主要成果
中国華電は、新疆ウイグル自治区ムレイ県において、出力100 MW、貯蔵容量1,000 MWh（1 GWh）規模の圧縮CO2エネルギー貯蔵プラントの系統接続を完了した。9月30日に初回の系統接続を達成した同施設は、定格放電時間10時間を有しており、長周期エネルギー貯蔵技術における重要なマイルストーンとなる。本プロジェクトは、風力600 MWおよび太陽光400 MWの再生可能エネルギー開発の一環として構築された。
技術・詳細
本システムは、従来の圧縮空気エネルギー貯蔵（CAES）とは異なり、閉サイクル内でCO2を動作流体として利用する。充電時には余剰電力でコンプレッサーを駆動してガス状CO2を加圧し、その際に発生する熱を回収・貯蔵する。冷却されて液化したCO2は圧力容器に貯蔵される。放電時には、液状CO2を蒸発させ、回収していた熱エネルギーで再加熱してタービンを回し、電力を生成する。その後、ガスは再び貯蔵庫に戻される仕組みだ。
設備規模は面積約565,000平方メートルに及び、5つのガス貯蔵エンクロージャ、141基の液体CO2貯蔵ユニット、97基の熱貯蔵ユニットで構成される。CO2は比較的穏やかな圧力で液化できるため、圧縮空気よりもコンパクトな高圧貯蔵が可能であり、地下の塩岩洞などの特殊な地質構造を必要としないため、地理的な制約を克服できる利点がある。一方で、地上に大規模なガス貯蔵インフラや熱交換器、専用のターボ機械が必要となる。
性能面では、CO2タービンの設計効率は92%を超え、起動からフルロードまで20分未満で到達する。また、30年以上の運用寿命と20,000回以上の起動・停止サイクルを想定して設計されている。ただし、この92%という数値はタービン単体の効率であり、システム全体の充放電効率（ラウンドトリップ効率）や均等化貯蔵コストについては公開されていない。
背景・業界の文脈
本技術は西安交通大学のXie Yonghui教授率いる研究チームが開発し、深センのExax Energy（Bairang New Energy）を通じて商用化された。EPC（設計・調達・建設）およびコンプレッサー、タービン、発電機などの主要機器の供給は東方電気（Dongfang Electric）が担当した。中国国内では、2022年に10 MW/20 MWhの検証システムが完了し、2023年12月には安徽省で10 MW/80 MWhの施設が系統接続されるなど、段階的に規模を拡大してきた。国際的には、イタリアのEnergy Dome社がサルデーニャ島に20 MW/200 MWhの施設を開発している。
今後の展望
フル稼働後の年間発電量は約200 GWhに達すると見込まれており、これにより標準石炭の消費量を年間約50,000トン、CO2排出量を約170,000トン削減できる可能性がある。圧縮CO2貯蔵は、従来のCAESに比べると商用化の確立度は低いものの、今回の100 MW規模での系統接続により、パイロット段階から実用的なユーティリティスケールへの移行が進んだと言える。
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