長期エネルギー貯蔵、電力網、データセンター、マイクログリッド：市場、技術、2027年～2047年

サマリー

長期エネルギー貯蔵（LDES）の機会を理解するためには、未公開の専門家の知見にアクセスできないAIや、会員企業の売上最大化のみを追求するLDES評議会、さらにはグリッドや最低限の指標の枠を超えて考えることができない人々といった限界を乗り越えなければなりません。そこで救いの手となるのが、新たに発表された、商業的な視点に立った499ページに及ぶZhar Researchのレポート『長期エネルギー貯蔵、電力網、データセンター、マイクログリッド：市場、技術、2027年～2047年』です。

状況は変化しました

このレポートは、LDESのコスト面での課題に直面する中、代替策が積極的に採用されている実態を明らかにしています。これらについては、1章を割いて詳しく解説しています。状況が変化したため、2026年までの調査や取り組みについて深く掘り下げています。多くの1～200MW規模のAIデータセンターや大規模マイクログリッドでは、妥協することなく最低コストを実現できるため、LDESと組み合わせた太陽光や風力発電が採用されるでしょう。9つのLDES技術ファミリー（それぞれに多くのサブセットが検討されています）のうち、一部の技術は1つの施設から短期間および長期間の蓄電を提供することになります。現在、冬季の太陽光発電量が少ない時期をカバーする季節的な蓄電を目的としたLDESを先行させ、最終的には国家戦略的電力備蓄の創設が真剣に検討されています。

勝者の特定

重要な20年という長期的な視点に立った場合、9つの技術ファミリーのうち、どのファミリーが、新興の巨大なLDES価値市場の大部分を占めることになるのでしょうか？揚水発電--鉱山、水中、海水、重水を利用した新たな形態を含む--が、今後もLDESのゴールドスタンダードであり続ける11の理由をご覧ください。これまで隠されていたマイナス面も明らかにされています。どの選択肢が最も効率が悪く、最も安全性が低く、地球温暖化を引き起こすのでしょうか？貯蔵期間の長期化と容量拡大という動向の中で、どの選択肢が、深刻な自己漏れ、性能低下、あるいは拡張性の欠如によって機能不全に陥るのでしょうか--単にすべてを大量に購入するだけで済むのでしょうか？

目次

第1章 エグゼクティブサマリーおよび結論

• 本レポートの目的と独自の範囲
• 本分析の調査手法
• PHESが「ゴールドスタンダード」であり、LDESが「脱出ルート」である理由に関するインフォグラム付き主要な結論
  • 揚水式エネルギー貯蔵（PHES）がLDESのゴールドスタンダードである11の理由
  • 現在の導入事例と将来の可能性
  • 系統連系型LDESからの回避策、2027年～2047年 - 3つのカテゴリー、15の選択肢
• LDESの需要を削減する相互接続および遅延熱の事例：英国、ノルウェー、デンマーク、イタリア、ギリシャ、シンガポール（SWOT分析付き）
• 「電力から電力へ」型LDESにおける主要な技術候補、2027年～2047年
• LDESのパラメータおよび投資に関する主な結論
• 特定の需要に対する最適なLDESは、時間の経過とともに変化します
• 10の技術による潜在的なLDES性能（19の列で表示）
• 現在の知見に基づく、2027年～2047年の3つのLDES規模と、それぞれで優位となる技術
• 適地：技術別の数（2027年～2047年）
• 現行および新興のLDES：稼働期間と供給可能電力の関係
  • 簡略版-詳細は次ページ
  • プロジェクトおよび13の技術における稼働時間（時間）と供給電力の比較
• 10のLDES技術のSWOT分析、2027年～2047年
• 投資動向、市場価値の高い企業、重要な地域
• 注目の企業
• LDESロードマップ、2027年～2047年
• 21項目にわたる市場予測、グラフと解説付き、2027年～2047年
  • マイクログリッドのシェア拡大を示すLDES市場総規模、2027年～2047年
  • 8つの技術カテゴリー別LDES市場（2026年～2047年、単位：10億米ドル）の表、グラフ、解説
  • LDESの実際のメーカーおよび想定メーカー数：RFB対その他、業界再編、2027年～2047年
  • 3つの規模区分におけるLDES市場総額の割合（表、グラフ、解説）、2027年～2047年
  • 4つの地域におけるLDES市場規模の地域別シェア（％）：2027年～2047年（表、グラフ、解説）
  • バナジウム、鉄、その他のRFBによるLDES市場における売上高シェア（％）と技術戦略、2027年～2047年

