■ 1. 鉄の粉による季節間の電力貯蔵
- 研究の概要:
- 太陽光発電で余った夏の電気を鉄の粉で保存し、冬に使う方法が研究されている
- 電気が必要になったら、保管しておいた鉄の粉を燃やして発電する
- EWIによる検討:
- ダルムシュタット工科大学の11月3日の発表に基づく
- 同大学などの依頼を受け、ケルン大学のエネルギー経済研究所（EWI）が検討した
- 鉄の粉でエネルギーを蓄える仕組みをヨーロッパで活用できるかが検討の対象
■ 2. 鉄の粉が燃料になる仕組み
- 燃焼による発電:
- 細かい鉄の粉を燃やすと熱が出るので、その熱を発電に使う
- 熱で水を蒸気に変え、タービンを回して電気を取り出す
- 酸化鉄への変化:
- 燃やした鉄は空気中の酸素と結び付き、さびと同じ仲間の「酸化鉄」に変わる
- 酸化鉄から酸素を取り除くと、再び燃料として使える鉄に戻る
- 水素による鉄の再生:
- 夏に太陽光や風力で余った電気を使って水素を作る
- その水素を使って酸化鉄から酸素を取り除き、鉄に戻す
- 全体の流れ:
- 作った鉄の粉を冬まで保管し、電気が必要になったら燃やして発電する
- 燃やしたあとの酸化鉄は回収し、再び鉄に戻す工程を繰り返す
■ 3. 電池との比較とエネルギーロス
- 工程によるロス:
- 鉄の粉では電気を取り出すまでに水素の製造、鉄の再生、発電の工程が必要
- その間にエネルギーのロスが生じる
- 取り出せる電気の量:
- EWIの報告書の想定では、100kWhを投入して取り出せるのは約29〜33kWh
- 米国の蓄電池の技術評価では、リチウムイオン蓄電池は100kWhの投入で85kWhを取り出せる想定
- 研究ごとに条件は異なるが、電気に戻すまでのロスには大きな差がある
■ 4. 鉄の粉を使うメリット
- 長期大量保管での扱いやすさ:
- 鉄の粉に期待されているのは、大量のエネルギーを何カ月も保管するときの扱いやすさ
- 貯蔵施設にためておけて、高圧や低温での保持が不要
- 船や鉄道で運ぶこともできる
- 貯蔵量の拡大:
- 電池では蓄える量を増やすには台数を増やす必要がある
- 鉄の粉なら燃料のストックを増やせば、その分だけ長く発電に使える
- 供給費用の試算:
- EWIは鉄の粉を作って保管し、発電や暖房に使う仕組みを取り入れた場合の費用を試算した
- 対象はヨーロッパの電力・水素・地域暖房の供給費用
- 2045年までを想定した計算では、鉄の粉を使える場合のほうが費用を抑えられる
- 鉄の粉は大量のエネルギーを冬まで保管する選択肢として期待されている
■ 5. 石炭火力発電所での活用可能性
- 既存設備の転用:
- 保管した鉄の粉を使える意外な候補として、既存の石炭火力発電所がある
- カールスルーエ工科大学の解説では、炉の改造で蒸気設備、タービン、発電機などを引き続き使える可能性がある
- 実用化の課題:
- 改造にかかる手間や費用が重要になる
- 鉄を燃料に戻す効率も重要になる