太陽光発電の最大の課題の一つは、日や季節によって発電量が不安定なことです。多くのスタートアップ企業は、日中のエネルギー供給の改善、つまり日中のエネルギーを節約し、夜間やオフピーク時に利用するための取り組みを進めています。
しかし、オフシーズンの太陽エネルギー貯蔵という問題に取り組んでいる人はほとんどいません。もし家庭が晴天時に生み出される膨大な太陽エネルギーを貯蔵し、冬の暖房や電力として利用できたらどうなるでしょうか？
これまでのところ、このビジョンは実現されていません。バッテリーは高価で寿命が短く、法外な費用がかかり効率も悪いため、燃焼時に温室効果ガスを排出しない水素は解決策から除外されていました。
ノルウェーのスタートアップ企業は、今後数年以内に固体水素ソリューションを市場に投入できる可能性があると発表しました。ノルウェーは、寒い冬の間、少しでも太陽の光を確保したいと考えている国です。
スタートアップ企業Photoncycleは、オスロサイエンスパークのアクセラレーターの地下にスペースを構えています。オフィスというよりは実験室のような雰囲気で、床には椅子ほどの大きさの銅製の円筒が置かれ、厚いフォームで包まれています。これがPhotoncycleの革新的な技術です。
同社は、住宅から数ヤード離れた地面に、約3立方メートルの大型円筒型モデルを設置することを計画している。この円筒型モデルには、バッテリーや液体水素よりも効率的な貯蔵容量を持つ特許取得済みの固体水素溶液が充填されている。
近隣の建物の屋根に設置された太陽光パネルから、ユニットに蓄えられた電力がシステムに供給されます。余剰電力は電力網に売却されます。
夏に発電された太陽エネルギーを貯蔵する設備が不足すると、生産時間と消費時間の間に「大きな不一致」が生じます。「これは、再生可能エネルギーシステムを適切に機能させる上で大きな課題です」と、フォトンサイクルの創設者であるビョルン・ブランツァエグ氏は言います。
「残りの50%は、生産されると実質的に廃棄されるか、減少するため、ますます役に立たなくなっていきます。余剰エネルギーを貯蔵し、冬場やエネルギー需要があるときに放出できれば、状況を変える大きなチャンスとなります。」
ブランツァエグ氏は経験豊富なインフラ起業家です。彼が以前勤めていた会社は、ジョージアのエネルギーインフラ企業とノルウェーの再生可能エネルギー企業クリーン・エナジー・グループという2社で、いずれも大企業でした。一方、フォトンサイクルは従業員わずか9名で、過去2年間はブランツァエグ氏の自己資金とスタートアップ・ラボからの資金で運営されています。
この会社の構想は、ブランドザエグ氏がMITの客員研究員として、エネルギー貯蔵の未来と、100%再生可能エネルギーで構成されたエネルギーグリッドのバランスをとる方法を研究するチームの一員であった時に生まれました。技術系の知識を持たない起業家が科学者と協力し、変換プロセス中にエネルギーをあまり失わない不燃性のソリューションを模索しました。
ブランツァエグ氏はチョークのような物質を掲げてこう言った。「これを使えば、リチウム電池の20倍のエネルギー密度を蓄えることができます。」
「私たちは水素分子を固体に固定し、本質的に固定します。可逆的な高温燃料電池を用いることで、同じセル内で水素と電気を生成できる燃料電池の開発に貢献しています」と彼は述べた。
つまり、水素は冷却する必要がないため、リチウムイオン電池よりも燃えにくく、密度が高くなります。
「燃料電池に水素を出し入れする際に損失があることは誰もが知っています。私たちのシステムでは、損失は実際には熱です」とブランドザグ氏は述べた。
「実は、廃熱を効率的に家庭の電力として利用することができます。家庭のエネルギー需要の70%は暖房に使われています」と彼は語った。
このシステムには、既存のインフラに直接接続する太陽光パネルが含まれており、熱電併給システムにおいて天然ガスを再生可能エネルギーに置き換えることができます。ブランツァエグ氏によると、設置には約1日かかります。
ノルウェー企業はまずノルウェーで製品をテストするだろうと思われるかもしれない。しかし、ノルウェーはヨーロッパで最もエネルギーコストが安い国の一つであるため、ユーザーにとって同様のコスト削減効果は期待できないだろう。
その代わりに、ブランサグ氏は、この技術を最初に導入する国として、ヨーロッパで最もエネルギー価格が高い国のひとつである隣国デンマークを選んだ。
「デンマークはガスや石油で暖房している世帯が約40万世帯あり、導入に適した市場だ」と彼は語った。
デンマークも2030年までにガス暖房を段階的に廃止することを決定しており、人々が新たな暖房源を探すようになるだろうとブランツァエグ氏は述べた。
消費者はサブスクリプションモデルを通じて、完全に統合された発電所を利用でき、1kWhあたり0.10ユーロ未満のエネルギーコストに相当する固定月額料金を支払うことになります。Photoncycleは、オンラインで生産・販売されるエネルギーについては、消費者が販売エネルギーの収益の半分を受け取る利益分配プランを提供しています。
ブランツァエグ氏は、十分な数のユニットを設置して接続することで、欧州のエネルギー市場でエネルギー取引を開始できる仮想発電所になる可能性があると述べた。
「これにより、顧客にエネルギーをサービスとして販売できるだけでなく、エネルギー市場で非常に大きなエネルギープレーヤーになることもできます。」
創設者たちはチームの規模を3倍に拡大し、2025年までにデンマークで1万台を販売し、2027年までに設置することを計画している。
ブランツァエグ氏は、固体水素をエネルギー貯蔵に利用するというアイデアは数年前からあったが、企業はまだそれを家庭用に利用していなかったと述べた。
「私たちが使用している固体酸化物燃料電池は、まもなく商用化される予定です。そのため、主に大規模な産業用途で使用されています。」
EU太陽光戦略の実施により、この地域における屋上太陽光パネルの設置はさらに増加すると予想されます。2027年までに250平方メートルを超える既存の公共施設および商業施設すべて、そして2029年までに新築住宅すべてに太陽光パネルの設置を義務付ける計画は、Photoncycle運動に大きな後押しとなります。
「イーロン・マスクの洞察は、ガソリン車に勝つためには、人々にとってより魅力的な代替手段を提供する必要があるということです。再生可能エネルギーに関しても、これは根本的に考えるべきことだと思います」と彼は述べた。
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