ＮＡＳ電池の性能に関する質問です。

質問

ＮＡＳ電池の性能に関する質問です。
ＮＡＳ電池は自己放電しないと聞いてますが、充電完了してから、放電するまで全くロスがなく、例えば1000ｋＷｈ充電したら1000ｋＷｈの放電ができるのでしょうか？また、数時間ではなく、数週間～数ヶ月間蓄電した状態を維持できるのでしょうか？蓄電能力に何らかの限界ｏｒ損失があるならば教えて下さい。充放電を繰り返すと容量が落ちることは文献で読んで知っています。（充放電を365回／年×7年繰り返すと約13～14％電池容量が減る。）
また、浸水試験で電池モジュールを水没放置させても安全性に問題なかったと文献（http://www.nedo.go.jp/informations/other/180501_1/gaishi.pdf）に記載ありますが、単電池の水没放置は如何なのでしょうか？
質問の意図としては、NAS電池を専用船にぎっしり積み込んで電気を輸送することが技術的に問題ないのかを考えています。仮にロスがなくて、安全であるならば、海底送電線ではなくNAS電池タンカーで余剰電力を輸出することの経済性を検証したいと考えています。

回答No.1

delights

NaS電池の充放電効率は電池本体で87％、システム全体としては77％としている資料があります。
http://www.ribc.or.jp/research/pdf/report/report21.pdf
システム全体の充放電効率が電池本体の効率より下がるのは、NaS電池は350℃付近の高温にするためヒータによる加熱維持が必要なことや、インバータによる直流と交流との変換ロスなどがあるためと思えます。充放電の効率を77％とすると、充電に1000kWh使ったうちの770kWhだけが放電時に使えることになります。
NaS電池は夜間に充電して昼間に放電する使い方を主に想定して作られているようですので、あまり長期間充電したままにするのはヒータの加熱維持に要する電気代がもったいないと考えられます。

NaS電池は単電池をいくつも集めたモジュールを単位として販売されるので、単電池で水没することは考える必要がありません。モジュール単位の囲いで中に水が入らなければOKです。

NaS電池の重量あたりエネルギー密度は110Wh/kgくらいと見積もられているようです。
http://gennai.rcast.u-tokyo.ac.jp/event/Seki_ElectronicJournalSeminar.pdf
これだと、エネルギー密度も充放電効率もリチウムイオン電池の方がNaS電池を上回ります。ただし、リチウムイオン電池はNaS電池のような大型化はまだされていません。
いずれにしても、電池をわざわざ船に積んで海を越えるのは、船の燃料代、港での積み卸し、さらに電池を接続できる設備までの陸上輸送の人件費を含む手間がかかります。
そして、NaS電池の場合は輸送の繰り返しに伴う振動や衝撃にセラミックも材料に使うNaS電池がどれだけ耐えるかや、船による輸送中の加熱保温をどうするかもあります。NaS電池は室温と300℃以上との温度の往復があるたびに、内容物が冷えて固まってまた加熱で融けるという繰り返しになり、電池本体の寿命にとって決して良くないので、船による繰り返し輸送は電池本体の性質だけを考えてもあまり現実的でないように思えます。

お礼

ご回答有難うございます。（諦めておりました）
ＬＮＧのような商売が出来ないかを考えています。（コストは掛かるが価格差により採算が合う）
ＬＮＧ価格が季節で上下する（灯油と同様に春～夏に安くなり秋～冬に高くなる）ことを利用し、最近はＬＮＧ船を半年間位の貯蔵用に用いて商売にするケースが出てきています。ＬＮＧはＢＯＧ（ボイル・オフ・ガス）が発生するため再液化装置を積んでいないと、半年後には１/３位（正確ではありません）が蒸発して無くなってしまいます。その為、高価な再液化装置を積んだ船を利用する訳ですが、例えば、夏に5ドルだったＬＮＧが半年後の冬に１０ドルになればPAYするのです。（為替リスクは多少ありますが、需給バランスによって価格は上がります。）
今後、世界的に太陽光や風力といった不安定な再生可能エネルギーによる発電が増えると、電力の需給調整機能（orサービス）が重要となります。折角、コスト０の自然で発電した電力ですから、出力を抑制するよりも、蓄電池で蓄えて100％有効利用する方法を構築すべきだと考えています。
EUではフランスやドイツが中心となり、北アフリカや中東から太陽光・太陽熱発電による電力をEUへ超高圧電線により送電する構想を持っていますが、日本の場合には、大陸への送電網敷設計画を（私の知る限り）持っていません。
そこで、蓄電池をコンテナのように船に積んで電力を輸送できないか検証しようと思いました。
ＮａS電池は充放電する際に300～350℃の温度がないと化学反応が進行しませんが、長期蓄電中は特に保温する必要はないので、大丈夫かなと考えましたが、やはり耐久性に問題ありましたか。
ＬＮＧ火力発電所も1300～1600℃の高温ガスで発電しますが、2020年以降の経産省の長期計画ではミドルではなくピーク対応としてDSS運転対応させるようです（流石に原発はフランスのように負荷追従させることはしないようですが）。ＬＮＧ火力の設備の寿命は短くなり、頻繁にメインテナンスが必要になるものと思います。
ＮａS電池以外にも日立が負荷追従用に改良型鉛蓄電池を販売開始しているようですね。こちらは鉛ですから重いのですが船での輸送であれば問題なしですね。温度管理面では然程制約が無いと聞いていますので、こちらを候補として検証してみます。