【東芝や中部電力】岩石を「蓄電池」に活用！『設備さえ維持できれば岩石は永久に使える』『蓄電池の半分程度のコスト』レアメタル不要の新技術

日本経済新聞によると

東芝子会社の東芝エネルギーシステムズ（東芝ESS、川崎市）や中部電力などは、天然の岩石に熱エネルギーを蓄えて必要時に取り出す「岩石蓄熱」と呼ぶ技術の商用化を目指す方針を明らかにした。熱しやすく冷めにくい特徴を持つ岩石を「自然の蓄電池」として使う。一体どんな技術なのか。

基本的な仕組みはこうだ。一時的に余剰になった再生可能エネルギーの電力などを熱エネルギーに変えて岩石に蓄える。これは電力を使って岩石を熱するということを意味する。そして、ここから放熱して熱エネルギーとして利用。電気として使う場合は、岩石が発する熱で水を温めて水蒸気を発生させて蒸気タービンと発電機を動かす。

東芝ESS、中電、特種東海製紙グループの新東海製紙（静岡県島田市）、島田市の4者が商用化に向けた技術実証を進めることで基本合意し、連携協定を結んだ。

メガワット時級設備は国内初

島田市にある新東海製紙の工場に専用の機器を設置する。2026年度に実証試験を行い、27年度の商用化を目指す。設備に蓄えられる熱容量は電力量に換算して10メガ（メガは100万）ワット時で、約880世帯分の1日の電力使用量に当たる。4者によると、岩石蓄熱技術を用いるメガワット時級設備は国内初となる。

工場内の敷地に、高さ4メートル、横11メートル、奥行き4メートルの大きな直方体のタンクを据え付け、岩石を詰め込む。工場内で余った再生可能エネを受電し、岩石を熱する電気ヒーターを作動させる。約1時間で岩石の温度は常温からセ氏600度まで上がるという。

岩石蓄熱は、天然の岩石が備える「熱しやすく冷めにくい」という特徴を生かした技術だ。マグマが冷えて固まった火成岩、砂や火山灰と生物の遺骸などが風や水によって運ばれて積み重なった堆積岩などの中からそれぞれ1、2種類を選ぶ。国内各地で採取でき、ほぼ永続的に使えるという。島田市での実証では「地産地消できる岩石を使う」（東芝ESS担当者）予定だ。

レアメタルを使わず

そもそも、岩石は古来、人類が日常生活で使ってきた蓄熱材の一つだ。火で加熱した岩石の上で肉を焼いたり、温めた石で暖を取ったりしてきた。現代でも、石焼き芋づくりには文字通り石が欠かせないし、石窯でピザやパンが焼かれている。ブームが続くサウナでも、火成岩などが使われるサウナストーンに水をかけると熱い蒸気が発生し、体を温めてくれる。

東芝ESSの担当者は「一般的な蓄熱材にはレンガやコンクリートもあるが、コストや調達、使いやすさの観点から岩石を選んだ」と話す。蓄電池の代替になりうる岩石。リチウムイオン電池など既存の蓄電池と比べてどんな利点があるのか。

いくつか挙げてみると、第一に寿命が10〜15年とされる蓄電池に対して、「設備さえ維持できれば、岩石は永久に使える」（担当者）。第二に、世界で争奪戦になっている蓄電池の基幹材料、コバルトやニッケルなどのレアメタル（希少金属）を確保する必要もない。

第三に蓄電池ほどの広い敷地も要らない。蓄電池は通常、上に積み上げることはできないが、岩石は高く積み上げられる。このため、同じ容量の蓄電池に比べて4分の1以下の敷地面積で済む。これまでに挙げたような特徴からコストも抑えられ、「一般に蓄電池の半分程度のコストになるといわれている」（業界関係者）。

[全文は引用元へ…]

以下,Ｘより

【日本経済新聞 電子版さんの投稿】

引用元　https://www.nikkei.com/article/DGXZQOUC236B10T20C25A1000000/?n_cid=SNSTW005

みんなのコメント

• レアメタルを使わない蓄熱技術は、日本のエネルギー安全保障にとって大きな意味を持つ。資源を海外に依存しないエネルギーシステムの構築が求められる。
• 蓄電池は寿命が短く、交換やリサイクルのコストがかかるが、岩石なら半永久的に使える。コスト削減と環境負荷の低減につながるのは非常に良いことだ。
• 中国がレアメタルを独占している現状を考えれば、日本独自のエネルギー技術を開発することは極めて重要。資源の争奪戦に巻き込まれない仕組みを作るべきだ。
• この技術が普及すれば、再生可能エネルギーの活用がより効率的になる。エネルギーの安定供給を確保するためには、こうした技術革新が欠かせない。
• 蓄電池のリスクを考えれば、岩石蓄熱のような安全で低コストな技術は非常に有望。災害時のエネルギー確保にも活用できる可能性がある。
• 日本の電力システムは燃料輸入に依存しているため、少しの国際情勢の変化で大きく影響を受ける。こうした技術を導入し、エネルギー自給率を高めるべきだ。
• リチウムイオン電池のような蓄電池は火災リスクがあるが、岩石蓄熱ならその心配がない。より安全なエネルギーシステムの構築が求められる。
• 海外でも類似の研究が進んでいるということは、この技術の将来性が認められている証拠。日本も競争力を高めるために、積極的に推進するべきだ。
• 岩石は国内で調達できる上に、環境負荷も少ない。こうした技術が普及すれば、エネルギー政策の選択肢が広がるだろう。
• 日本のエネルギー政策は遅れがちだが、こうした技術開発を加速させることで、エネルギーの自立を目指すべき。依存体質からの脱却が必要だ。
• 災害時の電力供給を考えた場合、蓄電池のように劣化するものよりも、長期間使える岩石蓄熱の方が安定性が高い。導入を進めるべきだ。
• 電力の需給バランスを取る上で、蓄熱技術は重要な役割を果たす。特に、再生可能エネルギーの安定利用には不可欠な技術になるだろう。
• 蓄電池は寿命が短く、廃棄問題もあるが、岩石ならその心配がない。長期的な視点で見れば、経済的にも優れた選択肢になる。
• 土地の有効活用という点でも、この技術は優れている。蓄電池は広大な敷地を必要とするが、岩石なら高く積み上げることでコンパクトに設置できる。
• 日本のエネルギー技術が世界に遅れを取らないためにも、こうした研究開発を進めることが重要。政府の支援も必要になるだろう。
• 再生可能エネルギーの活用は進んでいるが、貯蔵技術が追いついていない。岩石蓄熱のような技術が普及すれば、より効果的に活用できる。
• エネルギーの安定供給は国の安全保障にも直結する。輸入に頼らず、国内でまかなえるシステムを作ることが何よりも重要だ。
• 日本は技術力があるのだから、レアメタルに頼らない新しいエネルギー貯蔵技術を確立し、世界に先駆けて導入すべきだ。
• コストが安く、長寿命で、安全性も高いとなれば、岩石蓄熱は今後の主流になる可能性がある。実証実験の成功に期待したい。
• エネルギー問題は日本の未来に関わる重要な課題。蓄電池だけに依存するのではなく、岩石蓄熱のような新しい技術にも積極的に投資するべきだ。

