ハイブリッド蓄电池システムで电力供给安定、中国电力の隠岐诸岛実証実験【エネルギー自由化コラム】
中国电力が日本海に浮かぶ岛根県の隠岐诸岛で2015年から実施してきたハイブリッド蓄电池システムの実証実験が终わりました。リチウムイオン电池とナトリウム?硫黄（狈础厂）电池を组み合わせ、太阳光など再生可能エネルギーで作った电力の短周期変动、长周期変动の双方に対応する国内初の実証実験で、中国电力は再エネ电力の安定供给に成果を上げたとする事业报告书を环境省に提出しています。
西ノ岛町にハイブリッド蓄电池システム设置
设备は出力2,000キロワット、容量700キロワット时のリチウムイオン电池と、出力4,200キロワット、容量2万5,200キロワット时の狈础厂电池、エネルギー?マネジメント?システムなどです。
このうち、容量が大きい狈础厂电池は一般家庭が1日に使用する电力（10キロワット时）に换算して约2,500世帯分を贮めることができます。隠岐诸岛の世帯数は约1万。全世帯が1日に使用する电力量のざっと4分の1を供给できるわけです。
中国电力は2014年度、环境省から蓄电池実証补助事业の採択を受けてシステムの设置工事に着手し、2015年9月から2019年3月末まで実証実験を进めました。设备工事费は総额で约25亿円に上ります。
日中の余剰电力を充电して夜间に放出
ハイブリッド蓄电池システムと连系した太阳光、风力など再エネ発电施设は、2019年3月末时点で约8,000キロワット分が隠岐诸岛で导入されていますが、これによる电力の出力変动をリチウムイオン电池と狈础厂电池で协调制御するのが目的です。
同时に、ディーゼルエンジンによる火力発电の稼働を抑えて二酸化炭素の排出量を抑制する狙いもあります。环境省の実証事业に选ばれたのは、成功すれば离岛での再エネ普及に弾みがつくと考えられたからです。
太阳光と风力の発电出力データをリアルタイムで収集し、エネルギー管理システムが小さな出力変动を小刻みに充放电して相杀させるとともに、岛全体の电力需要と再エネ発电量を予测して日中に発电した太阳光の电力を充电し、夜间に放电するよう指令を出す仕组みです。
离岛での再エネ普及、出力変动対策が课题に
电力を安定して供给するには、使用量と発电量を常に一致させなければなりません。このため、电力会社はそのときどきの使用量に応じて発电所の出力を细かく调整しています。しかし、调整がうまくいかないと、発电机が壊れるなどの影响が出るほか、最悪の场合は2018年の北海道胆振东部地震のようにブラックアウトが起きてしまうのです。
ところが、太阳光は云の通过、风力は风向きの変化で出力が変动するなど、再エネ発电は天候の影响を大きく受けます。再エネが増えた九州电力はたびたび、出力制御を実施して调整に努めていますが、送电线が本土と连系していない离岛部では、电力ネットワークの规模が本土よりずっと小さいため、出力変动で受ける影响がより大きくなります。
隠岐诸岛はこれまで、岛后の隠岐の岛町と岛前の西ノ岛町にあるディーゼルエンジンの火力発电所で电力を供给してきましたから、问题が起きませんでした。しかし、今后再エネを増やしていくうえで出力変动対策が大きな课题になっていたのです。
余剰电力吸収に电池活用の実証は国内初
太阳光など再エネ発电を电力系统に连系した场合、问题となる出力変动には大きく分けて2つあります。云の通过などが引き起こす短周期変动による电力周波数の変化と、太阳の位置変化など长周期変动で起きる余剰电力の発生です。
ハイブリッド蓄电池システムでは、この短周期変动をリチウムイオン电池、长周期変动を狈础厂电池で制御するように设计されています。リチウムイオン电池、狈础厂电池とも、両方の変动に対応できますが、导入コストを最小化するため、中国电力はハイブリッド化を选択しました。
过去にも冲縄电力が冲縄県の宫古岛、九州电力が长崎県の壱岐岛に4メガワット级の电池を导入し、短周期変动による周波数の乱れを安定化させる実証実験をしています。しかし、短周期変动だけでなく、长周期変动による余剰电力の吸収に电池を活用する実証実験は今回が初めてで、画期的とされました。
通常は太阳光の発电量が増える日中に火力発电の出力を落としてバランス调整しますが、ディーゼル発电机の限界を超えて太阳光の発电量が増えると供给が需要を超え、系统全体がダウンしかねないからです。
実証実験は电力安定供给に十分な成果
中国电力が环境省へ提出した事业报告书によると、3年半の実証実験では短周期、长周期それぞれの変动に対し、リチウムイオン电池と狈础厂电池の协调制御が良好に进み、系统周波数を管理目标値に収めていることが确认されました。
この実証実験に合わせ、岛后の旧隠岐空港滑走路跡地に出力1.5メガワットの大规模太阳光発电所が２つ整备されるなど再エネ発电施设が増えましたが、电力供给の安定化に十分な成果を上げたわけです。
再エネの导入を拡大した结果、ディーゼル発电机で使用する燃料を减らすことができ、二酸化炭素の排出量を大きく削减できました。2018年度の年间二酸化炭素排出削减量は约6,100トンに及びます。
ハイブリッド蓄电池システムによる初の実証実験だけに、全国の注目を集め、2015年9月の実証スタートから2019年3月末までに延べ700人以上の视察がありました。実証実験が地方创生に一定の効果をもたらしたともいえます。
今后の课题は设置コストの引き下げ
中国电力は引き続き、ハイブリッド蓄电池システムを隠岐诸岛で运用していきます。今后の焦点はこのシステムを他の离岛部にも広げることですが、それには乗り越えなければならない课题が残っています。导入コストの高さです。
中国电力は「环境省の补助金があったから、导入することができた。补助金なしで普及させるには、コスト削减に向けてさらなる努力が必要だ」としており、これからもこの课题解决に向けて努力する方针です。
ハイブリッド蓄电池システムが设置された西ノ岛町企画财政课の担当者は「あくまで个人的な见解だが、日本初のこのプロジェクトが他の离岛部でも展开され、再エネの普及がさらに进んでほしい。そうすれば日本が未来の地球にやさしい环境先进国になれるのでないか」と期待を口にしました。
こうした声に応え、再エネの普及を推进するため、国を挙げてコスト削减の方策を探る必要がありそうです。
この记事を书いた人
政治ジャーナリスト
高田泰
関西学院大卒。地方新闻社で文化部、社会部、政経部记者を歴任したあと、编集委员として年间企画记事、子供新闻などを担当。2015年に独立し、フリージャーナリストとしてウェブニュースサイトなどで执笔している。