電力網におけるピーク時の電力需要の大きな割合は、特に高温地域での空調によるものであり、今後30年間で世界のエネルギー需要の最大の要因になると見込まれている。
氷が持つエネルギー貯蔵能力は、より効率的で気候に配慮した冷却方法をもたらし得る。
このような氷蓄熱は、ピーク需要時に電力網の需給を均衡させるため、余剰の再生可能エネルギーを貯蔵する必要性にも対応できる。
その用途は、地域冷暖房から発電まで多岐にわたる。
氷の冷却特性について説明する必要はないだろう。しかし、氷がエネルギーを貯蔵し、その過程で企業がカーボンフットプリントを削減する助けとなることをご存じだろうか。
電力網におけるピーク需要の大部分は、特に高温地域での空調によるものである。国際エネルギー機関によると、建物の冷房に使われるエネルギー使用量は過去20年間で倍増しており、その主な要因の一つは気温の上昇である。
エアコンと電気扇風機は、エネルギー消費総量の約5分の1を占めているを建物で占めている。これは、世界の電力消費量の10分の1に相当する。今後30年間で、空調は世界のエネルギー需要の主要な要因の一つへと拡大する見通しである。これは中国やインドなどの高温国に限らず、世界のその他の地域でも同様である。
このエネルギーの大部分は冷凍機が消費しており、冷凍機は水を冷却して建物内に送り込み、温度を下げる。これは非常にエネルギー集約的な工程であり、エネルギー使用量と炭素排出量を削減する能力に大きな支障をきたしている。
氷の蓄エネルギー能力は、氷蓄熱の助けを借りて、より効率的で気候に配慮した冷却方法をもたらし得る。
氷蓄熱のためのNostromoのIcebrick技術
これは、スタートアップ企業Nostromoの「Icebrick」技術の前提であり、空調にかかる環境面および経済面のコストを削減することを約束する大規模な業務用建物向けである。
その仕組みは単純である。Icebrickは、夜間など電力需要が低い時間帯、または太陽光や風力発電などの再生可能エネルギーによる電力に余剰がある時間帯に、電気を使って水を氷に変える。日中は、氷を溶かして冷水を建物内に送り込むことでエネルギーを放出し、夕方に温度が下がるまで続ける。
このように、Icebrickは電力網を空調による過大なエネルギー需要から解放するだけでなく、建物所有者の電気料金を引き下げるとともに、そうでなければ使われずに終わる余剰の再生可能エネルギーの貯蔵手段も提供する。
余剰の再生可能エネルギーを貯蔵することは、再生可能エネルギーの断続的な性質を均衡させるうえで極めて重要であり、ネットゼロ排出を達成し、気候変動を食い止める道のりにおける最大の課題の一つである。
再生可能エネルギーの貯蔵に後押しが必要
再生可能エネルギーを供給可能な状態にすること（つまり、太陽光や風力が十分でない場合でも電力網で容易に利用できるようにすること）は、エネルギーの安全保障と柔軟性を維持するうえで極めて重要である。また、これは、エネルギー需要のピークに対応するために、すぐにオン・オフできるバックアップ電源をまだ必要としている場面において、再生可能エネルギーへの依存度をはるかに高められることを意味する。
電池は、需要の低い時間帯に発電された余剰電力を貯蔵し、需要がピークになったときに利用するための明白な選択肢である。しかし、電池だけでは成り立たない。このため、IEAは「2050年ロードマップ」において、他の形態のエネルギー貯蔵の開発と商業化を加速させる必要性を強調してきた。
その一つが「Power to X」である。これは、需要の低い時間帯の余剰電力を使い、例えば産業向けのグリーン水素を製造する技術であるや輸送向けの燃料を製造する技術であり、また本事例のように氷蓄熱（TES）も含まれる。
拡大氷蓄熱ソリューション
Nostromoの Icebrick は、この分野における唯一の解決策ではない。エネルギー貯蔵の課題を解決するための多くの取り組みが進められていることを反映している。TESソリューションは、加熱媒体と冷却媒体の両方を対象とし、電力の一時的な貯蔵庫として機能する。
また、この技術の応用は業務用建物に限られない。TESは、地域冷暖房、冷蔵・冷凍製品の輸送（コールドチェーン）、そして太陽光発電などにも利用でき、そこでは溶融塩蓄熱がすでに一般的に導入されている。
国際再生可能エネルギー機関（IRENA）は、氷蓄熱技術の開発へのさらなる投資の必要性と、これらのソリューションの市場を拡大するための施策の必要性を強調している。
世界経済フォーラムは、新技術イノベーションを対象とした専用のUpLinkプラットフォームのストリームを通じて、草の根のイノベーションとパートナーシップにより、クリーンエネルギーへの移行を加速させるための取り組みに貢献している。
しかし、氷蓄熱の開発は問題の一面にすぎない。より大きな課題は、こうした新技術を大規模かつ迅速に展開し、気候変動に対抗できる状態に整えることである。
