空港および宇宙ステーションのエネルギー貯蔵プロジェクト
における鉄フロー、ナトリウム硫黄電池技術
Iron Flow, Sodium-Sulfur Battery Technologies at Airport and
Space Station Energy Storage Projects
By Andy Colthorpe
https://www.energy-storage.news/ 2023.01.20
航空および宇宙探査セクターの地上業務は、オランダと日本の非リチウム電池技術の助けを借りて電力を供給される。宇宙航空研究開発機構の地上局MDSSには、日本の日本ガイシ・インシュレーターが提供するナトリウム硫黄電池ベースのエネルギー貯蔵システムが搭載されている。
MDSSは日本北部の長野県の山奥にあり、世界最大級のアンテナ・システムをホストし、30年以上にわたって宇宙探査機と通信している。今日のより高度な宇宙探査ミッションの追跡を支援するために、より優れた受信容量を備えた新しいアンテナを取り付けるなど、主要機器のアップグレードは2021年に始まり、2024年に完了する予定である。
その一環として、独自の高温電気化学蓄電技術「NAS」を開発する日本ガイシは、産業機器メーカーの明電舎から1,200 kW/8,600 kWhの電池蓄電システム(BESS)の供給を受託した。エネルギー貯蔵システムは長時間の放電と高エネルギー容量が可能で、その主な用途は3倍になる。
1つ目は、アンテナなどの宇宙ステーションの重要な機器の緊急バックアップ電源として機能することである。2つ目は、別の種類のバックアップとして、例えば落雷によって引き起こされる可能性のある瞬間的な低下に対してMDSSの電圧を維持するためのものである。最後に、電池システムはオフピーク時に充電され、蓄積されたエネルギーは需要のピーク時に使用するために放電され、地上局の消費電力と利用可能な供給の全体的な負荷を平準化するのに役立つ。
日本ガイシは昨日、ナトリウム硫黄電池システムが昨年末に完成し、2022年12月15日に運用を開始したと発表した。このプロジェクトは日本ガイシが宇宙航空研究開発機構(JAXA)のために南日本のロケット発射場に納入した別のプロジェクトに続くものである。2021年2月にEnergy-Storage.newsが報告したように、それは2.4 MW/14.4 MWhシステムである。
NAS電池貯蔵は2002年から市販されており、世界中の約4 GWhのプロジェクトで使用されており、実際、リチウム・イオン設備がブームになるまで、世界で最も広く使用されている送電網スケールの電気化学電池技術と見なされていた。日本ガイシは、化学品会社BASFのエネルギー部門と提携し、この技術を商品化し、世界中に展開している。
排出ガスと大気汚染の「ダブルウィン」
ヨーロッパではアムステルダムのスキポール空港での地上業務に、アメリカのテクノロジー・プロバイダーであるESS Inc.はフロー電池エネルギー貯蔵システムが搭載されている。日本ガイシと同様に、ESS Inc.は市場の出回っているほとんどのフロー電池とは異なり、バナジウム溶液ではなく鉄と塩水の電解質を使用し、より大きな容量を提供するためにスケールアップできるタンクに貯蔵する独自の技術のIPを保有している。
ESS Inc.はアメリカで供給契約を積み上げており、最近、オーストラリアのパートナーに技術をライセンス供与し、昨年ヨーロッパ・オフィスを開設した。スキポール空港では、同社のエネルギー倉庫にエネルギー貯蔵装置の1つが今四半期中に設置され、航空機に電力を供給するための空港のディーゼルの使用を減らすのに役立つ。
現在、ディーゼルはスキポールに駐機している飛行機に接続する電池システムである電気地上動力装置の充電に使用されている。明らかに、それは大気汚染と排出を犠牲にし、燃料価格の変動にさらされる。
ESS Inc.のプロジェクトは、モビリティと航空のための革新的な低炭素解決策を開発するための欧州連合が支援するプログラムであるTULIPSの一部であり、スキポール空港自体は2030年までに廃棄物ゼロとゼロ・エミッションのステータスを目標としている。鉄フロー電池システムを含む合計17の異なるデモ機が空港に配備されている。
ESSは、展開されるシステムのサイジングと容量を明らかにしていないが、エネルギー・ウェアハウス・ユニットは、送電網スケールおよびユーティリティ向けの、より大きなエネルギー・センターのカウンター・パートとして商業および産業市場を対象とした同社の小型製品である。
Energy Warehouseのデータ・シートによると、応答時間が1秒未満の75 kW/400 kWhの装置であり、予想される25年間の寿命にわたって性能を低下させることなく20,000サイクルを超える能力があることが示されている。
「このパイロットが成功すれば、二酸化炭素排出量と大気汚染の両方が削減されるため、これは二重の勝利である。」とロイヤル・スキポール・グループの改革担当マネージャーのOscar Mannは述べた。
なぜこれらの技術なのか？
スキポール空港の場合、ESS Inc.は鉄フロー電池の安全性と実現可能性のプロファイルが重要であると述べた。フロー電池は、過充電または物理的に乱用された場合にリチウム電池が熱暴走する可能性があるため、航空機が配置される場所の近くに設置することによる火災や爆発のリスクがないか、最小限に抑えられる。鉄フロー電池の電解質は、五酸化バナジウムが硫酸に溶解しているバナジウムなどの他のフロー電池の化学的性質とは異なり、無毒である。
一方、日本ガイシはMDSSアンテナ局の選定前に、JAXAの以前のプロジェクトを含め、長い評価プロセスを経たと述べた。この技術は、特に宇宙ステーションが日本の人里離れた山岳地帯にあるため、長時間の放電を可能にする大きなエネルギー貯蔵容量のために最終的に選択された。同様に、NAS電池の困難な環境に対する耐性と競争力のあるライフサイクル・コストは、詳細に評価されたと日本ガイシは述べている。
Energy-Storage.newsの発行者であるSolar Mediaは、2023年2月22～23日にロンドンで第8回年次エネルギー貯蔵サミットEUを主催する。今年はより大きな会場に移動し、ヨーロッパの主要な投資家、政策立案者、開発者、公益事業、エネルギー購入者、サービル・プロバイダーをすべて1ヶ所に集める。詳細については公式サイトを参照。
Solar Mediaはまた、2023年7月11～12日にシンガポールで第1回エネルギー貯蔵サミット・アジアを主催する。このイベントは信頼できる独立したジェネレーター、政策立案者、銀行、ファンド、オフテイカー、技術プロバイダーのコミュニティを結集し、この新興市場でありながら急速に成長している市場を明確にするのに役立つ。詳細についてはウェブサイトを参照。
