ドイツ南西部のガッゲナウで、旧液化ガス施設の跡地に亜鉛臭素電池を積み重ねる大型蓄電設備の建設計画が承認された。市営事業者のStadtwerke GaggenauとJP Holdingが進める事業で、投資予定額は1,520万ユーロ、出力は7.5MW、蓄電容量は30MWhとなる。2027年に着工し、2028年の稼働を目指している。
採用するのは、米Eos Energy Enterprisesの蓄電システム「Indensity」だ。電池ユニットを鋼製の支持構造に上下左右に組み込むことで、敷地を立体的に活用する。定格出力で約4時間の電力供給を想定しており、設計から建設、稼働までをCAPACが担当する。ガッゲナウ市は11月13日、市議会が計画を承認したと発表した。
旧ガス施設の跡地で電池を積み重ねる仕組み
Indensityは亜鉛臭素電池を採用している。事業者によると、水系電解液は不燃性で、電池ユニットを高密度に配置できるという。ガッゲナウの計画では、この特性を生かし、旧液化ガス施設の敷地に電池を平面的に並べるだけでなく、上方にも積み重ねる。
積層を可能にしたのは、単に電池の配置を変えたことだけではない。Eosによると、従来の設計では6本の電池列が一つの筐体と制御機構を共有し、地上に一層で配置されていた。新設計では、電池列を1本ずつ「Core」と呼ぶ独立したユニットに分け、それぞれに制御、冷却、通信機能を持たせた。これにより、電池列を個別に管理できるようになり、故障時に交換する範囲も小さくなった。
Coreは鋼製の支持フレームの前面から差し込む構造になっている。支持フレームには電力供給用の配線と制御・通信用の信号経路が組み込まれ、ケーブル類は短辺の一方に集約される。こうした構造によって、電池を上下左右に配置しながら、前面から保守作業を行える。
Eosは、故障したCoreを予備品と交換し、取り外したユニットを別の場所で修理する保守方法を想定している。背面同士を近づけて配置する場合でも、通風や作業に必要な空間は確保しなければならないが、交換単位の小型化と配線を集約した支持構造によって、敷地の上方空間を活用しやすくなる。
7.5MW／30MWhで約4時間の電力供給
今回の計画における7.5MWは、設備が一定の時間に供給できる電力の大きさを表す。一方、30MWhは蓄えられる電力量だ。公称容量の30MWhを公称出力の7.5MWで割ると、放電時間は4時間となる。ただし、これは公称値から計算した時間であり、現地設備の放電試験で確認されたものではない。
米メディアのInteresting Engineeringは、この電池を紹介する記事の見出しで最大16時間の蓄電能力を強調しているが、本文ではガッゲナウの設備を4時間の蓄電システムと説明している。放電時間は設備の構成や出力条件によって異なる。Eosの製品仕様書にも4時間、6時間、8時間、10時間の各条件に対応する出力が記載されており、ガッゲナウで採用する構成は4時間に相当する。
4時間という放電時間は、蓄電容量だけでなく、電力をどの時間帯に供給するかにも関係する。今回の設備では、風力や太陽光による発電量が多い時間帯に電力を蓄え、需要の高まる時間帯に供給する運用を計画している。
冷却方式と25年間の運用を見据えた設計
電池を積み重ねて運用するには、各ユニットから発生する熱を適切に逃がす必要がある。CAPACは能動冷却を必要としないと説明しているが、Eosの同系統製品は外気を利用した強制空冷方式を採用しており、内部にファンを備えている。Indensity Coreの仕様書には温度管理方式が記載され、技術解説でも各Coreのファンによって空気を流す構造が説明されている。ただし、これらは製品の一般的な設計に関する情報であり、ガッゲナウに設置される設備の補機構成を示したものではない。
事業者によると、電池の使用温度範囲はマイナス20℃から50℃で、25年間の容量低下は最大3.6%に抑えられるという。Eosの製品仕様書でも想定寿命は25年とされているが、標準メーカー保証は10年間で、延長も可能となっている。想定される運用寿命とメーカー保証の期間は区別する必要がある。
| 項目 | 公表内容 | 意味 |
|---|---|---|
| 冷却 | 外気による強制空冷、Core内部のファン | 外気を流して温度を管理する設計 |
| 寿命 | 想定25年、25年間の容量低下は最大3.6%という事業者の説明 | 長期運用を前提とした設計上の見込み |
| 保証 | 標準メーカー保証10年、延長可能 | メーカーが保証する期間 |
この設計を現地で運用するには、ファンによる通風と、前面からのユニット交換に必要な作業空間を確保しなければならない。また、25年という寿命や容量低下率は事業者が示した長期的な見込みであり、実際の運用実績に基づく数値ではない。
蓄電設備の採算には、充放電時のエネルギー損失も影響する。Eosは4時間の運用条件における最大往復効率を81%としている。ただし、この数値は直流側のユニットで充電率を20%から80%まで上げ、再び20%に戻すサイクルを対象としたものだ。温度、出力、放電深度が最適な状態にあり、用途や保証容量に対して余裕を持たせた容量設計などの条件も付いている。設備全体の交流側で得られる実際の効率は、現地の運用条件によって変わる。
蓄電設備はどのように収益を得るのか
事業者は、風力や太陽光の発電量が多い時間帯に電力を蓄え、需要に応じて供給する運用を想定している。収益源として計画しているのは、電力を使用する前日に売買する前日市場、当日に売買する当日市場、そして電力系統の安定運用を支援するサービスだ。電池を積み重ねる設計は、こうした運用に必要な蓄電容量を限られた敷地に確保するために採用される。
投資予定額の1,520万ユーロを公称容量30MWh（3万kWh）で割ると、容量1kWh当たりの投資額は約507ユーロとなる。これは設備全体の投資額を公称容量で割った単純な計算値であり、電池の製造原価や電力の販売単価、運用期間全体の蓄電コストを表すものではない。
実際の採算は、電力の購入価格と販売価格の差に加え、充放電による損失や運用・保守費用によって左右される。現時点では、ガッゲナウの設備における実際の充放電効率や維持費の内訳、見込まれる収益の具体的な数値は公表されていない。
計画では2027年に建設を始め、2028年に稼働する予定だ。旧ガス施設の跡地を立体的に活用する蓄電設備が商業的に成立するかどうかは、稼働後の効率や維持費、電力市場などから得られる収益によって判断されることになる。
