(57)【要約】【課題】電力源として未利用の再生可能エネルギーを、再生可能エネルギーの発生地域から遠隔地にある国内で有効に利用する再生可能エネルギー運搬利用システムを提供する。【解決手段】需要先と異なる遠隔地の再生可能エネルギーをその再生可能エネルギー発生地域での発電により電気エネルギーに変換する再生可能エネルギー発電手段１と、前記発電手段による電気エネルギーをその再生可能エネルギー発電地域において蓄電池に貯蔵する蓄電手段２と、電気エネルギーを運搬する電力運搬手段３と、蓄電池が貯蔵する電気エネルギーを取り出して電力系統へ受け入れる電力受入手段４または取り出して利用する電力利用手段５と、からなる再生可能エネルギー運搬利用システムであって、前記電力運搬手段３が、電気エネルギーを貯蔵した蓄電池を電力受入手段４または電力利用手段５に運搬することを特徴とする再生可能エネルギー運搬利用システムである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
需要先と異なる遠隔地の再生可能エネルギーをその再生可能エネルギー発生地域での発電により電気エネルギーに変換する再生可能エネルギー発電手段と、
前記発電手段による電気エネルギーをその再生可能エネルギー発電所もしくは再生可能エネルギー発電地域において蓄電池に貯蔵する蓄電手段と、
電気エネルギーを運搬する電力運搬手段と、
蓄電池が貯蔵する電気エネルギーを取り出して電力系統へ受け入れる、該電力系統に連系した電力受入手段とからなる再生可能エネルギー運搬利用システムであって、
前記電力運搬手段が、前記蓄電手段において再生可能エネルギー発電手段による電気エネルギーを貯蔵した蓄電池を、前記電力受入手段に運搬することを特徴とする再生可能エネルギー運搬利用システム。
【請求項２】
需要先と異なる遠隔地の再生可能エネルギーをその再生可能エネルギー発生地域での発電により電気エネルギーに変換する再生可能エネルギー発電手段と、
前記発電手段による電気エネルギーをその再生可能エネルギー発電所もしくは再生可能エネルギー発電地域において蓄電池に貯蔵する蓄電手段と、
電気エネルギーを運搬する電力運搬手段と、
蓄電池が貯蔵する電気エネルギーを需要先で取り出して利用する電力利用手段とからなる再生可能エネルギー運搬利用システムであって、
前記電力運搬手段が、前記蓄電手段において再生可能エネルギー発電手段による電気エネルギーを貯蔵した蓄電池を、前記電力利用手段に運搬することを特徴とする再生可能エネルギー運搬利用システム。
【請求項３】
前記再生可能エネルギーが、太陽光、風力、水力、波力、地熱、バイオマスのうち、少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項１または２に記載の再生可能エネルギー運搬利用システム。
【請求項４】
前記再生可能エネルギーが、未利用の再生可能エネルギーであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の再生可能エネルギー運搬利用システム。
【請求項５】
前記再生可能エネルギーがバイオマスであり、前記再生可能エネルギー発電手段が、集約型プランテーションで採取したバイオマスをその集約型プランテーション地域でのバイオマス発電により電気エネルギーに変換するバイオマス発電手段で、前記蓄電手段が、前記バイオマス発電手段による電気エネルギーをその集約型プランテーション地域において蓄電池に貯蔵する蓄電手段であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の再生可能エネルギー運搬利用システム。
【請求項６】
前記再生可能エネルギー発電手段と前記蓄電手段との間に、交流を直流に変換する交直変換手段を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の再生可能エネルギー運搬利用システム。
【請求項７】
前記蓄電手段と前記電力受入手段あるいは前記電力利用手段との間に、蓄電池の貯蔵する電気エネルギーを交流に変換する直交変換手段と、所定の電圧に昇圧する変圧手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の再生可能エネルギー運搬利用システム。
