1: しじみ ★ 2018/08/23(木) 10:16:16.47 ID:CAP_USER
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



no title

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/ 

スレッドURL: http://egg.5ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1534986976/


32: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 11:30:23.61 ID:2yRNKLeN
>>1
水より密度の高い物質の落下エネルギー使って発電ということかな?

55: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 12:23:17.03 ID:4Z6gp79W
>>1
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)
コンクリートバッテリーでは150ドル(約1万7000円)と試算

揚水発電のコスト 12.23. 円/kWh

69: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 13:20:40.04 ID:V58p2oFp
>>55
発電コストと建設コストを混同してる

109: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 15:10:45.30 ID:qXsllSKC
>>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。

143: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 23:24:27.26 ID:RYB+MeQ3
>>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

2: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 10:18:25.70 ID:V58p2oFp
気に入った
福島にある大量の黒い大きな袋でやればいいじゃないか?

5: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 10:25:26.28 ID:XxEQ6vJt
回転せず上下に動くフライホイールみたいなもんか(´・ω・`)

50: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 12:14:35.54 ID:JCuH1YqB
>>5
そうだね

56: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 12:26:27.61 ID:U2El2Y9N
>>5
昔のSFで恒星クラスの大きさのフライホイールの運動エネルギーを
バッテリーがわりにするのがあったの思いだしたわ。

6: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 10:27:41.39 ID:COoCBHjA
揚水でいいじゃん

9: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 10:37:55.12 ID:V58p2oFp
>>6
平地でもできるし、水がなくてもできる
揚水発電所は下ダムの容積以上の発電はできない

57: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 12:33:21.50 ID:BJ6HM29g
>>9
海水揚水がある。

71: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 13:23:27.62 ID:V58p2oFp
>>57
上ダムは陸上に作るんだぞ

121: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 18:34:52.57 ID:sSsHp7lK
>>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

158: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/24(金) 09:10:25.01 ID:FdD75tKJ
>>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??

159: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/24(金) 09:14:16.49 ID:ylDI7A2Q
>>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

166: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/24(金) 10:00:15.99 ID:fhsBIo4j
>>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?

7: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 10:28:34.05 ID:jBdicTHk
地震で崩れ落ちるさまが目に浮かぶようです

72: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 13:25:17.19 ID:/jt/Bx7j
>>7
だな

185: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/24(金) 12:09:43.23 ID:EgqCs/mS
>>7
同感ww

10: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 10:38:50.32 ID:zhb+lbko
コンクリを吊って下ろすのはいいけどおろした後フックを巻き上げるんだよな?
そこは動力使うんだよな?
効率落ちすぎ
しかも系統の安定悪化させる

12: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 10:42:37.53 ID:V58p2oFp
>>10
揚水発電も下ダムからの汲み上げに動力を使ってるが

14: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 10:43:27.13 ID:zhb+lbko
>>12
あ?
あれは長時間動いてるから系統安定に悪影響は少ないだろバカかよ
レスするならまともな考えになってからレスしろ無能

25: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 11:22:52.67 ID:V58p2oFp
>>14
まさかこのクレーンが一つだけのシステムと比較しているのか?
おまえはもっと抽象的な思考を身につけたほうがいいな

44: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 12:06:00.75 ID:zhb+lbko
>>25
本当のバカなんだな
んなもん必須に決まってんだろ
相手がそれを大前提に話してることも分からないならレスしてくるなよ
お前はもっと勉強してから科学ニュース板に来ましょうね~ww

118: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 17:26:47.46 ID:afhkBUxx
>>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。

11: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 10:41:23.71 ID:V58p2oFp
コンクリートの巨大な塔をクレーンで横倒しにしたり
再び垂直に立てたりすればいいんじゃね?

88: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 14:15:47.10 ID:gMh7AQm1
>>11

> コンクリートの巨大な塔をクレーンで横倒しにしたり
> 再び垂直に立てたりすればいいんじゃね?

有りかもな、と思ったが
横倒しにしたときに場所とるのがデメリットやな

133: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 21:18:11.48 ID:V58p2oFp
>>88
完全に倒さなくてもいい

13: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 10:43:05.14 ID:zGNfaGDV
賽の河原

52: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 12:16:08.78 ID:JCuH1YqB
>>13
たしかに

83: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 13:51:49.04 ID:7rmhn37s
>>13
吹いた

17: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 10:58:25.78 ID:JX56t9b/
連続性に欠けるのでは?

27: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 11:24:48.84 ID:V58p2oFp
>>17
数多くの同様のシステムを動かせばいいだけだろ
風力発電だって一つ一つは回転がまちまちでもトータルとしては太い発電量になってる

41: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 11:57:34.34 ID:JX56t9b/
>>27
結局、連続性を補うには大規模に又は複数を作らなあかんってことだ
山地が多い日本なら従来通りダムの活用で十分かもな
導入の利点の有無を判断するのは電力会社だけどな

68: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 13:19:31.22 ID:V58p2oFp
>>41
揚水ダムの建設費は高い上に効率が70%以下しかない
あたらな場所に作られることはないと思うよ

18: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 10:59:34.25 ID:9qxDzooi
重さがあればよいのですごい発想だと思う。

21: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 11:09:04.31 ID:dNVus7og
位置エネルギーを使った発電機

30: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 11:28:46.07 ID:KIbKg/QP
>>21
発電というか蓄電な

79: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 13:45:34.93 ID:dNVus7og
>>30
クレーンで釣り上げ
自由落下しながら発電機を回す下品な方法

85: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 13:54:24.25 ID:7rmhn37s
>>30
そうそう。
揚水発電もそうだが、ゼロから電気エネルギーを生み出す(取り出す)ことを考えないといけないんじゃねーの?

