「電力貯蔵技術」がなぜ脱化石燃料と再エネ活用の促進になるのか？脱炭素達成にはマストの重要な技術を解説

2023年08月27日
コラム

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パリ協定で定められた「世界の気温上昇を産業革命前に比べ1.5度までに抑える」を達成するための指標として、先進国では「2050年までにCO2排出量をゼロにする」ことが目標になっています。これがいわゆるカーボンニュートラルですが、日本でも段階的な目標として2030年までにCO2排出量を46％削減することを目指しています。TOMORUBAの連載「カーボンニュートラル達成への道」では、各業界がどのように脱炭素に向けた取り組みをしているのか追いかけていきます。

今回のテーマは「電力貯蔵技術」です。カーボンニュートラル達成のために再生エネルギーのシェアを拡大させることが大きなマイルストーンの一つになっていますが、それを実現するためには、電力の需要と供給のバランスを取ることが課題になっています。

需給バランスを取るために、電力貯蔵技術の台頭は避けては通れないといってもいいほど重要な要素です。この記事では電力貯蔵技術の現状、その市場動向、活用事例、そして将来の展望について解説していきます。

電力貯蔵技術は化石燃料削減、再エネ促進の観点から欠かせない技術

電力貯蔵技術はその名の通り、電力を一時的に保存し、必要な時に再び使用できるようにする技術です。この技術が台頭することで、例えば発電した電力を貯蔵し、必要に応じて貯蔵した電力を使うことができるようになります。つまり、風力や太陽光など天候や時間帯に左右される供給が不安定な電力を貯蔵しておくことで、風のない日や太陽の出ていない夜などにも再エネを活用することができるメリットがあるのです。

要するに電力貯蔵技術が発達すれば、化石燃料を利用する火力発電の使用を控えることができます。同様に、自動車分野でもガソリン車から電気自動車への移行が進めば化石燃料への依存が低減されてCO2排出削減にも貢献できます。このような背景から、カーボンニュートラルの文脈からも電力貯蔵技術の進歩は重要度が高いのです。

電力貯蔵技術にはさまざまな種類があります。代表格は蓄電池ですが、そのほかにも電気二重層キャパシタ、フライホイール、超電動電力貯蔵（SMES）、揚水発電などそれぞれ研究開発が進んでいます。

また、内閣府では自動車分野、再エネ分野との連携の二軸で電力貯蔵技術をカーボンニュートラルに生かすためのロードマップを引いています。

出典：高性能電力貯蔵

ロードマップに組み込まれている電力貯蔵技術はリチウムイオン電池などの蓄電池のほかに、電気二重層キャパシタがあります。多くの電力貯蔵技術でネックとなっているコストについては、2030年には自動車用では4分の1（2020年対比）に、定置用では3分の1に（2010年対比）なる見込みです。

電力貯蔵技術の市場規模は2026年までに2110億ドルに。年平均4.8%成長ペース

発展途上国全体で電力需要が増加している影響から、電力貯蔵技術も市場規模が堅調に成長しています。調査会社のFortune Business Insightsが2019年に公開したレポートによると、世界の先進エネルギー貯蔵システムの市場規模は、2018年に累計で約1,450億ドルと評価され、2026年までに2,110米ドルに達すると予測されています。年平均成長率（CAGR）は 4.82%となる見込みです。

出典：先進エネルギー貯蔵市場規模、成長、シェア |予測レポート【2030年】

また、富士経済が2019年に公開したレポート『自動車分野向け、電力貯蔵分野向け大型二次電池の市場調査』では、大型二次電池の世界規模は2030年には自動車分野向けが14兆9,610億円、電力貯蔵分野向けでは1兆8,819億円となる見込みです。

ふたつのレポートを単純に比較することはできませんが、電力貯蔵技術のシェアの大部分を二次電池（蓄電池）関連が占めていることが予想できます。

出典：電力貯蔵分野向け大型二次電池の市場調査を実施｜プレスリリース｜富士経済グループ

社会実装が進む電力貯蔵技術

近年、優れた電力貯蔵技術を持つ企業がいくつも台頭しており、社会実装が進むフェーズに入っています。

例えば大阪ガスグループは、ヨーロッパでEVを活用した需給調整技術を行うスタートアップJEDLIXに出資しています。JEDLIXは欧州を中心に展開しているアグリゲータであり、自社開発システムによりEVのバッテリーを遠隔制御することで需給調整する技術を持っています。電力の調達先には再エネも含まれており、どこから電力を調達するかもコントロールできることから、再エネの利用拡大につながるソリューションとして期待されています。

参照記事：大阪ガス | ヨーロッパでEVを活用した需給調整事業を行うスタートアップ「JEDLIX」に出資

また、大成建設では同社の技術センター『人と空間のラボ』において、再エネの貯蔵・利用が可能な電力供給システムを構築しています。この取り組みでは、太陽光発電で得られる余剰電力を蓄電池と水素変換設備に貯蔵することで、太陽光のない時間帯にも再エネを有効活用することができます。このシステムを用いて、同社では2023年5月から、建物運用時のカーボンニュートラル化を実現する汎用的な技術の開発に向けた実証を開始しています。

参照ページ：再生可能エネルギー貯蔵・利用システムの開発・実証に着手 | 大成建設株式会社

【編集後記】成立するビジネスモデルを作れるか

電力貯蔵技術は脱化石燃料と再エネ活用の促進に直接的に貢献できる技術です。本文でも事例で取り上げたように社会実装も進んできてはいますが、既存の電力インフラと取って代わるかと言われるとそこまでには達していません。結局、電力を使う側にとっては価格がネックになるので、そこをクリアして優れたビジネスモデルを構築しない限り電力貯蔵技術が主力になることは難しいでしょう。

（TOMORUBA編集部久野太一）