【請求項８】
バイオマス発電によって発生した二酸化炭素を、前記集約型プランテーション地域におけるバイオマス栽培に利用することを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載の再生可能エネルギー運搬利用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再生可能エネルギー発生地域において発電した電気エネルギーを、その再生可能エネルギー発生地域とは異なる遠隔地で利用するシステムに関する。より詳細には、遠隔地の自然エネルギー発電で得られる電気エネルギー、例えば集約型プランテーション地域でバイオマス発電した電気エネルギーをその集約型プランテーション地域と異なる遠隔地で利用するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、化石燃料資源の有効利用およびＣＯ２の排出抑制の観点から、再生可能エネルギーが積極的に活用されている。再生可能エネルギーとは、自然現象によって発生するエネルギーまたはエネルギー源のことであり、使用しても自然現象によって再生され繰り返して利用することが可能であることから、このように呼ばれている。再生可能エネルギーの例としては、自然界に存在する太陽光、風、水、波、地熱、バイオマスなどが挙げられる。これに対し、化石燃料資源などの再生不可能なエネルギーは、枯渇性エネルギーと呼ばれている。
【０００３】
上記の再生可能エネルギーの中でも、太陽光エネルギーおよび風力エネルギーは注目を集めており、これらの再生可能エネルギーは、太陽光を太陽電池で電気エネルギーに変換して発電する太陽光発電装置や、風力でブレードを回転させその回転力で発電機を回して発電する風力発電装置、あるいは風力発電装置と太陽光発電装置を組み合せたハイブリッド発電システムとして利用されている。そして、発電した電力を需要家内の負荷に供給するだけでなく、電力系統に接続し電力会社に売電することも行われている。このような再生可能エネルギーを利用して発電することにより、化石燃料資源の有効利用ならびにＣＯ２の排出量削減に貢献できる。
【０００４】
近年の環境保護に対する観点から、再生可能エネルギーの利用は今後加速度的に普及していくと考えられており、国家政策的にも再生可能エネルギーの利用促進が求められており、電力総供給量の２０％程度まで再生可能エネルギーに置き換えることが計画されている。電力系統は、電気事業者の原子力、火力、水力などの大容量発電機に接続されているが、太陽光発電装置や風力発電装置が一般家庭などに普及するにつれ、発電量が比較的小容量のこれらの発電装置にも接続されるようになってきている。
【０００５】
しかしながら、太陽光発電では夜間には発電できず、昼間でも気象条件により発電量が変動する。気象条件による発電量の変動は風力発電でも同様であり、太陽光や風力を利用する再生可能エネルギー発電においては、恒常的に一定量の電気エネルギーを得ることが困難である。そのため、例えば電力系統と接続する場合において、太陽光発電や風力発電を電源として電力供給システムに計画的に組み込むには、発電量確保の面で課題がある。また、地形や気象条件からは太陽光発電や風力発電に適した地域であったとしても、近隣に電力需要地がなく、太陽光や風力などの再生可能エネルギーを効果的に活用できないケースもある。
【０００６】
一方、再生可能エネルギーのうちバイオマスは、季節性があり、地域的に広く分散していることが多く（排出密度が薄い）、収集、運搬、保管といった管理にコストがかかるという問題点があるが、バイオマスそれぞれの特性に従い、液体燃料、固体燃料、メタンガス、熱分解ガス、電力などに変換されて利用されるほか、直接燃焼され暖房などに利用されている。表１に示すように、代表的なバイオマスは、通常５０％程度の水分を含んでいる。その高位発熱量は瀝青炭と褐炭の中間に位置するものが多い（非特許文献１参照）。
【非特許文献１】J.P.COOPER(ed.):Productivity  in  different  environments,  pp.621,Cambridge  Univ.Press）
