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蓄電池(蓄電技術)

蓄電池とは

電池には、化学反応によってエネルギーを直接、電気に変換する化学電池と、光や熱などによる物理変化で生じるエネルギーを電気に変換する物理電池の2種類があります。ここで紹介する蓄電池は化学電池のひとつで、日常生活に深く浸透している乾電池などと同じタイプに属します。蓄電池は二次電池とも呼ばれ、放電のみの一次電池とは違って、充電すれば繰り返し使用できます。

蓄電池にはガソリン車のバッテリーに使われている鉛蓄電池のほか、ハイブリッド車や携帯電子機器に搭載されているニッケル水素蓄電池•リチウム二次電池などさまざまな種類があります。
その中でリチウム二次電池は、体積•重量あたりの電気蓄積量が大きい上に急速充電•急速放電が可能です。蓄えた電気の自然放電が少なく、低温でも使用できます。さらには、繰り返し使うことによる電池自体の劣化がほとんどなく、長寿命です。
このような特性を持つため、リチウム二次電池は電気自動車(EV:Electric Vehicle)などに搭載する移動体用から電力貯蔵のための定置用まで幅広い利用が見込まれます。日本は民生用蓄電池の生産量で世界トップシェアを誇り、蓄電池技術の優位性は海外メーカーを圧倒しています。リチウム二次電池の新たな可能性を多分野で追求し、実用化に向けた開発が続けられています。

エネルギー•環境の観点から見る蓄電技術の重要性

CO2(二酸化炭素)排出量の削減を図るには、化石燃料依存から脱却し、電力が中心となるエネルギーインフラへのシフトが必要といわれています。
そこで重要な役割を担うのが、次世代エネルギーインフラ構築の中核技術である蓄電技術です。
安定供給の観点から、電力会社が風力や太陽光•太陽熱など再生可能エネルギーでの発電比率を高めていく際、天候や時間で変動する出力量への対策が必要です。蓄電池の使用により、発電量が多いときには大規模な蓄電池へ蓄え、少ないときやゼロのときには蓄電池から出力するといったように安定した供給が可能になります。再生可能エネルギー利用を広げ低炭素社会を実現するためには、蓄電池が必要不可欠なのです。
また、電気を消費する側の家庭や工場などでも蓄電池の役割は重要です。屋根に設置した太陽電池などで発電した電力を夜間や雨天でも使えるようにするには蓄電池が欠かせません。

また、低炭素化対策の筆頭に挙げられる電気自動車には蓄電池の搭載が必須ですが、この蓄電池を駆動用としてだけでなく家庭内の補助電源に流用することが考えられます。さらには、一定地域内の全電気自動車の蓄電量を高度道路交通システム(ITS:Intelligent Transport Systems)で随時把握できるようにすれば、電気自動車をその地域の電力系統に組み込むことも可能となり、電力需給変動の調整弁に役立つ可能性があります。また、災害時などの非常用電源としても活用することができ、電気自動車が電気エネルギーインフラとして重要な役割を持つことになります。

図:エネルギー•環境の観点から見る蓄電技術の重要性

三菱重工がリチウム二次電池事業へ本格参入

写真:リチウム二次電池

「角型積層式」の大容量リチウム二次電池

リチウム二次電池の需要は今後、急拡大が見込まれています。これまでの用途は携帯電子機器やハイブリッド車が中心でしたが、今後は環境規制の高まりとともに、幅広い用途や大型電池へのニーズが拡大すると予測されています。
こうした背景から三菱重工では、リチウム二次電池事業への本格参入を決定しました。2010年秋頃に量産実証工場を長崎造船所内に建設•稼働させ、2011年をめどにさらなる本格量産工場の着工を計画しています。

三菱重工は移動体用と定置用の両用途で本事業を展開します。具体的には、移動体用では自社開発のハイブリッドフォークリフトのほか、建設機械、電気バス、架線レス電車などへの搭載が考えられます。一方、定置用では自然エネルギーによる発電量の変動の出力安定化用途や、非常用電源などです。

三菱重工は高効率発電システム、自然エネルギー発電システムのみならず、蓄電池の分野でも省エネルギー社会づくりに貢献していきます。

スマートコミュニティへの取り組み

写真:電気自動車

CO2の排出を大幅に削減したスマートコミュニティ(低炭素社会)を実現するには、ここまで述べてきた通り、蓄電池が大きなポイントのひとつになります。従来よりも蓄電池を軽量•コンパクト化しつつ、出力や寿命などの性能を一層高めていく必要があり、大容量の電力を扱える技術革新も必要です。さらには、量産化によってコストを下げる努力も求められます。
これら蓄電池メーカーの取り組みの一方で、蓄電池が普及していくための社会全体での整備が望まれます。
蓄電池を搭載した電気自動車が普及するためには、手軽に急速充電のできる充電ステーションが今日のガソリンスタンドのように身近に設置されていくことが望ましいといえます。充電ステーションの設置は一部の民間企業で始まり、今後は電力会社や自治体でも取り組まれる予定です。

また、住宅用の蓄電池は、太陽電池などによって自宅で発電した電気をいつでも使えるようにするための必須アイテムです。三菱重工は次世代超省エネ住宅「エコスカイハウス」のモデルハウスを横浜市内に設け、エネルギー自給率を検証中ですが、こうした“自給自足の家”は蓄電池なしには成り立ちません。環境対策における蓄電池の重要性を広く認識し、蓄電池を核とする省エネ住宅の普及促進になお一層の公的支援が期待されています。

参考文献

(1)政府インターネットテレビ ニッポンを支える 蓄電池パワー
http://nettv.gov-online.go.jp/prg/prg2687.html

(注)2010年3月末時点での掲載内容を参考にしております。そのため、記載されているURLまたはその内容が変更されている可能性があります。