可再生能源的扩大与走向脱碳社会不可或缺的技术

通过能源转型同时实现发展与脱碳

为保护全球环境，实现可持续生活与事业，120 多个国家或地区政府设立了到2050 年实现碳中和的目标并积极开展各类活动实现脱碳社会。能源转型 (EX) 目前已成为全球合作主题，旨在提高能源利用效率，改变产业结构。

为实现脱碳社会，必须减少化石燃料的能源消耗与 CO₂ 的排放。然而，如果仅依靠削减能源消耗，将会阻碍工业与社会的发展。现代能源转型需要同时实现脱碳与发展。

利用可再生能源发电的两大障碍

电能是保障现代社会正常运转必不可少的要素。从智能手机和电脑等通信设备，到空调、冰箱等家用电器，再到车间和大型工厂中的工业机器人，无一例外。能源转型的关键在于利用可再生能源发电，但这一方法存在两个问题。对于化石燃料发电，这两个问题都不在话下，若要充分利用可再生能源发电，问题便亟待解决。

第一个问题是，可再生能源发电量不稳定。在日本和欧洲等空间有限、平原稀少的地区，不具备建立大规模太阳能发电站的条件。为了增加发电量，需要分散建立许多小规模发电站。此外，地理位置和气候条件也会严重影响太阳能与风能的发电量。

第二个问题是，可再生能源发电不符合传统供电原理，无法实现不间断实时供电。一旦电网发生重大失配事故，发电机、输配电设施和电气设备可能会承受异常负荷。这可能会导致电压下降；如果情况严重，甚至可能会导致断电。
 

 

为了维持供电稳定，耗电量与发电量必须保持平衡。电力公司需要不断预估用电需求以调整发电量。

实际上，电网中的用电量会随着季节、时段和地区而产生较大波动。例如，仲夏时节，空调用电需求会在白天明显增加，到了夜晚大部分人入睡后又会有所下降。电力公司对用电需求的波动进行预测，利用热力发电和其他相对容易调整的发电手段，确保遵守供需匹配的规律。然而，由于可再生能源发电量很难调整，因此如何应对用电需求的增减成为问题所在。

ESS 是利用可再生能源的关键

要解决与利用可再生能源相关的上述问题，储能系统 (ESS) 是一项不可或缺的关键技术。ESS 将大型蓄电池与电力控制系统相结合，基于用电需求存储和释放电力，使电网负荷保持正常状态，从而确保能够稳定利用可再生能源。

传统大型太阳能和风能发电厂一般使用特殊电池和抽水蓄能技术*2来储存大量电力。近年来，基于锂离子充电电池的 ESS 设备应用范围越来越广。锂离子充电电池充放电效率更高，能够更灵活地根据应用调整容量。随着家用太阳能电池板的普及，住宅用 ESS 装置的数量持续上升，预计全球住宅用 ESS 装置将在 2030 年超过一百万台（数据来源：TDK 调查）。

住宅用电池必须能够频繁地充放电，并且持久的安全与保障也至关重要。此外，住宅用电池需在停电时为家用电器和电动汽车供电，在关键时刻成为保障人们生活的生命线。基于锂离子充电电池的 ESS 可以满足以上要求。
 

利用智能手机电池技术制造高可靠性 ESS 设备

TDK 一直在研发可供智能手机和其他电子设备使用的锂离子电池，并不断地优化技术和改进性能。现在，这些技术正用于研发 ESS 设备配套锂离子电池。TDK 通过在研发和生产紧凑型锂离子电池时打磨成熟的材料与工艺技术，开发高度安全的大容量电池，以满足需要高可靠性和安全性的住宅用电池的需求。

TDK 的 ESS 锂离子电池模块将大容量、高性能电池组与专用电池管理系统 (BMS) 相结合，持续监控电池状态，模块中还包含一个保护电路，可以在出现异常时停止充/放电，保证模块寿命和安全性。

TDK 希望在未来实现一个虚拟电厂 (VPP) 的概念系统。在 VPP 系统中，ESS 设备不仅可以连接到住宅用电池，还可以连接工厂、商场和其他场所中的太阳能和风力发电设备，提高可再生能源利用效率。

“TDK 的优势是拥有丰富的电源和电池专业知识，并掌握了缓解电池老化的控制器技术。我们将提供延长电池和电源寿命的系统，为基于可再生能源的可持续社会做出贡献。”能源解决方案BC部长福光 由章表示。

通过一系列产品和先进解决方案，包括电池和电源，TDK 将支持可再生能源发展，实现发展与脱碳双赢的可持续发展社会。

术语

碳中和：通过植树造林等方法，吸收排放的二氧化碳和其他温室气体，实现净零排放。

抽水蓄能发电：一种水利发电方法，在电力负荷低谷期，用剩余电力将水抽入上水库，在电力负荷高峰期放水至下水库进行发电。  

审核编辑 黄宇