【０００７】
【表１】
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【０００８】
バイオマスとしては、穀物や作物などから発生する農業残さ、間伐材、端材などの林業残さや牛や豚の糞尿などの畜産業残さ、あるいは下水処理などから発生する有機汚泥などが挙げられるが、バイオマスエネルギーとして捕えた場合、日本における産生量は多くない。例えば、表２に、農業残さ、バガスのエネルギーポテンシャルとしての資源量を示すように、世界に占める日本の割合は１％以下に過ぎず、石油に換算すると約２００万トン／年程度である。なお、表２において資源量として示されているエネルギーポテンシャルは、残さ発生量にエネルギー換算係数、利用可能率などを乗じて推算されたものである（非特許文献２参照）。
【非特許文献２】バイオマスハンドブック、ｐ５８、社団法人日本エネルギー学会編、平成１４年９月２０日発行
【０００９】
【表２】
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【００１０】
バイオマスエネルギーをＣＯ２削減のための化石燃料代替エネルギーとして位置づけ、積極的に導入していく場合、バイオマスを効率的に生産、収穫しながら、エネルギー変換プロセスを稼働させていくことが不可欠であり、そのためにはバイオマスエネルギーを得るための植物を大規模集約型プランテーションで栽培するか、あるいは油などを生産するために既に実施されている大規模集約型プランテーションから発生する残さを利用することが必要となる。こうした大規模集約型プランテーションには、広大な土地が必要であるため、バイオマス栽培地域は東南アジア、オセアニア、中南米、アフリカなどの海外が主流となっている。
【００１１】
したがって、日本においてバイオマスエネルギーを積極的に導入しようとする場合には、これらの地域より導入する必要が生じる。バイオマスエネルギーとして、バイオマスから醗酵によりエタノールや化学的にメタノールなどを合成し燃料とする方法が開発されている。
【００１２】
この中でも、バイオマスをガス化して発電する方法は、バイオマスの種類によらず適用でき、またバイオマス以外の原料などを必要としないため、バイオマスエネルギーを得る効率的な方法であるといえる。
【００１３】
上記の事情から、日本におけるバイオマスエネルギーの導入において、海外の集約型プランテーションで栽培された大量のバイオマスを、日本国内へ運搬し、日本国内においてバイオマス発電に利用することが考えられる。この場合には、バイオマスを木材チップなどの固形燃料に加工して輸入することとなるが、木材チップなどの固形燃料は嵩高であるためエネルギー密度が低い。したがって、バイオマス資源の豊かな海外から木材チップなどを国内に輸入し、輸入したバイオマスを電力エネルギー源として利用しようとしても、運搬に費やすエネルギーが大き過ぎるため、結果的にＣＯ２削減に至らないという問題がある。
【００１４】
特許文献１では、風力発電所、ミニ水力発電所、太陽光発電所、ゴミ発電所、バイオマス発電所などで発電した再生可能エネルギーを、電気自動車などの蓄電池から電気エネルギーを取り出して移動する移動体の蓄電池に充電する。これにより、再生可能エネルギー発電所を電力系統に接続することなく発電した電力を利用することができるので、電力の品質の向上や既存の電力系統に及ぼす影響を考慮することなく、再生可能エネルギーの利用を促進できることが記載されている。
【００１５】
特許文献２では、風力発電所、水力発電所、太陽光発電所、地熱発電所、バイオマス発電所などで発電した再生可能エネルギーを、特定地域の電力供給網において供給する場合に、遠隔地にエネルギーを送る場合に蓄電池を用いたエネルギーの貯蔵では限界があることに鑑みて、不飽和炭化水素に水素を付加した有機ハイドライドの形態でエネルギーの貯蔵および運搬を行う。これにより、特定地域の電力供給網において、エネルギーを効率的に利用できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００８−１３１８４１号公報
