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3 多元能源永續台灣之— 台灣發電方式總體檢 4 大型儲電系統 電力電網核心 5 龍門核電廠建廠管制報導
大型儲電系統 電力電網核心

4 大型儲電系統 電力電網核心

文‧ 呂錫民


今(2015)年8月底台灣高科技產業龍頭――台積電傳出將自蓋電廠,以因應國內未來缺電危機,此語一出無異在政經界投下一枚震撼彈。的確,像台積電如此高科技產業,不可一秒鐘斷電,甚至一眨眼也不行,否則整個製程上未完成的晶片全將泡湯,一下損失數十億元絕非唬人之言。台積電此一憂慮,理論上沒有錯,但就台灣高科技產業的能源需求而言,除了要供電無虞之外,電力品質的保證更是重要,這個時候大型儲電系統就可派上用場,就像一般電腦的不斷電系統一般,既使地震等天然災害造成電網斷電,也不會影響到類似台積電晶圓製程的持續運轉。

我們知道一個國家白天用電量大,而晚上或假日則用電量少,如果僅考慮尖峰用電,而大肆興建電廠,這可能造成國家能源政策上的一項盲點,高效率電網管理是電網電力管理上不可或缺的方案,這也是作者所提出的大型儲電系統是未來能源結構的關鍵核心所在。大型儲電系統的效益在於減少尖峰發電,降低電力公司發電成本,系統擁有者可將離峰電力在尖峰時刻賣回給電力公司;另一方面,在離峰時刻,電力公司可將多餘電力用於系統充電,避免浪費,隨時保持電網供需平衡。如果大型儲電系統的電力來自無汙染的再生能源,則更可達到幾乎零溫室氣體排放的目標。



台灣目前唯一大型儲能系統為明潭抽蓄水力電廠,利用晚上離峰時刻抽水至上游水庫,然後白天尖峰時刻再放水至下游發電,充分發揮電力電網尖峰與離峰管理功能,只可惜台灣再也找不到如此優良的抽蓄水力發電場所,因此開發大型儲電系統是一項可行的替代方案。

能源安全和氣候變遷已成為全球矚目焦點,各國能源政策也無不專注於低碳能源的開發與使用,台灣傳統自產能源缺乏,卻擁有豐富的再生能源,例如風力、太陽能、地熱、海洋能等等,但是由於再生能源能量密度低且供應不穩定,其發出的電力無法直接饋入電網,尤其是台灣海峽離岸風能蘊藏驚人,也是全球公認的最佳風電場,如果大量開發,並配合大型儲電系統的統籌儲存與配送,相信有機會讓台灣成為能源完全自主的綠色家園。

在10年前,我們無法想像行動電話會成為今日人手一支的生活必備品,時至今日功能齊備的智慧型手機之所以會如此盛行,其中的儲電裝置-鋰電池-可說是居功厥偉。現在鋰電池甚至已擴大應用到電動車輛上,科學家預言電動車將成為21世紀人類的代步工具,主要原因就是儲電科技的日新月異,尤其是劃時代石墨烯儲電材料的應用,更讓電動車電池可在瞬間大量充放電。未來如果電動車普及使用,則所有電動車電池無形中將成為一座大型儲電系統,因為善用離峰來充電,可降低離峰和尖峰負載差距,可讓電網作更有效率的運用。

除了上述電動車鋰電池儲電構想之外,實際上各先進國家已有若干成功案例,可供國內電力主管部門未來興建大型儲電系統的參考。首先是巴特爾紀念研究所委託Ener Del公司於2012年6月完成的5MW/1.25MWh鋰離子電池高可靠性區域/微電網。其次是2013年3月堪薩斯城電力和照明有限公司成功開發的1MW/1MWh(13.2kV)高級鋰聚合物電池存電併網系統。以及2013年11月完成的Sustain X 1.5MW/1MWh非併網地面等溫壓縮空氣儲能(CAES)試驗系統。最後為2014年1月Amber Kinetics的20kW飛輪應用在SDG存儲80kWh的能量需求管理試點系統。這些案例在在證明大型儲電系統已經在全球各地如火如荼展開,我國產官學研應該努力合作相關計畫,提早因應未來電力能源需求的增加。

大型儲電系統可有效管理電網電力調配,不僅讓產業界不再有缺電之虞,對於需要大量開發再生能源電力的台灣更是一項不可或缺的技術。另外尖峰用電獲得舒緩,亦可解決電廠不必要擴建弊端,開發大型儲電系統可說是一項最佳能源政策選項;因為其充分滿足能源政策的五大基本要素:安全、科技、環境、政治、經濟,是國家未來能源結構中一項關鍵核心所在。(本文作者為退休能源研究員)
3 多元能源永續台灣之— 台灣發電方式總體檢 4 大型儲電系統 電力電網核心 5 龍門核電廠建廠管制報導
Last modified:2016-01-07 10:08:50 by nicenter Powered by TadBook2
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