◇蓄電池が開く道
再生可能エネルギーである風力、太陽光発電の普及に大きな障害だったのが、「天候頼みで発電が不安定になる」という点だった。しかし大容量の「蓄電池」と組み合わせることで、弱点が克服されつつある。電気を蓄え、必要に応じて放出できるようになり、「安定電源」への道が開けてきた。【江口一】
◆立役者は「NAS」
「風力発電の技術的な弱点はなくなった」。電力の問題に詳しい早稲田大の横山隆一教授はこう断言する。その立役者になったのが「NAS(ナトリウム・硫黄)電池」という蓄電池だ。
NAS電池は、硫黄を正極(+)に、ナトリウムを負極(-)に使った電池。東京電力と日本ガイシ(名古屋市)が実用化に成功し、02年から販売している。直径約9センチ、長さ約60センチの電池を約300本集めて一つの蓄電池にする。その容量は約360キロワット時、出力は約50キロワットで、用途によっては蓄電池を多数つなげてパッケージ化する。
東電蓄電設備ソリューショングループの田中晃司マネジャーによると、NAS電池は(1)材料がナトリウムと硫黄で入手しやすい(2)大きさ(設置面積)が従来の鉛蓄電池の3分の1(3)自然に放電されることが少なく長寿命--などの利点がある。風力発電に組み合わせる蓄電池は、なるべくコンパクトで大容量の蓄電ができ、維持・点検が容易なことなどが求められるが、NAS電池は鉛など他の方式の蓄電池に比べ、これらの点で画期的だった。
実はNAS電池開発の歴史は古い。1960年代に米フォード社が、自動車用バッテリーとして開発を始めた。国内でも新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)や電力各社が研究してきたが、実用化の決め手は、日本ガイシが持つセラミックの技術だった。電池内部でナトリウムと硫黄を分離する特殊な管はセラミックで造るが、決められた寸法に焼き上げるのに高度な技術が必要で、同社がこの関門を克服した。
◆秒単位の変動を調整
蓄電池と組み合わせることで、太陽光・風力発電がどう生かされるのか。
太陽光・風力発電の弱点は、秒単位で発電量が変動する不安定性にあった。この「ふらついた電気」が大量に送電網に入ると、送電システム全体が不安定になる恐れがあり、電力会社の懸念材料になっていた。
しかし蓄電池を用いれば、太陽光・風力発電の発電量が大きければ電気を蓄え、小さければ放出するという動作を瞬時に切り替えられる。つまり通常の発電設備と同様に安定した電力になることが、NEDOによる実証試験などで証明されている。
安定電源になれば、こんな効果も期待できる。電力会社は、電力需要の多い昼間に火力発電所を稼働させ、発電量を増やしている。蓄電池と組み合わせた太陽光・風力発電ならば、発電量がその時の需要を超えていれば余剰分を蓄積し、少なければ電気を放出することが可能になる。蓄電池が需要と供給の調整役となり、その結果として火力発電所などにかかる負担を減らすことができる。
こうした形での普及をにらみつつ、東電はこれまでに大型店舗など90カ所に、災害時の電源用などの目的でNAS電池を設置した。日本風力開発は5月、青森県六ケ所村で、NAS電池を併設した風力発電所(出力約5万キロワット)の試験運転を始める。
◆家庭用としても期待
蓄電池には家庭用電源の担い手としても、期待が大きい。
「理論上は、蓄電池と組み合わせた太陽光発電だけで、家庭の電力消費をまかなえる」。電池メーカー、ジーエス・ユアサパワーサプライ(京都市)の山口雅英・電源システム生産本部開発部長はこう話す。
同社はリチウムイオン電池を大容量化した蓄電池を開発。試算では、出力5キロワットの家庭用太陽光発電と蓄電池を併用すれば、夏季には発電量と家庭の消費電力がほぼ同じにできるという。さらに大型の太陽電池で夏季に十分な電気を蓄えれば、年間の消費電力すべてを太陽光でまかなえる可能性があるという。
ただ問題となるのは、そのコストだ。同社によると、家庭用の蓄電池設置には安価な鉛電池でも約150万~200万円かかり、現状では省エネ効果で設備投資分を回収することはできないという。山口部長は「大量生産で値段が半分になれば、実用化も視野に入る」という。
NAS電池の普及もその価格(電力1キロワット当たり25万円以上)がネックになっており、横山教授も「これからの再生可能エネルギーは、蓄電池を併用したシステムが前提になるが、あとは社会によるコスト負担のあり方が課題になりそうだ」と指摘する。
毎日新聞 2008年4月28日 東京朝刊
追申
家庭用太陽光発電システムが普及してきたことは知っていたが、風力システムと合わせて、ここまで進んできたとは思わなかった。特に蓄電システムがすばらしい。NAS電池の普及を期待する。
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