ドイツでは、太陽光発電の電力を蓄えるために蓄電池を設置する住宅所有者が増えている。蓄電システムの価格が下落するにつれ、人々はグリーンなビジョンを取り入れている。すなわち、すべての屋根に太陽光パネルを、すべてのガレージに電気自動車を、そしてすべての地下室に蓄電池を備えるというビジョンである。
シュテファン・パリスは55歳の放射線科医で、ベルリン郊外に住んでいる。彼と彼のパートナー、そして3歳の娘は、プール付きの居心地の良い2階建ての家で暮らしている。第二子の出産を控えているパリス夫妻は、裕福でも環境問題に熱心な活動家でもない。それでも夫妻は、今月屋根に新たに設置された26枚の太陽光パネルからなる住宅用太陽光発電システムと、地下室に置かれた小型冷蔵庫ほどの大きさのスマート蓄電池に、3万6000ドルを投じることにした。
晴れた日には、太陽光パネルがパリ家の電力需要のすべてを賄うとともに、ハイブリッド車の電池も充電する。これらの基本的な需要が満たされると、屋根で発電された電力は蓄電池に送られ、満充電になるまで蓄えられる。夜間の電力需要や曇りの日に備えるためである。蓄電池が満充電になると、機器のデジタル制御システムが余剰電力を自動的にベルリンの電力網へ送り、パリ夫妻はその電力について地域の送電事業者から補償を受けることになる。
「10年で元が取れると説得されたんです」と、パリ氏は説明する。言及したのは、その販売店はEnerix、バイエルン州を拠点とし、太陽光発電システムと設置サービスを提供する販売店です。「その後は、電気代のほとんどがタダ同然になります」。この投資は、エネルギーコストの上昇に備えるためのものだと彼は言う。さらに、この機器のスマートソフトウェアにより、パリ夫妻は電力の発電量、消費量、蓄電量を監視できるほか、電力網への売電量をリアルタイムで把握することもできる。
ドイツでは、屋根設置型太陽光パネルの注文の2件に1件が、現在では蓄電システムとセットで販売されている。
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パリ夫妻は、5年前に低価格のシステムが市場に登場して以来、蓄電池付きの太陽光発電設備に多額の投資をしてきたドイツの12万世帯以上の家庭および中小企業のオーナーの一組であり、世界では推定100万人がこれに該当する。「これほど急速な成長を予想した人はいなかった」と、ドイツ西部のRWTHアーヘン工科大学で発電・蓄電システムを専門とするカイ＝フィリップ・カイリーズは語る。
現在、ドイツでは屋根設置型太陽光パネルの注文の2件に1件が、蓄電システムとセットで販売されている。家具大手のIKEAも、蓄電容量を含む設置済みの太陽光パッケージを提供している。蓄電池の価格は劇的に下落したため、ドイツの政府系開発銀行は、2013年から2018年にかけて提供していた蓄電池への補助金（費用の約30％を補填するもの）を、すでに打ち切っている。
確かに、12万世帯および中小企業は、ドイツの8,100万人のごく一部にすぎない。しかしアナリストは、この最近の成長が、未来に対するグリーンなビジョンの強い魅力を示していると指摘する。すなわち、すべての屋根に太陽光発電設備を、すべてのガレージに電気自動車を、そしてすべての地下室に蓄電池を備えるというビジョンである。アナリストは、家庭用蓄電池の普及を、低炭素経済が次第に分散化・変動する再生可能エネルギー供給に依存する未来への重要な一歩と捉えている。これまで電力貯蔵は太陽光発電の進歩に大きく後れを取ってきたが、蓄電池が安価かつ高性能になるにつれ、風力や太陽光発電の不安定な出力をますます蓄えるようになり、天候に左右される電源に必要な柔軟性の確保に貢献するだろう。
リチウムイオン電池価格の下落を背景に、太陽光パネルと蓄電池システムの人気が高まり、近年低迷していたドイツの太陽光産業に救いの手が差し伸べられている。その一因は、中国における低コストの太陽光パネル生産である。また、電力網に電力を供給する消費者への固定価格による買取制度（電力網への送電に対する保証された報酬）の段階的な縮小も、太陽光発電の導入量の急激な減少につながった。
