クルマと エネルギーと 地球の未来と ．．．

太陽熱を最長18年貯蔵できる､画期的な太陽熱燃料が開発される

MSc_Project_Proposal MOST 2016

https://www.chalmers.se/en/departments/chem/Education/Documents/MSc_Project_Proposal MOST 2016.pdf

https://www.newsweekjapan.jp/stories/world/2018/11/18-13.php
太陽熱を最長18年貯蔵できる、画期的な太陽熱燃料が開発される
　Newsweek Japan　2018年11月12日　松岡由希子

＜スウェーデンのチャルマース工科大学の研究チームは、太陽熱エネルギーを最長18年も貯蔵できるという画期的な技術を開発した＞

地球温暖化対策のみならず、エネルギー自給率の向上や化石燃料の調達コストの軽減をはかるうえでも、再生可能エネルギーの普及は不可欠だ。なかでも太陽光発電や風力発電は、天候や季節に影響を受けやすく、発電量を制御しづらいことから、これらのエネルギーを効率よく活用するためには、その貯蔵技術のさらなる進化も求められている。そして、このほど、太陽熱エネルギーを最長18年も貯蔵できるという画期的な技術が開発された。

最大10％の太陽スペクトルを吸収

スウェーデンのチャルマース工科大学の研究チームは、最大10％の太陽スペクトルを吸収し、触媒反応によって熱エネルギーを放出する、液体の光応答性特殊構造分子「太陽熱燃料（STF）」と、これを活用した「太陽熱エネルギー貯蔵システム（MOST）」を開発した。

一連の研究成果は、2018年3月以降、「アドバンスト・エナジー・マテリアルズ」、「ネイチャー・コミュニケーションズ」、「ケミストリー：ヨーロピアンジャーナル」、「エナジー＆エンバイロメンタル・サイエンス」で相次いで発表されている。

炭素、水素、窒素からなる「太陽熱燃料（STF）」

「太陽熱エネルギー貯蔵システム（MOST）」では、炭素、水素、窒素からなる「太陽熱燃料（STF）」に、建物の屋根などに設置した太陽熱集熱器で集めた太陽光を当てると、同じ原子で構成しながら、その結合や配置が異なる「異性体」となり、太陽光から得たエネルギーを長期間にわたって安定的に保持する。エネルギーが必要になったら、コバルトフタロシアニンを触媒として、この「異性体」を反応させると、温度が63.4度上昇して元の分子に戻る仕組みだ。



たとえば、摂氏20度の空間でこの「異性体」を反応させると、「異性体」の温度は84度まで上昇する。この熱は暖房などに活用でき、元の分子に戻った「太陽熱燃料（STF）」は「太陽熱エネルギー貯蔵システム（MOST）」で再び利用できる。

10年以内に実用化を目指す

「太陽熱エネルギー貯蔵システム（MOST）」は、地球環境に悪影響をもたらす廃棄物を一切排出せず、環境にやさしい循環型エネルギーシステムとして注目されている。

研究チームでは、10年以内に実用化することを目指し、これまで開発してきた技術や手法を最適に組み合わせ、実用化に耐えうるシステムに仕立てるとともに、エネルギー抽出における効率性の改善にも取り組む方針だ。

　〜 チャルマース工科大学 関連ネタ 〜

　EVのボディ全体をバッテリー化？カーボンファイバーを電池化する研究成果が発表 2018年10月22日

      

阪大など､核融合の効率化技術を実証 ほか 日刊工業新聞から核融合ネタ３題

https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00491272
放射性核廃棄物、ミュオン核融合で放射線遮断　中部大が近く実験開始
　日刊工業新聞 電子版　2018/10/10　名古屋

中部大学工学部の佐藤元泰特任教授らは、人工的核反応技術「ミュオン核融合」を用いて放射性核廃棄物から放射線が出ないように安定化する技術の実証実験を近く始める。

素粒子の一種であるミュオンのうち負の電荷を持つ負ミュオンを、水素原子核の周囲の電子と置き換えて核融合を起こして中性子を発生させ、中性子を放射性物質に当てて放射線を出さない状態に変化させる。５年間の実証実験を行い、将来的に原子力発電所の放射性核廃棄物を処理できるようにする。

負ミュオンと電子を置き換えると、核融合の原料である二重水素原子と三重水素イオンの間で核融合が起こる。ヘリウムイオンと１４・１メガ電子ボルトのエネルギーで核融合中性子が発生、放射性核廃棄物に当てると物質状態が変化する。

