再生可能エネルギーの導入拡大に伴う出力変動対策として、大規模な蓄電システムを運用する技術開発が進んでいる。大型のリチウムイオン電池システムなどを活用するのが一般的だが、新しい技術として「圧縮空気」を活用した蓄電システムの実証運用が静岡県賀茂郡河津町で始まった。希少金属や有害物質を使用せず、空気と水しか排出しないというクリーンなシステムだ。

実証に取り組むのは早稲田大学、エネルギー総合工学研究所だ。新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）プロジェクトの一環として実施するもので、2017年4月20日から運用を開始した。実際の風力発電所と接続し、出力変動対策への効果や制御技術を検証する。

圧縮空気エネルギー貯蔵とは何か？

圧縮空気を利用した蓄電システムとは、太陽光発や風力発電などの再生可能エネルギーで発電した電力を利用し、圧縮機（モーター）で空気を圧縮して高圧状態で貯蔵する仕組みだ。これが一般的な蓄電池における“充電”の役割を担う。

一方、電力が必要になり“放電”を行う際には、貯蔵した圧縮空気で膨張機（発電機）を回転させて発電を行う。実証システムは圧縮の際に発生する熱も貯蔵できるようになっており、放電時に再利用することで充放電効率を向上させている。

特別な機器を利用することなく、汎用機器の組み合わせで構築できるのも特徴の1つだ。今回構築した設備は、オイルフリー式スクリュータイプの圧縮機と膨張機を採用した。さらに希少金属や有害物質を使用せず、空気と水しか排出しないという点も特徴である。接続する再生可能エネルギー電源の出力に応じて、エネルギーの貯蔵量、つまりは圧縮空気を貯蔵するタンクの容量を自由に組み合わせられるというメリットもある。

エネルギー総合工学研究所は2015年6月から、神戸製鋼所、早稲田大学スマート社会技術融合研究機構と共同で圧縮空気を利用する蓄電システムの開発に取り組んできた。今回実証に利用する設備は、エネルギー総合工学研究所が設備構築を行い、神戸製鋼所が機器の設計と製造を担当している。

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