【エネルギー技術】水力発電よりも低コストで実現できる「コンクリートバッテリー」とは？［08/21］
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電力エネルギーは電線などの配電設備によって、各家庭に送られていますが、電力需要が高まると電力が供給できなくなるリスクがあります。そこで、日本などの多くの国では揚水式水力発電で高所と低所に貯水池(ダム)を作り、電力需要の多い時に高所から低所へ水を流して電力を発電し、需要が少ないタイミングで低所から高所に水を引き上げて、電力需要の高い時に備えてエネルギー貯蔵を行っています。しかし、揚水式水力発電を実現するには地形による制限があり、建設コストも高くなってしまうもの。スイスのスタートアップEnergy Vaultはこのような制限を回避する「コンクリートバッテリー」を開発しました。
Swiss startup Energy Vault is stacking concrete blocks to store energy — Quartz
https://qz.com/1355672/stacking-concrete-blocks-is-a-surprisingly-efficient-way-to-store-energy/
Energy Vaultのコンクリートバッテリーの仕組みは水とダムを使用する代わりに、コンクリートブロックとクレーンを使用するというものです。コンクリートバッテリーは、揚水式水力発電で行っていた水のくみ上げの代わりにコンクリートブロックを高く積み上げていき、電力需要が一定を超えたときに積み上げられたコンクリートブロックをクレーンで順番に地面に下ろしていきます。このブロックを地面に下ろすタイミングでケーブルに発生する落下エネルギーが電力として供給されることになります。
Energy Vaultのコンクリートバッテリーは電力効率の高さが特徴です。2018年時点でエネルギー効率の高いものの代表格としてリチウムイオン電池が挙げられており、その効率は充電量の90％の電力が生成可能であるとされています。コンクリートバッテリーはブロックの持ち上げに必要な電力に対して、地面に下ろすときに生成する電力は約85％となっており、リチウムイオン電池とほぼ同等のエネルギー効率を有しています。
記事作成時点でEnergy Vaultがデモ用に構築したコンクリートバッテリーは高さ20m、コンクリートブロックを持ち上げるクレーンは1台と、非常に小さな施設となっていて、あまり大きな電力を生み出すことはできません。しかし、Energy Vaultの構想によると、実際に建設するコンクリートバッテリーの高さは120m、ブロックを持ち上げるクレーンの台数は6台と非常に大型の施設が計画されているとのこと。なお、この大型施設を実現した場合、生成できる電力量は最大で20メガワット時となっており、スイスの一般家庭2000軒分の電力を1日賄うのに十分な電力量を供給することが可能とのことです。
また、コンクリートバッテリーは電力の供給コストが非常に割安なことも特徴です。2018年時点において、発電用途で使用されるリチウムイオン電池は1キロワット時あたり280ドル(約3万1000円)～350ドル(約3万9000円)となっていますが、コンクリートバッテリーでは150ドル(約1万7000円)と試算されています。
コンクリートはリチウムイオン電池よりもはるかに安く手に入ることから、施設の建設コストの面でも有利であるとEnergy Vaultは述べています。ブロック内に使用するコンクリートとして、建設工事などで出た不要品を使用すれば、材料費をさらに安価にすることが可能です。
コンクリートバッテリー技術はハードウェア面で新しいものはありませんが、ソフトウェア面で工夫されています。実際にコンクリートブロックをクレーンで持ち上げると、風の影響でブロックがグラグラと揺れてしまうことで、ブロックの積み上げに無駄な電力を消費することが考えられます。そこで、Energy Vaultはクレーン制御のプログラムの中に風の影響を最小限に抑える仕組みを実装しており、多少の風を受けてもブロックの積み上げには支障が出ない工夫がされています。
完璧な施設に見えるEnergy Vaultのコンクリートバッテリーですが、課題も存在しています。2018年時点では電力供給コストが非常に低い金額となっていますが、リチウムイオンバッテリーは将来的に1キロワット時あたり10ドル(約1100円)のコストにまで下がると予想されています。このため、Energy Vaultがエネルギー貯蔵分野でトップに立つには、電力供給コストのさらなる低価格化などを図っていく必要性が指摘されています。
