RheEnergiseは、高密度液体を用いた揚水式水力貯蔵が研究室外でも稼働できることを実証した。同社はデヴォンのCornwoodに上部貯水池と下部貯水池を建設し、ポンプ、配管、発電設備を設置したうえで、独自の液体を上部へ送り、タービンを通して戻した。実証設備は設計出力である500キロワットに達したが、送電網には接続されておらず、全出力時の放電時間は約15分にとどまった。
この見解は、Michael Barnardが公表した分析と、英国の実証プロジェクトに関する政府最終報告書に基づいている。主要な結論は、この技術が失敗したということではなく、システムの稼働を実証することと、数時間規模または複数ギガワット規模の貯蔵プロジェクトへ経済的に拡大できることを実証することは別だという点にある。
Cornwoodプロジェクトが実証したこと
このシステムは、もともと出力500キロワットで4時間稼働するよう設計されていた。しかし、必要な仕様を満たす液体を十分な量生産することが難しく、利用可能な貯蔵量は減少した。統合システムの往復効率は、まだ測定されていなかった補機負荷を考慮する前の段階で59％だった。一方、RheEnergiseは商用システムについて約80％の効率を想定しており、大型設備では性能が向上する可能性もある。ただし、想定と現在の測定値の差は、実際の運用によって検証する必要がある点として残っている。
この実証では、バライトが湿気に敏感であること、混合工程が予想外に遅かったこと、代替材料の化学的性質が異なること、そして液体の生産工程のトラブルシューティングと再構成に数か月を要したことなど、運用上の課題も明らかになった。これらは初めてのプロジェクトでは自然な結果だが、液体は単なる水の不活性な代替物ではなく、貯蔵施設そのものの複雑な構成要素であることを意味している。
密度の利点は無料ではない
使用される液体の密度は、水の約2.5倍である。工学的には、これにより同じ重力エネルギーを、より少ない液体量またはより低い高さで貯蔵できるため、従来の揚水発電所には適さない場所を活用できる可能性がある。しかし、この利点には、鉱物を含む液体の製造、その均質性と化学的特性の維持、さらにポンプ輸送と放電時の挙動の管理が必要となる。
貯蔵時間が長くなると、この問題はさらに大きくなる。出力と落差が一定の場合、追加される1時間ごとにほぼ比例した量の液体が必要となり、それに伴ってより多くの重量調整用鉱物も必要になる。分析では、出力600メガワット、貯蔵時間18時間の例を用い、RheEnergiseの特許で明らかにされている内容に基づくバライトを多く含む配合では、稼働液だけで約880万トンのバライトが必要になる可能性があると推計している。これには、非稼働分の在庫、処理ロス、予備分は含まれていない。
貯蔵時間と競争のジレンマ
貯蔵時間によって、この技術は異なる競合相手の間に置かれる。RheEnergiseが4時間、6時間、8時間などの短時間システムを目指す場合、鉱物の確保は相対的に容易になるが、リチウムイオン電池が強い存在感を持ち、コストが低下している領域に入ることになる。分析によれば、BloombergNEFの2025年の調査では、定置型蓄電用バッテリーパックの価格は1キロワット時当たり約70ドルと推計されている。ただし、パック価格は蓄電システム全体の設置費用と同じではない点に注意が必要である。
同社の初期の商業的方向性も、出力10～20メガワット、貯蔵時間約4～8時間のユニットを中心としている。一方、12時間、18時間、24時間へ移行すると、蓄電池との比較における優位性は低下するが、必要な鉱物量は貯蔵エネルギーにほぼ比例して増加する。同時に、水を利用する従来の揚水式水力貯蔵の利点も強まる。水は安価で安定した媒体であり、専用材料を製造する必要がないためだ。
この技術は実際にどこで成功し得るのか
分析では、最も現実的な機会は、鉱山や採石場の近隣にある特定の場所かもしれないと見ている。そこでは、過去に産業活動の影響を受けた土地、適した地形、送電網への接続が限られていること、利用可能な適合材料または使用できる廃棄物の大量在庫が、ひとつの場所に集まる可能性がある。しかし、このモデルによって立地上の制約がなくなるわけではない。むしろ、材料の密度と化学的性質、回収率、粒子の挙動、処理の経済性に関する新たな条件が加わる。
実際、Cornwoodは、高密度液体を圧送し、そこから電力を回収することが可能であると実証した。しかし、このシステムが代替技術と競争できるコストと規模で長時間貯蔵を提供できることは、まだ証明していない。貯蔵時間を短くすると蓄電池に近づき、長くすると鉱物への依存が膨らみ、従来の揚水式水力貯蔵における水の優位性が改めて浮き彫りになる。したがって、現在の証拠に基づけば、この技術は長時間貯蔵市場全体に対する一般的な解決策というより、限定された用途領域に適しているように見える。