将来を見据えた再生可能なエネルギー貯蔵システム

また、2020年には、再生可能エネルギー源がEUの総電力消費量の37.5%を占めました。これは前年の34.1%から増加したもので、風力発電と水力発電が再生可能なエネルギー源から発生した総電力の3分の2以上を占めています。2020年にはスウェーデンが欧州で牽引し、60%のエネルギーが再生可能エネルギー源から供給されていました。その流れを追うのは、フィンランド（43.8%）、ラトビア（42.1%）、オーストリア（36.5%）でした。

EDFによると、再生可能エネルギー源は、現在世界の電力の26%を発電しており、2024年までには30%になると予測されています。2022年6月に国際エネルギー機関（IEA）が報告したところによると、2022年に世界各地のエネルギー投資額が8%増加し、2.4兆ドルに達すると言われています。これは主に「グリーン」エネルギーの増加に起因するものです。

では、再生可能エネルギーとは何でしょうか?基本的には、持続可能なエネルギーです。クリーンかつ低コストで信頼性の高いこのエネルギーは、化石燃料、特に産業革命の燃料であった石炭などの非持続可能なエネルギー源とは異なり、決して枯渇することがありません。

再生可能エネルギーの主な種類は、太陽、風力、水力、潮力、地熱、そしてバイオマスです。その他のタイプは、海洋熱エネルギーとバイオガスです。EDFによると、わずか1時間で地球の表面に届く太陽エネルギーの量は、1年間の地球全体のエネルギー需要を上回るものだといいます。これは理想的なソリューションのように思えます。ただし、どれだけの太陽エネルギーを貯蔵して使用できるかは、天候や時間帯、太陽光発電量に大きく依存します。風が強いときは、風力が再生可能エネルギーの優れた源であり、風力発電所の建設が増えています。しかし、これには巨大な風力発電機の設置が必要で、遠く離れた海に設置しても目障りと考える人が多くいます。さらに、多くの専門家が、風力タービンの二酸化炭素排出量と耐用年数を終えたコストについて警告しています。もちろん、風力エネルギーの貯蔵システムも、一度に発生する風の量によって制限されます。

開発面では、最も先進的な再生可能エネルギー資源は水力発電です。水力発電では、ダムや障壁を建設し、タービンを駆動する制御された水の流れを生成するための大規模な貯水池を設置します。水力エネルギーは天候に左右されませんが、大型の構造物と相当量の貯水池を作る必要があります。

潮力エネルギーは水力エネルギーに似ています。1日2回の潮流を自然界に作り出し、タービン発電機の駆動に使用します。つまり、エネルギー源は連続していませんが、少なくとも予測可能であることを意味します。地熱エネルギーは、地球の表面の下にある自然の熱を利用して、発電や住宅の暖房に利用することができます。しかし、その可用性は保証されていません。たとえば、アイスランドでは、英国よりもこのようなエネルギーがはるかに多く発生しています。最後に、バイオマスエネルギーには、電気を作り出すために有機物質を燃やすことが含まれます。このアプローチは、他の方法ほど広く採用されていませんが、農業、産業、および国内の廃棄物を固体、液体、およびガス燃料に変換するため、環境と全体的なコストの面で大きなメリットをもたらします。

前述の選択肢にはすべて長所と短所がありますが、この代替エネルギー源を最大限に活用するためには、再生可能エネルギー貯蔵が主な課題となっています。再生可能エネルギー貯蔵技術は、再生可能エネルギーを捕捉し、必要に応じて放出するコスト効率の高い方法を提供できる場合に、独自の技術になります。 

基本的に再生可能エネルギー貯蔵ソリューションには、揚水発電貯蔵、熱エネルギー貯蔵、機械的エネルギー貯蔵、バッテリ駆動型エネルギー貯蔵システムの4種類があります。

揚水、貯水池に貯め、タービンで放流する方法です。IEAの再生可能エネルギーに関するレポートによると、2025年にヨーロッパで新たに導入された水力発電量の50%以上は、特にスイス、ポルトガル、オーストリアでは、揚水式貯水池に由来します。中国でも2023年から2025年の間に同様のことが当てはまるはずです。

通常は、再生可能なエネルギー源や廃熱からの余剰エネルギーを後で使用するために貯蔵することが含まれます。水、砂、および岩は熱エネルギーを貯蔵でき、国際再生可能エネルギー機関は、2030年までに熱エネルギー貯蔵量が800ギガワット時（GWh）に達する可能性があると推定しています。

重力または運動（フライホイールなど）を使用して電気を貯蔵します。機械的エネルギー貯蔵には、タービンを使用して加熱および拡張される圧縮空気またはガスエネルギー貯蔵も含まれます。

再生可能エネルギー源からエネルギーを最も効率的に貯蔵し、供給する方法は、バッテリベースの再生可能エネルギー貯蔵システムを使用することであることが広く認識されています。再生可能エネルギー用の蓄電池が増えれば、過去の従来型電源の必要はなくなります。

アトラスコプコのエネルギー貯蔵システムは、静かな運転と最小限のメンテナンスを提供し、遠隔地や大都市圏の建設現場での電気通信設備に最適です。ハイブリッド貯蔵システムとして動作するため、需要のピークと低負荷のバランスをとるのに最適です。これらの再生可能エネルギー貯蔵システムは、ユーザーが46 kWh～535 kWhの再生可能エネルギーを貯蔵し、1回の充電で12時間以上の電力を供給することで、燃料消費量と温室効果ガス排出量を削減することができます。

再生可能エネルギーに電池貯蔵を使用する最も効率的なシステムは、再充電式リチウムイオン（Li-ion）バッテリをベースにするものです。これらの軽量で高密度のバッテリは、多くの理由から推奨される選択肢となっています。1 kgのリチウムイオン電池で150ワット時/キログラム（Wh/kg）を蓄えることができるためです。ニッケル水素（NiMH）電池は通常60～70 Wh/kg、6 kgの鉛酸電池は約25 Wh/kgしか貯蔵できません。

リチウムイオンと鉛酸バッテリを比較すると、最初の技術は寿命が長く、負荷が予測不可能で変動しやすく、高温下でも優れた性能を発揮します。ニッケル水素の性能は、長時間の高温下では鉛蓄電池よりも優れていますが、それでもリチウムイオンよりも弱くなっています。