1. 今後の動向
新しい再生可能エネルギーの研究開発、およびエネルギー利用効率を向上させる先進的な方法の探索は、世界的な最大の関心事となっています。省エネと排出削減の需要だけでなく、経済発展を支えるエネルギー成長の必要性もあり、エネルギー貯蔵産業の精力的な発展が必要です。
分析報告書は、エネルギー消費の増加、特に石炭や石油などの化石燃料の大量使用が環境と地球気候に深刻な脅威をもたらし、持続可能な人類開発の目標に深刻な脅威を与えていることを示している。予測によると、非再生可能エネルギーを抽出する既存の技術とこれらの化石燃料の昼夜連続消費率に基づくと、石炭、天然ガス、石油の耐用年数は 100 ～ 120 年、30 ～ 50 年と推定されています。それぞれ18〜30年と18〜30年。明らかに、21世紀が直面する最大の課題とジレンマは、戦争や食糧ではなく、エネルギーかもしれません。
2016 年 1 月 19 日、世界エネルギー機関は、新しい太陽電池技術やその他の技術進歩による価格低下により、バッテリー エネルギー貯蔵のコストが今後 15 年間で 70% 減少すると発表しました。
エネルギー貯蔵自体は新しい技術ではありませんが、産業の観点から見ると、登場したばかりで初期段階にあります。
2. 再生可能エネルギーの不安定性
太陽エネルギーや風力エネルギーは、時代や気候の影響により、エネルギーが最も必要なときに常に発電できるとは限りません。エネルギー貯蔵は、化石燃料から再生可能エネルギーへの置き換えを加速するために不可欠な技術です。電力消費のピークは通常、太陽光発電量が減少しているものの気温は下がっていない夏の午後や夕方に発生します。人々は仕事から帰宅すると、冷房、調理、その他の電化製品を動かすために電気を使い始めます。
3. 再生可能エネルギーの開発促進
エネルギー貯蔵システム技術は、太陽が照っていないときや風が吹いていないときでも、家庭や企業がグリーン エネルギーを確実に使用できるようにする上で重要な役割を果たします。
たとえば、英国の洋上風力発電の設備容量は世界最大であり、風力エネルギーを捕捉して意図的に導入することで、クリーン エネルギーの価値を高め、スケールアップによってコストを削減できる可能性があります。英国ナショナルグリッドと世界の電力エンジニアは毎日、需要と供給のバランスをとる必要があります。二酸化炭素生産ゼロを達成することが目標の場合、山と谷の管理はより困難になります。従来、石炭火力発電はピーク時と谷期の調整に使用されてきましたが、蓄電池エネルギー貯蔵施設は、一部の石炭火力ピーク発電機を段階的に置き換えることができます。英国政府は、より低炭素な電力、熱エネルギー、通信技術の統合をサポートするエネルギー貯蔵システムなどの技術により、2050 年までに英国のエネルギー システムで最大 400 億ポンド (480 億ドル) を節約でき、最終的には電力消費量を削減できると試算しています。人々のエネルギーコスト。
運用と安定した電力供給の両方の観点から、エネルギー貯蔵技術は再生可能エネルギーの開発をさらに促進し、公共事業の継続的な開発と再生可能エネルギーへの移行を推進することができます。
4. エネルギーの安定性の確保
将来のエネルギーシステムは、新エネルギーと多様なエネルギーを中心とした多角的なエネルギーシステムとなります。風力発電と太陽光発電の変動性と断続性により、柔軟性が新しいエネルギー システムの重要な要素となることが決まります。技術的な観点から見ると、エネルギー貯蔵は新しいエネルギー システムの柔軟性要件を正確に満たすことができます。したがって、エネルギー貯蔵技術を通じて再生可能エネルギーへの大規模なアクセスを実現し、低炭素エネルギー転換を促進するという技術的道筋は、業界によって非常に期待されています。
4.1 風と光の放棄率を減らす