【特許文献２】特開２００７−１２９８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、特許文献１および２の方法は、いずれも再生可能エネルギー発電により得られた電気エネルギーを有効に利用する方法を提案するものであり、再生可能エネルギーを大量かつ効率的に調達する方法について開示するものではない。
【００１８】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、電力需要先から遠隔地に位置する地域の再生可能エネルギーを、電気エネルギーとして需要先で利用することが可能な再生エネルギー運搬利用システムを提供することにある。とりわけ、海外の集約型プランテーションなどで栽培された大量のバイオマスを、再生可能エネルギーとして国内で有効に利用することが可能な再生可能エネルギー運搬利用システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するため、本発明の再生可能エネルギー運搬利用システムは、
需要先と異なる遠隔地の再生可能エネルギーをその再生可能エネルギー発生地域での発電により電気エネルギーに変換する再生可能エネルギー発電手段と、
前記発電手段による電気エネルギーをその再生可能エネルギー発電所もしくは再生可能エネルギー発電地域において蓄電池に貯蔵する蓄電手段と、
電気エネルギーを運搬する電力運搬手段と、
蓄電池が貯蔵する電気エネルギーを取り出して電力系統へ受け入れる、該電力系統に連系した電力受入手段とからなる再生可能エネルギー運搬利用システムであって、
前記電力運搬手段が、前記蓄電手段において再生可能エネルギー発電手段による電気エネルギーを貯蔵した蓄電池を、前記電力受入手段に運搬することを特徴とする。
【００２０】
これにより、電力系統を介して運搬した電気エネルギーを需要先に供給することができる。
【００２１】
また、本発明の再生可能エネルギー運搬利用システムは、
需要先と異なる遠隔地の再生可能エネルギーをその再生可能エネルギー発生地域での発電により電気エネルギーに変換する再生可能エネルギー発電手段と、
前記発電手段による電気エネルギーをその再生可能エネルギー発電所もしくは再生可能エネルギー発電地域において蓄電池に貯蔵する蓄電手段と、
電気エネルギーを運搬する電力運搬手段と、
蓄電池が貯蔵する電気エネルギーを需要先で取り出して利用する電力利用手段とからなる再生可能エネルギー運搬利用システムであって、
前記電力運搬手段が、前記蓄電手段において再生可能エネルギー発電手段による電気エネルギーを貯蔵した蓄電池を、前記電力利用手段に運搬することを特徴とする。
【００２２】
これにより、運搬した電気エネルギーを直接需要先にて利用することができる。
【００２３】
本発明において、前記再生可能エネルギーは特に限定されず、太陽光、風力、水力、波力、地熱、バイオマスなどが挙げられ、これらの再生可能エネルギーは公知の発電技術により電気エネルギーに変換することができる。なかでもバイオマスが好ましい。バイオマスの場合も太陽光や風力と同様、気象条件による影響を受けて収穫量は変動するが、例えば搾油植物の搾油残さやサトウキビ、トウモロコシなどの収穫時残余などのように、物質として貯蔵することができ、発電量を計画的に制御し管理することが可能となるためである。
【００２４】
したがって、前記再生可能エネルギーがバイオマスであり、前記再生可能エネルギー発電手段が、集約型プランテーションで採取したバイオマスをその集約型プランテーション地域でのバイオマス発電により電気エネルギーに変換するバイオマス発電手段で、前記蓄電手段が、前記バイオマス発電手段による電気エネルギーをその集約型プランテーション地域において蓄電池に貯蔵する蓄電手段であることが好ましい。
【００２５】
前記再生可能エネルギー発電手段と前記蓄電手段との間に、交流を直流に変換する交直変換手段を有することにより、蓄電が容易となる。
【００２６】
電気エネルギーを貯蔵する蓄電池は特に限定されず、種々の蓄電池に貯蔵して運搬される。例えば、リチウムイオン二次電池の場合、蓄電量の増加あるいは蓄電池の軽量化により、重量または体積当たりのエネルギー密度の大幅な増加が今後更に見込まれており、その際には、蓄電池の運搬で消費するエネルギーを勘案しても、国内の需要先で利用できる電気エネルギーの方が更に大きくなる。
