ドイツはエネルギー貯蔵に依存しています: 家庭用貯蔵、商業用貯蔵、大規模貯蔵ソリューションに関する洞察

Xpert プレリリース

言語選択 📢 X

公開日: 2024 年 12 月 22 日 / 更新日: 2024 年 12 月 22 日 - 著者: Konrad Wolfenstein

ドイツはエネルギー貯蔵に依存しています: 家庭用貯蔵、商業用貯蔵、大規模貯蔵ソリューションに関する洞察 - クリエイティブ画像: Xpert.Digital

ドイツはエネルギー貯蔵に依存しています: 家庭用貯蔵、商業用貯蔵、大規模貯蔵ソリューションに関する洞察

ドイツは自らをエネルギー転換の先駆者として位置づけており、この転換の中心となるのはエネルギー貯蔵です。バッテリーは、家庭だけでなく、商業施設や工業施設、さらには大規模なインフラプロジェクトでも使用され、重要な役割を果たしています。太陽光や風力などの再生可能エネルギーの利用が増加するにつれ、当然のことながら利用可能量は変動するため、エネルギー貯蔵はあらゆる分野でますます重要になっています。

家庭用ストレージの役割: エネルギー供給の分散化

2024 年 12 月の最新の数字によると、ドイツには約 166 万台の蓄電池システムが登録されています。これらのシステムの大部分は、最大 30 キロワット時までの容量を持つ家庭用ストレージシステムです。これらの蓄電システムにより、家庭は太陽光発電システムで発電された余剰電力を一時的に蓄え、必要なときに使用することができます。これは、電力価格の上昇からの独立性を高めるだけでなく、電力ネットワークの安定化にも貴重な貢献をします。

総容量は 12.6 ギガワット時 (GWh) に達し、家庭用蓄電システムはドイツで設置されている蓄電容量の最大部分を占めており、これは一般家庭がエネルギー転換において重要な役割を果たしているということを示しています。蓄電池は、特に KfW 融資プログラムや地域補助金などの政府資金プログラムと組み合わせると、住宅所有者にとってますます魅力的な投資となっています。

ヨーロッパのダイナミックなホームストレージ市場

ヨーロッパと比較すると、ドイツは依然として家庭用ストレージの主要市場です。 2024 年の予測では、ヨーロッパの家庭用ストレージ容量が 11 ギガワット時間増加すると想定されています。ドイツとイタリアが最大の市場です。この傾向は、ヨーロッパ、特に太陽エネルギーに大きく依存している国で家庭用保管の重要性が高まっていることを浮き彫りにしています。

ドイツにおける家庭用ストレージに対する高い需要は、いくつかの要因によって支えられています。

エネルギーコストの上昇: エネルギーの自給自足性を高める方法を模索する家庭が増えています。
技術の進歩: リチウムイオン電池の効率と寿命の進歩により、ストレージの魅力が大幅に向上しました。
政治的枠組み: 連邦政府はエネルギー部門の脱炭素化に向けた明確な目標を設定し、再生可能エネルギーと貯蔵技術への投資を促進しています。

商用ストレージ: 企業向けの柔軟性と費用対効果

家庭用ストレージに加えて、商業用ストレージもますます重要な役割を果たしています。これらのシステムは、通常 30 キロワット時から数メガワット時までの容量を持ち、負荷のピークを減らし、エネルギーコストを削減し、供給の安全性を確保するために企業で使用されています。商用蓄電システムを使用すると、企業は自社の消費率を高め、電力市場の価格変動への依存を軽減できます。

さらに、商用ストレージは、周波数制御および平衡化サービスを提供することにより、グリッドの安定性に貢献します。多くの企業は、仮想発電所でもストレージを使用しています。仮想発電所では、多数の分散型エネルギー源とストレージが相互接続され、送電網の安定性をサポートし、エネルギー市場への参加を通じて追加収入を生み出しています。

大規模貯蔵：エネルギー転換の基礎

大規模な蓄電システムは、多くの場合 2 桁メガワット時以上の容量を持ち、エネルギー移行の中心的な構成要素です。通常、太陽光発電や風力発電と組み合わせて使用され、余剰エネルギーを貯蔵し、後で電力網に供給することが可能になります。これは、再生可能エネルギーの変動性を相殺するために特に重要です。

