液体空気は英国のエネルギー難問をどのように解決できるのか

Highview Power は、断続的な再生可能電力に対する先駆的なソリューションを持っていると信じています

英国は、2030年までに純炭素排出量ゼロという目標の達成を目指して、毎年数千メガワットの再生可能電力をエネルギーミックスに追加している。

しかし、風力、太陽光、潮力発電の割合が増加するにつれて、断続的なエネルギーの問題も深刻化しています。

解決策の 1 つは、風の強い日や晴れた日に電力を過剰に生産し、再生可能エネルギーが小康状態になったときに電力を送電網に供給することです。 しかし、どうやって？

ロンドンに本拠を置くハイビュー・パワー社は、極低温の液体空気を使用して必要になるまで電力を蓄えるという解決策があると信じている。

この先駆的な技術は、空気を圧縮して液体にし、それをほぼマイナス 200°C まで冷却することによって機能します。

液体空気は断熱タンクに低圧で保管され、エネルギー貯蔵庫として機能します。 電力が必要な場合、液体空気がタンクから引き出され、高圧にポンプで送られます。

空気液化装置からの蓄熱は、熱交換器と中間熱伝達流体を介して液体空気に加えられます。 これにより高圧ガスが生成され、これを使用してタービンを駆動し、発電します。

最高経営責任者のルパート・ピアース氏は、プロセス中のエネルギー損失は約50パーセントだが、廃棄物の多くは熱によるものであり、回収できるため、その可能性は約70パーセントになると述べた。

「消費者のエネルギーコストに大きな変化をもたらすことになるだろう。なぜなら、当然のことながら、我が国の主権再生可能エネルギーは他のどの発電形態よりもはるかに安価だからだ」と彼は言う。

同社は現在、4億ポンドを調達して、2024年末までにマンチェスター近郊に世界初の商業規模の液体空気エネルギー貯蔵プラントを建設する計画を立てている。

プラントのコンポーネントは主に鋼鉄で作られるため、原子力やバッテリー駆動のソリューションで使用されるような危険または希少な材料の需要が減少します。 植物が漏れると、空気が漏れます。 そして、気温の変動が大きいにもかかわらず、メンテナンスの必要性は低いとピアース氏は言います。

それでも、お金を稼ぐ必要があります。 ピアース氏は、送電網が過剰な風力発電を処理できないため、リバプール市に電力を供給するのに十分な 3.5 テラワット時のエネルギーが 2022 年に無駄になると推定しています。

このような事態が発生すると、風力発電所は稼働しないことに対して報酬を支払うことになります。 Highview のテクノロジーを使用すると、その余剰電力を蓄えることができます。 ハイビュー社は代わりに、風力発電所を返済するよりも安く済むため、タンクを満杯にする費用を支払うことになる。

そして、需要が供給を上回ると、タービンを起動して送電網に電力を供給することができます。

「私たちは彼らに柔軟な需要を提供することができ、長期保管を提供できるので、英国の戦略的予備軍になることができます。」と彼は言います。

キャリントンにあるハイビューの工場は30メガワットの容量があり、300メガワット時の電力を蓄える予定だ。

ピアース氏によると、同社は自社の技術を守るために200件の特許を取得しているが、必要ないことを望んでいるという。

「競争を気にして眠れないわけではありません。単に市場機会が非常に大きいからです。私たちは英国だけで100億ポンド相当の設備を地上に設置しようとしていましたが、英国のエネルギー貯蔵ニーズの50％にも満たないのです」 。」

ピアース氏は衛星会社インマルサットで16年間勤務した後、ハイビュー・パワー社に入社したが、同社が買収された際に退社した。 それ以前は、法律事務所リンクレイターズのパートナーでした。

「この会社を見たとき、その約束にとても興奮しました」と彼は言います。

この技術は、余剰電力を利用して水を上流に汲み上げ、タービンを通して放出して発電する揚水発電と競合します。

ハイビュー社が商業化している液体空気エネルギー貯蔵技術を発明したバーミンガム大学のユロン・ディン教授は、揚水水力発電を機能させるには2つの湖といくつかの山が必要となることが課題であり、世界の多くの地域には適さないと指摘する。

「揚水式水力発電と比べて、一定の体積や重量内でより多くのエネルギーを蓄えることができます」とディン教授は言う。 また、漏れは非常に少なく、おそらく 1 日あたり 0.1 個未満であると彼は言います。 ポンプ水力発電と同様に、生産を開始するには数分前の通知が必要ですが、グリッドには数ミリ秒以内に電力を供給する必要があります。

このギャップはバッテリーパックによって埋められる可能性があるが、ハイビュー社はそれまでの間、エネルギーを供給するためにスーパーキャパシターとフライホイールストレージを使用したいと考えている。

水素ももう一つの候補だが、それを安価に貯蔵するのはまだまだ先のことだとピアース氏は言う。

同社はこれまでのところ、ピルズワースでの試作機の成功を受けて、キャリントン工場の建設に政府から1,000万ポンドの資金を受け取っている。

しかし、残りの資金を集めるのは困難だとピアース氏は言う。

「これは2つの理由から非常に難しい。1つ目は、これは新しい技術であるため、資本価格が上昇する傾向にある」と述べた。

もう一つの理由は、インフラ投資家が収益が予測可能な信頼できる長期の引き取り契約を好むためだが、次の発電所が建設されれば投資家を納得させることは可能だと同氏は考えている、と同氏は言う。

「当社の製品が成熟するにつれて、最初の製品が構築され、それが機能することを示します。最初の製品は収益をもたらすために構築され、市場モデルが機能することを示します。」と彼は言います。

それが実現したら、ピアース氏は、4兆ドル相当になる可能性があるより広範なエネルギー貯蔵市場の一環として、英国にさらに多くの発電所を建設するために100億ポンドを調達したいと考えている。

英国の対象地域には、洋上風力タービンからの電力ケーブルが上陸する場所に近いハンバーサイドや、ガス価格の高騰と石炭火力発電所の破綻に苦しんでいるオーストラリアなどが含まれる。

ニーズは高まっています。 同氏は、世界中の電力網が世界の排出量の約3分の1を占めており、電力網の移行は「気候変動の影響を軽減するというまともな取り組みを行う上で絶対に極めて重要」であると述べた。

「貯蔵の導入には明らかにコストがかかるが、混合コストは消費者や企業が今日エネルギーに支払っているコストを大幅に下回るだろう。したがって、ここには本当のチャンスがある」とピアース氏は語った。