【００２７】
前記蓄電手段と前記電力受入手段との間に、蓄電池の貯蔵する電気エネルギーを交流に変換する直交変換手段と、所定の電圧に昇圧する変圧手段を有していてもよい。これにより、電力系統への電力供給が安定化するとともに、交流の送配電網を介して多数の需要先へ電力を供給することが可能となる。
【００２８】
本発明の再生可能エネルギー運搬利用システムにおいて、再生可能エネルギーがバイオマスの場合、バイオマス発電は、バイオマスをガス化して得られるガスを用いて熱機関で発電する発電方式が好ましく、熱機関としてスターリングエンジンを用い、バイオマスを燃焼させて生成した高温燃焼ガスを前記スターリングエンジンに導入して発電することができる。これにより、効率のよいバイオマス発電を実施することができる。
【００２９】
前記バイオマス発電によって発生した二酸化炭素は、海外の集約型プランテーション地域において栽培するバイオマスに吸収させることが可能なので、遠く離れた電力需要地にて発電する場合と異なり、バイオマス発電にともなうＣＯ２を有効に利用することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の再生可能エネルギー運搬利用システムによれば、遠隔地の再生可能エネルギー発電所で発電した電気エネルギーを輸送して国内の需要先で利用することが可能となる。また、需要先と異なる遠隔地の再生可能エネルギーを利用するので、近隣に電力需要地がない場所で発電した未利用の再生可能エネルギーを活用することができる。
【００３１】
即ち、本発明によれば、蓄電池が貯蔵する電気エネルギーを取り出して電力系統へ受け入れる電力受入手段が存在すれば、電力需要地に近い既存の送電設備を利用できるので、設備付加が最小限で済み、既に電力受入手段が設置されている場合はそれを利用することもできる。また、蓄電池が貯蔵する電気エネルギーを需要先で取り出して利用する電力利用手段が存在すれば、電力系統を介すること無く、運搬した電力エネルギーを直接需要先で利用することができる。
【００３２】
特に、海外の集約型プランテーションなどで栽培された大量のバイオマスを、再生可能エネルギーとして遠隔地にある国内で有効に利用することが可能となる。しかも、バイオマス発電であるため、発電により新たなＣＯ２を発生することがない。
【００３３】
そのため、大需要が見込めるといった従来の前提条件に捕らわれることなく、高エネルギー密度が見込まれる地域を発電場所として選定し、そこでの発電で得られる電気エネルギーを蓄電池に貯蔵すればよいので、未利用の太陽光や風力を有効に活用することが可能となる。とりわけ、バイオマスは嵩高く運搬効率が低いため、バイオマスそのものを運搬する場合に比べて、地域当たりのエネルギー密度を高めることができ、バイオマス栽培地域から遠隔地にある国内の需要先で利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の再生可能エネルギー運搬利用システムの概略構成を示す模式図である。
【図２】請求項１の再生可能エネルギー運搬利用システムを示すブロック図である。
【図３】請求項２の再生可能エネルギー運搬利用システムを示すブロック図である。
【図４】バイオマス発電による電気エネルギーを蓄電池に貯蔵する蓄電手段を示す図である。
【図５】電力受入手段に運搬された蓄電池に貯蔵された電気エネルギーを電力系統に給電する場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明は、需要先と異なる遠隔地の再生可能エネルギーを電力に変換して蓄電池に蓄電し、遠隔地の需要先において電力系統を介して電気エネルギーとして利用できるようにするものである。需要先と異なる遠隔地にある集約型プランテーションのバイオマスエネルギーであっても、需要先において、需要先で発電する電気エネルギーの代わりとして利用することもできる。
【００３６】
