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（圖解見網址）

媽媽氣候行動聯盟 文/宋瑞文
東日本JR的新節能利器：超導飛輪蓄電系統

一般化學蓄電池是每個人生活中不可或缺的現代工具；使用久了會退化，蓄電能力會下降，也是大家習以為常的生活常識。

另一方面，東日本旅客鐵路株式會社（以下簡稱東日本JR）原本利用蓄電池來節能，但因蓄電池的蓄電容量會隨著時間衰退，決定開世界之先河，研發「鐵道用超導飛輪蓄電系統」。由於是物理蓄電的關係，沒有化學電池衰減的缺點，藉此提高節能效益。

*超導飛輪蓄電（フライホイール/ flywheel）與一般化學蓄電池的差異。隨著充放電次數與使用時間的拉長，後者的蓄電容量會衰退，直到更換年限。而前者則可以維持不變。（圖片出處：JR東日本）

所謂物理蓄電，即是以物體形態變化的方式儲存能源。例如常見的抽水蓄能電站：當電力生產過剩時，剩電便會供予電動抽水泵，把水輸送至地勢較高的蓄水庫，待電力需求增加時，把水閘放開，水便從高處的蓄水庫依地勢流往原來電抽水泵的位置，借水位能推動水道間的渦輪機重新發電，達至蓄能之效（wiki）。其他的物理蓄電，還有加壓與冷卻空氣等方式。

「鐵道用超導飛輪蓄電系統」是2018年由東日本JR，與擁有超導磁氣軸承等技術的鐵道綜合技術研究所，與開發超導飛輪蓄電系統的米倉山電力儲存技術研究站、山梨縣政府等單位，合作研發的項目。
在瞭解「鐵道用超導飛輪蓄電系統」的運作原理之前，要先解釋一下所謂的「回生電力」：列車透過回生煞車器，把煞車時累積的動能，轉到發電機所產生的電力。

而在「鐵道用超導飛輪蓄電系統」的狀況，則是煞車時把累積的動能用來讓系統內的大型圓盤迴轉，這樣一來，等於把「回生電力」以動能的形式儲存起來；需要供電時，再放出動能轉換成電力。

「超導飛輪蓄電系統」之所以有超導兩字，是因為在軸承的部分使用超導技術（超導磁氣軸承），以非接觸的方式讓重達15公噸的大型圓盤（飛輪）浮起。

如前所述，物理蓄電不像化學蓄電，反覆地充放電也不會劣化衰退；又因為不含有害化學物質的關係，對環境友善許多。而非接觸的運作方式，可以減少能源損失，也不需要定期施作大規模的維修工作。

東日本JR等單位在2018年3月開始研發「鐵道用超導飛輪蓄電系統」後，於今年2022年6月進入實證階段。

該蓄電系統已經裝設在東日本JR中央本線穴山車站旁邊的穴山變電所，蓄電容量為29kWh。當附近電車下坡時生產回生電力需要儲電時，或上坡需要供電時，都能發揮效用。預計一年可以減少146MWh的用電量。

就像其他的蓄電設備，都能用來平衡電力供需一樣，「超導飛輪蓄電系統」原本是山梨縣為發電量變動的再生能源所開發，有益於再生能源的普及。位於該縣米倉山的「米倉山實證用太陽光發電所，在「超導飛輪蓄電系統」的輔助下，供電變動幅度大為收斂。

包括回生電力、零碳車站在內，JR東日本集團向來致力於節能減碳的工作。和日本政府與許多知名企業一樣，該集團也制定了2050實質零碳的目標，並預定在2030年度先達成實質碳排減半（上圖）。

透過「鐵道用超導飛輪蓄電系統」的例子可以發現，受到其他新型蓄電系統的啟發，鐵路公司得以開發提高節能效益的新方法。蓄能、節能與創能（再生能源）三者的技術時常彼此提攜，擴大應用領域。

即便零碳社會的實現還有許多挑戰，但技術的效益與可能性，也要研發之後的集思廣益才能雲開月明。

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