電池貯蔵の需要は、近年、指数関数的な成長を見せています。
しかし、電池の技術革命はまさに始まったばかりだと、Battery Associates の創設者兼会長である Simon Engelke 氏は説明します。Battery Associates。
エネルギー転換を支える持続可能な貯蔵ソリューションを開発するため、電池産業には投資が集中しています。
世界が化石燃料による発電から排出ゼロの電化へと急速に移行する中、電池はエネルギー転換を促進する重要な貯蔵手段になりつつあります。
リチウムイオン電池が初めて商業的に登場したのは1990年代初頭でしたであり、現在では携帯電話から電気自動車、ドローンに至るまで、あらゆるものの電源として第一の選択肢となっています。
電気自動車やエネルギー貯蔵に使われるリチウムイオン電池の需要は指数関数的に伸びており、2010年のわずか0.5ギガワット時から、10年後には約526ギガワット時へと増加しました。Bloomberg によると、需要は2030年までに17倍に増加する見通しであり、電池貯蔵のコストを引き下げることにつながると予測されています。
世界経済フォーラムの持続可能な開発インパクト・サミットとは何ですか？
Simon Engelke 博士は、Battery Associates の創設者兼会長です。Battery Associatesは、持続可能な電池ソリューションと技術革新の加速に取り組む組織です。ここでは、電池の世界に関する専門的な見解を紹介します。
問：現在使用されている主な電池の種類と、その違いは何ですか？
よく知られている主な電池は2種類あります。リチウムイオン電池は、スマートフォンや電気自動車、ハイブリッド車などの動力源として使われています。一方、鉛蓄電池は、内燃機関の自動車を始動させるほか、ライトやラジオ、その他の機器に電力を供給するために使われています。
主な違いはエネルギー密度です。リチウムイオン電池は鉛蓄電池よりも多くのエネルギーを蓄えることができ、寿命もはるかに長くなります。そのため、リチウムイオン電池は多くの用途で使われており、輸送や送電網向けの用途では鉛蓄電池に取って代わりつつあります。
問：電池はどのような素材で作られており、どのように機能するのですか？
電池は、さまざまな素材から作られています。現在最も一般的な電池の種類の名称が示すとおり、リチウムイオン電池はリチウムイオンを用いていますが、ニッケル、マンガン、コバルトなどの他の素材も含まれています。電池は電気エネルギーを化学エネルギーに変換することで作動し、これにより電気を非常に高密度な形で貯蔵することが可能になります。
問：電池は電気を貯蔵する手段として安全ですか？
業界にとって安全性は最優先事項だと考えています。新しい技術や監視の強化により、電池は電気を貯蔵する非常に安全な手段となっています。例えば、電気自動車では一つの電池セルが機能しなくなることもありますが、安全に設計されていれば、車両全体に影響が及ぶことはありません。
リチウムイオン電池における主な安全上の課題は、その組み立て方法と監視方法です。最悪の場合、熱暴走や爆発が起こる可能性があります。再生可能エネルギーを貯蔵するために使用されるような大規模な電池設備では、これが大きな懸念となりますが、そうした設備は非常に管理された環境で稼働しています。
問：電池廃棄物はどうなりますか？使用済みの電池は、循環型経済の一部としてリサイクルできますか？
電池部品のリサイクルは、素材の観点からも環境の観点からも極めて重要です。電池は充放電を繰り返して使用・再利用されるだけでなく、寿命を迎えた後も分解して部品をリサイクルし、新しい電池を製造することができます。
私たちは電池産業全体で循環型経済を構築しており、それは独自性に富み、非常にやりがいのある取り組みです。本質的には、あらゆる観点から見て循環型経済が確実にコスト効率の高いものとなるよう、電池の種類ごとにリサイクル工程を最適化することが重要です。ただし、循環性は電池に限定されるべきではありません。鉄鋼からプラスチックまであらゆるものに適用でき、将来に向けて循環のループを構築することが大切です。
問：温室効果ガス排出量を削減するため、電池は輸送やエネルギーなどの分野の電化にどのように貢献できますか？
現在、輸送部門は世界の排出量の約30％を占めており、これを削減することは非常に重要です。ほとんどの国では、初期費用は高いものの、電気自動車の運用コストは化石燃料車よりも低く抑えられます。このため、消費者の乗り換えが促進され、道路輸送の脱炭素化に貢献します。
電池技術の進歩により、電池は将来の持続可能な移動手段にとって重要な要素となっています。車両に搭載されたこれらの電池に蓄えられたエネルギーは、実際に家庭の電力供給に利用したり、送電網の安定化に役立てたりすることができます。電池は、世界の状況を改善し、気候変動に対処するために活用できるプラットフォーム技術の一つです。
問：再生可能エネルギーへの移行に伴い、電池貯蔵の需要が増加することは、リチウムなどの資源に圧力をかけることになりますか？
資源の問題は重要な課題です。リチウムイオン電池に含まれるリチウムの量はごくわずかですが、今後これらの電池の需要が予測どおり増加すれば、リチウム、ニッケル、コバルト、マンガン、黒鉛などの素材のサプライチェーンに圧力がかかる可能性があります。そのため、サプライチェーンが倫理的に運営されることが不可欠です。
このような取り組みとして、Global Battery Alliance（世界電池同盟）は、2017年に世界経済フォーラムが立ち上げた、60を超える会員組織によるパートナーシップです。世界中のすべての利害関係者を結集し、電池のサプライチェーンが倫理的かつ環境に配慮し、適切に管理されるよう取り組んでいます。トレーサビリティを確保し、産業を正しい方法で拡大させることで、労働者を守り、環境を保護し、採掘事業やサプライチェーンのその他の部分における搾取を回避することが重要です。
問：電池技術においてどのような新たな進展が見込まれますか？
短期的には、既存のプロセスの最適化が進むと考えられます。わずかな改良であっても、電池のコストやエネルギー密度に大きな影響を与える可能性があります。さらに先を見据えると、長年研究が続けられてきた全固体電池など、新技術の登場が期待されています。また、一部の大手メーカーが検討しているナトリウムイオン電池など、新しい化学組成も見られるようになるでしょう。
この業界には、多くの資源と投資が集まりつつあります。これは電池そのものだけでなく、新しい採掘技術、電池のサイクル技術の革新、統合、充電インフラ、車両と電力網の連携（V2G）などの、電池に関連する他の産業の最適化にも寄与します。
また、ニュースを追っている方であれば、余剰の再生可能エネルギーを貯蔵するための、より大規模な電池設備に関する見出しをご覧になっているでしょう。この傾向は今後も続くと考えています。
問：電池技術の将来の可能性について、最も期待していることは何ですか？
電池技術は、輸送とエネルギーを脱炭素化し、気候変動への対策に貢献するための、非常に有力な手段だと考えています。電池産業はまだ初期の発展段階にあり、大きく見えるかもしれませんが、今後さらに多くの進展が期待されます。
パーソナルコンピュータやスマートフォンが登場した時のことを考えてみてください。電池にも、同様に技術革命を引き起こす可能性があります。だからこそ、今は電池産業にとって刺激的な時期なのです。
世界的な課題への解決策は、世界経済フォーラムが今後開催する持続可能な開発インパクト・サミットの中心的なテーマとなります。このオンラインで行われる4日間のイベントは、国連総会と並行して開催され、ビジネス、政府、市民社会からグローバルなリーダーが集まります。
サミットでは、協力を促進し、進展を加速させるための新技術、政策、パートナーシップに焦点を当てます。