図１に再生可能エネルギーとしてバイオマスの例を示す。図１にて具体的に説明するように、集約型プランテーションで採取した大量のバイオマスを、その集約型プランテーション地域での再生可能エネルギー発電手段（バイオマス発電）１により電気エネルギーに変換し、変換した電気エネルギーを、集約型プランテーション地域において蓄電手段２により蓄電池に貯蔵する。集約型プランテーション地域としては、東南アジア、オセアニア、中南米、アフリカなどが考えられる。そして、電気エネルギーを貯蔵した蓄電池を、運搬手段３を介してそれらの地域から遠隔地にある、電力系統に連系した電力受入手段４または電力利用手段５に運搬し、該電力受入手段４または電力利用手段５を介して需要先へ給電する。図２は、請求項１の再生可能エネルギー運搬利用システムを示すブロック図である。図３は、請求項２の再生可能エネルギー運搬利用システムを示すブロック図である。
【００３７】
集約型プランテーション地域において、バイオマス発電用に栽培されるバイオマスとしては、農業生産物や林業生産物などの植物資源である、ササ、タケなどの木質系バイオマス、稲、麦、トウモロコシ、ソルガムなどの草本系バイオマス、ジャガイモ、サツマイモ、トウモロコシ、小麦、大麦、キャッサバ、サゴヤシ、サトウキビ、テンサイなどのデンプン・糖生産型植物、アブラヤシ、アブラナ、大豆、ヒマワリなどの油生産型植物が対象となる。
【００３８】
なかでも、米、麦、トウモロコシなどの穀物残さ、キャッサバ、イモ類などの根茎作物残さ、サトウキビ残さで製糖の初期工程で大量に発生するバガス（繊維質の残さ）、パームヤシなどの搾油残さなどが好適である。これらのバイオマスは、集約型プランテーションで今後発電に利用されることが期待できるものである。
【００３９】
バイオマス発電手段による電気エネルギーへの転換技術は、公知の技術であってよい。例えば下記（１）から（４）の技術などがあげられる。
【００４０】
（１）特開昭６３−１２０８２４号公報（「バイオマス燃料ガス化発電方法」）には、バイオマスに蒸気と空気からなるガス化剤を作用させてガス化し、この生成ガスを燃焼させた燃焼ガスにより膨張タービンを駆動して発電するとともに、この膨張タービンの排ガスにより高温水蒸気と高温空気を生成して前記ガス化剤とすることが開示されている。
【００４１】
（２）特開平１１−２９４１８７号公報（「バイオマスガス化発電プラント」）には、バイオマスをガス化し、このガスを燃焼させ、ガスタービンを駆動し発電するバイオマスガス化発電プラントにおいて、燃料となるバイオマス中に含まれる水分を回収しガスタービン圧縮機に供給することにより発電効率を向上させる方法が開示されている。
【００４２】
（３）特開昭６３−２１０１８８号公報（「バイオマス等の固体燃料のガス化方法」）には、バイオマス等の固体燃料を原料とし、これにガスタービン排ガスをガス化剤として作用させることにより前記原料をガス化し、ガス焚きボイラーに送る方法が開示されている。
【００４３】
（４）特開２００４−７６９６８号公報（「バイオマスを燃料とする燃焼方法および同燃焼システム、並びに発電方法および同発電システム」）には、バイオマスを燃料として燃焼させる燃焼方法において、バイオマスを、４５０℃〜７５０℃（好ましくは５００℃〜７００℃）の温度範囲でガス化し、タール成分を含む生成ガスを、集塵処理（好ましくは乾式集塵処理）を施して、そのままの温度・圧力状態で燃焼させて高温燃焼ガスを発生させる方法が開示されている。
【００４４】
バイオマスをガス化して得られるガスを用いて熱機関で発電する発電手段においては、熱機関としてガスタービンまたはスターリングエンジンを用い、バイオマスを燃焼させて生成した高温燃焼ガスをガスタービンまたはスターリングエンジンに導入して発電する、ガス化発電方式が好適に用いられる。スターリングエンジンは外燃機関で、ガスエンジンなどの内燃機関と異なり、ガスは燃焼室で連続燃焼させるため、ガスタービンを用いる場合と同様、生成ガス中のタール成分を除去せずそのまま燃焼させることができる。さらに、スターリングエンジンの場合には生成ガス中のダストを除去しなくてもよいか、あるいは除去するとしても排出ガスの環境要求水準まで除去すればよいので、集塵装置を省略し、構造の簡素化を図れるという利点がある。
【００４５】
そして、バイオマスを水蒸気ガス化する場合には、必要な水蒸気を、前記スターリングエンジンにおいては、排ガスに含まれる水蒸気により供給することができるので、蒸発の潜熱に相当する熱エネルギーが不要となり、熱効率が向上する。