92: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 14:16:43.23 ID:1i2fomEo
>>85
この話は、電力需要の時間ごとの変動に対応するためのものだから、
ゼロから電気を生み出すところとは別の次元で需要がある

とはいえこの記事ではコスト比較を揚水ダムじゃなくリチウム電池と比較しているので、
安いのか高いのかまったくわからないけど。

34: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 11:38:52.24 ID:cSVugpqm
雨ざらしの複数のクレーン本体とワイヤーは保守費用はかかりそうだな
数年前どこかの高専の卒業制作のネタでスレ立ってたな

38: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 11:49:44.53 ID:GOwQbR5B
ダムの水の質量には敵わないな
国土が平坦で揚水発電が不向きな条件なら良いかもね

61: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 12:40:27.63 ID:+X4GGstL
なるほどねぇ ある意味電気を貯めておけるとも言えるね

73: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 13:27:48.67 ID:b3JyIrXn
「持ち上げるエネルギー」=「落とすエネルギー」

ロスは度外視で「永久機関は理論上存在しない」ので、
仕事量で言えば「石を上に運ぶ仕事量と、石を下に降ろす仕事量の差は±0」になる。

ダムは上流から「位置エネルギーを持った水」が貯水されて来るので
「コンクリート」みたく別に全部を 持ち上げる必要は無いんだよね。

76: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 13:38:05.42 ID:jBdicTHk
ダムなどは、上から落ちて来た水が、水車を回して発電するわけだが、
水車を回した後も、水には運動エネルギーが残っているので、効率が悪い。
というか、水車を回した後で運動エネルギーが残っていないと、排水できない。

固形物を持ち上げて、落とす仕組みなら、地上付近で速度がゼロになるように
負荷をかければ効率が100%近くなる。

こういう事?

87: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 13:56:14.26 ID:7rmhn37s
>>76
コンクリートブロックでも、さらにその下に落ちていく位置エネルギーは残っているよ。

99: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 14:31:50.13 ID:jBdicTHk
>>87
>地上付近で速度がゼロになるように負荷をかければ

回生ブレーキみたいなもんだから、負荷は可変できる。

77: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 13:43:34.21 ID:j2VGpRRE
そのコンクリートブロックがいったいどのくらい必要なのか?
10個や20個じゃ採算がとれるとも思えない。その数多くのブロックを収納庫が必要だし、運搬レーンも当然必要になる。
その運搬にかかる電力を考えれば、かなりの高低差があって場所が広くないと難しそうだと思うが?

82: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 13:47:55.08 ID:TdKCCx/X
>>77
上に積み上げるから、高低差と場所を一度に解決できるんだそうだ

84: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 13:52:58.89 ID:j2VGpRRE
>>82
コンクリートの耐久力を考えてどの程度積み上げることができるのか?
また、地震がきたら大参事の予感しかしないのであるが?

86: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 13:54:48.63 ID:TdKCCx/X
>>84
やっぱ問題は地震だよなあ
欧州だから気にしてないけど、日本では使いにくいかもなあ

90: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 14:16:02.96 ID:j2VGpRRE
>>82
>上に積み上げるから、高低差と場所を一度に解決できるんだそうだ

いやいや。おかしくないか?それ。
10mのブロック10個で100mの場合上下とも1列に積み上げるとした場合当然100mの高低差が必要になる。
下のブロック置き場を5個x2列などにした場合、問題なくも感じるが、ブロックの数が多くなれば、下側にそれなりの場所が必要になり、
またクレーンが届く範囲も限られるから運ぶ手段も必要になる。

この方式は小規模に限られるのではないか?

96: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 14:21:46.16 ID:TdKCCx/X
>>90
詳しくは知らんが、上に伸ばして位置エネルギーを稼ぐらしいよ

100: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 14:32:59.57 ID:j2VGpRRE
>>96
例えば、地面に積み上られてない10mx10mの10個のブロックを、縦1列に積み上げる分にはあまり問題はないだろう。
しかし、それが、1000個だとしたらどうだろう?縦1列に20個を50個積み上げるのはまだ、いいとして、
地面に10mx1000個の10000平方mの場所が必要になる。地面に4つ積み上げるにしても2500平方m
50m四方。
つまり地面でブロックを50m運ぶ仕組みが必要になる。

103: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 14:36:46.02 ID:TdKCCx/X
>>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?

78: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/23(木) 13:43:37.32 ID:TdKCCx/X
日本は山が多いから、山の上に荷物持ち上げるのがいいかな
と思ったが、ルートが長くなると建設費も維持コストも上がるな
この方法は仕組みがシンプルだからいいんだな