しかし、予想に反して、Enerixや Sonnen、Solarwattといった企業は、家庭用蓄電システムのおかげで立ち直った。2012年、Enerixはドイツとオーストリアにある15の提携店舗のうち8店舗を閉鎖せざるを得なかった。しかし蓄電池ブーム以降、同社は古い店舗を再開し、新たな店舗も開設しており、現在は太陽光パネル、蓄電池、エネルギー最適化システムを販売する54店舗を擁している。ドイツには現在、家庭用蓄電システムの製造業者が約44社ある。ドイツでは100万棟以上の建物に太陽光発電設備が設置されてきたが、そのほとんどには蓄電設備がなかった。現在、こうした住宅所有者の数が増え、蓄電池を購入している。ドイツ製の蓄電設備は、フランス、英国、イタリア、オランダ、スペインのほか、オーストラリアや韓国でも販売されている。
家庭用蓄電システムの価格は、住宅や事業所の規模、所有者のエネルギー需要、建物の日照条件、そしてパネル、蓄電池、管理システムの品質によって決まる。パネルがわずか20枚の小規模住宅の場合、太陽光発電アレイに約8,000〜1万1,000ドル、蓄電池とDC/AC電力変換装置にはおおむね同程度の金額が見込まれる。最大容量の家庭用蓄電池は約3万4,000ドルである。さらに、追加で500ドルを支払えば、高度な機器によりシステムを家庭用電化製品に接続してエネルギー使用を最適化するとともに、電力網への売電も調整できる。最先端の技術と十分な日照があれば、ドレスデンを拠点にスマート技術を製造する企業Solarwattによると、所有者は電気料金を最大80％削減できる可能性がある。
しかし、蓄電システムの経済性は、ほとんどの蓄電システムの購入者にとって唯一の、あるいは主要な動機ではないと、Enerix Berlinのマティアス・シュルニックは語る。「電力会社や値上がりする電気料金から独立したいと考える人が、ますます増えています」と彼は言う。「そして、未来のために何かをしたい、グリーンな足跡を残したいと考えています」。
「電力会社や値上がりする電気料金から独立したいと考える人が、まずます増えています」と、ある幹部は語る。
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ドイツでは、わずか数年の間に、家庭用蓄電池は技術オタクや緑の党支持者向けの風変わりなニッチ製品から、大きな主流市場の可能性を秘めた製品へと変貌した。コンサルティング会社マッキンゼーは、「設計の進歩、規模の経済、業務プロセスの合理化の結果として」、2025年までに世界の蓄電システムのコストが50〜70％下落すると予測している。
関心の爆発的な高まりを示す兆しはいたるところにある。今月初め、英蘭系石油会社のロイヤル・ダッチ・シェルは、ドイツ最大の家庭用蓄電池メーカーであるSonnenを買収した。ドイツの大手電力会社E.ONは、2016年にSolarwattと提携して太陽光発電と蓄電池を一体化した製品を販売しており、シェルより一歩先を行っている。
米国を拠点とする業界団体、エネルギー貯蔵協会は、2015年から2020年にかけて蓄電容量が8倍に急増し、25億ドル規模の市場になると予測している。ブルームバーグ・ニュー・エナジー・ファイナンスは、家庭用蓄電はその一部にすぎないが、今後20年以内に世界の蓄電市場が6,200億ドルの投資を集めると予測している。
カリフォルニア州では、2020年以降、新築の住宅建築物すべてに太陽光パネルを設置することが義務付けられている。これらの建物の所有者は、価格の下落に伴い、蓄電システムを真剣に検討するに違いない。電気自動車を所有する消費者にとって、家庭用蓄電池の導入はとりわけ魅力的なものとなる。
蓄電池の恩恵の欠点について、カイリーズは次のように説明する。「現在の状況では、電気代の節約によって蓄電池の元が取れるまでに、おおよそ10年かかります。しかし、今日のこれらの蓄電池の寿命は、せいぜい10年、長くても15年ほどです。その後は新しいものを購入しなければなりません」。
