中国初の100MW/1,000MWhの圧縮CO2貯蔵プラントが送電網に接続

中国華電集団によると、同施設は9月30日に最初の送電網接続を完了した。昌吉市ゴビ砂漠に位置するこのプロジェクトは、風力発電600MWと太陽光発電400MWからなる再生可能エネルギー開発計画の一部を構成する。

この貯蔵施設は約56万5000平方メートルの敷地面積を有し、5つのガス貯蔵施設、141の液化CO₂貯蔵ユニット、および97の蓄熱ユニットを備えています。定格容量は100MW/1GWhで、これは公称放電時間10時間に相当します。

従来の圧縮空気エネルギー貯蔵（CAES）は、高圧空気を地下の岩塩坑やその他の人工的な貯蔵空間に貯蔵するのが一般的だが、MuleiシステムはCO₂を作動流体として閉鎖型熱力学サイクルで利用する。

充電時には、余剰電力でコンプレッサーを駆動し、気体状のCO₂の圧力を上昇させます。発生した熱は回収・貯蔵され、圧縮されたガスは冷却・液化されて圧力容器に貯蔵されます。放電時には、液状のCO₂は蒸発し、回収された熱エネルギーで再加熱された後、タービンを通して膨張され、発電されます。その後、ガスは貯蔵庫に戻され、再利用されます。

CO₂は比較的低い圧力で液化できるため、圧縮空気よりもコンパクトな高圧貯蔵が可能となる。また、このシステムは適切な地下空洞を必要としないため、地理的に制約のある場所でも導入機会を拡大できる可能性がある。ただし、地上には大規模なガス貯蔵設備、熱交換器、および特殊なターボ機械が必要となる。

この技術は、西安交通大学の謝永輝教授率いる研究チームによって開発され、深圳に拠点を置くExax Energy（別名Bairang New Energy）によって商業化された。東方電気はEPC（設計・調達・建設）請負業者として、コンプレッサー、タービン、発電機、熱交換器、制御システムなどの主要機器を供給した。

華電によると、同発電所のCO₂タービンの設計効率は92%を超え、システムは少なくとも30年間の運転、2万回以上の起動・停止サイクル、そして起動から全負荷運転までの時間が20分未満となるように設計されている。

92%という数値はタービン効率を指しており、蓄電システム全体の電力から電力への往復効率を示すものではありません。華電集団は、独立機関による検証済みのシステムレベルの効率や、均等化蓄電コストを公表していません。

同社は、この施設が本格稼働すれば年間約200ギガワット時の発電量を見込んでおり、これにより年間約5万トンの標準的な石炭消費量と17万トンの二酸化炭素排出量を削減できる可能性があるとしている。

Muleiプロジェクトは、2022年に完成した10MW/20MWhの検証システムや、2023年12月に安徽省で送電網に接続された10MW/80MWhの設備など、中国で以前に行われた同技術の実証実験を大きく上回るものです。国際的には、イタリアのEnergy Dome社も、サルデーニャ島にある20MW/200MWhの施設など、商業規模のCO₂貯蔵システムを開発しています。

圧縮CO₂貯蔵は、パイロットシステムから大規模運用へと移行しつつあるものの、従来のCAESに比べると商業的な確立度は依然としてかなり低い。Mulei社の最初の系統連系は、100MW規模での技術統合の実証例と言える。