セシウムやジルコニウムは、約１０年当て続けると放射線発生量は自然界レベルに低下するとみられる。パラジウムを放射線を出さないパラジウムや銀に変え、産業利用が可能になる。

https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00489935?
阪大など、核融合の効率化技術を実証　強い磁場でプラズマ加熱
　日刊工業新聞 電子版 2018/9/27

大阪大学レーザー科学研究所の坂田匠平特任研究員と藤岡慎介教授らは２６日、核融合の際、強い磁場を加えてプラズマを加熱し反応を効率的に起こす技術を実証したと発表した。広島大学や東北大学、米ネバダ大学リノ校などとの国際研究。レーザーを使った核融合反応で、反応部分の温度が下がらず確実に反応が進む。将来の核融合エネルギー利用や、星の内部状態の再現、新物質の創成といった研究に応用できる。

核融合は海水に含まれる重水素とリチウムから作り出す三重水素の核を近づけて反応させ、エネルギーを生み出す仕組み。高出力のレーザーによる核融合では、反応が始まる点火時に、核融合燃料の温度が急激に低下し失敗することがあった。温度を下げないよう強いレーザーを使っても、電子が広がり核融合燃料に衝突せず反応が起きにくかった。

国際研究グループはネオジム磁石の約６００倍の強い磁場で、レーザーの電子を直径１００マイクロメートル（マイクロは１００万分の１）以下の核融合燃料に集中させた。大阪大の高出力レーザーで効率的に反応する環境を実現した。

https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00488913
プラズマ内の間欠的バースト現象、量研機構など解明　核融合炉安定に貢献
　日刊工業新聞 電子版 2018/9/19

量子科学技術研究開発機構と核融合科学研究所は、プラズマ中の高速粒子が瞬時に大量に失われる「間欠的バースト現象」の発生原因を解明した。シミュレーションによる再現に成功し、同現象が高速粒子と電磁波の相互作用によることを初めて示した。核融合エネルギーによる発電の実現に向け、核融合炉を安定して運転する手法の確立につながる。

核融合炉では、プラズマを加熱し、１億度Ｃ以上の高温プラズマになると核融合反応が起こる。この反応で発生した高速粒子により、高温プラズマ状態が維持される。だが同現象が発生すると、高速粒子が失われてプラズマの加熱効率が低下してしまい、安定運転に影響する可能性がある。

同現象は、これまでも高速粒子と電磁波の相互作用による可能性が考えられていた。だが、高速粒子がプラズマ粒子と衝突して減速する事象と電磁波挙動の時間スケールには数百倍の差があるため、シミュレーションで再現できず、その関係を示せなかった。

研究グループは、高速粒子と電磁波の両事象を同時に考慮するため、低速と高速の計算を交互に切り替える数値計算手法を開発。これをシミュレーションに導入し、同現象を正確に再現した。

成果は、２０２５年の運転開始に向け、フランスで建設中の国際熱核融合実験炉「ＩＴＥＲ」（イーター）で、プラズマ性能の予測精度向上に役立てられる。

        

溶融塩を使った｢蓄熱発電｣､再エネ電力を低コストで貯蔵

https://tech.nikkeibp.co.jp/dm/atcl/news/16/100511560/
溶融塩を使った「蓄熱発電」、再エネ電力を低コストで貯蔵
　日経 xTECH（クロステック）　2018/10/05　工藤宗介

　エネルギー総合工学研究所は10月3日、再生可能エネルギーを低コストで安定利用できる「蓄熱発電」の開発を開始したと発表した。

　環境省の公募事業「平成30年度熱を活用した次世代型蓄エネルギー技術実用化推進事業」の採択を受けて実施する。同社の公表資料によると、回転発熱機で電気を熱に変換し、溶融塩に高温で蓄熱しておき、必要に応じて溶融塩を熱源に蒸気を作り、タービン発電機を回す。

　太陽光や風力などの再エネは天候や時間帯で発電量が大きく変動するため、蓄電池などによる蓄エネルギー技術が開発・活用されている。しかし、現時点では主にコスト面での課題があると指摘される。

　同事業では、再エネ由来電力を熱に変換して蓄熱し、必要時に必要なだけ電力に変換して利用する自立・分散型の次世代蓄熱技術を利用した「蓄熱発電」を開発・実証する。蓄熱から電力に変換する際にロスが発生するが、蓄熱は極めて安価なため総合的な経済性に優れるという。

　産学のコンソーシアムにより2018年度は約4億円規模の検討を行い、5年目には100MWh規模の蓄熱設備の実証運転を目指す。平行して、再エネ由来電力の経済的な熱への変換技術開発にも取り組む。再エネ由来電力の安定利用とともに、再エネ由来電力による熱源の低炭素化を実現することでCO2排出削減が期待できるという。

