大阪府が蓄電池関連分野を盛り上げる

2016年9月6日
大阪府は大型蓄電池の国際規格の認証に対するニーズが高まることを予想し、5つの認証機関と連携協定を締結しました。

協定を結んだ認証機関

  • テュフ ズード ジャパン
  • テュフ ラインランド ジャパン
  • 電気安全環境研究所
  • 日本品質保証機構
  • UL Japan

2016年5月に開所した大型蓄電池システム試験評価施設(NLAB)の試験評価機能に加え、認証機関による認証機能を大阪に整備することで研究開発拠点となり、蓄電池関連分野において日本企業の海外市場における競争力の強化につなげていくとしています。

住友商事が東芝の蓄電池システムで米国の周波数調整市場に参入

住友商事と米国子会社の米州住友商事は、米国の蓄電池会社Willey Battery Utility(WBU)社の株式を、英RES社の米国法人より取得しました。

住友商事は今後、WBU社を通じて、米国最大クラスの独立系統運用機関であるPJM Interconnectionが運営する周波数調整市場向けに、蓄電池を使った需給調整サービスを提供します。出力変動を吸収して電力網を安定化する手法の一つとして、蓄電池を使った電力網の需給調整サービスへの需要は高まっています。

WBU社は、東芝製の蓄電池システム(出力6MW、容量2MWh)をPJM Interconnection向けの需給調整サービスに使います。このサービスでは、東芝が蓄電システムの納入とメンテナンスを、再生可能エネルギー開発事業者RES社の米国法人が、変圧器などの供給・設置やシステム管理・操作・制御を担当し、オハイオ州ハミルトン郡で、4月に着工12月に運用開始予定です。

東芝のLiイオン蓄電池に関する技術力、RESグループの開発・設計・建設能力、住友商事グループの電力事業運営ノウハウを融合し、今回を皮切りに他州市場への参画も検討する予定です。

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スコットランドで再エネ発電から水素を貯蔵生成する実証実験、東芝がEMS提供

東芝は、他の7つの団体と共同での海外初の水素実証試験への参加を発表しました。風力と太陽光だけで水素を製造し、燃料電池車に供給する他、燃料電池に送り電力を得るというもので、スコットランドのファイフ州メチルで行います。

スコットランドは、電力源に占める再生可能エネルギーの比率を高める政策を打ち出しており、洋上風力などで2020年には100%を目指しています。メチル港には、風車(出力750kW)と、電力を利用して水から水素を生成する水電解装置(出力30kW)があります。これらは、水素関連施設を運用するBright Green Hydrogen社が設置しました。近くには、ファイフ州が470万ポンドを投じ、Fife Renewables Innovation Centreを完成させ、同センターへの電力は、系統電力と風車による電力と水素燃料電池の電力とを切り替えて送り、暖房用温水は、燃料電池以外の電力で地中熱ヒートポンプを駆動して供給します。

実証試験期間は2015年4月~2020年3月までで、2016年度内に新たな設備を導入し、残り4年間で運用データを集めます。導入する設備は太陽光発電システム(出力200kW)、2種類の水電解装置(60kWと250kW)、水素貯蔵タンク、燃料電池(出力100~150kW)、25台のハイブリッド車です。

試験では、風力発電と太陽光発電で電力を供給し、水を分解して得た水素をタンクに蓄え、その水素を水素燃料電池とハイブリッド車の燃料として供給します。また、燃料電池を通じて電力を得て、メチルのビジネスパークに供給します。

東芝は、「水素EMS(エネルギーマネジメントシステム)」の提供とシステム全体の制御を担います。これは電力の需給予測に基づき、水素の製造、貯蔵、利用を最適制御する仕組みです。
東芝では他にも複数の場所で水素EMSを運用し、異なった運用データを得る予定です。

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パナソニックと日本大使館でインドネシアの学校にオフグリッドソーラーを導入

