プレスリリース
岩石蓄熱およびエネルギーマネジメント技術を用いたプラントの技術実証を推進するための連携に基本合意~再エネの導入拡大に伴う電力の需給ギャップ解消に貢献~
2024年11月13日
東芝エネルギーシステムズ株式会社
中部電力株式会社
新東海製紙株式会社
静岡県島田市
東芝エネルギーシステムズ株式会社(以下、「東芝ESS」)、中部電力株式会社(以下、「中部電力」)、新東海製紙株式会社(以下、「新東海製紙」)、静岡県島田市(以下、「島田市」)は、新東海製紙の島田工場(静岡県島田市)に岩石蓄熱およびエネルギーマネジメント技術を用いたプラント(以下、「岩石蓄熱エネマネ設備」)を設置し、技術実証を推進するための連携に基本合意しました。2024年11月25日に本連携に関する協定を締結する予定です。
東芝ESS、中部電力、新東海製紙は、2025年度末までに機器の製作を行い、2026年度に当該機器を用いた技術の実証試験(以下、「本技術実証試験」)を行います。島田市は地元自治体として、本技術実証試験を支援します。なお、本技術実証試験は環境省の令和6年度「地域共創・セクター横断型カーボンニュートラル技術開発・実証事業」に採択されました。
電気は発電と消費が同時に行われるため、両者を常に一致させる必要があり、このバランスが崩れると、最悪の場合、停電が発生します。停電を防ぐために、国や電力広域的運営推進機関において定められた優先給電ルール(注1)に基づいて、自然変動電源(太陽光・風力)の出力が抑制されることがあります。近年、自然変動電源を中心とする再生可能エネルギー(以下、「再エネ」)の導入拡大に伴い、主に春や秋など、電力消費量が少ない時期における電力需給ギャップが拡大し、自然変動電源の出力抑制が増加していることが課題となっています。
この課題の解決に向け、余剰電力を岩石・溶融塩・コンクリートといった蓄熱材に熱エネルギーとして蓄え、必要な時に熱供給や発電することでエネルギーの安定供給や効率的利用を実現する技術(以下、「蓄熱エネルギー技術」)が注目されています。特に、今回実証試験を行う「岩石蓄熱技術」は、環境性・経済性・設備信頼性の観点で高い優位性が期待されています。
今後東芝ESS、中部電力、新東海製紙は、新東海製紙の島田工場において、国内初となるメガワット時(熱容量約10メガワット時(注2))級の岩石蓄熱エネマネ設備を設置し、本技術実証試験を行います。当該設備では、島田工場内の電力を利用して電気ヒーターを稼働させ、その熱を岩石蓄熱材で構成する蓄熱槽に貯蔵します。貯蔵した熱は、東芝ESSのエネルギーマネジメント技術を活用し、最適なタイミングで工場で熱のまま利用するほか、電力に変換して使用します。また、本技術実証試験では、余剰電力の活用に向けた岩石蓄熱エネマネ設備の運用性評価も行う予定です。
東芝ESSおよび中部電力は、蓄熱エネルギー技術として高い優位性が期待される岩石蓄熱技術に着目し、共同で研究を進めてきました。2022年には、熱容量約500キロワット時の岩石蓄熱システムの試験設備を開発し、株式会社東芝の横浜事業所内で、本格的な技術開発・実証試験を行いました。当該実証試験を通じて岩石蓄熱技術の蓄放熱に関する熱特性データを取得し、岩石蓄熱とエネルギーマネジメントを組み合わせたシステム設計において重要となる、蓄放熱予測手法を構築しました。
新東海製紙は、紙の製造時にバイオマスシステム燃料を使用するなど、脱炭素に向けた取り組みを進めています。このたび、工場内における電力の需要と供給バランスの課題解決のために蓄熱エネルギー技術が有効であると考え、本技術実証試験に参画することになりました。
島田市は、エネルギーを効率的に使える岩石蓄熱の技術実証を行うことに賛同し、岩石蓄熱エネマネ設備の島田市への導入を仮定し、市内のエネルギー収支・CO2削減効果に関する、エネルギーマネジメントのシミュレーション検証を実施します。
4者は、今回の連携に係る基本合意および本技術実証試験を通じて、再エネの導入拡大に伴い課題となっている電力の需給ギャップ解消に貢献すべく、岩石蓄熱技術の実用化に向けた取り組みを加速していきます。
(注1)発電量と消費量のバランスを一致させるために、消費量の変動などに応じて、稼働中の電源などに対する出力制御の条件や順番を定めたもの
(注2)約880世帯相当の1日分の電力使用量に相当、岩石蓄熱技術を用いたメガワット時級の設備は国内初(4者調べ)
各者の役割
東芝ESS | 技術実証における全体の取りまとめおよび岩石蓄熱エネマネ設備全般の設計・製作・施工・試運転 |
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中部電力 | 岩石蓄熱エネマネ設備に用いる蓄熱槽の設計・施工、設備基礎の設計・施工、および市場調査 |
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新東海製紙 | 岩石蓄熱エネマネ実証プラント設備の運用検証および既設工場動力設備改造の検討・施工 |
