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エネルギー

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温室効果ガス排出の削減を遅らせれば遅らせるほど、社会構造の急激な変化を伴わざるを得ない様な大幅な削減が必要となり、経済的にもより多額のコストが必要となる。 温暖化による被害金額は温室効果ガス排出削減コストを大幅に上回るため、早期の削減策の実施が経済合理的といえる。
  〜 東京大学 サステイナビリティ学 連携研究機構 〜

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https://toyokeizai.net/articles/-/236938
北海道電力が「ブラックアウト」に陥った根因
切り札の「北本連系線」は機能を発揮できず
 東洋経済オンライン 2018/09/08 岡田広行


震度7を観測した厚真町にある石炭火力発電所、苫東厚真発電所。発電能力は、道内の発電所の中で最大だった(共同通信)

震度7の大地震を機に発生した北海道電力の「ブラックアウト」(ほぼすべての発電所の一斉停止)。9月8日には北海道のほぼ全域で停電が解消するメドが立ったとされる。だが、当初北電や電力会社間での電力融通を取り仕切る「電力広域的運営推進機関」(略称、広域機関)が有効な回避策を講じることができなかったことについて、専門家から疑問の声が持ち上がっている。

安定供給対策を進めてきたが・・・

世耕弘成経済産業相は9月7日の記者会見で、北電が従来から電力の安定供給対策として、①過去に起きた最大規模の電源脱落(想定外の発電所停止)を想定したうえでの、大規模停電を回避するための技術的検証の実施、②石狩湾新港LNG火力発電所(北海道小樽市)の新設、③(本州との間の)北本連系線の増強、という3つの対策を進めていたと説明した。

そのうえで「大地震の前にLNG火力が完成しており、北本連系線の増強工事が間に合っていれば、今回のように主力発電所の3基(計165万キロワット)が機能を停止した場合でも、持ちこたえることができた。それが間に合わなかったのは残念だ」と悔しがった。

しかし、電力の系統運用に詳しい元東京大学特任教授の阿部力也氏(デジタルグリッド会長)は、世耕氏の指摘には正確さを欠いている点があると指摘する。

「大規模発電所が瞬時に停止した場合には、LNG火力の出力上昇では対応できない。その場合に唯一有効な方策は、北海道と本州との間に設置されている既存の北本連系線を活用し、瞬時に本州から大量の電力を送り込むこと。そうすれば周波数変動の回避を目的とした電源停止の多くを回避できた可能性がある。そうした備えが十分だったのか、検証する必要がある」(阿部氏)

北本連系線の送電容量は現在、60万キロワットある。北海道の総需要の十数%に相当する電力を本州から瞬時に送ることができる。そのうち、50万キロワット超分を、発電所の大規模な停止に備えた「マージン」(万が一に備えた空き枠)として、普段は使わないようにしていた。

想定されていた電源脱落

2015年4月30日に広域機関の専門委員会が公表した資料によれば、「最大電源ユニットが脱落した場合に系統を安定に維持できる量の考え方」として次のような記述がある。

「たとえば、北海道電力の最大ユニットが脱落した場合、北電エリア内の周波数が大きく低下。この際、北海道エリアの系統規模(の小ささ)を踏まえれば、この脱落に対して周波数を維持できない。このため、東北→北海道方向のマージンを確保しておくことで瞬間的な電源脱落に対応」

世耕弘成経済産業相は「北本連系線の増強工事が間に合っていれば、持ちこたえることができた」と強調した(記者撮影)

まさにこれは、今回のように、北電の最大級の火力発電所である苫東厚真(とまとうあつま)石炭火力発電所(厚真町)が急に動かなくなった場合を想定しての記述だ。周波数の大幅な変動は発電機の故障につながるため、絶対に防がなければならない。しかしながら、この考え方に基づきマージンを確保していながら、本州からの電力の融通はうまくいなかった。

いったい、なぜ有事の切り札は機能しなかったのか。その理由について、広域機関の広報担当は「北海道全域が瞬時にブラックアウトしたため、そもそも連系線を活用できなかった。どうにもならなかった」と答えた。

もしこのことが事実だとしたら、世耕経産相が指摘した前出の対策①、対策③とも、そもそも意味を持たないことを意味しないか。

北海道の電力系統の規模(電力需要・供給の規模)は約400万キロワット。これに対して、東日本はその10倍、西日本は15倍ある。本州と北海道のパイプである連系線を太くし、広域運用を強化することによる、電力の安定供給体制強化が進めようとされてきた。

集中立地を見直す必要も

しかし、今回のように域内の供給の半分に近い規模の発電所が被災で同時に停止することまで考慮しなければならないとすると、現在、建設中の連系線増強(30万キロワット)ではまったく足りないのかもしれない。

元東京大学特任教授の阿部力也氏は、今回のような事態に対して「唯一有効な方策が北本連系線の活用だ」と話す(記者撮影)

連系線をいくら増強しても、今回のようなブラックアウトの回避には時間的に間に合わないというのであれば、本州との間で周波数変動の調整を目的として大量の電力を融通するシステムそのものが効果をもたらさないということになる。その場合、別の対策が必要になるが、果たしてそう言えるのか。

