リチウムイオン以外の長時間蓄電技術は、過去10年間で60億ドル以上の資金を集めています。しかし中国以外では、新興の代替技術の運用容量は1ギガワット時未満にとどまっています。いくつかの初期開発者は停滞、撤退、または銀行融資の確保のためリチウムイオンベースのプロジェクトへと方向転換しています。

最近の政策介入により、LDES技術が再び注目を集めています。イタリアのMACSE入札、イギリスのLDESキャップ＆フロア、ドイツの長時間調達計画はいずれも、より長い持続時間を対象としています。これらは現在の市場が評価する範囲を超えています。

同様の仕組みが世界各地で登場しています。ニューサウスウェールズ州のLTESAは8時間以上の蓄電を目標としていますが、最新の入札ではすべてリチウムイオンプロジェクトが採用されました。米国では、ニューヨークのインデックスストレージクレジットが長時間資産への支援を提供。カリフォルニア州も8時間以上の蓄電を義務付けるLDES調達を進めています。

ヨーロッパや米国でLDES専用の入札が始まる中、どの技術が競争に備えているのかが問われています。

本リサーチでは以下を検証します：

• 現在存在する長時間蓄電技術とその成熟度
• リチウムイオンとの経済性比較
• 代替型LDES技術が価値を発揮する場面
• 実際の電力市場が求める蓄電時間

本テーマに関する詳細は著者までご連絡ください - timothee@modoenergy.com。

60億ドルの投資にも関わらず、代替型LDESは商用化前段階

複数の技術がコスト競争力のある蓄電を目指して開発競争を繰り広げています。これらはリチウムイオンでは経済的に対応できない長時間の蓄電をターゲットとしています。再生可能エネルギーの普及が進む中、風力や太陽光発電が低調な日が数日続くギャップが顕在化しています。これらの技術はその隙間を埋めることを目指しています。

これらの代替型LDES技術は主に4つの系統に分類されます：

• 電気化学系（フロー電池、亜鉛ハイブリッド、メタルエア）
• 機械系（断熱圧縮空気、液体空気、重力蓄電、新型揚水）
• 熱エネルギー蓄電（潜熱・顕熱）
• 化学蓄電/水素

多額の投資にもかかわらず、商用化の進展は一様ではありません。

一部技術は前進しています。Highview Powerの50MW液体空気プロジェクト（Carrington）は2024年に資金調達を完了。Energy Domeはサルデーニャで商用CO₂電池を初導入。Form Energyはウェストバージニアで大規模鉄空気電池製造拠点を開設。Invinityは総計50MWh超のバナジウムフロー電池を納入。Hydrostorはニューサウスウェールズ州のSilver City圧縮空気プロジェクトでLTESAを獲得しました。

一方で停滞した例もあります。NGKインシュレーターズはナトリウム硫黄電池の生産を終了。Ambriは液体金属電池の商用化に失敗し再編。Corre Energyは11月に清算されました。

このような混在した結果は、リチウムイオンの確立されたサプライチェーンと運用実績に対抗する難しさを示しています。

これらの技術は目指す持続時間も大きく異なります。フロー電池や亜鉛ハイブリッドは6〜12時間を狙い、リチウムイオンも対応可能ですが高頻度サイクルでは劣化が課題です。

圧縮空気、液体空気、熱エネルギー蓄電の一部は12〜24時間を目標とし、リチウムイオンの経済性が不透明な領域を狙います。一方、鉄空気電池は数日間の放電と極めて低いMWhあたりコストを目指しています。

これらの持続時間の主張は現時点では宣言的なものが多く、商用規模での運用実績やコスト検証が十分ではありません。

リチウムイオン価格下落の中、代替型LDESはコスト面で不利

代替型LDESのコストデータは依然として限られており、多くは実績ではなくモデル化された値です。企業開示も将来の学習曲線に基づくものが多いですが、放電時間やサイクルパターンを比較することで、掲げられた目標と経済的現実を照らし合わせることができます。

揚水発電は世界的に依然として主流で、設置容量は160GW超。地形条件が合えば高い信頼性と低い運用コストを実現しますが、成熟市場では適地がほぼ開発済み。新規開発は高い初期投資と長い建設期間が課題です。

リチウムイオンは8〜10時間までコスト優位性があります。10時間前後で代替型LDESとのコスト差は縮まります。

液体空気蓄電やCO₂電池は長時間で有望な結果を示しています。Form Energyの鉄空気電池は数日間蓄電で魅力的なコストを提示していますが、展開実績は限定的です。

バナジウムフロー電池は火災リスクの高い場所や高頻度用途で実績がありますが、電解液コストが高止まり。学習曲線も緩やかで、規模の経済でリチウムイオンに対抗できていません。10〜12時間を超えると劣化耐性の優位性も薄れます。

コスト以外の要素が代替型LDESのニッチ市場を創出

ほとんどの蓄電投資判断ではコストが最重視されますが、特定の状況では安全性や系統制約、資産寿命、サプライチェーンなどの要因が初期コストの高さを上回り、代替技術が選ばれる場合があります。

リチウムイオンが不利となる典型的なニッチ：

• 火災リスクの高い環境では不燃性技術が有利。都市部や重要インフラでは安全性や保険の観点からリチウムイオンが制限される傾向。フロー電池や熱蓄電、鉄空気電池は許認可面で優位です。
• 孤立系統では長寿命が重視。離島や遠隔地では蓄電設備の交換が困難なため、30〜40年寿命の代替型LDESが有利。ただし、こうした場所では信頼性やメンテナンス性も必須で、未実証技術は導入障壁が高いです。
• バックアップ・レジリエンス用途ではサイクル数よりカレンダー寿命を重視し、長期容量維持が可能な技術が求められます。
• サプライチェーン・主権制約は調達方針に影響。米国IRAや欧州重要原材料法はリチウムイオンのアジア依存や重要鉱物依存よりもバルク材料・域内製造を重視。
• 産業用熱は独自市場を形成。熱技術（例：Antora社）は主に産業プロセス熱の脱炭素化を狙い、タービンによる電力化も視野に入れ、系統向けLDESと補完関係にあります。

代替型LDES開発者はプロジェクト構成の多様化を進めており、多くがリチウムイオンと自社LDES技術のハイブリッド化を図っています。リチウムイオンで短期収益を確保しつつ、LDESで長時間調達に対応します。

例えばEnergy Vaultはリチウムイオン・水素ハイブリッドプロジェクトを納入。Highview Powerは液体空気蓄電とリチウムイオンの組み合わせを進めています。

このハイブリッド戦略は短期的な市場収益を確保しつつ、長時間容量を求める系統運用者からの契約型支援を見据えています。

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蓄電需要は日次サイクル・数日ギャップ・季節変動に分化

長時間蓄電の経済性は市場取引のみでは不透明です。多くのLDESプロジェクトは、系統運用者や規制当局による特定ニーズ向けの契約支援が不可欠となります。

現在の用途は主に3つの時間軸に分類されます。