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島田市 | 岩石蓄熱の島田市への導入を仮定した、市内のエネルギー収支・CO2削減効果に関する、エネルギーマネジメントのシミュレーション検証の実施 |
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設備の機器構成イメージ
新東海製紙島田工場 外観写真
以上
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新聞發佈
爲推動使用岩石蓄熱和能源管理技術的工廠進行技術驗證達成基本協議~爲解決可再生能源引入擴大的電力供需gap inc做出貢獻~
2024年11月13日
東芝能源系統股票型公司
中部電力股份有限公司
新東海造紙股份有限公司
靜岡縣島田市
東芝能源系統株式會社(以下稱"東芝ESS")、中部電力株式會社(以下稱"中部電力")、新東海造紙株式會社(以下稱"新東海造紙")、靜岡縣島田市(以下稱"島田市")已基本同意在新東海造紙的島田工廠(靜岡縣島田市)進行基於岩石蓄熱和能源管理技術的廠房設施(以下稱"岩石蓄熱能源管理設備")的建設,並推動技術驗證合作。他們計劃於2024年11月25日簽訂有關此合作的協議。
東芝能源系統株式會社、中部電力、新東海造紙將在2025年底前製造設備,並於2026年進行使用該設備進行技術驗證實驗(以下稱"本技術驗證實驗")。島田市作爲地方政府將支持這項技術驗證實驗。本技術驗證實驗已被列入環境省令和6年度"地域共創・產業橫向碳中和技術開發・驗證事業"。
電力由發電和消費同時進行,因此需要始終保持兩者的一致,一旦這種平衡被打破,可能最壞的情況是發生停電。爲了防止停電,根據國家和電力廣域經營推進機構制定的優先供電規則(注1),可能會限制自然波動電源(太陽能・風力)的輸出。近年來,隨着以自然波動電源爲主的可再生能源(以下稱"再生能源")的擴大引入,尤其在春季或秋季等用電量較少的時段,電力供需缺口擴大,自然波動電源的輸出限制增加成爲問題。
爲解決這一問題,研究人員開始關注將多餘電力儲存在岩石、熔融鹽、混凝土等蓄熱材料中,以熱能形式儲存,並在有需求時進行供熱或發電,以實現能源的穩定供應和高效利用技術(以下稱"蓄熱能源技術")。特別是,本次實驗要進行的"岩石蓄熱技術"從環境友好性、經濟性和設備可靠性的角度看,具有很高的優勢。
東芝ESS、中部電力、新東海造紙將在新東海造紙的島田工廠內安裝國內首個兆瓦級(熱容量約10兆瓦時)岩石蓄熱熱能管理設施,並進行技術驗證。該設備將利用島田工廠內的電力,啓動電熱器,將熱量儲存在以岩石蓄熱材爲主要組成的蓄熱槽中。儲存的熱量將通過東芝ESS的能源管理技術,在最佳時機將熱直接用於工廠,或轉換爲電力使用。此外,技術驗證期間也將評估用於利用多餘電力的岩石蓄熱熱能管理設施的運營性。
東芝ESS和中部電力已經注意到岩石蓄熱技術作爲儲熱能源技術的優勢,並共同推進研究。到2022年,已研發了約500兆瓦時熱容量的岩石蓄熱系統試驗設備,並在東芝公司橫濱工廠內進行了全面的技術開發和驗證實驗。通過該驗證實驗,獲取了與岩石蓄熱技術的蓄放熱相關的熱特性數據,並建立了結合岩石蓄熱和能源管理的系統設計中至關重要的蓄放熱預測方法。
新東海造紙正在推進脫碳行動,例如在造紙過程中使用生物質系統燃料等。爲了解決工廠內電力需求與供應平衡的問題,他們認爲蓄熱能源技術是有效的,並決定參與本技術驗證實驗。
島田市同意開展石質儲熱技術的高效技術驗證,假設將岩石蓄熱熱能管理設施引入島田市,並將進行有關市內能源收支和減少二氧化碳效果的能源管理模擬驗證。
在此次合作中,各方達成了基本協議,並將通過本次技術驗證實驗加速推動岩石蓄熱技術的實際運用,以協助解決隨着再生能源引入擴大而產生的電力供需缺口問題。
(注1)爲了平衡發電量和消耗量,根據消耗量變動等制定電源運行中的輸出控制條件和順序。
(注2)相當於約880戶家庭一日用電量,使用岩石蓄熱技術的兆瓦時級設施是國內首個(由四方調查得知)。
各方的角色
東芝ESS | 技術驗證階段的整體協調,並對岩石蓄熱能源管理設施的設計、製作、施工和試運行負責 |
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中部電力 | 用於岩石蓄熱能源管理設施的儲熱槽設計、施工,設備基礎的設計、施工,以及市場調研 |
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新東海造紙 | 岩石蓄熱能源管理實證工廠設備的操作驗證,以及現有工廠動力設備改造的評估和施工 |
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島田市 | 假設引入岩石蓄熱能源到島田市,關於市內能源平衡和CO2減排效果,進行能源管理的模擬驗證實施 |
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設備の機器構成イメージ
新東海製紙島田工場 外観寫真
以上
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