第2章 LDESの必要性と設計原則

• エネルギーの基礎
• 急速なコスト削減を背景とした再生可能エネルギーへの急速な移行：2025年の統計と動向
• 太陽光発電の台頭と間欠性の課題
• 風力・太陽光発電の割合増加とコスト削減に牽引された、稼働時間の長いLDESの導入
• LDESの定義と必要性
  • 総論
  • 送電網向け統合型エネルギー貯蔵システム
  • 系統向けLDESの緊急な必要性の例-英国政府報告書
  • 2026年から2046年にかけて、系統内LDESと系統外LDESではニーズが大きく異なる
  • 持続時間と出力の比較：異なる技術が必要な3つの規模セクター
• LDESの評価指標
• LDESプロジェクト、2025～2026年：主要な技術サブセット
  • 2027年の進行中および完了した導入事例：稼働期間対出力および需要の動向
  • 主要プロジェクト、2025～2026年：詳細、主要な技術サブセット、および動向
• LDESの障壁、代替案、および投資環境
• LDESツールキット
  • 概要
  • LDESの選択肢の比較
  • 電気化学的LDESオプションの解説
• 技術別性能に関する最新の独立評価
• 8時間を超える稼働時間に課題を抱えるバッテリー
• オフグリッドLDESに関する詳細レポートおよびその他の参考資料、2025～2045年

第3章 LDESの脱却策

• 全体像
• インフォグラフィック：グリッド外LDESからの脱却ルート-3つのカテゴリー、15の選択肢、2027年～2047年
• LDESの需要を削減する相互接続線および熱供給の遅延事例：英国、ノルウェー、デンマーク、ギリシャ、シンガポール、中国、米国（SWOT分析付き）
• 宇宙太陽光発電、過剰設計および垂直型太陽光発電、核融合発電、海洋発電
  • 宇宙からの連続太陽光発電
  • 太陽光発電の過剰設計と垂直型太陽光発電により、夜明けや夕暮れ、冬でも強力な電力を供給
  • 連続的な核融合発電
  • 間欠性が低減された海洋発電
• LDES脱出経路に関する調査、2026年
  • 相互接続線
  • AIデータセンターの軽量コンピューティングは、消費電力が少ないか、LDESを必要とします
  • 間欠性が低減された太陽光発電
  • 間欠的な電力供給に対応する家庭用エネルギー管理システム

第4章 揚水発電：従来のPHES

• 概要
  • 3つの選択肢
  • 沿革、環境面、実施期間、候補地、米国エネルギー省（DOE）による評価
  • 適切なトポロジーの数の多さではなく、主に環境上の懸念により立地が制限されています
  • 問題点の分析、PHESによる排出削減に向けた対策、景観への影響、水使用量、コスト
  • 1つの施設からの短期間のPHESおよびLDES
• 調査の進展と、以下の点を通じた可能性の見通し
• 世界中のプロジェクトと計画
  • 地理的
  • 世界中の大規模揚水発電計画
• 経済性
• 政策提言
• 従来型揚水発電（PHES）のパラメータ評価
• 従来型揚水発電（PHES）のSWOT分析