(一財）エネルギー総合工学研究所 http://www.iae.or.jp/

http://www.iae.or.jp/wp/wp-content/uploads/2018/10/press20181003.pdf

環境省委託事業による革新的再生可能エネルギー安定利用システム「蓄熱発電」の開発開始について

        

ビル・ゲイツ率いる1100億円規模のファンドの投資先リストが判明、「革新的なベンチャー企業」に選ばれたのはどこか？

https://gigazine.net/news/20180928-bill-gates-energy-fund-investments/
ビル・ゲイツ率いる1100億円規模のファンドの投資先リストが判明、「革新的なベンチャー企業」に選ばれたのはどこか？ - GIGAZINE 2018年09月28日


さまざまな慈善事業を行っているMicrosoft創業者のビル・ゲイツ氏は、「Breakthrough Energy Ventures(BEV)」というエネルギー問題に取り組む企業に投資するファンドを設立しています。10億ドル(約1100億円)規模の巨大なファンドであるBEVは、「地球の気候変動に対処する革新的なベンチャー企業に投資する」という方針を掲げており、そんな巨大ファンドから投資を受けるベンチャー第一陣の内訳を、ニュースメディア「Quartz」が報じました。

Bill Gates-led $1 billion energy fund makes first investments — Quartz
https://qz.com/1402301/bill-gatess-1-billion-energy-fund-is-expanding-its-portfolio-of-startups-fighting-climate-change/

BEVはビル・ゲイツ氏の他にインドの実業家であるムケシュ・アンバニ氏、Amazon創業者のジェフ・ベゾス氏、元ニューヨーク市長であるマイケル・ブルームバーグ氏、イギリスの実業家であるリチャード・ブランソン氏、アリババ創業者のジャック・マー氏、ソフトバンクグループ創業者の孫正義氏といった世界的な億万長者の資金提供によって運営されています。

2018年6月、Quartzは「『Form Energy』と『Quidnet Energy』という2つの企業にBEVが投資することを決定した」と報じました。そして今回、新たに7つの企業がBEVの投資先として明らかになり、巨大エネルギーファンドの投資先第一陣の内訳リストが公開されました。リストの内訳は以下のようになっています。


◆1：Quantum Scape
電気自動車で現在主流になっているリチウムイオン電池以上の出力特性を持ち、電気自動車の進化に欠かせないと多くの研究者が考える「全固体電池」の開発を行うスタートアップ。


◆2：Commonwealth Fusion Systems
高温超伝導を利用した核融合炉の研究を行うスタートアップ。


◆3：Pivot Bio
従来の窒素肥料に代わる微生物肥料を開発し、窒素流出量とオゾン層を破壊する作用を持つ亜酸化窒素の排出量を抑えるバイオテクノロジー企業。


◆4：Carbon Cure
コンクリートに二酸化炭素を注入して、従来のコンクリートよりも強度の高いコンクリートを作る企業。


◆5：Fervo Energy
コンピューターモデルと水平掘削技術を駆使し、地熱発電のコスト削減に取り組むスタートアップ。


◆6：DMC Biotechnologies
微生物からバイオ燃料などの、高付加価値を持つ化学物質を作り出す企業。


◆7：Zero Mass Water
太陽光とバッテリーの力を利用し、空気中から水を取り出すパネルを販売する企業。


◆8：Form Energy
数週間もしくは数カ月もの長期間にわたり、エネルギーを貯蔵できる2種類のバッテリーの開発を行うスタートアップ。


◆9：Quidnet Energy
地下からくみ上げた水を利用して水力発電を行う技術を開発し、水力発電の革新を目指す企業。


ゲイツ氏は以前から多くの環境問題に対処するエネルギー関連のスタートアップに投資を行ってきましたが、その過程で「エネルギー関連ベンチャーへの投資は、ソフトウェアベンチャーへの投資とは違う」ということに気づきました。エネルギー関連で革新を起こすには大きなブレークスルーが必要であり、長期間にわたり莫大な投資を行い、ようやく「タフな技術」を得ることができるとのこと。また、重要な技術を持つ研究者に支援を行うことで、研究者から起業家へと育てるという視点も持つ必要があります。

BEVのエグゼクティヴ・ディレクターであるローディ・グイデロ氏は、「我々のファンドは忍耐強く柔軟な思想を持つ、非常にユニークなファンドです」と述べています。BEVは投資するに値するベンチャーを探すため、140もの学術機関や大企業、そして科学者や技術者とのネットワークを築き、重要技術に関する膨大な専門知識を収集しているとのこと。BEVから投資を受ける企業は、科学的に可能であると考えられる技術をBEVに開示し、少なくとも1年間に5億トンもの地球温暖化ガスを削減できるポテンシャルを示さなければなりません。