風力発電所や太陽光発電所の設置容量は近年大幅に増加しています。しかし、風力発電や太陽光発電にはランダム性とアンチピークシェービングの性質があるため、多数の系統接続が既存の電力系統に大きな影響を与え、主系統のピーク電圧と周波数を調整することがより困難になります。 、深刻な「風力抑制」と「日射抑制」現象を引き起こします。同時に、電力網の安全かつ安定した運用のリスクも高まります。局所的なピークシェービングおよび周波数調整ユニットの容量が限られている場合、風力発電所および太陽光発電所の開発はボトルネックに直面しています。再生可能エネルギー資源が豊富な地域の多くは電力負荷が比較的低く、大量の新エネルギー発電を地元で消費することができない。外部トランスミッションが完全に構築されていない場合ネットワークを構築すると、「風力」と「太陽光」の電気の量が無駄に浪費されてしまいます。送電網に接続できない新エネルギーを蓄えることは、電気をゼロコストで手に入れることと同じです。電力のグリッド価格がエネルギー貯蔵単位コストと固定投資の割合より高く、貯蔵されたエネルギーが合理的な方法で消費される限り、企業は「風力」と「太陽光」エネルギーを貯蔵することで利益を得ることができます。
5. 電力貯蔵の利点
電力網は発電量と消費量を一致させる必要があり、どちらも時間の経過とともに大きく変化します。エネルギー貯蔵とデマンドレスポンスを組み合わせると、次のような利点があります。
5.1 燃料ベースの発電所 (石炭、石油、天然ガス、原子力エネルギーなど) は、一定の生産レベルでより効率的かつ簡単に運転できます。
5.2 断続的な電源から生成された電力は、将来保存して使用することができますが、そうでない場合は、販売または停止のために他の場所に転送する必要があります。
5.3 ピークの生成または伝送容量は、すべてのストレージの潜在的な合計を待ち時間負荷に加算することで削減でき、それによってこの容量のコストが節約されます。
5.4 より安定した価格設定 - 貯蔵または需要管理のコストが価格設定に含まれているため、顧客に請求される電力価格の変動が少なくなります。または、(価格が法的に安定している場合は) 高価なピーク時の卸売によって電力会社に生じる損失も小さくなります。輸入された卸電力は、ピーク需要時の電力価格を満たさなければなりません。
緊急時への備え - 送電や発電がなくても、重要なニーズは確実に満たされ、不要不急のニーズは遅れます。
5.5 太陽光、潮力、風力エネルギーによるエネルギーは自然に変化します。生成される電気量は、時間、月相、季節、一日を通しての天候などのランダムな要因によって変化します。したがって、貯蔵された再生可能エネルギーの不足は電力会社にとって特別な課題となっています。多くの個別の風力源を接続することで全体の変化を減らすことができますが、太陽エネルギーは夜間には使用できず、潮汐エネルギーは月とともに移動するため、1 日に 4 回の潮汐緩和が生じることは確実です。
これは特定のユーティリティにどの程度影響しますか。夏の電力消費のピーク期間には、通常、より多くの太陽エネルギーを吸収して需要に合わせることが可能です。冬のピーク時間帯には、風は暖房需要との関連性が低いため、その需要を満たすために使用できます。これらの要因に基づいて、総発電量の 20% ～ 40% を超える送電網に接続された断続的なエネルギー源 (太陽光発電や風力タービンなど) には、送電網相互接続、送電網エネルギー貯蔵、または需要側管理への投資が必要になることがよくあります。
エネルギー貯蔵のない送電網では、燃料 (石炭、バイオマス、天然ガス、原子力エネルギー) に貯蔵されたエネルギーに依存する発電は、断続的な発電源の増減に適応するために、比例して拡大または縮小する必要があります。水力発電所や天然ガス発電所は風力に応じて規模をすぐに拡大または縮小できますが、石炭発電所や原子力発電所は負荷に対応するのに多くの時間を必要とします。したがって、天然ガスや水力発電の少ない電力会社は、需要管理、送電網相互接続、または高価な揚水発電への依存度が高くなります。
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