【００４６】
図４は、バイオマス発電手段による電気エネルギーを蓄電池に貯蔵する蓄電手段を示す図である。図４に示すように、スターリングエンジン１１は、それによって駆動される発電機１２と直結され、この発電機１２によって電力を発生することができる。スターリングエンジン１１に直結された発電機１２には、発電機から出力される交流電流から電圧の異なる直流電流に変換する交流−直流変換手段（交直変換手段）１３が備えられ、変換された直流電流が蓄電池１６に貯蔵される。交流−直流変換手段１３には、インバータと保護装置とで構成されるパワーコンディショナーを用いることができる。
【００４７】
スターリングエンジンは熱源を選ばず、温度差があれば運転できるという特徴を持つことから、種々雑多なバイオマスを種類やロットの違いなどにこだわらず利用出来るという点で、バイオマス熱源の有効活用に適している。発電機１２における発電量は、スターリングエンジンの回転速度を調整することで制御可能である。バイオマスは水分含量が多く、種類によって水分含量が異なるなどの事情から、バイオマスの熱源は必ずしも温度が一定とは限らず、温度が変動するとスターリングエンジンの出力に影響し、スターリングエンジンの出力変動幅が大きくなると、スターリングエンジンの最適な効率での運転を実現できなくなる。そのため、スターリングエンジン１１の出力を調整するスターリングエンジン制御装置が備えられていてもよい。例えばスターリングエンジンの出力を検出し、検出した出力に応じて負荷を変動させ、負荷制御手段からの信号によって負荷の切り換えを行い、スターリングエンジンの出力が設定値より大きくなると負荷を大きくし、スターリングエンジンの出力が設定値より小さくなると負荷を小さくする制御装置などを用いることができる。
【００４８】
交流−直流変換手段１３の出力側には、直流電流ライン１９によって、負荷１４と蓄電負荷とを切換える切換手段１５が接続されている。負荷１４は、例えば原動機やポンプなどの電気機器である。切換手段１５は、複数の切換スイッチを備え、蓄電池１６への充電の切り換えを行う。蓄電池１６には蓄電状態を判定する手段を設け、蓄電池１６の充電状態を判定する。また、蓄電制御装置１７は、蓄電状態を判定する手段からの信号によって蓄電負荷切換装置１５のスイッチングを制御する。蓄電状態を判定する手段によって充電完了が検出された蓄電池１６は、蓄電制御装置１７からの信号によってスイッチがオフされて充電が停止する。
【００４９】
蓄電池は特に限定されないが、繰り返し充放電することが可能な二次電池であって、サイクル特性に優れるものが望ましい。蓄電池は、体積当たりに貯蔵できるエネルギー密度が高ければ高いほど好ましい。蓄電池の体積当たりのエネルギー密度が、木材チップの体積当たりのエネルギー密度を超えることにより、木材チップを輸入し国内で燃焼させるよりも、エネルギー的に有利となるからである。蓄電池のなかでも、放電容量の大幅な増加が期待でき、比較的軽量で運搬に費やすエネルギーを低減できる二次電池が好適である。
【００５０】
集約型プランテーション地域において電気エネルギーを貯蔵した蓄電池１６は、集約型プランテーション地域から遠隔地にある、例えば国内の電力受入手段４に運搬される。運搬手段は、集約型プランテーション地域が需要先から離れた海外であることを想定すると、船舶による運搬手段が主流となる。必要に応じて、陸上運搬手段が併用される。電力受入手段４は、船舶による運搬手段が主流であることを考慮すると港湾近くに存在することが好ましい。
【００５１】
電力受入手段４としては、新規あるいは既存の給電所や配電所などの設備や施設を電力受入手段として利用することができ、これにより電力系統に連系することができる。
【００５２】
また、電力系統と連系した電力受入手段４を介さずに、電力利用手段５により蓄電池から電力を取り出して需要先で直接利用することも可能である。電力利用手段５としては、需要先の工場などに設置された直交変換器や変電所などが挙げられる。例えば、需要先が電力の大口需要先であり、電力系統に連系した電力受入手段４を介するのが、必ずしも効率的でない場合には、前記蓄電池１６を直接需要先の電力利用手段５に運搬し、各需要先で必要に応じて直交変換あるいは変圧して、需要先の配電網を介して使用することもできる。
