削峰填谷與分散式電網興起儲能產業化2020年上路

随着太阳能发电及新能源技术的发展,电力市场对电力储存的需求越来越大,储能被视为未来能源业的明日之星;台湾以ICT产业的基础,切入欧美市场,并从储能模块与系统服务切入,或许是个不错的突破点。Whj租赁视界

时序刚进入4月,台湾气候还属于春天后期的乍暖还寒,不过已陆续出现30度以上高温,同时进一步带动用电量,出现3,000万瓩的用电高峰,单日电力备转容量率仅有5.22%,电力灯号再度亮起代表供电警戒的「橘灯」。由于生活质量与经济发展的需求,尽管节约能源的口号已经高喊数十年,但电力需求却不减反增,如何更有效率地使用电力,「储能」概念因此兴起,逐渐成为未来几年的重大趋势。Whj租赁视界

现代人的生活与电力关系紧密,几乎不可一时无电,2011年日本311大地震造成近年最严重的核能危机,也促成台湾的非核家园政策,既要用电又希望环保大概是近年各国都相当头痛的施政重点。然而电力的使用有非常高度的尖峰集中性,因此「削峰填谷」成为未来电力应用的发展重点,储能就是这个概念下最重要的手段之一,透过储能技术加强电力管理,让用电更有效率,减少暴起暴落的用电与发电情况。Whj租赁视界

随着太阳能发电及新能源技术的发展,电力市场对电力储存的需求越来越大,太阳能、电动车、新能源的大规模发展都需要储能技术支持,储能被视为未来能源业的明日之星。短期内储能的应用市场主要视商用、家用、电力政策、智慧微电网、能源网络的成长性而定。截至2017年,全球储能项目累计装机规模为 175.4GW,年成长率达3.9%。未来储能发展空间大、潜力无限,价格是储能进入商业应用的关键。Whj租赁视界

新能源与储能密不可分

目前储能方式分为:抽水蓄能、压缩空气储能、熔融盐储能、飞轮储能与电化学储能等,其中以类似台湾日月潭明潭发电厂发电方式的抽水蓄能最普遍。不过抽水蓄能的发展受地理和自然资源条件的限制,长远来看,抽水蓄能的开发潜力和规模成长受限;而电化学储能技术也就是我们熟知的电池,受地理和自然资源条件的限制较小,仅管现阶段装机规模不大,但开发速度较快,发展潜力大。 德国莱因大中华区太阳能及燃料电池部门总经理李卫春表示,储能是透过相应介质储存能量,需要时再释放的过程。Whj租赁视界

德国莱因TÜV在太阳能产品检测和认证领域拥有超过35年的经验,全球80%以上的太阳能模块制造商都曾经在德国莱因的实验室中测试,该公司大中华区太阳能及燃料电池部门总经理李卫春表示,储能是透过相应介质把能量储存起来,在需要的时候再释放出来的过程。储能是能源的硬盘,就像计算机硬盘用来储存数据,再生能源如太阳能和风力等,几乎都具备发电量不稳定的问题,新能源要成为绿色的智慧能源,智慧能源管理更加重要,而储能就是最重要的一环。Whj租赁视界

在现阶段储能概念被各方接受,即将开始发展并形成产业的过程中,李卫春强调,政府政策扮演重要的推手,各国政府纷纷祭出优惠补贴政策,鼓励新能源发电结合储能技术的开发利用。其中,中国、德国和美国由于储能政策支持,是最被看好的全球前三大市场。中国国家能源局于2016年6月,发布《关于促进电储能参与「三北」地区电力辅助服务补偿(市场)机制试点工作的通知》,2017年10月发布《关于促进我国储能技术与产业发展的指导意见》。Whj租赁视界

德国也积极发展储能应用,并推动30kW以下用户的补贴,鼓励一般民用的储能,德国是全球储能市场最成熟的国家,从政策与环境推动产业发展。另外,美国是2017年全球电化学储能累计装机规模最大的国家,占全球总量的27.7%。美国储能市场中,工商业用户侧储能应用和调频辅助服务储能应用最具代表性,应用比例分别为8%和38 %。除了鼓励性质的补贴之外,李卫春认为,季节电价与时间电价的实施,发电、电网、售电等推动产业化,有助电力产业基础完善。Whj租赁视界