2015年3月16日、ジャカルタにある在インドネシア日本大使館で、パナソニックが開発した「パワーサプライコンテナ」を電源として活用するという官民連携のプロジェクト署名式が執り行われました。
「パワーサプライコンテナ」は無電化地域向けの太陽光発電独立パッケージで、簡単かつスピーディな組み立てが可能なため、増設や移設も容易に行えます。
本プロジェクトにより「パワーサプライコンテナ」が、マラバル国立第四小学校に納入されました。学校や教室の電機設備に電力を供給するのに加え、余剰電力は地域の電力供給安定にも活用されます。

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ポーランド風力発電増設で、系統安定の実証実験に日立ら参加

2020年度までに再生可能エネルギーの比率を15%まで上げることを目標としているポーランドでは風力発電施設を倍増させる計画が進められ、日本の日立製作所グループを中心とした4社が電力系統の安定化技術の面で貢献する予定です。

風力発電の出力変動対応のために日立製作所開発のSPS(Specail Protection Scheme)を導入します。鉛電池とリチウムイオン電池を合わせたハイブリット型で、万一事故が発生しても発電設備の出力を抑制し、安定稼働が続けられるというものです。

11月まで事前調査を行い2016年から3年間実証実験が行われる予定ですが、現地企業もポーランド政府の支援を受け参画します。実証の行われるポーランド北部は年間の平均風速が秒速6メートルを超える恵まれた風況であるため特に風力発電に力を入れ、2013年当時で3400MWだった風力発電導入量を2020年には6600MWに倍増させることを目標としています。

ポーランドではすでにJ-Powerと三井物産が24基で48MWの発電能力を有するザヤツコボ風力発電所の開発に協力しており、年間の発電量としては1億kWhにも達しています。しかしポーランドの電力系統設備は40年以上前に建設されたものも多く安定稼働が課題であり、日本の安定化技術でポーランドの電力系統更新・増強が望まれます。

こうしたポーランドの課題は日本にも当てはまり、国内でも実証プロジェクトが進められています。現在はポーランドに比べて2割少ない2710MW程度ですが、今後ポーランドでの実証結果が日本でも活かせると考えらえています。

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独ベレクトリック、イギリスで太陽光発電と蓄電池の制御実証実験

2015年2月12日、ドイツの太陽光発電関連業者のベレクトリックの英国法人は、太陽光発電と蓄電池の最適制御により電力網を安定化する技術をイギリス国内で実証させる「Enhanced Frequency Control Capability Project」、通称「EFCCプロジェクト」を発足することを発表しました。

このプロジェクトはイギリスの電力ガス市場規制庁(Ofgem)の承認の下、イギリスの電力業者であるNational Gridが主導となって行われるもので、電力網の要所に蓄電池をベースとするバックアップシステムを装置するなどの工夫を加え、電力網と電圧の周波数を安定化させることで運転予備力の容量最小化とそれにかかるコストの削減を目指すとしています。

イギリスは化石燃料発電からの依存脱却を目指して大規模太陽光発電所と風力発電所を拡大させていますが、これらには出力変動による電力網の過剰な電圧上昇や需給バランスの維持などの課題が残っており、これを解消するためには膨大なコストがかかるものとされていました。今回のEFCCプロジェクトが成功すれば、想定されたものよりも低いコストで課題を解消できるものと見られています。

EFCCプロジェクトには前述のベレクトリック社の他、フランスの重電大手であるアルストム社やイギリスのCentrica社なども参加し、ベレクトリック社は2ヶ所の蓄電システムの設計、設置、運用を、アルストム社は電圧や周波数の変動の監視及び制御システムを、Centrica社は電力網の安定化技術を担当する予定です。

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デンマーク、風力による電力需給比率世界一の年間約40%を達成

1990年後半頃までのデンマークは、エネルギー資源が乏しかったために石油や石炭を輸入して電力を作り出していました。しかし1997年頃から風力発電とバイオマス発電が電力全体の中で比率を高め始め、ついには2015年1月12日にデンマーク風力発電が世界記録を樹立しました。
デンマークの風力発電事業者であるDWIA(Danish Wind Industry Association)の発表では、2014年における一年間の総発電量に占める風力の割合は39.1%にのぼります。さらに2014年1月の単月のみではなんと消費電力のうち61.7%を風力発電でまかなうという記録を樹立しています。

消費電力やエネルギー環境が似ている北海道でも実現可能?

