2022. 9.8 近未来モビリティ研究会活動

蓄電の方法・プロセスについて

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伊藤

自然由来の電力（ソーラーセルや風力発電など）を有効に活用するには、安価・安全な蓄電が望まれる。

パワーグリッド
名称

実施もしくは研究母体

内容

私見日産自動車他

EVバッテリーを緊急電源として使用

パワーグリッ
ドにつながることが普及の鍵か？

三菱自工他

同上

パワーグリッド（電力系統）での、将来も含めた蓄電方法があるかを考えるため、蓄電方法を調査・整理した。

パワーグリッド

各電力会社

パワーグリッドなどに於ける蓄電の目的・役割

マイクログリッド

各電力会社・島嶼部

蓄電の目的・役割（電力中研 池谷氏の記事からの抜粋)① 系統電力の安定化
自然エネルギー由来の電気の変動吸収 短期では大出力。長期では大容量を要求。
② 需要供給の時間的シフト
自然エネルギー由来の発電と需要時間のずれを調整。
③ 調整火力の補助火力発電の出力制御により系統が安定化するときに、起動時間を補う。
④ 送電容量不足対策
自然エネルギー由来の電気で需要地までの送電容量が不足する時の、送電容量の平滑化。
⑤ 負荷平準化
発電機の利用効率向上のための、負荷の少ない時時間帯に電力貯蔵。
⑥ バックアップ電源

地域でのグリッド

バーチャルグリッド 岐阜大学/ニチコン

実証につなが外出先でも蓄電/ることを期待電源として利用する。

パワーグリッドを維持するには安価、高信頼性、安全な蓄電技術が不可欠。
EVバッテリーを活用を普及するには、系統電力とつながることが必要と考える。
。

1.
• エネルギの蓄積法として、下記のように異なる方法に区分できる。

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化学エネルギーによる蓄電製造メー
使用会社 電池の方式
カー
ニチコン、パナソニック、 東北電力 リチウムイオン
シャープ

補足

私見• これらをそれぞれ紹介する。
現状の主流
1. 化学エネルギーによる蓄電負極(マイナス極)にナトリウム(Na)、
2. 水素の活用/アンモニアの活用
正極(プラス 極)に硫黄(S)、両電極
3. 熱エネルギーに変換し蓄電するもの
NAS(ナトリウム日本ガイシ 九州電力
を隔てる電解質にファインセラミック 実用化済み硫黄）
4. 機械エネルギーに変換に変換するるもの
スを用い て、硫黄とナトリウムイオンの化学反応で充放電
住友電工•

これからの蓄電の方法は安全、信頼性、安価が選択の判断基準になるのではないか。
• 充放電効率は、揚水発電を基準にすると70%が目安になる（電力中研 池谷氏の記事から）• 固体電池が有望だが、どの方式が選択されるのか、未だ明確になっていない。
各社

北海道
電力

レドックス・フイオンの酸化還元反応を溶液のポローREDOX＝ンプ循環によって進行させて、充電 実用化済み
酸化還元反と放電を行う
応）
硫化物系
酸化物系
どれが本命か
固体電池
未知
高分子系
有機電解液
主要材料を樹脂に置き換え、バイプラスティックポーラ型構造を採用している全く新 安全性は高い
電池
しいリチウムイオン電池(APB社）
空気電池

聖刻に空気より酸素を取り込む素材を用い、負極には金属を使用これから実用化。別表参照

1.

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化学エネルギーによる蓄電

空気電池による蓄電
会社名

概要

構造
正極に空気中の酸素。
負極に水素吸蔵合金特徴

実用化時期（日経新聞記事より）電解質にアルカリ水溶液用
2023年にサンプルいるため安全FDK（日本）

水素空気電池。

Cponexx(日本）

鉄空気電池と燃料電池を固体酸化物燃料電池と リチウムイオン電池の数倍組み合わせ。
2025年に販売開始
鉄空気電池を融合。のエネルギー密度
商標Shuttel Battery