储能普及关键为降低成本

储能现阶段在欧美地区接受度较高的另一个原因为成本。欧美电业自由化多年,电价一般较高,时间电价的差距也大,尤其是电厂/电网与商业用户,对储能接受度很高。环保新能源的发电概念与过去不同,太阳能与风力都不像过去建一个电厂集中发电,因此,分布式电网的概念逐渐风行,尤其2017年全台大停电,突显集中式电网供电系统脆弱的问题,分布式发电与供电方式一时热度大增。Whj租赁视界

事实上,「分布式电网」是指在需要用电的区域附近,设置各种发电设施,例如太阳能板或小型风力涡轮,就近供应住宅、商办、工业设施或大学校园的用电。分布式电网不仅能将洁净又可靠的电力供应给更多民众,还可减少输电过程中的电力耗损。其他常见的分布式电网包括水力发电、生质燃烧(Biomass Combustion)、天然气的燃料电池(Fuel Cell)等。Whj租赁视界

储能产业要能健康地发展,除了早期政策性的扶植之外,市场的接受度更是关键,李卫春直言,储电成本能够合理下降绝对是重点,过去几年1kW的电池约350美元,这两年因为电动车的兴起,电池产业高度发展,2018年同样容量的电池成本已经下降到220~250美元,预计2020年可以降低到150美元,届时储能的经济效益就会越来越突显,并带动储能市场蓬勃发展,尽管其中还有些技术与商业的挑战需要克服,不过2020年预计将是储能产业商业化元年。Whj租赁视界

而在使用电池的电化学储能当中,主要以电池做为储能媒介,包括锂离子电池、钠硫电池、铅蓄电池、液流电池、超级电容等(图2),其中锂离子电池应用最为广泛占76%。与其他传统蓄电池相比,锂离子电池优点包括:高安全性、环境适应性强、对环境影响低、高储能效率、高能量保持与恢复能力、高充放电次数、低维护成本、电池输出电压平稳、原料资源丰富等。Whj租赁视界

图2 2017全球电化学储能技术分布及比重Whj租赁视界

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数据源:中关村储能产业技术联盟数据库;德国莱因TÜVWhj租赁视界

按照外形、应用领域和正负极材料等分类方法,锂离子电池已在市场中演变出了各种型号和规格的产品,按其正极材料划分,可再进一步将锂离子电池划分为磷酸铁锂电池、锰酸锂电池和镍钴锰酸锂电池等。Whj租赁视界

布局储能市场此其时也

据预测,全球电网侧储能市场的规模将从2017年的1158.8百万瓦(MW)成长到2026年的30472.5MW。包括美国、中国、印度、澳洲、英国、日本、德国、加拿大、意大利、韩国等国家都积极投入发展。彭博新能源发布Energy Storage Forecast 2016~2030研究报告,预测全球储能市场规模将实现双六倍(Double Six Times)成长,达到125GW/ 305GWh。并将吸引1,030亿美元投资于技术,支持产业规模扩大。Whj租赁视界

这些投资也将带来许多新的商机,以台湾的产业而言,过去台湾的电力属于国营事业,自由化程度低,产业状况也相对封闭,发电、电网、售电都是一条鞭地由台电掌握,所以并未培养这类的产业链。然而,掌握全球的发展契机,以台湾ICT产业的基础,可切入前述发展较快、需求较大的市场,李卫春指出,目前全球主要锂电池供货商都在亚洲,台湾厂商有地缘优势,从储能模块与系统服务切入,或许是个不错的突破点。Whj租赁视界

而储能产业目前还在酝酿,未来产业发展将从B2B逐渐往B2C扩展,从导入时间来分析,最近两年应该是电厂/电网的储能系统导入期,先从发电端导入,再往用电端发展,而用电端也会先从商用端率先导入,例如工厂、卖场、商办等大型商业用电户,最后再普及到一般消费者的小区、家庭,而商业模式则是这段期间的发展重点。Whj租赁视界

在储能系统的永续发展上,李卫春表示,须考虑安全性、经济性、可靠性、高效性和环境友好性等五个方面。其中,安全性是最重要的指标,也是所有储能系统的评价基础,包括电气安全、电池安全、功能安全、运输安全、电磁兼容、环保和并网接口保护等方面。他强调,德国莱因TÜV多年的经验,可以协助台湾厂商在布局此一潜力市场时,确保储能产品的安全及可靠度,以顺利在产业链找到利基点。【完】Whj租赁视界