【００５３】
したがって、蓄電池の運搬先の電力受入手段４あるいは電力利用手段５の設置地域は、図１に示す日本国内の他、日本と同様に送電網が完備している韓国、中国沿岸部、ロシア都市部、欧州先進国なども考えられる。
【００５４】
図５は、電力受入手段４に運搬された蓄電池に貯蔵された電気エネルギーを、電力系統に給電する場合を示す図である。電力受入手段４において、蓄電池１６に貯蔵された電気エネルギーを系統電源２１に放電し、電力系統２２などの送電網を介して需要先に給電する。交流の送電網を介する場合は、直流−交流変換器（直交変換器）２０を介して、蓄電池と送電網とを接続してもよい。さらに、所定の電圧に昇圧する変圧器（図示せず）を介してもよい。日本では送電網は一般的に交流であり、電圧条件を調節した交流電力であれば安定的に送電網とも接続できる。
【００５５】
また、上記の場合においては、集約型プランテーション地域から運搬された蓄電池１６は一旦電力受入手段４に搬入した後、電力受入手段４から各需要先に配送し、各需要先は使用した蓄電池１６を電力受入手段４に返送することにより、電力受入手段４で蓄電池を一括管理することもできる。
【００５６】
電力受入手段４では、例えば、数週間程度の単位で、その期間での集約型プランテーション地域におけるバイオマス発電能力および蓄電能力に関する情報や電力受入手段で保管する蓄電池の数量あるいは需要先における電力の需要予測などに基づき、集約型プランテーション地域の発電および蓄電計画ならびに需要先への送電計画を作成するとともに、電力系統における火力発電所などの既存の電力源での発電電力の調整を実施する。
【００５７】
これにより、日本国内の都市圏の交流負荷系統などのように、電力の融通を必要とする地域では、新たな発電所を都市圏近郊に建設する必要はなくなり、環境保全にも大いに貢献するとともに、ＣＯ２の排出量の削減を図ることができる。
【００５８】
集約型プランテーション地域において、バイオマス発電によって発生した二酸化炭素は、集約型プランテーション地域におけるバイオマス栽培に利用してもよく、バイオマス発電により発生したＣＯ２をバイオマス栽培に用いることで、カーボンニュートラルを達成できる。バイオマス発電によって発生した二酸化炭素のバイオマス栽培への利用法は、公知の方法を利用すればよい。
【００５９】
発電所排ガス中のＣＯ２を利用する例として、例えば、発電時の排ガスをＣＯ２ボイラーに送り、当該ボイラーで天然ガスとともに再度燃焼に利用した後、濃度の高まったＣＯ２を冷却してパイプでハウス栽培農家に送る例や、発電所排ガスをパイプでプレタンクに送り培養液と撹拌した後、微細藻培養システムに導入する例などが知られており、こうした方法を応用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明によれば、再生可能エネルギーにより発電した電力を蓄電池に蓄電して、遠隔地の需要先に運搬することで、未利用の再生可能エネルギーの活用を図ることができ、化石燃料に依存しない電力の確保に貢献することが可能となる。特に、本発明によれば、発熱量は瀝青炭より劣っているが、集約型プランテーションによる栽培が可能なバイオマス（再生可能エネルギー）を、物流条件に見合った蓄電池運搬により遠隔地に運搬することで、エネルギー利用の問題と、ＣＯ２排出量の問題の解決に貢献することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１    再生可能エネルギー発電手段
２    蓄電手段
３    運搬手段
４    電力受入手段
５    電力利用手段
１０  バイオマス燃焼ガス
１１  スターリングエンジン
１２  発電機
１３  交直変換器
１４  負荷
１５  蓄電負荷切換装置
１６  蓄電池
１７  蓄電制御装置
２０  直交変換器
２１  系統電源
２２  電力系統
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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