Form Energy(USA）

鉄空気電池

電解液に水ベースのもの
3Mwacre=3Mw/4047m2を使用

亜鉛空気電池を開発。

＄25〜35/1kWh リチウムイ
亜鉛と空気を燃料。発生オンバッテリーの1/7鉛酸に 2022年に蓄電設備を建設した後のZn Oは再生。
比べ1/3

Aza Battery(Belgium) 亜鉛空気電池を開発。

＄25〜35/1kWh リチウムイ
2023年に試験生産。2026
オンバッテリーの1/7鉛酸に年に量産開始
比べ1/3

Zinc 8(Canada)

亜鉛と空気を燃料。

空気電池の中でも色々な方法があり、どの方式が主流となるのかは不透明。
ただし実用化の時期は早い。

2023年に実証実験

2.
母体

3.

アンモニアの活用
名称

運用方法

利用方法

説明

私見

253度まで冷却すると 水素で使う。水
低温・高圧がエネルギー
低温 高圧
川崎重工 高温・高圧で運用液化して体積が約 素スタンドも同を使用するため負担か？
で運搬800分の1様の保存法。
アンモニアから水素
東工大 アンモニアに変換
水素で使うを抽出
アンモイニア製造（ハーバーボッ 水素に頼らずにアンモニ
東大
空気、水からアンアンモニアで発電
シュ法に頼らなアを製造。使用エネル
モニアを製造い）
ギーが低い。
アンモニアで発電アンモニアを気化し （アンモニアで発タービンを回し、発電 電）アンモニアを混焼し燃焼CO2が発生しない。

アンモニアで燃料電池

このようなものあるとは知らなかった。今後に期待。

水素を電気分解し、千代田化
メチルシクロ同一のシステム内吸工SPERA 水素をメチルシク ヘキサン着した水素を分離（ガ水素
ロヘキサンに吸着 (MCH)で運ススタンドで可能）
Eneos他搬（Eneos)）

水の電解とMCHの製造を一度に行うことは合理的。
水素輸送の本命か？

京大・ノリタ アンモニアで燃料ケ他
電池

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電気の変換

事業主体

蓄熱・熱に変換

火山岩に蓄熱
熱から沸点のコストは安
Siemens 低いアンモニア 左記の方法
い。地熱実証中GAMESA などを気化しにより発電の利用もタービンを回し可能
発電

方法

使用の方法

説明

私見

下記のいず
燃料電池
れかの方法

トヨタ

•

熱エネルギーに変換。

この中で、水素からアンモニアを製造し、活用するということが提案されているが、水と空気から作るアンモニアの方が、合理的である。
運搬についてはMCH（メイルシクロヘキサン）に転換して運ぶ方法がスマート？

地熱活用との組み合わせる（発電系統を共有するなど）と、興味深い。

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4. 機械エネルギーに変換
区分

方法

位置エネ
ルギーを 揚水発電
使用

位置エネル
ギーに変換

母体

関西電力

揚水発電

スイス エネジーボールト 重力蓄電社

フライホイール
フライホ早稲田大学の回転エネル
イール
NEDO 等
ギーに蓄電

蓄圧利用の方法

フライホイールに機械エネルギーで蓄電し慣性エネル
ギーを電気に変換

具体的な利用の方法

私見

すでに技術は確率されている。
•
電力で揚水し、日本には、適し•
再度、ダムで発た地形が少ない。
電する。
アメリカのものは大きい。

位置エネルギー、慣性エネルギー、蓄圧など方法は様々。
広大な土地が必要になるものは日本には不適。
安全性・信頼性が高く、立地が容易などが選択の基準。

電力で重水を高所に持ち上げ下 スイス・北米で降するエネル 実証中
ギーで発電エネルギー密度を高くするには大径化が必要か？

保存したエネル
液体空気エネ 住友重機械 ギーをエネルギー
高圧空気で発電 実証中
ルギー貯蔵
LAES（呼称） を気化させた高圧空気で発電（かってパリで使用・現在は高圧空気保存行われていない）•結論• 現状は数多くのアプローチがあり、どの方式が良いのかは、見定めできない。
• 選択の基準は、安全性・信頼性・充放電効率が高いこと、価格が安いこと、立地が容易なことなどポイントとなるのでは無いか。

以上