前出の阿部氏は「きちんとした運用ルールに基づけば連系線は有効に機能する。実際にどうだったかが検証されるべき」と指摘している。

北海道全域が停電に陥るという事態を二度と繰り返さないためには、苫東厚真火力や泊原子力発電所(北海道泊村)など、リスクが大きい巨大発電所の集中立地を抜本的に見直す必要がある。そのうえで、北電や経済産業省、広域機関には、今回のブラックアウトの原因を突きとめ、有効な方策を再検討する責務がある。


 日経エネルギーNext2018/09/07

苫東厚真発電所 - Wikipedia 総出力:165万kW



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プロトン:Proton というのは陽子のことです。

https://nazology.net/archives/3155
電池の革命!? 安価でエコな「プロトン電池」が登場
 Nazology 2018/03/12



水素電池とリチウム電池のいいとこ取り。


オーストラリアのメルボルンにあるRMIT大学の研究者が、実働可能な「プロトン電池」を初めて発表しました。プロトン電池とは炭化水素を使用した燃料電池の一種で、今回従来のリチウム電池を同程度の容量を持たせることに成功しました。

これが実用化されれば、リチウム電池のように爆発の危険性もなく、安全・安価に電気自動車を利用できるようになるかもしれません。

Technical feasibility of a proton battery with an activated carbon electrode
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319918302714

数年前に研究チームが発表したプロトン電池は、合金の電極で非常に充電が遅く、さらにその合金はレアアースを用いているために非常に高価でした。

今回の実験では、電極にフェノール樹脂から生成された活性炭を用い、さらにその電極棒は約1wt%(質量パーセント濃度)もの水素を貯蔵できることがわかりました。これはリチウムイオン電池と匹敵するものです。

発電の仕組み

プロトン電池は、水素を吸着する炭素電極と可逆燃料電池を組み合わせることで電力を生成します。炭素電極と水分中の水素イオンを使用するので、環境にも優しく安価です。

充電時には、電極中の炭素に水を分解して生成された水素イオンが吸着して、他の物質と結合。放電時には、結合が崩れて水素イオンに戻り、可逆燃料電池を通って空気中の酸素と反応して水となります。つまり、水を生成するときの化学反応によって電力を生み出すことができるのです。化石燃料と違い炭素は燃えることがなく、有害物質を放出することがありません。

この実験結果は、プロトン電池がまだ改善の余地がある状態での結果とのことなので、さらなる発展が見込めます。今後プロトン電池によって、私たちの家庭や自動車、電子機器への電力供給が一新されるかもしれませんね。

 via:Science Daily/ translated & text by Nazology staff






カテゴリ : 《クルマ》 《EV》 《エネルギー貯蔵》 ***
 
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https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00460931
社説/再生エネの系統連系−送電線空き容量を工夫して活用を
 日刊工業新聞 2018/2/7

京都大学大学院経済学研究科の安田陽特任教授らが発表した全国10電力の基幹送電線の空容量および利用率全国調査が波紋を呼んでいる。調査によれば、基幹送電線の利用率が10社平均で20%弱しかなく、「空き容量ゼロ」とされた基幹送電線の平均利用率も23%と全体平均とあまり変わらなかった。

にもかかわらず、空き容量がないことを理由に再生可能エネルギー電気の接続が制限されたり、系統増強費が請求されたりするという。再生エネ発電が欧州などに比べて高コストや導入が遅れているのは、こうした問題も理由の一つといえそうだ。

送電線が空いているのに電力会社が「空き容量ゼロ」というのは、個々の発電所がフル稼働することを前提に、あらかじめ送電線の容量を確保しているからだ。この中には再稼働を目指す原子力発電所や建設中・計画中の火力発電所などを含む。

これに対し、電気事業連合会は「『再生可能エネルギーの接続』に関する報道について」という文書を発表した。

送電線は通常、2回線で運用しており、平常時に流すことができる最大値は原則、1回線分に相当する50%と説明する。その上で「全ての電源間の公平性を確保するという観点から(中略)今後連系される予定の再生可能エネルギー電源(太陽光等)や既存電源等も考慮した上で検討」としている。

特に注目されるのは「日本版コネクト&マネージ」に言及していることだ。これは緊急時用に空けておいた容量の一部を、もし事故が起こった時には瞬時に遮断することなどを前提に、平常時に活用する仕組み。現在、経済産業省の有識者会議が検討しており、導入されれば再生エネ電気の系統連系はある程度促進されると思われる。

政府は発電時に温室効果ガスを排出しない再生エネの大量導入を目指して、固定価格買い取り制度を設けた。それを貫くならばコネクト&マネージだけでなく、化石燃料による発電を抑制し、再生エネ発電の普及を優先する仕組みにすべきではないだろうか。


 「SBT(科学的目標)」達成に向け、「再エネ」が切り札に - 日経テクノロジーオンライン 2018/02/07
 ( SBT = Science-based Targets 科学的目標 )