ベンチャーに投資する金額は開発の段階やニーズに応じて変化し、1企業あたりおよそ20万ドル(約2200万円)から2000万ドル(約22億円)の間だそうです。BEVは各企業にどの程度の投資を行ったのかを明らかにしていませんが、これまでの総額は1億ドル(約110億円)程度とのことで、10億ドルというファンド全体の規模からすればまだまだといったところ。ベンチャーが必要な全ての金額をBEVが投資するというわけではなく、「BEVから投資を受けた」と報道されることで、ベンチャーにさらなる投資が集まる連鎖が起きるだろうと予測されています。

BEVは将来的に幅広いエネルギー関連分野に投資する見込みですが、第一陣の投資先の時点では、投資を受けたスタートアップは北米に拠点を置き、白人男性がトップを務めているという点が共通しているとのこと。投資先は時間の経過と共に多様性を増し、国際化していくとBEVは述べました。

なお、BEVが投資した企業はリストに載ったものが全てというわけではなく、名前の公表を望んでいないため非公開の企業もあるそうです。現段階で非公開の企業は、後のステップアップに応じて名前を公開する予定とされています。

　Ventures - Breakthrough Energy http://www.b-t.energy/ventures/

        

｢太陽光と風力が最安｣ 原子力の専門家が報告書

2018 - World Nuclear Industry Status Report

https://www.nikkei.com/article/DGXMZO35826940X20C18A9000000/
「太陽光と風力が最安」原子力の専門家が報告書
　日本経済新聞　2018/9/27

「世界原子力産業現状報告」の2018年版（WNISR2018）は、2017年の原子力発電の設備容量がわずか1%の増加にとどまったのに対して、風力発電は17%、太陽光発電は35%とそれぞれ大幅に増加したことを明らかにした。

同報告書はまた、太陽光と風力が電力網に接続される電源として現在最も安価となっているとしている。一方、原子力発電所の新設は核兵器保有国に限られており、公的支援による投資で支えられているという。

　
　原子力発電によるグローバル総発電量の推移（出所:WNISR 2018）

WNISRは、フランスでエネルギーや原子力政策の独立系コンサルタント業を営むマイケル・シュナイダー（Mycle Schneider）氏が主導、主筆として毎年発行している報告書。

同報告書は原発の建設、運転や発電、廃炉など、原子力エネルギー産業に関連した客観的かつ総合的な内容を含む。近年は再生可能エネルギーも扱っており、同氏は自然エネルギー財団が日本国内で主催したイベントで講演したこともある。

WNISR2018では、ケープタウン大学（南アフリカ）・経営大学院のアントン・エバーハード教授が寄稿した序文で「原子力は取り残されつつある」との認識を示した。同教授はさらに、「多くの国では、電力系統に接続される電源として太陽光と風力が今や最も安価になっている」と述べている。

世界全体における原子力発電のシェアは1996年の17.5%をピークとして減少傾向にあり、2017年には10.3%まで下落している。石炭火力など温暖化ガスの排出量の多い電源を減らす必要に迫られている中国では18%と高い伸びを記録する一方、世界全体では1%の成長にとどまっており、中国以外の世界各国では0.4%の下落となっている。

「原子力発電プロジェクトは、公的支援を行う用意のある国によって支えられているが、それらは利権や汚職絡みで進められることも多い」、と同報告書では指摘している。

一方、再エネに関しては2017年に世界全体で157GWの電源が追加されており、前年の143GWを上回り過去最高の伸びを記録したとしている。そのうち52GWが風力、97GWが太陽光である。

太陽光は世界全体で35%以上、風力は同17%以上の年間成長率を2017年に達成したとしている。

同報告書では、「経済性でも再エネが原子力を上回る」という。

具体的には、「陸上風力は1MWh当たり20ドル未満、洋上風力は同45ドル未満、太陽光は同25ドル未満の最低価格を記録した。一方、英国ヒンクリーポイントC原子力発電プロジェクトの行使価格は同120ドルに達する」と指摘している。

「2017年の原子力発電へのグローバル投資額は約4GWの設備容量に対して160億ドル近くにのぼった。一方、風力では1000億ドル、太陽光では1600億ドルの設備投資となった」と述べている。

　（日経BP総研クリーンテックラボ　大場淳一）

　［日経 xTECH　2018年9月26日掲載］