イスラエルのスタートアップ企業、構造物を冷却するための水ベースのエネルギーシステムを開発

太陽光発電や風力発電について真剣に議論する際には、「太陽が出ていないとき、風が吹いていないときはどうするのか」という同じ質問が出てくるようだ。再生可能エネルギー技術には、現在の世界のエネルギー状況を完全には変えられないという共通の欠点がある。それは、十分なエネルギー貯蔵だ。

そして、ギャップがあるところにはチャンスもある。革新的な蓄電システムと持続可能な室内冷房システム「IceBrick」を提供するイスラエル企業「Nostromo」の創業者Yaron Ben Nunは、「日没になるとシステム全体の電源が切れてしまうため、太陽光発電がクリーンエネルギーの大本命になるならば、次に必要な技術は蓄電だ」と理解した。

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「私は、大いなる利益のために大きな変化をもたらす何かに参加したかったのだ」とBen Nun氏は言う。「私の熱意は、私たちが現実に影響を与えることができるこの時点にいるからだ」

Nostromo社のIceBrickは、水が液体から氷へと相変化する際の高いエネルギー貯蔵能力を利用したモジュール型サーマルセルだ。氷蓄熱プロセスは、余剰の未利用太陽エネルギーまたはオフピーク時の安価な電力を利用して水を凍らせ、日中に氷を融解させて建物に豊富な空調を供給するというものである。これにより、空調による電力インフラへの負担が軽減され、電力会社が電力需要の増加に対応するために発電所を増設する必要がなくなる。

Nostromo社によると、1平方メートルあたりのエネルギー密度が他のどのソリューションよりも10倍高いにもかかわらず、196,000MWの蓄電システムのうち、サーマルアイス方式を利用しているのは102MWのみだ。だからこそ、Ben Nun氏は普通の水道水が答えになると確信しているのだ。

「水が液体から固体に変化するときに冷たいエネルギーを保持する能力は信じられないほど高く、しかも水道水は広く手に入るものだ」「リチウムやコバルトなどのレアアースではない。リチウムやコバルトなどのレアアースではなく、水道水を開ければ、冷たいエネルギーを保持するのに最適な素材が手に入るのだ」

IceBrickは、どのような冷却システムを交換するかにもよるが、8～12kWhの電力消費量を削減できるとBen Nun氏は説明する。

Nostromo社の氷蓄熱技術は、市場に出回っている大半のリチウムイオン蓄熱システムよりも環境に配慮した持続可能な技術と考えられている。

例えば、アルゼンチン、ボリビア、チリの3カ国にまたがる地域には、世界最大級の地下金属鉱床があるが、リチウムを1トン採掘するごとに、50万ガロンの水を汲み上げて地表に出し、地元の農民やコミュニティを奪っている。チベットもまた、リチウム採掘の環境問題に悩まされている代表的な例だ。チベットでは、リチウム鉱山から出た廃棄物がリチュ川に投棄され、大量の魚を殺して汚染し、近隣のコミュニティの飲料水を汚染した。

「リチウムイオン電池は、地面から取り出すときに地球を破壊している。分解できず、火がつき、安全ではなく、寿命は8〜9年で終わり、核廃棄物のように埋めなければならない。リチウムイオンのような持続性のない資源で構成されたクリーンなエネルギーグリッドを構築することはできない」と、Ben Nun氏は言う。

冷たい空気、熱い地球 - 再生可能エネルギーの必要性

異常気象が一般的になる中、建物で利用される電力の20％はエアコンで室内の冷却に使われており、この用途は1990年から3倍に増加している。

住宅や商業施設の冷房の必要性が高まるにつれ、エアコンの使用は電力網に負担をかけ続け、システムの過負荷による送電網の故障や広範囲にわたる停電の可能性を高めている。すでに、中東や米国の一部の地域（特に南西部）では、ピーク時の電力需要の70％をエアコンが占めていることがわかっている。

国際エネルギー機関（IEA）は、気温の上昇に終わりが見えない中、エアコンのジレンマはさらに悪化すると予測している。なぜならば、暑くなればなるほど、人々はエアコンを使用したり購入したりし、それによってCO₂の排出量が増え、さらに地球が温められるという、一定のフィードバックループが生じるからだ。その結果、空間冷却のためのエネルギー使用量は、2050年までに再び3倍の6,200TWhになると予測している。インドやインドネシアなどの国で経済が好調になり、より多くの人々が家庭用エアコンを購入できるようになると、増加分の70％近くが家庭用セクターによるものになるとしている。

「今後10年間に起こることは、インド、フィリピン、タイ、マレーシアなどで、人々がエアコンを購入できるようになり、エアコン用の電力需要が急増するということだ。今、こうしている間にも電力需要は急増している」とBen Nun氏は言う。

再生可能エネルギーの十分な蓄電ができなければ、室内の冷房用電力需要は化石燃料に大きく依存することになるが、地球にはとてもそんな余裕はない。

このような状況はすでに深刻だ。

今週発表されたIPCC（気候変動に関する政府間パネル）の最新報告書によると、気候変動は広範かつ激化しており、その影響のいくつかは「前例がなく」「不可逆的」であるとされている。気候変動を抑制し、地球の気温を安定させるためには、各国が人間活動による二酸化炭素（CO2）をはじめとする温室効果ガスの排出量を強力かつ持続的に削減する必要があるが、それでも20〜30年はかかるだろうと、世界有数の気候科学者で構成されるIPCCは指摘している。

この報告書は世界中で大きな話題となり、世界気象機関などの主要機関は、この画期的な科学的報告書が緊急の行動を促すものであると警告した。

幸いなことに、太陽光発電、風力発電、水力発電、地熱発電などの再生可能エネルギー分野は、政府の動きや民間の投資を呼び水に、驚異的な成長を遂げている。しかし、エネルギーギャップを防ぎ、エネルギーグリッド内の不整合を最小化する方法を理解することが重要になる。

そこで重要になってくるのが、エネルギー貯蔵だ。蓄電とは、クリーンな電力を回収し、化学的、熱的、機械的な別のエネルギーとして貯蔵し、必要に応じて放出する技術だ。再生可能エネルギー、特に太陽光発電は、必要なときに十分な電力を生産できないため、蓄電することで、最初に発電したときとは別の時間にエネルギーを使用することが可能になり、需要に合わせた供給ができるようになる。

よりクールな未来を

2020年より販売を開始したNostromo社の環境配慮型技術は、オフィスビル、病院、ホテル、工場など様々な環境に対応し、建物の増築やモジュール化にも柔軟に対応できる。

IceBrickシステムはNostromo社独自のものだが、CALMAC、Baltimore Aircoil、FAFCOなど、水を利用したエネルギー貯蔵の世界には他にも競争相手がおり、来る気候変動の未来に向けて、この技術が持つ可能性を示している。

Ben Nun氏は、水を使ったエネルギー貯蔵システムの威力を強く信じている。「この技術は私がいてもいなくても実現するものだ。私がいてもいなくても、この技術は実現しなければならない。ただ私は、水が勝つと言いたいのだ」

翻訳元：https://nocamels.com/2021/08/israeli-startup-nostromo-water-energy-cool/

表題画像：Photo by Daniil Silantev on Unsplash (改変して使用)