圧縮空気
貯め方は千差万別
LIB並みの発電コストの可能性も
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、1978年の最初の実用化から40年以上経った今、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。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。
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。
廃坑に圧縮空気を“水封”
日本には岩塩層がほとんどないが、圧縮空気を地下貯蔵できる場所はある。廃坑だ（図13）。電力中央研究所 サステナブルシステム研究本部 地質・地下環境研究部門 上席研究員の末永弘氏によると、一部の廃坑はコンクリートなどで舗装しなくても、そのままの状態で圧縮空気の貯蔵場所として使えるという。
主な必要条件は、（1）内壁が結晶度の高い火成岩でできていること、（2）上部に地下帯水層があり被圧されていることの2点だ。電中研ではこれを「水封式CAES」と呼んでいる。火成岩は、その他の岩石と比べると結晶度が高いものの、岩塩層ほどの気密性がない。そこで、貯蔵空間に対して地下水の圧力を補助的にかけることで、漏えいを防ぐのだ。電中研は2002年まで岐阜県の神岡鉱山で水封式CAESの実証実験を実施。1.87MPaの圧縮空気を貯蔵できることを確認した。
その後、電中研ではCAES開発の中断期があったが、再生可能エネルギーの勃興を背景に2014年頃に立地条件や技術課題の調査を再開。神岡鉱山を含む少なくとも5カ所が、坑道長や水理状況から水封式CAESに適用できる可能性があることを示した。再生可能エネルギー用に送電線網が増強されれば、適地が都市部から離れた場所に多いCAESの追い風になるという注4）。
