ネバダ州のGamebird Pitサイトで行われたARES North Americaの実験は、GravityLineシステムが、固定式モーターとチェーンシステムを使い、約55%に相当する角度の斜面上で、総重量約340トンの2つの質量を移動できることを示した。しかし、質量が実際に移動した高さは約36メートルにとどまり、蓄積される総重力エネルギーは約33キロワット時にしかならない。
これらの数値は、CleanTechnicaにおけるMichael Barnardの評価の中心である。同氏は、鉄道用の軌道上で固体の質量を上下に移動させる重力エネルギー貯蔵の実用性に批判的な立場を取っている。基本的な式は単純で、重力エネルギーは質量に重力加速度と高さを掛けたものに等しい。システムは、質量を下降させる際に数メガワットの出力を短時間発生させられるが、瞬間的な出力が大きいことは、大量のエネルギーを蓄えていることを意味しない。
ARESの実験が実際に証明したこと
記事によれば、Gamebirdでの実験は、2024年に公表された以前の評価と比べて、重要な工学的要素を変更した。以前の評価では、傾斜システムで使用される従来型のケーブルにかかる力が、移動可能な質量の大きさを制限すると予想されていた。一方、ARESの設計は、チェーン駆動システムを使用することでこの制約を回避している。
しかし、著者は、商業上の主な問題は変わっていないと考えている。固体の質量はエネルギー密度が低いため、実用的な量の電力を貯蔵するには、膨大な物量が必要になる。Gamebirdの限られた高さを基に構想を判断することを避けるため、Barnardは有効高さ400メートルで、20時間にわたって20メガワットを供給する発電所、すなわち貯蔵容量400メガワット時のシナリオを想定した。
このシナリオでは、システムは単に斜面上で砂利を安価に運ぶものではなくなる。数十万トンの質量を、特別に設計された運搬台車に分散して配置し、上部と下部の両方に貯蔵ヤードを設け、運行用の軌道、固定式モーター、搬送・制御システム、保守用通路、さらに一部の設備が故障しても蓄積エネルギーにアクセスできるようにするための一定の運用冗長性が必要になる。
揚水式水力貯蔵および蓄電池との異なる比較
記事は、この設計を揚水式水力貯蔵と比較している。揚水式水力貯蔵も同じ重力原理を利用するが、質量の各部分ごとに独立した構造物を製造する必要はない。水は貯水池にたまり、共通の水路または管を通って移動するため、質量の各単位ごとに金属構造物、車輪、駐車場所を必要としない。
一方、リチウムイオン電池は材料の集中的な製造を必要とするが、恒久的な工場と、世界的な供給市場の恩恵を受けている。そのため、貯蔵プロジェクトの開発者は、地理的に適した各サイトの近くに大型設備の製造体系を構築する代わりに、標準化されたモジュールを購入できる。
著者の見方では、鉄道式重力貯蔵は、両方のモデルの欠点を組み合わせながら、その利点を完全には得ていない。揚水式水力貯蔵と同様に適切な地理的立地に依存する一方、工業的に製造されるシステムと同じように、大量の可動設備を追加で必要とする。記事は、各運搬台車に製造、検査、スケジュール管理、保守が必要であり、台車が故障すると、質量自体が高い位置に残っていても、蓄積エネルギーの一部が利用できなくなる可能性があると指摘している。
実際には何が変わるのか
示された計算は、高さを増すだけでは問題が解決しないことを明らかにしている。システムの高さを50メートルから100メートルに上げれば、理論上は質量ごとのエネルギーを2倍にできる。しかし、より低い高さで同じエネルギーに到達するには、その差に応じて質量を増やす必要がある。Barnardは、これはコンクリートを充填した鋼製車両をさらに数千台製造し、それらを上部と下部の両方に集めることを意味すると考えている。
また記事は、採石場には骨材、道路、損傷した工業用地など、比較的有利な条件がある一方、必ずしも大きな高低差があるとは限らないと指摘している。逆に、高所のサイトには安価な骨材、重工業インフラ、送電線、貯蔵に適した土地、容易な地盤工学的条件が欠けている可能性がある。したがって、急勾配の丘を見つけるだけでは不十分であり、複数の条件が同時に満たされなければならない。
記事はまた、2026年に英国で行われた長期貯蔵の調達には、10時間を超える期間に対応するリチウムイオン電池プロジェクトが含まれていたと述べている。これは、20時間の貯蔵であれば、機械式の代替案に自動的に大きな余地が残されるという前提を弱める。
編集的考察
この記事の主な価値は、ARESシステムが移動できないことを証明する点にはない。実験はその逆を証明している。より重要な問いは、大規模な系統サービスを提供するために必要な物理的・運用的インフラを正当化できるほど、この移動によって得られるエネルギーが大きいかどうかである。記事は、これは否定的だという強い回答を示しているが、これは著者の見解であり、ここで独立して実証された結論ではない。
実際の1メガワット時当たりのコスト、設備の寿命、保守計画、内包排出量など、いくつかの問題は未解決のままである。Barnardは、このプロジェクトの排出量について詳細な計算は行っていないと述べているが、鋼鉄、セメント、大型機械の使用によって大きな炭素負荷が生じると予想している。したがって、本記事は経済性評価や完全なライフサイクル分析ではなく、物理学と設計要件に基づく批判的な分析評価として読むべきである。