送電ロスを95％削減可能な三相同軸型超電導ケーブルの実証実験を完了

経済産業省傘下の新エネルギー・産業技術総合機構(NEDO)と昭和電線ケーブルシステム、BSSFジャパンの3者は、2021年12月6日に東京都千代田区霞が関で記者会見を開催し「三相同軸型超電導ケーブルの実証試験を完了し、送電時の損失を95％以上削減できるめどがたった」と発表した。

この実証試験はNEDOが進めている「戦略的省エネルギー技術革新プログラム」として支援したプロジェクトの1つ。同実証実験に使用されたイットリウム(Y)系三相同軸型超電導ケーブルは昭和電線ケーブルシステムが開発したもので、2020年11月からBASFジャパンの戸塚工場(横浜市戸塚区)内に同超電導ケーブルを敷設し、2021年9月までの約1年弱の実証実験によって、液体窒素による超電導ケーブルの冷却やその信頼性・安全性を検証し、その運用コストの低減を実証できたとしている。

NEDO省エネルギー部の吉岡恒省エネルギー部長は「三相同軸型超電導ケーブルを30MW以上の大規模電力を利用するプラントに利用すると、送電時の損失を95％以上削減できる見通しが得られたことから、結果的に省エネルギー化によるCO₂排出量を削減できる有力手段として、脱炭素社会実現に貢献する実用化技術手段になる点に大きな意味がある」と解説した。

同ケーブルは、誘導電界を遮断する遮断層に使う超電導線材の量を、単心ケーブルに比べて、3分の1にできたことから「超電導線材のコストを3分の2に削減できた」という。さらに、「三相同軸型にできたことから、ケーブルが1本となり、コンパクトで柔軟性のある構造が実現できた」と説明する。

ケーブルを冷却するサブクール式冷却システムは、液体窒素が減圧によって、液体から気体に変わる際の蒸発潜熱を利用して－200℃まで冷却するシステムだ。この冷却システムは、圧力、温度、流量、液体窒素の液面レベルを計測するセンサー群によって、こうした計測データを一元管理するシステムを設定している。

また、昭和電線ケーブルシステムによると「暑い盛夏期でも安定した液体窒素の循環による冷却を確認し、また液体窒素を送るポンプは約1年間にわたってメンテナンスフリーによる運転を実証し、高い実用性を実証できた」という。

昭和電線ケーブルシステムの親会社である昭和電線ホールディングスの長谷川隆代代表取締役社長は、今回実証した三相同軸型超電導ケーブルを日本国内のプラントに適用する市場調査見積り分析から「初期投資回収年数を10年以内と仮定すると、液体窒素利用施設(プラント)を持ち、1年間に30MWの電力を利用するプラントは国内に420回線(約190事業所)があり、ここがターゲット市場になる」と解説する。

この導入効果は、「1年間の省エネルギー量は原油換算で約110キロリットルとなり、この初期投資は約8年で回収できると推論できる」という。そして「日本国内での脱炭素化の有力手段の候補となる」と力説した、