Energy Vaultのコンクリートバッテリーについては、以下のムービーでも簡単に解説されています。
■動画
Storing energy in concrete blocks https://youtu.be/mmrwdTGZxGk
https://i.gzn.jp/img/2018/08/21/concrete-battery-swiss-startup/00_m.jpg
https://i.gzn.jp/img/2018/08/21/concrete-battery-swiss-startup/01_m.jpg
GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180821-concrete-battery-swiss-startup/ 【中庸はＮＧ、右か左】 世界教師マⅰトレーヤ「新時代を切開くため70億人を２つのグループに分ける」
http://rosie.5ch.net/test/read.cgi/liveplus/1534987219/l50
ウヨクか、サヨクか？ 拝金か、分ち合いか？ 安倍に媚びるのか、山本太郎を担ぐのか？ あなたはどっち！ >>100
そんなん部外者に言われてもなあ
詳しく知りたかったらスイスの会社に問い合わせれば？ 九州電力とかやってる位置エネルギーの発電とかは主たる発電ではなくて、昼間の太陽発電などで多すぎる電力を貯めておくことが出来るって話でしよ。
今までは水で位置エネルギーに余った分を貯めてたけどコンクリだよって事だよね。水だと地形が必要だけどコンクリは建設可能範囲って凄いじゃん。
太陽発電の余った電力は、電力会社が買い取らなくてはならないしね。 >>97
ああ、それでわかった
積み上げるブロックと同じ深さの穴掘ればいいんだな
移動距離要らなくてエネルギー倍稼げるわ その電気をわざわざ85%に減らすぐらいなら
そのまま直接100%使えばいいのでは？
馬鹿なの？ つか、重さと高さと個数で、何ワット時溜められるか計算できるな。
１トンの物体を１０ｍの高さに持ち上げるケースを考える。
１０００×１０×９．８J→約２７Wh
リチウムイオン電池換算だと約７５００mAh。
モバイルバッテリー何個か程度の量って事？
計算合ってるかな。 この手の記事に騙されるアホって
例えば蓄電したものを効率よく使うんだよ
とか言うんだろうけど
記事を鵜呑みにして目の前しか見えてないから100%使う発想とか頭に浮かばないんだろうな
ほんと日本人って目の前しか見えない人種だよね >>1
値段の比較が高価なリチウムイオン電池って時点でダウト。
ダム湖や揚水発電と比較しろよ。 >>108
目の前のスレの流れすら見えてないやん
日本人や人種を見るなんてお前には100年早い ただの蓄電だけどその積み上げたブロックを有効活用すればいい
雨水タンクや菜園なんかにしておけば良さそうだ 囚人と無職の人間モドキ集めて、自転車発電でいいやん ケーブルカーに重りを乗っけて上げ下ろしする形もよさそう >>114
運賃を上り5000円、下り0円にするのも良さそう >>10
プラントにするなら門型に金車＋錘のセットを欲しいエネルギー分だけ並べる
そこに既定の重量だからレッカーみたいなゴツいフックは要らない
システム想定すれば巻き上げは基本PVでベース部分を売電、
剰余分をモーターに供給して巻き上げ
不足分が出たら下して発電、全部降りたら終了。
問題は落下速度の管理と終端速度が高いからブレーキ負荷が高い（余計なコスト）
そしてワイヤー管理
なんだかんだ言っても建屋も要るだろ
ガントリークレーンの回生を発電目的でやるようなもんだな。 ブラウンラチェットでコンクリートブロックを持ち上げれば永久機関 何かスレのみんなが、永久機関を作りたがってるなあｗ
昼夜電力を緩和するためのエネルギーを貯め込む方式であって、
ずーっと回ってろって話では無いんだよなあ
ただし、かなりの数のクレーンが必要になるな
積み下ろしが終わった瞬間の影響をなるだけ減らすようにしなければ
揚水よりもコンクリの方が良い、と
でもスレにももう出ているが、地震の多い地域だとダメだな >>57
海水は接触部の保守とんでもなく大変だぞ
フジツボとカキだらけになる 廃線になったケーブルカーで同じ様な事するのはどうやろ？ バッテリーを持ち上げたら二重でお得だな！
コスト？知らんがな なんか微妙だなｗ連続性がないじゃないか 効率だけ見て実現性を見てない感じだな
電力はよどみなく流れる必要がある 数機で交代でやるにしても水のほうが安心感がある 事故ったら怖えーわ。
コンクリートの代わりに水を上げ下げする、今の揚水発電で充分だろ。 砂漠に太陽パネルと静かに重りを上げるこのクレーンが延々と並んでるシュールな未来ｗ 実際に未来世界で電力事情がどうなってるのか見てみよう。
