研究プロジェクト：気候中立ベルリンのための熱貯蔵

ベルリンは気候中立を目指しており、この移行において不可欠な要素の一つが都市の暖房供給です。この目標達成を支援するため、ライナー・ルモワーヌ研究所（RLI）、生態経済研究所（IÖW）、気候保護・エネルギー・モビリティ研究所（IKEM）は共同研究を実施しました。その結果、ベルリンには大規模な季節型蓄熱システムが必要であることが明らかになりました。

なぜこれらの蓄熱システムがそれほど重要なのでしょうか？それは、夏季に余剰熱を蓄え、需要が高まる冬季に活用できるからです。適切なタイプの蓄熱システム、特に帯水層蓄熱システムを導入することで、ベルリンは化石燃料への依存度を低減し、電力網への負担を軽減することができます。帯水層蓄熱システムは、隔離された地下水層に熱を蓄え、回収します。

「蓄熱によって再生可能エネルギーをより効率的に利用できるようになります」と、RLIのマリー＝クレール・ゲーリング氏は説明する。「蓄熱は化石燃料への依存を減らし、エネルギーシステムの負担を軽減するため、ベルリンにおけるカーボンニュートラルな暖房供給には不可欠です。」しかし、研究者たちは、利用可能なスペース、承認プロセスの不確実性、そして地質条件に関する情報に関して、対策を講じる必要があると考えている。

蓄熱システムは、地域の廃熱や、データセンター、下水熱、太陽熱などの再生可能熱源を有効活用できます。化石燃料価格が上昇するにつれて（排出量取引や暖房供給の電化率の上昇による）、蓄熱は経済的な観点からますます魅力的な選択肢となります。

大規模かつ短期的な熱貯蔵に関しては、ベルリンは熱供給全体に占める再生可能熱の割合を大幅に高めることができます。長期貯蔵は、最大440ギガワット時の貯蔵容量を前提とすると、再生可能熱と廃熱の割合を約5パーセントポイント向上させる可能性があります。一方、温水タンクなどの短期貯蔵は、電力網の安定化とピーク負荷の緩和に役立ち、既存の短期貯蔵容量を2～3倍に増やすことでメリットをもたらします。

分散型地域ネットワークでは、帯水層蓄熱システムは年間熱の最大33%を蓄熱できます。特にデータセンターや下水道システムといった都市部の廃熱源に有効であり、このタイプの蓄熱システムはそれらのエネルギーを最大限に活用できるため、非常に重要です。

地上蓄熱施設の設置スペースが限られていることが大きな課題の一つであり、計画面や法的な障壁にも直面しています。帯水層蓄熱のような地下蓄熱システムは有望な代替手段ですが、ベルリンの地下地質がこの種の蓄熱に適しているかどうかは、まだ調査が必要です。上院で承認された地熱ロードマップは、この知識ギャップを埋めることを目指しています。

これらの技術的課題に加え、承認手続きの不確実性や行政実務の透明性の欠如が、熱貯蔵の導入を阻む可能性があります。熱貯蔵を公共の福祉と位置付ける政治的圧力があれば、その拡大は加速する可能性があります。その他の課題としては、クリーンエネルギーへの移行に伴う高額な投資コストや技術経済的なハードルが挙げられます。

このプロジェクトの結果は、気候中立の実現を目指すベルリンの熱供給計画に貴重な洞察をもたらします。