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電力を気体分子の運動エネルギーや熱、もしくは化学ポテンシャルとして貯蔵するのが「圧縮空気(CAES)」や「液化空気(LAES)」である。これまでは立地場所の制約に加えて、圧縮時の熱損失の大きさが深刻な課題だったが、ここへきて実現手法のさまざまな工夫が実り、それらの課題を解決しつつある。日本企業が事業に参画する例も増えてきた。

 圧縮空気を利用したエネルギー貯蔵システムCAES(Compressed Air Energy Storage)も、他の蓄エネルギーシステム同様、1978年の最初の実用化から40年以上経った今になって、刷新に向けて動きだした。CAESは、“充電"時にコンプレッサーを駆動させて電力を圧縮空気に変換し、発電時には圧縮空気が膨張する力によってタービンを回転させて発電するシステムだ。

 ただ、従来のCAESには、(1)岩塩層がある地域でしか使えない、(2)圧縮空気を火力発電所のガスタービンの燃焼効率向上に使うことが前提で排ガスが出る、(3)圧縮時に相当量の熱を失い、発電効率が40%台と低い、などの課題があった。現在はこれらを改善した次世代CAESに取り組む企業が続々と登場し、利用の可能性が広がりつつある。

岩塩層=岩塩が地層内に取り込まれた地質のこと。北米や北海沿岸地域に多い。水を注入するだけで容易に掘削でき、気密性が極めて高いことから、圧縮空気や天然ガスの貯蔵設備としての利用例がある。

 次世代CAESは従来の課題を次のように改善する。(1)の立地制約は、タンクや、水の静水圧を活用した貯蔵設備、既存の人工空洞などを用いて緩和する。(2)の排ガスなどの課題は、火力発電ではなく、圧縮空気の膨張力で発電する専用タービンを利用して解消する。(3)の効率は、圧縮時に発生する熱を熱媒に貯蔵し、発電時の膨張に利用することで、70%台まで向上した。

 さらには、圧縮空気よりもコンパクトな液化空気として貯蔵する、LAES(Liquid Air Energy Storage)という技術も現れた。