に水素を製造する技術が必要となり、このような水素生成工程の検証や製造装置の設計、運転条件の検討において、CAEの活用は不可欠です。

可燃性ガスである水素には、火災や爆発の危険がつきものです。したがって、輸送・貯蔵にあたって万一水素が漏洩した際の安全性の担保は、大変重要な課題です。
CAEを適用することによって、水素漏洩時に室内への滞留を防ぐための換気口の配置や水素爆轟による被害予測など、危険事象に対して適切な対策を検討することができます。

カーボンニュートラルで利用される水素やアンモニアは、従来の炭化水素燃料とは、反応速度が異なる燃料ため、燃焼時に様々な配慮が必要です。その一つに、適正な燃焼を安定して得るために、複数の燃料を用いた混焼があります。複数燃料を用いた混焼では、着火しやすい燃料の自着火反応解析、あるいは拡散燃焼解析、比較的燃焼が緩やかな燃料の予混合燃焼解析が利用され、これらの燃焼形態が時間的局所的に変化します。このように、複雑な燃焼反応を定性的にでも詳細に解析することは実験のみでは難しく、CAE技術を用いた複数燃料の混焼解析による評価・分析が求められます。

従来、アンモニア合成は、天然ガスから生成した水素と窒素を、高温・高圧の条件下で触媒反応によりアンモニアへ転換する方法で行われてきました。しかしこの方法では、天然ガスから水素を生成する過程で大量のCO2を排出するため、再生可能エネルギーによって生成したグリーン水素を活用してアンモニアを合成する手法が注目されています。再生可能エネルギーによって生成した水素は低温・低圧の状態にあるため、このような条件下でも効率的なアンモニアの合成を可能とする触媒の研究が進んでおり、エレクトライド、ルテニウムなどの材料が検討されています。

アンモニアは水素よりも沸点が高いため、液化による輸送性・貯蔵性は高まります。
燃料アンモニアの安定供給を実現するには輸送インフラの整備が不可欠で、そのインフラの一つに、浮体式のアンモニア貯蔵設備があります。これは風や波の影響を受けるため、荷重負荷条件下における挙動を評価しなければなりません。6自由度の剛体運動を考慮した3次元流体解析で、風や波を受けた際の浮体式設備の動きを計算することができます。