長周期蓄電池 vol3：溶融塩蓄熱

この記事で分かること

溶融塩蓄熱

　数日間（数十時間〜数百時間）にわたるエネルギー貯蔵を可能にする「長周期蓄電池（LDES）」の分野において、中国が圧倒的なリードを築いています。

　https://newsdig.tbs.co.jp/articles/withbloomberg/2510503?display=1

　中国は世界の蓄電池生産の80%以上、系統用（電力網用）蓄電池では約90%のシェアを握っており、リチウムイオン電池のみならず、次世代技術の社会実装でも他国を圧倒しています。　

　前回は圧縮空気蓄電に関する記事でしたが、今回は溶融塩蓄熱とは何かに関する記事を書きました。

溶融塩蓄熱とは何か

　溶融塩蓄熱（Molten Salt Thermal Energy Storage）とは、文字通り「塩（えん）」を高温で溶かして熱としてエネルギーを蓄える技術です。太陽光や風力などの再生可能エネルギーで発生した余剰電力を熱に変え、巨大な断熱タンクの中で液体状の塩に蓄熱します。

1. 仕組みとプロセス

　基本的には以下の3ステップで動作します。

1. 蓄熱: 再エネの余剰電力を使ってヒーターを動かし、固体の塩を500〜600℃以上の高温に加熱して液体（溶融状態）にします。
2. 保存: 液体になった塩を巨大な魔法瓶のような断熱タンクに貯蔵します。熱損失が極めて少なく、数日間から1週間程度、エネルギーを保持できます。
3. 放電（発電）: 電力が必要な時に、高温の塩を熱交換器に通して水を沸騰させ、高温・高圧の蒸気を作ります。この蒸気でタービンを回して発電します。

2. なぜ今、注目されているのか

　リチウムイオン電池は数時間の蓄電には向いていますが、数日分の電力を貯めるにはコストが高すぎます。一方、溶融塩蓄熱は以下のメリットがあります。

• 低コスト: 硝酸ナトリウムや硝酸カリウムなどの一般的な塩を使用するため、材料費が非常に安価です。
• 長寿命: 化学反応を伴わない物理的な熱の移動であるため、充放電を繰り返しても劣化がほとんどなく、30年以上の運用が可能です。
• 大規模化が容易: タンクを大きくするだけで蓄電容量を増やせるため、ギガワット時（GWh）クラスの長周期蓄電に適しています。

3. 今後の展望と課題

　もともとは太陽光を集熱して発電する「太陽熱発電（CSP）」で夜間発電を行うために使われてきましたが、現在は既存の火力発電所の設備（タービンや発電機）を再利用し、ボイラーだけを溶融塩タンクに置き換える「カーノー電池」としての活用が世界中で進んでいます。

　課題は、熱から電気に戻す際の変換効率（往復効率）が40〜60%程度と、電池に比べて低い点です。

　しかし、余剰電力を捨てる（出力制御する）くらいなら、安価な塩に貯めておく方が経済的であるという判断から、中国や欧米を中心に導入が加速しています。

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なぜ塩（えん）が選ばれるのか

　数ある物質の中で、なぜ「塩（えん）」が長周期蓄電池の蓄熱媒体として選ばれるのか。それには、物理的な特性、経済性、そして安全性の3つのバランスが極めて優れているからです。

　ここで言う「塩」は食卓塩（塩化ナトリウム）だけでなく、主に硝酸ナトリウムや硝酸カリウムの混合物が使われます。

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1. 広い温度範囲で「液体」を維持できる

　エネルギーを効率よく貯めるには、物質を高い温度にする必要があります。

• 液体の安定性: 塩は500°C〜600°Cという高温でも蒸発せず、液体の状態を安定して保てます。水のように100°Cで沸騰してガスにならないため、高圧容器に入れずとも大量の熱を保持できます。
• 比熱の高さ: 液体状の塩は熱を蓄える能力（比熱）が高く、コンパクトなタンクで膨大なエネルギーを貯蔵可能です。

2. 圧倒的な低コストと寿命

　他の蓄電技術と比較して、材料費が劇的に安いのが最大の特徴です。

• 資源の豊富さ: 硝酸塩などは肥料の原料としても使われる一般的な物質であり、リチウムやコバルトのような希少金属（レアメタル）を必要としません。
• 劣化しない: 化学反応で充放電するリチウムイオン電池は、使うたびに内部が劣化します。しかし、塩は単に「熱くなる」「冷める」を繰り返すだけなので、30年以上経過しても性質が変わりません。

3. 既存の発電インフラとの相性

　溶融塩蓄熱の出口は「蒸気」です。

• 火力発電の再利用: 既存の火力発電所にある蒸気タービンや発電機をそのまま使えます。石炭を燃やすボイラーの代わりに「熱い塩のタンク」を設置するだけで、カーボンニュートラルな発電所に改造できる（カーノー電池化）という大きな利点があります。

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4. 課題：固まると厄介

　唯一の大きな弱点は、温度が下がるとカチカチに固まってしまう（凝固）**ことです。

• 塩の種類によりますが、140〜220℃を下回ると固着し、配管を詰まらせてしまいます。そのため、システムを常に一定以上の温度に保つ「凍結防止」の運用ノウハウが必要となります。

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どれくらいの規模で実用化されているのか

　2026年3月現在、溶融塩蓄熱は「太陽熱発電（CSP）の標準装備」から、以下のように、単体での「巨大蓄電池（カーノー電池）」へと進化し、ギガワット時（GWh）級の規模で実用化が進んでいます。

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中国：青海省の超大型タワー式太陽熱発電

• 規模: 350MW（単体で世界最大級）。
• 蓄熱能力: 14時間分。
• 状況: 2025年10月に着工し、2027年の稼働を目指しています。年間約9.6億kWhのクリーン電力を供給予定です。

中国：世界最大の圧縮空気蓄電（CAES）との融合

• 規模: 600MW / 2.4GWh。
• 場所: 江蘇省（2026年3月に完全稼働）。
• 技術: 圧縮空気の熱を管理するために**「溶融塩蓄熱」**を組み合わせています。これにより、燃料を燃やさずに効率71%という世界最高水準を達成しました。

米国：次世代原子力「Natrium」プロジェクト

• 規模: 345MW（発電出力）。
• 状況: ビル・ゲイツ氏率いるテラパワー社がワイオミング州で2026年3月に建設許可を取得。
• 特徴: ナトリウム冷却高速炉に溶融塩蓄熱システムを直結。原発の一定出力を塩に貯め、電力需要のピーク時に一気に放電（最大500MWまで増幅）する画期的な仕組みです。

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導入規模

項目	2026年現在の状況
市場規模	世界の溶融塩蓄熱市場は約50億ドル（約7,500億円）規模。
主要地域	欧州（シェア4割）が先行していましたが、現在は中国（年率20%超の成長）が猛追・逆転しつつあります。
持続時間	多くの商用施設で8〜15時間の連続放電が可能。これはリチウムイオン電池の約4倍の長さです。

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