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智慧電網好哥們─「儲能技術」

2015/01/05 經濟部能源局 點閱人次: 597

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撰文、圖片提供/工研院

世界各國因應未來能源安全、溫室氣體排放減量等挑戰,皆積極投入再生能源的開發與運用,近年來再生能源如太陽光電或風力發電快速成長。然而這類電源易受天候影響而無法穩定供應又無法儲存,使得電力供應與需求之間搭配愈趨困難,未來亟需儲能系統提供一個穩定之再生能源供電系統,以滿足能源需求。

儲能產業的發展需求

國際能源總署(IEA)預估未來伴隨再生能源裝置容量增加,全世界在2050年低成本電網儲能設備容量預估達到500GW。我國雖擁有2 座總計達2.6GW之抽蓄水力儲能電廠,仍需要額外分散式儲能設備容量約為500MW至1GW,目前仍無解決之方法與對應技術,考量我國於儲能需求面遠小於歐美等先進國家,因此儲能技術發展方向,除了應顧及國內儲能需求與使用情境外,更應該朝向促進國內儲能產業的發展,在未來國際儲能產業上快速建立我國發展優勢與領先地位。

國際儲能技術發展概況

然而現階段儲能成本高,各國政府仍處於評估再生能源搭配儲能必要性及可行性階段,藉由研發補助、示範測試等方式發展儲能技術,本文將簡介國際主要國家的發展現況:

美國

美國能源部展開定置型儲能技術開發計畫,儲存1度電之成本目標在2020年達到低於0.1美元。其具體措施包括:相關電網法規修正,聯邦立法開放儲能新技術進入電力市場、提供稅賦抵免、提供新技術研究發展之補助金或貸款保證,藉由電力公司、地方政府與儲能廠商合作進行電網儲能示範點布建,其成果提供所有電力業界參考。

日本

日本於2014年公布能源基本計畫,2030年再生能源發電量目標為2,140億度電。為了積極推廣再生能源導入電力系統最大化,日本政府除發展儲能技術及示範計畫之外,每年花費100億日元預算補助一般家庭使用鋰電池儲能設備。

德國

德國太陽光電之電價成本已低於電網電價,因而超過百分之90的太陽光電擁有者考慮安裝儲能系統,但儲能設備價格過高仍是主要障礙。為了加速太陽光電搭配儲能市場成型,德國政府於2013年提供低利貸款及設備補助1,000萬歐元,2014年更提高補助至2,500萬歐元。

中國大陸

中國大陸儲能相關研究包含國家高技術研究發展計畫「863」、國家基礎技術研究發展計畫「973」以及國家風光儲輸示範工程等,研究開發重點為大容量儲能系統(包含全釩液流電池、鈉硫電池以及鋰離子電池等)監控管理、協調控制等。中國大陸能源局欲解決無電人口用電問題,可望帶動大量離網的儲能需求,一旦完成對儲能系統的完整經濟評估包含設備購入成本、運轉成本、維護成本以及折舊成本等,將訂定相對應的補貼政策。

我國儲能技術發展概況

目前抽蓄水力儲能技術占全球儲能設施容量百分之99,仍有不同種類儲能技術(如上圖),然而從我國再生能源建置方式與地點分布,以及既有經濟發展與產業優勢觀點上來看,我國較適合發展高技術層次之化學電池儲能系統,例如鋰電池、液流電池、金屬空氣電池等。就化學電池儲能系統而言,具有較高能量密度,占地面積小,初期建置成本低、建置快速等優勢;再者,我國從事鉛酸電池與鋰電池等電池系統發展長達數10年之久,因此不論在於前端材料技術研發、製造端產業鏈連結或是在於後端的包裝檢測方面,均有豐富之經驗與研發實力。再生能源之儲存設備也能結合電動車發展,譬如當車用鋰電池容量衰退之後,重新篩選組裝再利用,在安全無虞和符合法規標準的前提下,利用其殘餘壽命轉為定置儲能設備,此時設置成本已低,兼具環保及經濟價值。


關鍵字:儲能,再生能源,電網,IEA

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