利用空氣和重力來儲存太陽能及風能等可再生能源的新一代技術離實用化越來越近。日本住友重機械工業出資的英國初創企業將於2024年內使首座儲能設施投入使用，該設施將利用可再生能源把空氣變成液態，發電時再將其變回氣態帶動渦輪機工作。設備壽命長，費用最多可比蓄電池縮減6成。隨著儲能選項的增加，或將促進脫碳社會的實現。

 

       可再生能源大多容易受到天氣和自然條件的影響。要大量引入可再生能源，供求要達到平衡，要實現這一點，儲能技術不可或缺。目前主要使用鋰離子電池等蓄電池來儲能，但其壽命只有10年，長期來看成本較高。

 

       在儲能領域，備受關注的企業是住友重機于2020年出資4600萬美元的英國初創企業Highview Enterprises。該公司擁有的技術是，利用可再生能源産生的剩餘電力將空氣壓縮至20個大氣壓，冷卻到攝氏零下160度以下，使其變成液態，發電時再對液態空氣進行加熱使其膨脹，由此帶動渦輪機工作。

 

       該公司將於2024年內在英國建設商用設施。儲能規模達到30萬千瓦時，相當於日本70個家庭一年的用電量。建設費用約合150億日元，雖然比同等規模的鋰電池設備高一些，但使用年限為40年，比鋰電池長30年，從長期來看，費用較為便宜。據推算，每千瓦時的蓄電成本約為110歐元，該公司表示「比鋰電池便宜6成」。

 

       空氣變成液態之後，體積只有氣態時的1/300，因此也便於在土地面積有限的城市地區使用。據稱，電能到電能的轉換效率為55~60％，雖然遜色於蓄電池（70~80％），但在廢熱利用等方面還有改進的餘地。

 

       Highview Enterprises還計劃在西班牙建設這樣的設施。每處設施的容量為30萬千瓦時以上，預計西班牙的總容量達到210萬千瓦時以上。日本國內方面，將於2022年開始與住友重機共同建設試驗設施，最早於2024年啟用。

 

 

       美國初創企業Hydrostor則大力開發壓縮空氣儲能技術。該公司將於2025年在澳大利亞建設最大儲能容量為160萬千瓦時的設施，2026年在美國加利福尼亞州建設最大儲能容量達到400萬千瓦時的設施。

 

 

       壓縮空氣與液態空氣相比，需要更大的空間，Hydrostor設想把地下洞窟等用作儲能場所。該公司表示，「相較於大規模蓄電池設備，性價比高得多，壽命可達到50年以上」。

 

 

       還有的企業還在推進另一種舉措，類似使用夜間電力的抽水蓄能發電，但使用的不是水，而是預先把「塊狀物」提升到高處，需要電力時再把其放下來發電。

 

       在這方面走在前列的是軟銀集團和沙烏地阿美等出資的瑞士初創企業Energy Vault。該公司已于2月在美國紐約證券交易所上市。

 

       Energy Vault使用了高度超過100米的塔，利用可再生能源電力驅動起重機，將使用土、灰燼、廢棄物等製成的每個重35噸的磚塊提升至高處進行堆放。需要電的時候，再把磚塊放下去，利用此時的推動力來驅動馬達發電。據悉抽水蓄能發電的發電效率為70％，而該技術的發電效率高達80％以上。Energy Vault 表示「成本是鋰電池的一半」。

 

瑞士Energy Vault利用起重機把磚塊提升至高處來儲能

 

       據估算，在塔高120米、使用約6000個磚塊的情況下，可以儲存3.5萬千瓦時的能量。Energy Vault還開發出了類似於貨櫃倉庫的新一代設備。據悉可以實現數百萬千瓦時的高容量。

 

       5月，Energy Vault發佈消息稱，已從3月開始在中國江蘇省建設相當於10萬千瓦時的倉庫型設施。能夠把鄰近的風力發電站提供的電力儲存起來，根據供求情況來向電力公司供應。2021年該公司與綠色航空燃料製造商美國DG Fuels簽署了面向光伏電力調控用途提供共計160萬千瓦時容量的合同，業務正在加快推進。

 

       此外，儲能領域還出現了使用高層建築電梯的舉措。奧地利國際研究機構「國際應用系統分析研究所（IIASA）」的技術是，利用剩餘電力將載有重物的貨櫃運送到高樓層，需要電力時，再用電梯將重物移動到低層，利用此時的能量進行發電。該機構估算稱，每千瓦時的蓄電成本為21~128美元。

 

       在超導磁鐵的磁力作用下處於懸浮狀態的「飛輪」，能夠以旋轉動能的形式把能量儲存起來，相關技術也在開發之中。飛輪可持續旋轉，因此能夠減少能量損失。JR東日本設想回收電車的再生能量，目前正在使用重達15噸的飛輪進行實證試驗。該公司表示，「將在經過幾年的實證試驗之後，判斷設備的耐用性和成本，決定是否實用化」。該技術也可以應用於可再生能源儲存用途。

 

       日本經濟新聞（中文版：日經中文網）草鹽拓郎、三隅勇氣、福岡幸太郎

 

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