顕著な例は、電力網を安定化するための大規模ストレージの使用です。送電網における再生可能エネルギーの割合が増加するにつれて、短期的な変動を補償することがますます重要になっています。大規模ストレージシステムは、ネットワークの変動に数分の一で反応できるため、供給の安全性に貢献します。

技術開発と課題

エネルギー貯蔵業界は急速な技術進歩に直面しています。現在、市場はリチウムイオン電池が主流ですが、全固体電池、レドックスフロー電池、水素貯蔵などの代替技術の重要性が高まっています。これらの技術は、より高いエネルギー密度、より長い寿命、より低いコストを提供する可能性があります。

しかし、最大の課題の 1 つは依然として原材料の供給です。現在の多くの電池システムの中心的な構成要素であるリチウム、コバルト、ニッケルは供給が限られており、採掘時に生態学的および社会的課題を伴うことがよくあります。したがって、リサイクルと、それほど重要ではない材料を必要とする技術の開発が重要な研究優先事項となっています。

経済的および生態学的利点

エネルギー管理システムと貯蔵ソリューションは、経済的な利点を提供するだけでなく、気候保護にも大きく貢献します。再生可能電力を蓄えることで、化石エネルギーの使用を削減できます。同時に、貯蔵は分散型エネルギー生産を促進し、電力網の負荷を軽減するのに役立ちます。

さらに、エネルギー貯蔵は停電に対する保護も提供します。これらのシステムは、特に気候変動によって異常気象が増加している時代には、ますます重要になっています。

持続可能な未来への道

ドイツとヨーロッパにおけるエネルギー貯蔵の将来は有望に見えます。研究開発へのさらなる投資と政治的枠組みの継続的な改善により、エネルギー貯蔵技術はさらに大きな役割を果たす可能性があります。ドイツには、この分野における主導的地位を拡大し、他国の模範となる機会がある。

家庭用貯蔵、商業用貯蔵、大規模貯蔵を組み合わせることで、持続可能で気候に優しいエネルギー供給の基礎を形成する包括的なシステムが形成されます。革新的なビジネスモデル、高度な技術、将来に向けた明確なビジョンを通じて、エネルギー貯蔵産業は世界的なエネルギー転換に決定的な貢献をすることができます。

絶え間ない進歩と社会への受け入れの拡大により、ドイツはエネルギー転換の新たな段階に直面しており、そこでは貯蔵技術が中心的な役割を果たすことになります。この変化をうまく実行することは、経済的な機会を生み出すだけでなく、気候変動との世界的な闘いにも貢献します。

に適し：

🎯🎯🎯 包括的なサービスパッケージにおける Xpert.Digital の 5 倍の広範な専門知識を活用してください | 研究開発、XR、PR、SEM

AI & XR 3D レンダリングマシン: 包括的なサービスパッケージ、R&D XR、PR & SEM における Xpert.Digital の 5 倍の専門知識 - 画像: Xpert.Digital

Xpert.Digital は、さまざまな業界について深い知識を持っています。これにより、お客様の特定の市場セグメントの要件と課題に正確に合わせたオーダーメイドの戦略を開発することが可能になります。継続的に市場動向を分析し、業界の発展をフォローすることで、当社は先見性を持って行動し、革新的なソリューションを提供することができます。経験と知識を組み合わせることで付加価値を生み出し、お客様に決定的な競争上の優位性を提供します。

詳細については、こちらをご覧ください:

Xpert.Digital の 5 倍の専門知識を 1 つのパッケージで利用可能 - 月額わずか 500 ユーロから

ドイツにおけるエネルギー貯蔵の現状と重要性

ドイツは、エネルギー転換をうまく進め、電力構成における再生可能エネルギーの割合を継続的に増やすために、エネルギー貯蔵の利用への依存を強めています。「効率的な貯蔵ソリューションがなければ、持続可能なエネルギー供給はほとんど考えられない」というのが、このテーマに取り組む多くの専門家の結論です。家庭用ストレージ、商業用ストレージ、大型ストレージはそれぞれ重要な役割を果たします。以下では、ドイツのエネルギー貯蔵情勢の包括的な全体像を描くために、現在の開発を詳細に検討し、技術的背景、市場動向、展望を要約します。