発電は太陽光発電と風力発電で全電力需要をカバーできている。
日本のような空いてる土地が無い先進国では
道路に太陽電池を敷き詰めることで膨大な電力を発電できる。
また洋上風力発電も完全に実用化されている。
さて問題の時間差発電はどうなっているかというと
太陽光発電は日射のある昼間しか発電できない。
そこでなんらかの蓄電が必要になるわけだが
未来では全地球的な送電網が構築されており
世界の半分では常に発電されているため
それを電気抵抗ゼロの超伝導送電線で全世界が
シェアして使っている。
原子力発電は廃止され残っていた放射性廃棄物も
ミクロ単位にしてレールガンで太陽へ撃ち込み破棄された。
石油火力発電も非常時の予備として残っているだけで
完全に廃止され大気汚染問題も解決した。 横方向の移動がネックにならんか？
まさか、ブロック一個の広さにつきクレーン一個割り当てなんかしないよな？ この装置だけで出力変動をすべて調整しなければならないということはないので
荒く出力変動し、あと細かい変動は蓄電池や揚水発電で調整すればいいだろう ダムは環境破壊が大きすぎるからもう日本じゃ作れんやろ >>1
コンクリの塊なんか使わずに水より密度の高い粉流体で揚水発電と同じ事すればいいんじゃね？
輸送経路の摩耗が激しいと予想されることと、水と違って他の用途に使うのが非常に難しいという欠点はあるが 実証実験が先だろうが、いくらでも大規模化できそう
円筒型でなくとも、四方形に大量に並べてもいいんだろ? クレーンでゆっくり下ろしてるから位置エネルギーが運動エネルギーに変換されてない
効率いいように思えないんだけど ダムのあるところにしか作れない揚水発電よりは設置自由度がある。
蓄電規模も用途に応じて自由に設計できる。
仕組みは比較的単純でメンテナンス性も良さそう。 >>146
錘自体の運動エネルギーにしちゃだめでしょ。
錘はゆっくり降ろすの。
歯車を通じて発電機回す方向に使うの。
発電効率が良くなるように、歯車で回転数を上げて、負荷かけるの。
錘が勢いよく落ちたら、地面にぶつかって、せっかくの位置エネルギーが
錘の破壊とか、地面のへこみとか、音とか熱とかに変換されてしまって、
外部に漏出してしまう。 揚水発電の代替なら鉛とか水銀でもいいけど維持管理が大変だし
コンクリだと大きさと質量が自在だから都合がいいんだろうな >>149
極論出荷前の小麦粉でやっても成立するのでは？ 質量保存の法則なんか水じゃなくても適用されるんだぜ?ってところがポイントだろうな
空から雨として降ってくる水は普通のダムでエネルギーに変えなければいけないけど、
揚水なら水じゃなくても何でもいいんだ コンクリートの代わりに、比重の高い金とか白金とかを使えば、小さな設備で済むんじゃね？ カントリーエレベーターとかセメント工場とかの ああいうイメージの方が
ブロックでやるより出力調整しやすそう >>152
コンクリートが比重が低かったとしても大きくすればいいだけじゃないか？
材料費が高くなるほうが痛手だと思う なんで差し引きプラスになる発電方法があるような考え方する人が多いんだろう
これのいいところはダムと違ってどこにでも作れて撤去も簡単な点だと思うんだけど >>9
ダムの容積以上はと言うが
用意したコンクリート以上は貯められないから水と同じだろ？？ >>158
日本だとダムの適地は開発されつくされているし、開発するのに村丸ごと水没させなければいけない
コンクリートと平地なんかいくらでも用意できるだろ 水中や海中だと浮力が掛かるからエネルギー貯蓄率が下がっちゃうなｗ 蓄電は自然放電ロスの始まり
大規模化は送電ロスの始まり
位置エネルギーの遍在化を推進せよ ダムすら作れない中東みたいなとこか離島向けだろ
だから比較対象がリチウムバッテリーなのよ 日本だと地震が多くて積み上げたプロックがいつ崩れるかわからないから
かえって向いてない可能性が高いのが残念
このシステムは低コストなのが売りだから、耐震設備で高コストになったらまるで意味なし 上げ下げの発電時にパスカルの法則も同時に利用して、発電時に下げたコンクリートも
持ち上げれる、または持ち上げる力の補助に利用できるんじゃね？
無負荷時に下げルートレーンが上に 持ち上げルートレーンが下にくるようにバランスとれば
コンクリのっけるときにロックしておいて、解除したらグーンと位置が下がる的な
物理よくわからんけど夢想 物理よくわからんなら、適当にパスカルの法則とか言うなｗ
君が求めているのは、永久機関の類だな。 >>159
そのコンクリ使って、高い場所にタンクを作って揚水発電するのとどっちが良いだろうね？ いや、７０％しか回収できないものを１００％に近づける補助の話だよ >>162
土地が腐るほどある北海道の原野も適地だと思う
