バッテリーエネルギー貯蔵開発の動向

中国や米国を代表とする各国政府や関係機関が積極的に推進している。エネルギー貯蔵戦略計画、市場メカニズム、技術研究開発、財政補助金および税金補助金などの側面をカバーする産業政策。

さらに、新疆、浙江、山東、河南、湖北省もエネルギー貯蔵に関連する政策や措置を次々と導入している。

2011 年に米国は「2011-2015 エネルギー貯蔵計画」を発表しました。現在、米国の州の半数以上がメガワット規模のエネルギー貯蔵システムを導入しており、8 つの州には合計 50 MW 以上の事業規模のエネルギー貯蔵システムがあります。-完了したメガワット規模のバッテリーエネルギー貯蔵プロジェクトの多くは商業運転を達成しています。

その中でも、カリフォルニアとニューヨークは、米国のエネルギー貯蔵市場において最大かつ最も活発な 2 つの州です。両州は、100% クリーン エネルギーまたはカーボンフリー電力を達成するために、期限付きのエネルギー改革計画とエネルギー貯蔵ロードマップを発表しました。{{3}これらの改革計画によると、カリフォルニア州は今後10年間で少なくとも10GWのエネルギー貯蔵システムを導入する必要があると予測されており、ニューヨーク州は2025年までに1.5GW、2030年までに3GWのエネルギー貯蔵容量に達する必要がある。この目的のために、両州はエネルギー貯蔵に特化した補助金制度を導入している。

新しいエネルギー源とエネルギー貯蔵用途を組み合わせたものが主流になりつつある

世界的なクリーンエネルギーの追求に伴い、風力や太陽光に代表される再生可能エネルギー発電の割合が急速に増加しています。しかし、風力および太陽光エネルギーの固有の変動性は、主に化石燃料に基づく従来の電力システムに、送電網統合能力、柔軟性、およびセキュリティの点で課題をもたらします。ランダムな負荷変動に対処する一方で、電力システムは、再生可能エネルギー発電の送電と統合を確実にするために、従来型発電所の出力を調整し、従来型予備ユニットの容量を増やすことによって、再生可能エネルギー源の変動する性質のバランスをとる必要もあります。

再生可能エネルギーとエネルギー貯蔵システムを組み合わせることで、再生可能エネルギー生成の安定性と信頼性が向上し、電力網に安定したサポートを提供できます。先進技術の利用とエネルギー貯蔵システムの統合により、再生可能エネルギー源が電力網を安定的に支えることが可能となり、電力網における再生可能エネルギー発電の高い比率を達成するために必要な支援技術となっています。これは次の側面に反映されています。

リチウムイオン電池エネルギー貯蔵システムのコストはさらに低下しており、その優位な地位は明らかです

現在、エネルギー貯蔵電池の主なタイプは、リチウムイオン電池、鉛酸電池、フロー電池の 3 つです。{0}{0}{1}これら 3 種類の主要な蓄電池の性能指標と工学的評価を表 1-3 および表 1-4 に示します。
 

表 1-3: 3 つの主要なタイプのエネルギー貯蔵電池の性能指標

表 1-4: 3 つの主要なタイプのエネルギー貯蔵電池の技術的評価

 

中でも、リチウム-イオン電池は、その高出力密度、長寿命、高速充放電速度、高効率により、最も競争力のあるエネルギー貯蔵電池技術の 1 つとなっており、数 kWh から数百 MWh までのエネルギー貯蔵システムで広く研究され、応用されています。

リチウム- 電池エネルギー貯蔵システムの急速な発展は、リチウム- 電池産業チェーンの完成と動力電池の用途の爆発的な成長によるものです。ただし、性能指標を重視する動力用電池と比較して、蓄電池はコスト、寿命、エネルギー効率を重視します。米国-に拠点を置く会社 Wood Mackenzie の予測によると、図 1-3 に示すように、系統-側の BESS（蓄電池エネルギー貯蔵システム）のコストは 2020 年に前年比 10% 減少し、2025 年まで少なくとも 5% の年間減少率を維持すると予想されています。{6}

図1-3: 系統側BESS（蓄電池システム）のコスト削減

全体として、リチウム-イオン電池はあらゆる面で優れた性能を示しており、大規模な研究、開発、生産の大きな効果と、製造コストの年々の急速な低下により、電池エネルギー貯蔵分野におけるその支配的な地位がさらに強固になるでしょう。-

エネルギー貯蔵は、さまざまな従来のインテリジェントな制御技術とさらに統合されています

BESS と従来の電力システム制御技術および理論を統合することで、従来の電力システム理論の適用範囲が拡大し、より豊富な制御方法が提供されます。従来の電力システム機器との相乗効果により、回転発電機セットの動的性能が向上し、電力品質制御装置やリレー保護装置に新たな技術要件が課されます。

先進のデジタルおよびインテリジェントテクノロジーと統合されたエネルギー貯蔵システムは、スマートグリッドの構築において重要なコンポーネントとなっています。ビッグデータ、クラウドコンピューティング、ニューラルネットワーク、デジタルツインなどの先進技術は、エネルギー貯蔵システムの商業運用モデルをさらに拡大し、「共有エネルギー貯蔵」や「仮想発電所」などの新たな応用分野を生み出すでしょう。これらの技術は、故障の予測と診断、寿命予測、エネルギー貯蔵システム内の内部機器の管理のためのより効果的な技術的手段も提供します。

マイクログリッド ベースの統合スマート エネルギー システムは、コア技術の 1 つとしてエネルギー貯蔵システムを備えており、さまざまな種類の分散型電源と負荷の出力特性を考慮しています。お客さまのニーズに寄り添い、効率的かつ賢明なエネルギーマネジメントを実現するエネルギー供給システムの構築を目指し、地域へのクリーンで経済的なエネルギー供給を実現します。また、地域の電力網のグリッド接続動作モードとオフグリッド動作モードの柔軟な切り替えが可能になり、電源の信頼性が向上し、電気の安全性が確保されます。-さらに、地域送電網と基幹送電網間の電力およびエネルギー交換の制御レベルを強化し、地域内での計画的かつ供給可能なエネルギー利用を実現します。