に適し：

再生可能エネルギー: 今、重要なのはエネルギー貯蔵システムです

ホームストレージシステムの開発・販売

最新の利用可能なデータは 2024 年 12 月 17 日から利用可能になっており、これは市場がいかにダイナミックに発展しているかを示しています。ドイツでは約 166 万台の登録バッテリーストレージシステムが登録されており、これらのストレージシステムの大部分は民間に設置されたソリューションであり、容量は 100 kW です。最大30キロワット時。分散型エネルギー貯蔵の分野におけるこの急速な成長は、近年加速しています。太陽光発電システムと適切な蓄電システムを組み合わせることに決めた一般家庭は、このことからいくつかの点で恩恵を受けます。家庭用蓄電システムを使用すると、自分で発電した太陽光発電をより有効に利用できるようになり、また、自分自身の電力供給の安定性が確保されます。もう 1 つのインセンティブは、発生する可能性のある経済的利益です。つまり、自家消費を最大化すると、送電網からの電力への依存が減少します。

現在、ドイツのすべての家庭用ストレージシステムの合計容量は、大規模ストレージシステムの容量を大幅に上回っています。一般家庭に設置されている小型蓄電システムだけでも、すでに合計 12.6 ギガワット時 (GWh) の容量があります。この数字は、一般家庭がエネルギー転換に大きく貢献していることを示しています。大規模な蓄電システムは通常、エネルギー供給会社や産業会社によって運用され、ネットワーク周波数の変動を補償したり、送電網を安定させるために使用されますが、多数の分散型家庭用蓄電システムは、ボトムアップ主導のエネルギー移行のバックボーンです。エネルギーの一部を独立して生成および貯蔵するために、太陽光発電システムと蓄電池に積極的に投資することを決定しました。

ヨーロッパの家庭用ストレージ市場におけるドイツの役割

ヨーロッパと比較すると、ドイツは家庭用ストレージの最も重要な市場の 1 つとして際立っています。 2024 年にはヨーロッパ全土で家庭用ストレージがさらに 11 ギガワット時間増加すると予想されています。一部の業界関係者によると、「ドイツとイタリアはヨーロッパの家庭用ストレージの二大市場とみなされている」という。これは、とりわけ、両国ですでに確立されている資金調達手段と、比較的高い電気料金によるものであり、このような蓄電ソリューションの経済的な運用が個人にとって魅力的になっています。さらに、両国は再生可能エネルギーの統合という非常に野心的な目標を掲げており、太陽光発電と蓄電プロジェクトを集中的に推進している。

に適し：

小規模から大規模まで – ヨーロッパのエネルギー貯蔵: 民間の太陽光発電家庭用貯蔵、大規模貯蔵、商業用貯蔵

企業向けの柔軟なソリューションとしての商用ストレージ

家庭用蓄電システムに加えて、商業事業でよく使用されるさまざまな中型エネルギー蓄電システムがあります。このような商用ストレージシステムの出力は 30 ～数百キロワット時であることが多く、既存の運用コンセプトに正確に統合できます。たとえば、工芸品事業、中堅企業、農業事業は、太陽光発電システム、小型風力タービン、または関連する蓄電池を備えた熱電併給プラントで構成されるハイブリッドシステムへの依存を高めています。利点は明らかです。ピーク負荷を吸収し、より高い自己消費率を達成し、電気コストを削減できます。これらのストレージソリューションは、送電網で短期的なボトルネックが発生した場合の非常用電源のオプションも提供します。これは、企業のエネルギー供給の信頼性と予測可能性が高まると同時に、運用コストも大幅に削減できることを意味します。

電力網の安定化装置としての大規模蓄電

大規模ストレージソリューションは、異なる役割を果たしますが、同様に重要な役割を果たします。その主な目的は、ネットワークに毎秒エネルギーを供給または吸収することで周波数変動を補償することです。特に、風が非常に強く吹いたり、日射量が突然減少したりするなど、再生可能エネルギーの割合が大きく変動する時期には、系統周波数を安定に保つために大きなバッファが不可欠です。このようなシステムは多くの場合、メガワット時からギガワット時までの範囲の容量に達し、建設に多額の投資が必要になります。それにもかかわらず、特に太陽光発電と風力発電の割合が増加し続ける場合、それらはエネルギー転換の重要な要素とみなされます。蓄電池やその他の蓄電技術がなければ、たとえば数ギガワットの太陽光発電が突然低下した場合に、停電のような状況が発生する可能性があります。