編集部Aの見解

東芝や中部電力が進める「岩石蓄熱」の技術は、非常に興味深いものだと感じる。近年、再生可能エネルギーの普及が進む中で、安定した電力供給を実現するための技術開発が求められている。特に、日本は化石燃料の輸入に依存しており、エネルギー自給率の向上が課題となっている。その中で、岩石を利用して熱エネルギーを蓄えるという発想は、シンプルながらも実用性の高い技術に思える。

この技術の最大の特徴は、レアメタルを必要としないことだ。現在、リチウムイオン電池をはじめとする蓄電池は、コバルトやニッケルといった希少金属に依存している。しかし、これらの資源は世界的に争奪戦が起こっており、価格の高騰や供給リスクが問題視されている。特に中国がレアメタルの採掘・加工を独占的に行っている状況では、日本のエネルギー安全保障にも影響を及ぼしかねない。その点、岩石は国内でも容易に調達でき、安定供給が可能なため、非常に魅力的な選択肢となるだろう。

また、岩石を蓄熱材として利用することで、従来の蓄電池に比べてコストが大幅に抑えられるのも利点だ。蓄電池は生産コストが高く、寿命も10〜15年程度と限られている。一方、岩石は劣化しにくく、設備の維持さえできれば半永久的に使用できる。これにより、長期的なコスト削減が可能になるだけでなく、廃棄時の環境負荷も低減できる点は大きなメリットだ。

さらに、岩石蓄熱は従来の蓄電池と比較して設置スペースの効率が良いという点も興味深い。蓄電池は通常、上に積み上げることができず、広い敷地が必要となる。しかし、岩石であれば高く積むことができるため、同じ蓄熱容量でも敷地面積を4分の1程度に抑えられる。このようなコンパクトな設計は、土地の限られた都市部や工場内での活用にも適していると考えられる。

また、日本は地震大国であり、自然災害の影響を受けやすい。そのため、エネルギーインフラの強靭化が求められているが、蓄電池は火災や爆発のリスクがあるため、設置場所が限られる。一方で、岩石蓄熱は火災の危険性が低く、安全性が高い点も利点となるだろう。特に、長期的なエネルギー貯蔵手段として、安定した電力供給を実現する上で有効な技術となる可能性がある。

こうした背景を踏まえると、岩石蓄熱の技術は、日本のエネルギー政策において重要な役割を果たす可能性を秘めている。島田市での実証実験が成功すれば、全国の工場や発電施設への導入が進むことが期待される。また、工場の廃熱回収や地域の熱供給システムとも組み合わせることで、さらなるエネルギー効率の向上が図れるかもしれない。

もちろん、課題もある。まず、岩石蓄熱の技術がどの程度のエネルギー変換効率を持つのかが重要だ。電力から熱、そして再び電力へと変換する過程でのエネルギーロスが大きければ、実用化のメリットが薄れてしまう。また、岩石の種類による性能の違い、長期間使用した場合の熱伝導率の変化など、細かい技術的な検証も必要だろう。

さらに、設備の導入コストも無視できない。既存の蓄電池システムと比較してどの程度の投資回収が可能なのか、どのような施設に適用するのが最適なのかといった点も、今後の課題となるだろう。特に、企業が採算を考えた上で導入を決定するためには、コスト面での優位性が明確であることが求められる。

また、海外ではすでにシーメンスや米国のスタートアップ企業が同様の技術開発を進めている。日本もこの分野で遅れを取らないために、官民一体となって技術開発を加速させる必要があるだろう。政府が補助金や支援策を講じることで、早期の実用化を後押しすることも検討すべきだ。

総じて、岩石蓄熱の技術は日本のエネルギー問題を解決する大きな可能性を秘めた革新的な技術であると感じる。レアメタル不要、低コスト、長寿命、省スペース、安全性の高さといったメリットは、今後のエネルギー政策において重要な要素となるだろう。実証試験が成功し、商用化が進めば、日本のエネルギー自給率の向上や環境負荷の低減にも大きく貢献するはずだ。

今後、島田市での実証実験の結果を注視するとともに、この技術がどのように発展し、日本のエネルギー事情に影響を与えていくのかを見守りたいと思う。

執筆:編集部A

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