オーストラリアの奥地で巨大な圧縮空気電池を建設する企業

この記事はもともとInside Climate Newsに掲載されたもので、Climate Deskのコラボレーションの一環です。

風力発電や太陽光発電が需要を満たすのに十分な電力を供給できない、長期間の供給不足を補うのに役立つ長期エネルギー貯蔵の必要性は、これまで以上に明白です。このニーズを満たすのに役立つ技術はいくつかあります。

しかし、どのアプローチが商業規模で実行可能でしょうか?

トロントに拠点を置くHydrostorは、長期エネルギー貯蔵システムを開発している企業の一つであり、実験室規模の段階を脱し、現在では大型システムの構築に注力しています。同社は、圧縮空気の形でエネルギーを地下に貯蔵するシステムを製造しており、この圧縮空気を放出することで8時間以上発電することができます。

私はハイドロストアのCEO兼共同創設者であるカーティス・ヴァンワレゲム氏にインタビューし、オーストラリアとカリフォルニアでの大規模プラント建設にどのくらい近づいているのか、また同社をどう位置づけているのかを聞き出した。

彼は自社製品のシンプルさを強調している。

「岩に穴を開け、空気と水を使うだけのとてもシンプルなシステムです」と彼は言った。「設備はすべて石油・ガス業界から調達しているので、新たな製造などは一切必要ありません。」

長期貯蔵が重要な理由についての背景：近い将来の電力系統では、風力発電や太陽光発電の停滞時に不足分を補うため、複数のエネルギー貯蔵リソースを組み合わせる必要があるでしょう。ほとんどのリチウムイオン電池システムは最大4時間しか稼働しません。エネルギーシステム計画者は、電力系統には6時間、8時間、12時間稼働可能な貯蔵オプションに加え、1日以上稼働可能な貯蔵オプションも必要になると述べています。

エネルギー省は、電力システムの完全な脱炭素化に不可欠な要素として長期貯蔵の必要性を認識しており、2021年には研究、開発、投資によって10年で技術コストを90パーセント削減するという目標を設定しました。

様々な企業や技術が市場シェアを巡って競争を繰り広げています。これには、数種類の長寿命バッテリーや、水力発電ダムの揚水発電など、以前から存在する資源も含まれます。

ハイドロストアの最初の大規模プロジェクトは、オーストラリアのシルバーシティ・エネルギー貯蔵センターになる見込みです。このセンターは、最大8時間にわたり200メガワットの放電能力を備えています。ヴァンワレゲム氏によると、建設は2024年末頃に開始され、2027年半ばには稼働開始予定です。

次のプロジェクトは、カリフォルニア州カーン郡ロザモンド近郊に位置するウィローロック・エネルギー貯蔵センターです。500メガワットの容量を持ち、8時間連続で稼働可能です。ハイドロストアは来年末までに建設を開始し、2030年までに稼働開始を目指しています。しかし、その前にカリフォルニア州エネルギー委員会から許可を取得する必要がありますが、この手続きは一時中断した後、再開されました。

他の長期貯蔵企業とは異なり、ハイドロストアは自社の技術力を実証済みです。同社は2019年からオンタリオ州ゴドリッチに1.75メガワットの小規模発電所を稼働させており、この発電所は一度に約6時間稼働可能です。圧縮空気貯蔵はハイドロストア以前から存在しており、ドイツとアラバマ州の発電所は数十年前から存在し、この方式を応用した様々な手法を採用しています。

Hydrostorのシステムは、超大型の空気圧縮機を用いており、理想的には再生可能電力で稼働します。このシステムは、周囲の空気を吸い込み、圧縮してパイプを通して地下1,000フィート（約300メートル）以上の洞窟へと送り込みます。空気を圧縮する過程で熱が発生し、システムはその熱を地上に蓄えて再利用します。空気が地下へ送られる際に、洞窟内の水がシャフトを上って貯水池へと移動します。

エネルギーを放出する時、システムは洞窟内に水を放出し、空気を地表に押し上げます。そして、この空気は、圧縮時に発電所が蓄えた熱と混合され、この高温で高密度の空気がタービンを通過して発電されます。

この技術の長期的な実現可能性は、他の長期貯蔵方式と比較したコストに大きく左右されます。カリフォルニア州の発電所の推定コストは約15億ドルで、揚水発電やその他の利用可能な選択肢と競争力を持つことになります。この発電所のサービスの利用者には、モントレーに拠点を置く非営利電力会社であるセントラルコースト・コミュニティ・エナジーが含まれます。

ヴァンワレゲム氏は、最初の数基のプラントで経験を積むことでコストを削減できる余地があると述べた。蓄電システムの予想寿命は約50年で、これは寿命がはるかに短いバッテリーシステムと比較する上で重要なデータポイントだと同氏は述べた。

ブルームバーグNEFのアナリスト、イーイー・チョウ氏は、ハイドロストアは、少なくとも部分的には長期エネルギー貯蔵の開発に注力している約100社のうちの1社だと述べた。

ハイドロストアが際立っているのは、同社の技術が「比較的成熟している」ことと、投資家からの資金調達においてこの分野で最も成功している企業の一つであることだと彼女は述べた。

ブルームバーグNEFは、昨年9月時点で揚水発電を除く世界の長期エネルギー貯蔵容量は合計1.4ギガワット、8.2ギガワット時だったと報告しています。ギガワット時をギガワットで割ることで計算できる平均持続時間は5.9時間でした。

ちなみに、開発中の 2 つの Hydrostor プロジェクトの合計容量は 0.9 ギガワットで、これは現在オンラインになっている世界総容量の半分以上です。

ブルームバーグNEFによると、今年と来年、最も急速に普及が見込まれる長期貯蔵技術は、圧縮空気貯蔵とフロー電池です。（私は2022年にフロー電池に関する解説記事を書きました。）

クリーンエネルギー経済のこの分野を理解するのは、開発済みのものと計画段階のものとの間に大きなギャップがあるため、非常に困難だと感じています。途中でプロジェクトが頓挫したり、頓挫したりする可能性も少なくありません。

これを念頭に、私はハイドロストア社がオーストラリアで予定通り建設を開始できるかどうか、またカリフォルニア州の発電所の規制承認プロセスをうまく乗り切ることができるかどうかを見守っていくつもりだ。

カリフォルニア州のプロジェクトは大きな変更を経てきました。ハイドロストア社はかつて同州で2つの提案を行っていましたが、カリフォルニア州沿岸委員会の管轄区域への建設に伴う問題など、許可手続き上の問題から1つを断念しました。残る1つのプロジェクトであるウィローロックについても、地元住民や規制当局からのフィードバックを受けて、設計と立地が変更されました。

カリフォルニア州エネルギー委員会は昨秋、ハイドロストアが最新の計画の詳細を提出する時間を確保するため、ウィローロック発電所の審査を一時停止した。審査プロセスは3月に再開され、早ければ来年の今頃には完了する可能性がある。

留意すべき点の一つは、カリフォルニア州政府とカリフォルニア州エネルギー委員会が長期エネルギー貯蔵システムの建設を明言していることです。州は、2045年までに100%クリーン電力という目標を達成するには、4ギガワットの長期エネルギー貯蔵容量が必要になると見積もっています。

ハイドロストアと州当局は、このプロジェクトの着工を強く望んでいます。もし実現すれば、他の多くの発電所建設の成功例となるでしょう。

「私たちは成長を楽しみにしています。これらのプロジェクトを構築し、その後、一度に5つ、10のプロジェクトに取り組んでいきたいと考えています」とヴァンワレゲム氏は語った。