第5章 先進型揚水発電（APHES）

• 概要とSWOT分析
• 鉱山跡地の再利用
  • 可能性
  • 調査の進展
• 地下の加圧された弾性岩盤：Quidnet Energy（米国）
• 丘陵地帯での重水の活用：RheEnergise（英国）
  • 概要
  • RheEnergiseの設置進捗状況2025年～2026年
  • 鉱山およびその他の対象への電力供給と、その見通しの評価
• 海水やその他の塩水の利用
  • 概要
  • 塩洞内の塩水　Cavern Energy USA
  • 陸上海水揚水発電のSWOT分析
  • 2026年の調査の進展
• Sizeable Energy（イタリア）、StEnSea（ドイツ）、Ocean Grazer（オランダ）
  • 概要
  • Sizable Energy（イタリア）
  • StEnSea（ドイツ）
  • オランダのOcean Grazer
  • 低密度エネルギー貯蔵（LDES）向け水中エネルギー貯蔵のSWOT分析
• ハイブリッド技術：2024年の調査の進展と
• 調査の進展
• APHESのSWOT分析

第6章 圧縮空気CAES

• 概要
  • ファンデーション
  • システム設計
  • 調査の進展
• CAESの市場における位置づけ
• 低開発地域（LDES）向けCAESのSWOT分析およびパラメータ比較
• CAES技術の選択肢
  • 熱力学的
  • 等積または等圧貯蔵
  • 冷却方法としては、断熱方式が主流になりつつあります
• CAESプロジェクト、サブシステムメーカー、目標、2025年以降の調査
  • 概要：最大規模のプロジェクトは中国にあります
  • CAESの貯蔵時間と放電時間の延長
  • 2025年以降の英国および欧州連合における調査
• Zhar Researchによる評価に基づくCAES企業の進捗状況
  • ALCAES Switzerland
  • APEX CAES USA
  • Augwind Energy Israel
  • Keep Energy Systems UK formerly Cheesecake
  • Huaneng Group China
  • Hydrostor Canada
  • Storelectric UK
  • Terrastor Energy Corporation USA

第7章 レドックスフロー電池（RFB）

• 概要
• LDESへと軸足を移すRFBの調査
  • RFBの概要とLDESにおけるその可能性
  • インフォグラフィック：RFBの成果と2027年～2047年の展望
  • RFB調査の進展
• 2027年～2047年におけるLDES向けレドックスフロー電池技術の優位性
• LDES向けRFBのSWOT分析およびパラメータ比較
• 8つの項目（社名、ブランド、技術、技術成熟度、グリッド外への注力度、LDESへの注力度、コメント）で比較した45社のRFB企業
• 研究が進展しているRFB技術：
  • 通常型またはハイブリッド型、その化学系、および主要な商用化技術
  • 通常型とハイブリッド型のSWOT分析
• 材料別の具体的な設計：バナジウム、鉄およびその変種、その他の金属配位子、ハロゲン系、有機系、マンガン（最新の調査を含む）、3つのSWOT分析
  • バナジウムRFBの設計とSWOT分析
  • 全鉄およびその派生型のRFB設計とSWOT分析
  • その他の金属配位子を用いたRFB
  • ハロゲン系および亜鉛系RFBの設計
  • 有機系RFBの設計
  • マンガン系RFB
  • 系統連系型および独立型で競合するRFBの事例
• RFBメーカーの概要：主要企業と革新的な企業

第8章 固体重力エネルギー貯蔵（SGES）

• 以下の調査を含む概要
  • 概要
  • 3つの動作段階
  • 3つの形状
  • 3つのSGESオプションと揚水式重力貯蔵の比較
  • 基礎知識
  • 低密度エネルギー貯蔵（LDES）向け固体重力エネルギー貯蔵（SGES）のSWOT分析
  • 低密度エネルギー貯蔵（LDES）向け固体重力エネルギー貯蔵（SGES）のパラメータ評価
  • CAPEXの課題
  • 継続的費用の課題
  • 砂の揚水可能性
  • ケーブルに代わる油圧ピストンリフト：2025年のモデル化
  • その他のSGES調査の評価
• Energy Vaultのスイス、米国、中国、インドにおけるライセンス取得企業
• Green Gravity（オーストラリア）

