ピーク負荷

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再生エネルギーと環境負荷

電力需要のピークと地球環境

私たちの暮らしに欠かせない電気は、使う量が常に一定ではありません。一日のうちでも、電気を使う量は時間によって大きく変わり、まるで山と谷のように変化します。この電気の使用量の変化をグラフにすると、曲線ができます。これを日負荷曲線と呼びます。この曲線の山の頂点、つまり電気の使う量が最も多くなる時を電力需要のピークと呼びます。一般的には、夏の暑い日の午後2時から4時頃にこのピークを迎えます。なぜこの時期にピークとなるのでしょうか。家庭では、エアコンの使用が増えることが大きな要因です。暑い時間帯には、多くの人が冷房をつけます。また、夕方に向けて帰宅する人が増え、照明や家電製品の使用も増加します。企業でも、事業活動が活発な時間帯であり、多くの電力を消費します。これらの要因が重なり、電力需要は最大に達します。電力会社は、このピーク需要に確実に対応できるだけの電気を供給する必要があります。もし、供給が需要に追いつかないと、電力不足に陥り、停電が発生する可能性があります。そのため、ピーク需要に合わせて発電所の運転を調整したり、電力系統の運用を工夫したりしています。さらに、ピーク時の電力使用を抑えるための取り組みも重要です。例えば、ピーク時間帯の電気料金を高く設定することで、節電を促す方法や、家庭や企業に節電を呼びかけるキャンペーンなども行われています。これらの対策によって、安定した電力供給を維持し、私たちの生活を守っています。
蓄電

圧縮空気で電力を貯める技術

圧縮空気エネルギー貯蔵(CAES)は、電気を圧縮空気という形で蓄え、必要な時にすぐ使えるようにする技術です。これは、いわば巨大な空気入れと発電機を組み合わせたようなものと言えるでしょう。夜間や休日など、電力需要が少ない時間帯に余剰電力が発生します。CAESでは、この余った電気を使って空気圧縮機を駆動し、空気を圧縮します。圧縮された空気は、地下深くの岩盤などに掘られた巨大な空洞、あるいは帯水層といった貯蔵施設に送り込まれ、蓄えられます。岩盤内部は常に一定の温度、湿度が保たれているため、空気の圧力を長期間安定して維持することが可能です。一方、電力需要がピークを迎える昼間や夕方には、貯蔵しておいた圧縮空気を地上に取り出します。この圧縮空気は、ガスタービン発電機の駆動に利用されます。ガスタービンは、ジェットエンジンのような仕組みで、圧縮空気を燃料と共に燃焼室に送り込み、高温・高圧のガスを発生させます。このガスがタービンブレードに吹き付けられることでタービンが回転し、発電機が電気を作り出すのです。こうして、必要な時に必要なだけ電気を供給することが可能になります。CAESは、再生可能エネルギーの不安定な電力供給を補完する役割も期待されています。太陽光発電や風力発電は、天候に左右されるため、常に安定した電力を供給できるとは限りません。CAESと組み合わせることで、余剰電力を貯蔵し、電力が必要な時に供給することで、再生可能エネルギーの有効活用につながると考えられています。また、CAESは、揚水発電に比べて設置場所の制約が少なく、環境負荷も低いという利点があります。