メモリ開発における多様な技術

この開発の興味深い点は、ストレージソリューションの技術的多様性にあります。現在、多くのホームストレージシステムがリチウムイオン技術に依存しています。これは、エネルギー密度が高く、耐用年数が比較的長く、価格が下がっているため、近年市場リーダーとしての地位を確立しています。ただし、これまであまり普及していませんが、液体電解質を使用し、容易な拡張性を特徴とするレドックスフロー電池など、他のアプローチもあります。場合によっては、リチウムイオン電池は大規模な産業用貯蔵にも使用されますが、原材料不足やリサイクルの問題を回避するために代替電池タイプを試している場合もあります。水素は、特に重工業や輸送など直接電化が必ずしも実用的ではない分野において、エネルギー貯蔵装置としてもますます重要になっています。

Vehicle to Grid のコンセプト: エレクトロモビリティの可能性

また興味深いのは、電気自動車が将来的にエネルギーシステムにますます統合される可能性であることです。 Vehicle to Grid コンセプト (V2G) を使用すると、電気自動車のバッテリーに蓄えられたエネルギーを一時的に電力網にフィードバックすることができます。現時点での主な焦点は、個人消費をカバーし、充電時のピーク負荷を軽減することですが、将来の展望としては、ドイツの数百万台の電気自動車が分散型のモバイルストレージデバイスとして機能することです。これにより、電力網の全体的な構造がさらに安定する可能性があります。これは、ほとんどの車両が夜間または勤務中に駐車しているため、ボトルネックを補うために電力網にエネルギーを放出または吸収する時間がかかるためです。

エネルギー貯蔵に関する政治的および法的枠組み

技術的な側面や設置されているストレージシステムの膨大な数に加えて、政治的および法的枠組みも重要な役割を果たします。ドイツには太陽光発電システムと蓄電ソリューションのための資金提供プログラムが長年にわたって確立されており、条件は継続的に調整されています。このような措置には、低金利融資、返済補助金、直接投資補助金などが含まれることが多く、個人、企業、公的機関に人気があります。さらに、充電および蓄電インフラの全体的な拡大を可能にするためには、官僚的なハードルを簡素化し、承認手続きを迅速化することが重要です。自家消費の魅力は、継続的に上昇する電力価格によっても促進されており、電力市場からの独立性による経済的利点が増大します。

リチウムイオン電池の回収とリサイクルにおける課題

しかし、まだ克服しなければならない課題もあります。これには、使用される材料がきれいに処理されていることを確認する必要があるため、リチウムイオン電池の長期的な回収とリサイクルが含まれます。リチウムやコバルトなどの原材料は、世界の一部の地域では入手が困難であり、採掘時に生態学的および社会的リスクを引き起こす可能性があります。メーカーと政治家は、明日のエネルギー貯蔵システムが真に持続可能なものとなるよう、バッテリーセルのリサイクルと再利用のための戦略を策定する必要があります。現在の取り組みは、バッテリーと互換性のある原材料のリサイクルを改善し、回収システムを確立し、代替電池の化学的研究を強化することを目的としています。

リチウムイオン電池とその動作の安全性

エネルギー貯蔵環境におけるもう 1 つの問題は安全性です。特にリチウムイオン電池は、火災やその他の事故の危険を最小限に抑えるために、設置中および操作中に慎重に取り扱う必要があります。したがって、ユーザーは品質シールを遵守し、専門会社による専門的な取り付けに頼ることをお勧めします。最新のホームストレージシステムとそのコンポーネントには、通常、重大な状態をタイムリーに検出して対策を開始できる広範なセキュリティメカニズムと監視システムが備えられています。エネルギー供給業者やネットワーク事業者も、ネットワークに接続する際の互換性基準を維持するために、適切な認証を非常に重視しています。

エネルギー貯蔵技術による経済的機会

同時に、エネルギー貯蔵はドイツに経済的機会をもたらします。機械工学、電気工学、化学産業の多くの企業が、バッテリーおよび蓄電技術を取り巻くバリューチェーンに関与しています。材料の抽出からセル生産、システムの統合とメンテナンスに至るまで、新たな雇用とイノベーションクラスターが創出されています。そのため、連邦政府とさまざまな連邦州は、この分野の研究開発を支援するための特別プログラムを立ち上げました。例としては、セル生産のパイロットプラント、水素貯蔵の研究センター、スマートグリッド統合のテストフィールドなどが挙げられます。