関東近郊の群馬あたりだと土地代から考えてペイするかが気になる やっぱり高層ビルのてっぺんにタンク作って揚水発電やるのがベストじゃね？
クレーンみたいに非連続的な制御にならないし、上げ下ろしするスペースも不要でそれより細いパイプだけで済む
高層ビルなら高低差もかなり確保できるだろう
風強い時は防振装置にもなるしで一石二鳥じゃないか >>163
だな
地震が少なくて水力発電の難しい土地なら、悪くないアイディアのように見える いっそ巨大なゼンマイじゃだめかねぇ
系はかなりコンパクトになると思うぞ 地球を貫通するトンネルを掘削しておき
こちら側から反対側に
コンクリートブロックを送り込み
そのときの落下エネルギーで発電する
で、次に反対側から落下させ発電
これを交互に繰り返す
これを「重力発電システム」として
特許を申請しておけば
富豪である 場所を取る時点で日本では高コスト
小型システムを電柱に組み込むほうが現実的 >>175
EVA方式で良いんじゃない？
日本にはビルがたくさんあるから電気が多い時にはリフトアップしておいて
電気が必要になったらビルを沈める感じ
夜になるに従ってビルが沈み、お昼にかけてビルが生えてくる感じ
これなら既存の土地がそのまま活用できる 逆だ。夜間電力を溜めて、負荷変動を抑える役割だから、昼間沈み込んでいく。 このスレなんで伸びるんだ？
そんな重要なトピックか バカが楽しそうにはしゃいでるだけだよ
なんの役にも立たない
これをやるなら汽力発電をランキンサイクルから高効率の物に帰る方が現実的 >>179
蓄電が出来るようになったらエネルギーがほぼ無料にるからとても重要な話
>>178
今蓄電による調整が必要なものはソーラーかと思ってそれを念頭に考えた 本当に85%ならまあ面白いけど、どうせ大規模化したら諸々で85%じゃなくなるでしょ
ドラム缶型なのも意味不明 >>186
＞揚水発電はこれまで、昼間の電力不足を補うために使われることがもっぱらだった。
＞夜に水をくみ上げておき、日中に電力需要が伸びた時に水を落として水車で発電する仕組みだ。
＞だが、２０１４年ごろから昼間のくみ上げ回数が急増し、１５年に昼夜の回数が逆転。
＞１６年度は昼間のくみ上げが７割近くを占めた。
ここだね 開発者は日本でブロック塀が倒れて人が死んでることを知らないんだろうか
地震や経年劣化で事故が必ず起きる 昔，巨大フライホイールで蓄電しようってプロジェクトもあったな…
こんな誰でも思いつくもんが普及してないというのは、
たぶん、
低コスト、ってのがウソなんでしょ。
>>187
今は九州では、
揚水発電所の容量一杯とかいろいろな理由で、
電力会社側から太陽光発電の発電停止を指令できるようになっている。
使いにくいんだよ、太陽光の電気は。
無理に使おうとすると追加コストが発生する。
在日をぎゅうぎゅうに詰めこんだ檻を落として発電
中身カラにして引揚げ、また在日を詰める
これだと引き上げるエネルギーも減らせて
在日の処分も進む
Win-Win 揚水発電所の建設費は日本では60万kWhの規模で1600億円かかってる
1kWhあたり4.2万円前後ぐらいかかる
コンクリートバッテリーは150ドルだからかなり安上がり >>191
まだ抑制されたことはないよ
NAS電池を30万kWh分増設したりしている >>191
だが再生可能エネルギーだ
その不安定な電力をいかに有効活用できるようにするのか？というのがこのスレの主題なんだが
>>184
85％は悪過ぎ。
揚水発電所は仕方なく昼間のピーク時のみに、最小限使うようにして来た。
それが太陽光とか言い出して多用するようになった。
それでコスト高に拍車が掛かっている。
>>194
これ以上増やしたらやるぞという牽制になってるけどな。
今年やらざるを得ないと言われてたが、
牽制効果が効いて太陽光の新設が鈍ったから。
>>195
再生可能でもなんでも電気ならそのまま使えるはず、
みたいに短絡するなと知恵を付けてやってるのにな。
その発想は無かったわｗ
どこでも設置できるし
仕組みは単純だしロスも少ないわな >>196
85%はかなり高いと思うが・・・ソーラーとか20%くらいの効率だし
あと、太陽光って枯渇の心配がないし
それを発電するソーラーパネル本体も莫大な投資で将来はほぼ無料になりそうだけどな
実際、最も多くある元素、クラーク数2位のケイ素が主原料だし
そうなってくると、どのように蓄電するかがのみが重要になる エレベーターにこのシステム乗っけたいな。電力余ってるときは都市のあちこちの建物のエレベーターがなんとなく上の階に重量物を運んで、電力足りないときに各建物が少しづつ発電してトータルで大電力にする感じで。 ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
