蓄能系統掌握再生能源普及關鍵，氫、鎂的利用受到期待

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【日中環保生態網】蓄電池之外的其他能源儲存裝置也陸續面世。作為使不穩定的再生能源均等化的技術而備受期待。

九州規模最大的環境技術展「Eco Techno2011」于2011年10月召開。會場入口處擺放著多臺小型風力發電機。其中，在微風下也能強力持續運轉的小型風力發電機「TOMO的風（YG-4000）」受到很大關注。這是從事大廈維護業務的Birumen鹿兒島公司（鹿兒島市）開發的產品。

其最大的特點是利用葉片把風力轉變為旋轉力之後，同時轉動發電機和「飛輪」，把部分風力作為旋轉能儲存起來。

飛輪是圓盤狀重物，即使風停了，也能在一定時間內利用慣性繼續旋轉。由於風越強，飛輪就會儲存越多的旋轉能，因此即使風速在短時間內發生變化，也會產生均等的電力，電壓基本保持穩定。

內置的飛輪重約100公斤。為了在風力弱的情況下也能獲得旋轉圓盤的扭矩（旋轉力），葉片採用了可根據風速改變角度的方式。

Birumen鹿兒島公司社長野元一喜說：「內裝飛輪的風力發電機實現商品化，這在全球尚屬首次。」目前已在多個場所設置，從2011年起正式開始銷售。並開始在海外開展業務，2010年在美國矽谷設置了銷售基地。

使2噸重的飛輪懸浮並高速旋轉

雖然飛輪是把能量作為旋轉運動儲存起來，但在使用滾珠軸承的情況下，存在因軸的摩擦而能量逐漸損失的問題。  



因此，近年來成為開發熱門的是採用超導磁力軸承的飛輪蓄電裝置。如果利用磁力使軸懸浮起來，就不會因為摩擦而造成損失。由於是超導，因此也不會因通電造成電力損耗。如果隨著高溫超導材料的發展，能夠進一步削減冷卻所需的電力，便有可能成為高效蓄電裝置。

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目前，日本鐵道綜合技術研究所在該領域處於領先地位。該研究所把在磁懸浮車領域培育的超導技術應用到了飛輪上。雖然目的在高效率地儲存電車減速時產生的回生能量，但也可應用於再生能源。

        2011年6月，山梨縣與該研究所簽定了合作協定，進行利用超導飛輪使光伏發電等不穩定的再生能源均等化的新一代能源均等化系統研發。

        該研究所已成功利用超導磁力軸承使2噸重的飛輪在1分鐘內旋轉3600圈，並能儲存10kWh的電力。

        飛輪結構簡單，維修負擔小，壽命比蓄電池長。非接觸超導型還可能使用幾十年。

        飛輪是把電力作為動能儲存起來，而蓄電池是作為化學能量儲存。這種方式除了蓄電池外，還有利用電力生成氫，將之用作燃料的氫能源系統。

        把電力存儲在蓄電池中進行搬運時，是搬運整個電池，而氫能源系統則是把氫儲存于罐中搬運。

        以前作為氫社會的理想形態設想的原理是，利用再生能源的電力對水進行電分解生成氫，需要用電時利用燃料電池發電。但氫難以儲存和搬運，在利用電力製造氫，再重新生成電力的過程中，會損失一半以上的能源。並且設備的初期成本較高等，實際上實現實用化還是很遙遠。

氫還是鎂？

        在這種情況下，日立製作所向資訊系統研究機構國立極地研究所提出了「利用風力發電機的氫發電系統」方案。到2012年3月之前在秋田縣進行實證實驗，根據評估結果，今後也有可能在南極昭和基地設置。  



        該系統首先利用風力發電的電力電解水生產氫，利用氫和甲苯製造甲基環己烷（MCH）這種在常溫下為液體的物質並儲存起來。當需要用電時，從甲基環己烷中提取氫，利用氫和汽油混合柴油發電機獲得電力。

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該系統的關鍵在於，把氫轉換為甲基環己烷儲存起來，提高了儲存性。據稱通過把氫柴油引擎的廢熱應用於從甲基環己烷中提取氫的程序，或為鄰近建築物供應暖氣和熱水，能夠使風力發電得到的3成電力再次轉換為電力，3成可以作為熱量進行利用。

        據稱由於氫的儲存媒體甲基環己烷的流通能夠利用現有的石油基礎設施，因此不需要追加基礎設施成本。使用柴油而不是燃料電池，也是因為優先考慮削減成本。

        東京工業大學機械物理工學專業教授矢部孝主張使用鎂做為再生能源的儲存及運輸介質。

        矢部教授所描繪的「鎂循環系統」的工作原理是，利用「太陽能激發雷射器」還原氧化鎂，首先提煉鎂。然後在發電站燃燒取得的鎂，同時開發以鎂為材料的新款蓄電池，安裝在電動汽車上，並回收發電站和電池內殘留的氧化鎂，利用雷射進行還原並再利用。  



        太陽能激發雷射器是一種能夠把太陽光直接轉換為雷射的裝置，通過矢部教授的研究等，轉換效率已經提高到30∼40％。在迄今的實驗中，利用雷射器能夠還原一半左右的氧化鎂，因此計算出太陽能的15∼20％可用於生產鎂。  



        不過，用做燃料需要大量的鎂。矢部教授計劃以後通過與海水淡化業務合作，從海中提取鎂。

        目前正在土耳其開展實證項目。預定設置2台雷射器（400W×2台），力爭每天製造10噸鎂。據稱除了土耳其大型企業的資金援助之外，還與該國政府簽署了合作協議。

        緊跟蓄電池，今後將會出現各種各樣的再生能源均等化系統。 （《日經環保》記者：金子憲治）【日中環保生態網】

http://big5.nikkeibp.com.cn/eco/news/cattechnicalsj/1966-20120112.html?start=2

要留意此技術發展.

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日本在蓄能科技方面做得不錯，中國要趕上。