一般家庭向けの技術の進歩

最後になりましたが、早い段階でストレージを決定した一般家庭もテクノロジーの進歩の恩恵を受けています。新しい世代のシステムの多くはモジュール構造になっており、需要の増加に応じて拡張できます。さらに、蓄電容量のキロワット時あたりの価格は通常年々低下しているため、太陽光発電の蓄電を開始するのは引き続き魅力的です。これは、将来的にはさらに多くの人々が国内のエネルギー移行のための独自の解決策を見つけることに興味を持つことを意味します。分散型エネルギー供給の支持者の一部は、「未来は、解決策の一部となる力を自らに与えた人々のものだ」と言う。

エネルギー貯蔵の拡大に関するヨーロッパの視点

ドイツ国境の外に目を向ければ、他のヨーロッパ諸国もエネルギー貯蔵能力の拡大を加速していることがわかります。さまざまな市場観察によると、イタリア、スペイン、フランス、英国では、電池システムへの投資に対する家庭や企業の関心が高まっています。ここでの動機は異なる場合があります。一部の国では気候変動目標に重点が置かれていますが、他の国では経済的側面や、場合によっては老朽化したネットワークインフラが分散型ストレージの拡大の動機となっています。それにもかかわらず、エネルギー貯蔵は、今後数十年間で気候中立性への変革を達成するためにますます不可欠な部分であるという基本的な考え方が多くの国で貫かれています。

バッテリーストレージを使用した大規模プロジェクト: 柔軟性と費用対効果

また、大規模な再生可能エネルギープロジェクトにおいてバッテリー貯蔵を直接計画する傾向もあります。これにより、大型バッテリーと組み合わせて、時間の経過とともに生成される電力をシフトできる太陽光発電所や風力発電所が構築されます。特定の時間帯のピーク負荷のために余剰生産をわずかな金額で販売する必要がなくなる代わりに、市場でより高い価格で支払われるか、送電網のサポートが必要なときに電力が供給されます。長期的には、この傾向は再生可能エネルギーの柔軟性と費用対効果の向上につながるでしょう。自宅のガレージから巨大なバッテリーパークに至るまで、これらのさまざまなストレージオプションをすべて組み合わせると、最新のグリーン電源のバックボーンが形成されます。

ドイツとヨーロッパにおけるエネルギー貯蔵の成長

要約すると、ドイツにおけるエネルギー貯蔵の成長は目覚ましく増加しており、さまざまな分野でその地位を確立しつつあると言えます。 2024 年 12 月時点で 166 万台の登録蓄電池ユニットがあるということは、大規模な蓄電ソリューションが送電網の安定化に依然として不可欠である一方で、市場が個人によっていかに強力に動かされているかを浮き彫りにしています。家庭用蓄電だけでも合計 12.6 GWh という容量は、多くの小型蓄電ユニットが一緒になってエネルギー転換に決定的な貢献をしていることを示しています。ヨーロッパの状況では、家庭用ストレージシステムの開発に関しては、ドイツはイタリアと並んで依然として最前線にあります。

未来のイノベーションと持続可能なエネルギーシステム

市場は、継続的なイノベーション、改善された資金プログラム、バッテリー技術の絶え間ない開発を通じて、今後数年間も発展し続けるでしょう。レドックスフロー電池、水素、その他の化学貯蔵などの代替貯蔵技術がますます重要になる可能性があります。同時に、複数のテクノロジーを組み合わせて総合的なシステムソリューションを実現する傾向も強まっていくでしょう。車両から電力網への応用の可能性は特に刺激的であり、電気自動車は分散型エネルギーバッファリングの重要なコンポーネントとなる可能性があります。

これらすべては、ドイツとヨーロッパのエネルギーの将来には、供給の安全性と気候保護を調和させるために、現実的でありながら未来志向のアプローチが必要であることを示しています。一般家庭、商業企業、大企業は共同して、エネルギーシステムを継続的に最新化し、革新的な対策でそれを補うことが求められています。エネルギー貯蔵は再生可能エネルギーの高い割合を占める鍵であり、したがって気候中立性に向けた重要な一歩となります。急速な発展を考慮すると、設置される蓄電池システムの数は今後数年間で急激に増加し続け、持続可能なエネルギー供給のための技術はさらに広範囲に応用され、受け入れられることが予想されます。

私たちはあなたのために - アドバイス - 計画 - 実施 - プロジェクト管理