第9章 先進型従来型建設用バッテリー（ACCB）

• 以下の進展を含む概要
• 8社のACCBメーカーの比較：8つの項目：社名、ブランド、技術、技術成熟度、オフグリッドへの注力度、低開発地域（LDES）への注力度、コメント
• LDES向けACCBのパラメータ評価およびSWOT分析
  • パラメータ評価
  • LDES向けACCBのSWOT分析
  • 調査評価：2026年の進展
• 金属空気電池
  • SWOT分析を伴う鉄ー空気電池：Form Energy（米国）
  • アルミニウムー空気電池：Phinergy（イスラエル）
  • 亜鉛ー空気電池のSWOT分析：E-Zinc、AZA Battery、Zinc8（Abound）
• 高温電池
  • 溶融カルシウム・アンチモン電池：Ambri（米国）は事業を終了、SWOT
  • ナトリウムまたはリチウム硫黄電池：NGK／BASF（日本／ドイツ）、その他、2025年に調査開始、SWOT
• Inlyte、Altris、HiNa、Tiamat、Natron、Faradion Relianceを含む金属イオン電池
  • ナトリウムイオン電池（SWOT分析付き）
  • ハロゲン化亜鉛：EOS Energy Enterprises（米国）、SWOT分析付き
  • 亜鉛イオン電池：Enerpoly、Urban Electric Power（米国）、NextEra（米国）
• ニッケル水素電池：EnerVenue（米国）、SWOT分析付き

第10章 液化ガスエネルギー貯蔵（LGES）：液体空気（LAES）またはCO2

• 概要
• 液体空気LAES、LDES
  • 技術と調査の進展
  • LDES向けLAESのパラメータ比較
  • LDES向けLAESのSWOT分析
  • 代表的なLAESシステム、設置面積および運転パラメータ
  • 調査の進展
  • CGDG、中国・中利中科エネルギー貯蔵技術株式会社
  • 英国のHighview Energyおよびパートナー企業（住友、セントリカ、リオ・ティントなど）
  • 米国におけるLAESの実現可能性に関するMITの研究
  • ドイツのPhelas社
• 液体および圧縮二酸化炭素（LDES）
  • 概要
  • LDES用CO2のパラメータ比較
  • LDES用液体CO2のSWOT分析
  • 調査の進展
  • イタリアのエナジードーム
  • 中国およびカザフスタン

第11章 電力需要の平準化のための熱エネルギー貯蔵（ETES）

• 以下の調査を通じた概要
• 電気熱エネルギー貯蔵（ETES）のパラメータ評価
• LDES向けETESのSWOT分析
• 熱機関アプローチの進展：Echogen USA
• 極端な温度の利用と太陽光発電による変換
  • Antora USA
  • Fourth Power（米国）
• 1つの発電所から生じる遅延熱および電力の販売
  • 概要
  • MGA Thermal Australia
  • Malta Inc Germany

第12章 水素およびその他の化学中間体を用いた低排出度エネルギー（LDES）

• 調査進捗状況を含む概要、2025年～2026年
  • 概要
  • 化学中間体向けLDESは最適な条件にあるもの、安全性の課題があります
  • 主流となる調査、2025年～2026年
  • ニッチ市場の調査結果、2025年～2026年
  • 水素損失の複雑なメカニズムに関する調査
  • 地球温暖化を引き起こす水素漏れに関する調査
  • 水素貯蔵技術の進展例、2025年～2026年
• LDESにおける水素貯蔵のパラメータ評価
• LDESにおける水素、メタン、アンモニアのSWOT分析
• 実際のプロジェクト数が少ないこと
  • 米国のCalistoga Resiliency Centreの48時間マイクログリッド
  • ドイツのUlm Universityによるマイクログリッド実証実験（2025年～2027年）
  • 中国における計画
  • アイルランドのRathrush Energy Parkの提案