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Array Technologies Inc _ Building Innovative Solar Tracking Solutions Since 1989

http://techon.nikkeibp.co.jp/atcl/news/16/013010646/
「追尾システムは集中型が非集中型より優れる」、米企業が発表
 日経テクノロジーオンライン 2018/01/30

 米アレイ・テクノロジーズ(Array Technologies)社は1月17日、追尾式太陽光発電システムのアーキテクチャーについて、集中型アーキテクチャーが非集中型よりも均等化発電原価(LCOE)が6.7%優れるとの調査結果を発表した。

米Array Technologies社の一軸型追尾式架台 (出所:Array Technologies)

 アラブ首長国連邦(UAE)のアブダビで開催された「World Future Energy Summit (WEFS)2018」において、第三者認証機関であるテュフ ラインランド社の調査結果を基に同社が講演を行ったもの。

 アレイ社は集中型アーキテクチャーに基づく追尾システムを製造・販売しており、テュフ社に調査を依頼していた。

 集中型アーキテクチャーでは、すべての太陽光パネル・アレイを中央の1カ所に配置したモーターで駆動する。非集中型では、太陽光パネル・アレイごとにモーターや制御システムを備えそれぞれを駆動する。

 テュフ社の調査によると、集中型アーキテクチャーの追尾システムに基づく出力100MWのメガソーラー(大規模太陽光発電所)では、LCOEが2.75セント/kWhになった。

 一方、非集中型アーキテクチャーによる同規模のメガソーラーのLCOEは、2.94セント/kWhだったとする。

 メガソーラーの寿命を30年間として計算すると、このLCOEの差は約1240万ドルにもなり、集中型アーキテクチャーの追尾システムの方が非集中型より優れるとした。この差は主に、定期・非定期のメンテナンス・コストによって生じるという。

 アレイ社によると、追尾式太陽光発電システムの複数のアーキテクチャーを比較する形でのパフォーマンスの調査は初めて。同調査では、今回発表を行ったUAEの位置する中東・北アフリカ(MENA)地域に多い酷暑や強風も考慮した。

 WFES201で発表を行ったアレイ社のブラッド・フォース執行会長は、「プロジェクト開発者やEPC(設計・調達・施工)事業者が追尾システムを選択する際、O&M(運用・維持)コストに着目することが重要だ。20〜30年という長期の運用では、追尾システムのO&Mに関するリスクが太陽光発電プロジェクトの実行可能性や利益率に大きな影響をもたらすからだ」と述べている。



世界最大・コスト最安「ギガソーラー」の全貌が明らかに - 日経テクノロジーオンライン 2018/01/30
 2030年までに5GW、総額1.5兆円のプロジェクトをマスダール社が公開
 フェーズ4では太陽熱発電を採用 1500V、過積載、追尾式で発電量最大化




カテゴリ : 《太陽光》 《太陽熱》 ***

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http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1801/22/news045.html
世界の太陽光コストは2020年までに半減、化石燃料を下回る水準に
 smartjapan 2018年01月22日

IRENAが世界の再生可能エネルギーのコスト試算をまとめた報告書を発表。2020年には太陽光と風力発電の一部は、化石燃料を下回るコストを実現すると予測している。 [陰山遼将,スマートジャパン]

 世界150カ国以上が加盟するIRENA(国際再生可能エネルギー機関:International Renewable Energy Agency)は、2018年1月13日に再生可能エネルギー電源のコスト動向をまとめた報告書「Renewable Power Generation Costs in 2017(再生可能エネルギーの2017年の発電コスト)」を公表した。2010年から現在までの約7年間で、太陽光発電のコストは73%、陸上風力発電のコストは約25%低下しており、再生可能エネルギーは着実に競争力のある電源になりつつあるとした。

 2017年の世界における太陽光発電の加重平均による均等化発電原価(LCOE)は10セント/kWh(キロワット時)、陸上風力発電は6セント/kWh、水力発電は5セント/kWh、バイオマスおよび地熱発電は7セント/kWhだったと試算した。

 IRENAによると、2017年のG20諸国の化石燃料を利用する電源の発電コストは5〜17セント/kWhと推定されている。このことからも、再生可能エネルギーの発電コストは、化石燃料を利用する電源と比較しても遜色ないレベルまで下がっている。

太陽光は2020年までにさらに半減

 報告書では、太陽光発電については、さらに2020年までにコストが半減する見通しだという。さらに、陸上風力発電も同年までに5セント/kWhまで下落するとしている。

 こうした予測を支える要因の1つとなっているのが、2017年に世界で非常に低価格で応札された太陽光・風力発電プロジェクトが複数登場したからだ。太陽光、風力ともに発電コストが3セント/kWhを下回る事例が生まれている。

 こうしたグローバルな競争入札の拡大の他、技術革新のさらなる進展、中〜大規模の開発事業者の台頭などが、さならるコストの低下を推し進める。こうした影響によって、IRENAは2020年には太陽光発電と陸上風力発電の優良な案件については、3セント以下の発電コストが主流になると予測。つまり、化石燃料を利用する電源の発電コストを下回るという試算だ。


 陸上風力、太陽光、洋上風力、集光型太陽光の発電コスト推移 出典:IRENA





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