ナトリウム･イオン電池は再生可能エネルギー革命の火付け役となるだろ － オーストラリアはこれに備えなければならない
Sodium-Ion Batteries Are Set to Spark a Renewable Energy Revolution –
and Australia Must Be Ready
By Jo Adetunji
The Conversation 2024.07.21
オーストラリアの電力網を再生可能エネルギーがどの程度支配すべきかは、科学と政治の大きな問題である。太陽光と風力は明らかに現在、最も安価な電力形態である。しかし、これらの技術に限界があると、再生可能エネルギーのみの電力ミックスの根拠が損なわれる可能性がある。
太陽光発電と風力発電機がもたらす課題は現実的である。これらは本質的に変動性があり、太陽が照り、風が吹いているときだけ発電する。安定したエネルギー供給を確保するには、再生可能エネルギーが主流の送電網に「安定化」能力、つまり需要に応じて電力を供給できるバックアップ技術が必要である。
アルバネーゼ政権を含む一部の人々は、不足分を補うにはガス火力発電機が必要だと主張している。連立政権などの他の人々は、再生可能エネルギーでは全く「電気を供給し続ける」ことができず、オーストラリアは代わりに原子力エネルギーを追求すべきであると主張している。
しかし、世界の電力網を強化する新しい方法が急速に開発されている。それがナトリウム･イオン電池である。この新しいエネルギー貯蔵技術は、電力網を100％再生可能エネルギーで稼動させることを可能にし、ゲームチェンジャーとなる可能性がある。
ナトリウム･イオン電池：長所と短所
エネルギー貯蔵は、再生可能エネルギーによって生成された余剰エネルギーを収集し、それを貯蔵して、需要に応じて放出することで、安定した供給を確保する。このような施設は、短期または長期(100時間以上)の貯蔵を提供する。
現在、リチウム・イオン電池が主な治療技術であるが、短期貯蔵に最適である。ナトリウム･イオン電池は、長期貯蔵のギャップを埋める準備がほぼ整っている。
名前が示すように、ナトリウム･イオン電池には、塩に含まれる元素であるナトリウム(記号Na)が含まれている。この技術では、正極と負極の間でナトリウム･イオンが移動し、電荷が発生する。
ナトリウム･イオン電池で使用される技術は、リチウム・イオン電池の技術に似ている。実際、他の人が指摘しているように、現在リチウム電池を生産している工場は、ナトリウム電池に簡単かつ安価に移行できる。
また、ナトリウムはリチウムよりもはるかに豊富な物質であり、抽出コストが安い可能性がある。
リチウム採掘の種類によっては、大量の水とエネルギーを必要とするものもあり、南米の高山湖などで地域汚染を引き起こしている。しかし、オーストラリアの硬岩リチウムでは汚染問題ははるかに少ない。
リチウム電池のリサイクルと廃棄は難しいが、化石燃料からの炭素のリサイクルよりはるかに簡単である。性能面では、ナトリウム電池はリチウム電池よるはるかに長く充電を維持する。
しかし、他の技術と同様に、ナトリウム･イオン電池には課題がある。ナトリウム･イオンはリチウム・イオンよりも大きくて重い。つまり、この電池はリチウム電池よりもエネルギー密度が低く、同じ量の電荷を蓄えるのにより多くのスペースと材料が必要になる。
しかし、これは改善されている。ある分析によると、2022年のナトリウム・ベースの電池のエネルギー密度は、10年前の低価格のリチウム・イオン電池と同等であった。そして、継続的な研究開発により、そのエネルギー密度は増加し続けている。
市場投入
有望な技術すべてと同様に、ナトリウム･イオン電池にとって重要な問題は、いつ広く商業化されるかということである。その答を見つけるには、マサチューセッツ工科大学が開発した方法に基づく最近の分析を参考にすると良い。この分析によると、ナトリウム･イオン電池はコスト面でますます競争力を増しており、早ければ2027年には世界市場に参入する可能性がある。
この分析は、ナトリウム･イオン電池が間もなく安定化エネルギー源として
ガス火力発電を使用するコストに匹敵すると示唆した。同様に、昨年9月のアメリカエネルギー省の評価では、ナトリウム･イオン電池は「2030年までにかなりの市場シェアを獲得すると予想される」としている。
この技術は、小規模な自動車の電動化と、家庭用ソーラーパネル･システムのバックアップなどの「メーター裏」の用途の両方で、鉛蓄電池やリン酸鉄リチウム電池の競争力のある代替品になる可能性があると同社は述べた。
分析によると、ナトリウム･イオン電池の現在および計画中の製造は中国とヨーロッパに集中しており、いくつかの大手電池メーカーは「近い将来に大規模な製造施設を計画している」という。
その中には、徐州市でナトリウム･イオン電池工場の建設を開始したと報じられている中国の電気自動車メーカーファラディオンが2022年にビクトリア州ヤラバレーに小型固定モジュールを設置した。
選択肢を広く保つ
オーストラリア・エネルギー市場オペレーターによる最近の計画では、石炭火力発電所は2035年までに段階的に廃止されることが示唆されている。しかし、この計画では、かなりの量のガスが送電網に残ることが示唆されている。
オーストラリア・エネルギー市場オペレーターの分析では、ガスと競合する長期エネルギー貯蔵の可能性ついては検討されていない。しかし、ナトリウム･イオン電池ナトリウムなどの技術の開発は、将来的にガスが必要になるというオーストラリア・エネルギー市場オペレーターの想定に疑問を抱くべきであることを示唆している。
破壊的イノベーションは急速かつ飛躍的に成長する。太陽光(29％)、風力(14％)、電気自動車(54％)、蓄電池(52％)などの既存のクリーン･エネルギー技術の年間成長率を見れば十分である。
気候変動庁は現在、2050年までにネットゼロ排出を目指すオーストラリアの潜在的な技術移行と排出経路を評価している。このレビューの範囲には、排出削減を支援するために各セクターで同様の技術を導入できるかを調べることが含まれている。
ナトリウム･イオン電池の潜在能力は、当局が提案する政策が、ガス火力発電のような汚染物質を排出する発電方法に固執すべきではないことを示唆している。よりクリーンな代替手段は数年後には商業化される可能性が高く、気候の安定はそれらの計画にかかっている。