現在進行中のブームは、主に、ほとんどの電気自動車や携帯電話に搭載されている標準的な電池であるリチウムイオン電池の性能が飛躍的に向上したことによるものである。実験室の条件下で、家庭用蓄電設備ではなく電気自動車用の電池の改良に取り組んでいた技術者たちが、導体と化学物質を調整することで、リチウムイオン電池のエネルギー密度を高め、蓄電容量を2倍にした。これにより、ワット時あたりで測定される蓄電のコストは半分に急落した。太陽光パネルも、これまでになく安価になっているが、数十年にわたる価格下落は頭打ちとなっている。
「パリ目標を達成するには、ドイツだけで1,000万台の[家庭用蓄電池]が必要です」と、ある研究者は語る。
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蓄電池ベースの蓄電技術の将来と、分散型エネルギー発電への影響について、専門家の見解は大きく分かれている。ブリュッセルを拠点とする監視団体「Transport and Environment」のジュリア・ポリスカノバ氏のような専門家は、リチウムイオン電池が当面の間、主流の電池の種類であり続けると主張する。同氏によれば、電気自動車の再生バッテリーは、自動車用としては容量が不足していても家庭用には十分であり、リチウムイオン電池に第二、第三の寿命を与えると同時に、コストをさらに引き下げるという。
他方、ステファノ・パセリーニ氏は、ドイツの電池研究センターであるウルムのヘルムホルツ研究所の所長として、次世代の小型蓄電はナトリウムイオン電池になると考えている。ナトリウムイオン電池は、リチウム電池と異なり、採掘がますます困難になっている鉱物元素であるコバルトを必要としない。「家庭用蓄電池は電気自動車用の電池より大きくできるため、自動車に利用できるコバルトを温存し、家庭用蓄電では別の道を進むべきだ」と彼は語る。クリーンエネルギーの先駆者であるEWS Schönauは、環境に優しい電池を開発しており、例えば、大部分がリサイクル可能で、発がん性の重金属も希少鉱物も含まない塩水電池などを開発している。
電池の種類にかかわらず、家庭用蓄電設備は、電力生産の変動を平準化するのに役立つ。これは「バランシング」として知られる機能である。例えば、電力網に電力が余っている場合、送電事業者は、太陽光発電設備を持たない人であっても、蓄電池の所有者に対して余剰電力を蓄えてもらう対価を支払うことができる。電力網が電力を必要としている場合は、家庭用蓄電池や車載用蓄電池から電力網へ電力を供給できる。専門家によれば、バランシングは低炭素社会の実現に向けた大きなプロジェクトにとって不可欠であるという。
しかし、このシナリオは依然として大部分が将来の話である。「現在（家庭用蓄電において）私たちが持っているものは、確かに役立っています」とパセリーニは言う。「しかし、まだごくわずかです」。彼によれば、次のステップは、家庭で発電するエネルギー生産者が近隣住民や賃借人に電力を販売できるようにすることであり、これはピアツーピア電力取引として知られるサービスである。これにより、自宅で発電できない消費者も、必要以上に発電している人々のクリーンエネルギーを利用できるようになるという。
ベルリン応用科学大学の再生可能エネルギーシステム教授、フォルカー・クアシニングは、課題の規模について次のように整理した。「（ドイツには）10万件を超える家庭用発電・蓄電システムがありますが、パリ目標を達成するには、ドイツだけで1,000万件が必要です。大きな可能性はありますが、もっと安価で導入しやすくなければなりません」。彼によれば、そのためには、自家消費用に発電する家庭や事業者に対するエネルギー消費税を撤廃し、投資を促す太陽光発電の固定価格買取制度を維持する必要があるという。
「家庭用蓄電は、私たちが太陽光発電で行ったのと同じ方法で拡大できます」と、クアシニングは投資と生産に対する優遇措置に言及しながら語る。「それが最終的に規模の経済を生み出し、価格を大幅に引き下げたのです」。
かつてうまくいったのだから、再び成功させることもできる、と彼は語る。