スマートジャパンの記事で面白いのが、このデンマークの例を北海道になぞらえているところ。
人口や総発電量、風力発電に適した土地といったところが、両者似通っているのだそう。

北海道といえば、太陽光発電の設備認定容量(設置しますよ、と予約しているような状態の設備の総量)が需要の半分を越した状況で「もうだめだ!」ということで、応急措置的に蓄電池による出力吸収なども試みていました。
一方デンマークは単月ではあれ、60%以上の電力を風力によってまかなえているのは、どういった違いによるものなのか、記事では詳しい説明がされています。

デンマークは国際連携線が整っている

デンマークには3箇所の国際連携線があり、これによって隣国との電力融通などが容易になります。
一方の北海道は、本州との1箇所のみでしか系統がつながっておらず、は2019年までに90万kWまで増やす計画はあるものの、デンマークを目指すには十分ではないとしています。

国を挙げたコージェネレーションシステムが功を奏す

また、デンマークは熱電併用であるコージェネレーションシステムを大規模に導入し、発電によって生まれる熱を利用した暖房を活用しています。これによって化石燃料の消費が抑えられ、風力発電の割合を高めているとしています。

北海道の場合はコージェネレーション対応の施設も導入していなければ、化石燃料の消費を抑えるという面からのアプローチも厳しい状況です。
また北海道は風力発電のみならず太陽光発電の開発が進んでいる状況。単純に考えて発電のポテンシャルが一日の半分に限られている太陽光発電は時間による出力差が激しく、蓄電設備やほかの発電設備の出力調整などによる効率的な運用による対応がさらに期待されるところです。
出力のこまめな調節が比較的簡単な発電方法としてガスタービン発電、揚水発電、水力発電などが挙げられます。
政府は北海道電力での大型蓄電池実証実験のプロジェクトを開始したばかりではあるものの、他のアプローチによる出力吸収の方法も同時進行で投資していくことが期待されるところですね。

アメリカでPG&EとBMWが提携、EVを使ったデマンドレスポンスなど

PG&E社(パシフィック・ガス・アンド・エレクトリック・カンパニー。米国の電力ガス会社)が1月5日電気自動車の蓄電池を電力系統の運用制御に利用する事業を開始すると発表しました。この事業はドイツのBMW社と提携して行われます。この事業によって、電力が最もよく使われる時間帯に必要な電力を少なくすることが期待されるため、従来よりも送電線や変圧計にかかる負担は減少します。そのため太陽光発電などの再生可能なエネルギーをより多く取り入れることが可能となります。

BMW社はまず、アメリカカリフォルニア州にある技術開発の拠点に大規模なエネルギー貯蔵システムを導入します。この貯蔵システムを利用し電力需要の少ない時間帯に価格の下がった電力を貯め、電力を良く使う時間帯に貯蔵した電力を使用します。

準備が整い次第BMW社は顧客に対しBMWi3(電気自動車)の次期モデルを提供します。その提供したBMWi3の蓄電池をPG&E社の電力系統と連携させます。そうすることでPG&E社は電力需要の多い時間帯の、BMWi3への充電状況を把握できるようになります。その情報をもとにBMW社は蓄電池の充電を遠隔制御して、消費電力の削減を行います。

PG&E社はこうした取り組みへの対価をBMW社に支払い、BMW社はこの資金で電気自動車の所有者の購入及び運用のコストを下げる取り込みを行います。このプログラムの参加者への報酬の支払いもこの資金で賄われ、参加者は携帯電話のアプリケーションでどの程度の報酬が受けられるかを確認することが出来ます。

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