日本エネルギー会議

  • 設立趣旨
  • お問合せ

さらなる蓄電池技術の開発とその利用にチャレンジしよう 小川芳樹(東洋大学 経済学部 学部長)

2019年のノーベル化学賞でリチウムイオン電池の開発に長らく携わった旭化成の吉野彰氏の受賞が発表された。わが国のエネルギー・環境分野においても、リチウムイオン電池によるこの受賞はまことに悦ばしい朗報であり輝かしい成果ということができる。最近の10年間にわたって熱い視線が注がれてきたスマート・コミュニティと総称される将来技術の展開にも大きな弾みをもたらすものであることは間違いない。本稿では、リチウムイオン電池を始めとする蓄電池技術の進展が電力供給システムのあり方にどんな変化をもたらすのか考えてみたい。

電力というエネルギーは、石油、石炭、天然ガスといったエネルギーとは大いに異なって、貯蔵して取り出すことがこれまでは容易にできなかった。生産すればそれを直ちに消費しなければならないという性格を電力はこれまで回避できない宿命として負ってきたといえる。石油、石炭、天然ガスはタンクなどに貯蔵して必要な時に取り出せばよいのに対して、電力だけは同時に消費するものしか生産できない制約を厳しく課されてきたのである。このことが、これまでの電力供給システムありのあり方を大きく縛ってきたといっても決して過言ではない。

工場、事務所、家庭などの電力消費は、24時間という1日の中でも大きく変動(日負荷変動)し、その変動パターンは主体によっても大きく異なっている。また、この日負荷の変動パターンは春夏秋冬の季節に依存して大きく異なったもの(季節変動)となる。大規模な電力会社が行う電力供給は、自分の顧客が必要とする個別の電力消費を重ね合わせた全体としての日負荷曲線にミートできる電力の生産を実現できるものでなければならない。このため1年の中で最大となる電力ピークにミートできる供給設備を宿命的に保有せざるを得なくなるのである。

このような電力の最大ピークに併せた供給設備の保有は、必然的にその供給設備の稼働率を悪化させることになる。保有する供給設備総体としての稼働率が低下するため、投資と維持の両面で経済性を悪化させる重い負担を抱えることになるのである。これまでの大規模な電力会社による電力供給の宿命的な問題はこの点にあったといえる。逆に言えば、これまでの電力供給システムのあり方は国全体の経済性や効率性に一層の改善をもたらすチャレンジしがいのあるVFM(バリュー・フォー・マネー)の源泉を隠しているという見方もできる。

さて、リチウムイオン電池のような蓄電池技術は、上述のVFMの源泉に対してどのようなチャレンジを実現できる可能性があるのであろうか。第1に、工場、事務所、家庭といった電力の消費主体がそれに相応しい規模の蓄電池を導入した場合、電力消費の少ない夜間に蓄電池に充電して電力消費の多い昼間に蓄電池から放電すれば、電力消費の日負荷変動を大幅に平準化することが可能である。第2に、太陽光や風力など時間変動の大きい発電電力を蓄電池にいったん充電できれば、必要な時に一定の電力として蓄電池から取り出すことができる。

このような蓄電池の2つの機能を考えただけでも、これまでの電力供給システムの発想を覆す斬新な力を蓄電池が秘めていることは如実に理解できるであろう。しかしながら、蓄電池技術がわが国でブレークスルーするためには、検討すべきいくつかの課題と視点が残されている。

第1は、当然ながら技術革新によって蓄電池の寿命を延ばしコストを下げることである。現状の3分の1程度までコストをまずは下げることが少なくとも必要になろう。また、夜間と昼間の電力料金に格差をつけて蓄電池の導入に対するインセンティブとすることも重要である。

第2は、再生可能エネルギーに対する長期的な発想のあり方を変化させることである。2012年の本格的な固定価格買取制度の開始によって、わが国の再生可能エネルギーは新局面を迎えることができたが、太陽光発電の過熱にみられるように全量を電力会社に購入させるという歪みも生み出される結果となった。今後の電力供給のあり方を考えるにあたっては、再生可能エネルギーと蓄電池の組み合わせで消費主体の安定的な自家消費を増加させることによって電力消費の日負荷を平準化するという長期的な展望を検討すべきではなかろうか。

第3は、近年の欧州、中国を中心とする電気自動シフトの国際的な動きである。電気自動車では当然のことながら、ハイブリッド自動車においてもリチウムイオン電池は欠くことのできない重要な役割を果たしている。一定の寿命を迎えて取り換えとなった自動車用のリチウムイオン電池は、定置用の用途で再活躍の場を持つことができる。このような蓄電池の中古市場を仕組みとして確立することが今後の蓄電池の利用には重要な課題になると考えられる。ノーベル化学賞の受賞を契機として消費国の柔軟性を高めるオプションに是非ともチャレンジしようではないか。

  • データベース室
  • エネルギーとは?
  • 世界と日本のエネルギー
  • 原子力の論点
  • 放射線と健康
Facebook Twitter