電池儲能市場發展趨勢

刊登日期:2012/11/13
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電網儲能需求分析
1970 年代因工業化發展,能源需求快速成長,伴隨石油危機爆發,電網發電端儲存離峰電力,以供尖峰時段電力需求使用。1980 至1990 年代,隨著燃油價格回穩及電力需求趨緩,電網儲能主要用以調節夜間過剩電力。2000 年在電力自由化市場發展下,利用儲能儲存低價電力,待電力高價時售出,以獲得套利空間。此外,儲能亦廣泛應用於輸配電端頻率調節之需求。2010 年因石油價格上漲、減碳趨勢下,各國朝再生能源占比提升發展。再生能源的間歇性及不穩定性造成電網衝擊,此時期的電網儲能需求為解決再生能源供電不穩的問題。 


圖一、電網儲能需求發展

隨著電化學儲能技術改善及測試實績增加,導入電化學儲能對電網助益越發明顯。電化學儲能於電網應用的優勢包括不受地理限制、安裝快速、擴充容易、佔地空間小等優勢,目前因為壽命、成本等特性,限制電網儲能應用,隨著電化學儲能技術發展及成本下降,未來電網用電化學儲能市場有機會擴大應用之規模,帶動市場以倍數成長。

電池儲能技術發展方向
由表一分析電化學電池在電網儲能的應用潛力,鉛酸電池及NAS 電池皆適用於長時間與短時間儲能,鋰電池則是在短時間高功率儲能潛力高, Flow 電池則相反,適合用於長時間儲能。此四項電化學儲能技術目前在電網儲能皆有相關實績,鉛酸電池及NAS 電池在電網儲能已進入商業化階段、鋰電池及Flow 電池則處於示範計畫階段。

表二、電化學儲能技術發展方向

1. 鉛酸電池
鉛酸電池是目前電化學電池中發展歷史最久、成本最低,廣泛應用於UPS 、家用蓄電池等,優點為價格具競爭力、安全、可浮充、高溫耐受性佳,缺點是使用壽命約一年、能量密度低、效率差、較不環保。現有再生能源用鉛酸電池無法滿足市場需求,研究方向朝向開發具有高深度放電、長壽命、低保養成本特性、提高電池耐溫範圍的鉛酸電池。
4. 氧化還原流(Flow)電池
Flow 電池具有設置成本及運轉成本較低、材料不具毒性、低溫、壽命較長,可達100,000 次循環或十年,以及維修成本低等優點。產品儲能容量可提供kW 及MW級,符合電廠儲能需求規模。缺點為耗材須在一定時間更換,包含電解質、隔離膜等,此儲能系統需要機械幫浦,對小型化有其困難性。

各國電池儲能技術發展分析
1. 標竿國家大型儲能示範計畫
 (1)美國
美國由能源署(Department of Energy; DOE)評選儲能相關開發技術與示範計畫,利用美國復甦與再投資法案(American Recovery and Reinvestment Act; ARRA)的資金,政策補助儲能相關技術發展,法規修訂以利儲能應用於電網。利用電廠、儲能業者與再生能源系統商三方合作,以降低儲能技術開發成本,希望帶動美國儲能技術競爭及朝向電網最佳化發展。
2. 標竿國家投入儲能技術標的選擇
 (3)中國大陸
中國大陸在電化學儲能雖為後進者,但擁有釩液流電池的重要原料釩礦。北京普能公司利用2010 年景氣不佳時,趁機併購擁有釩液流電池技術及市場的VRB 公司,順利成為全球最大的Flow 電池廠商……以上內容為重點摘錄,如欲詳全文請見原文

作者:鄭婉真 / 工研院產經中心
★ 本文節錄自「工業材料雜誌311期」,更多資料請見:http://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=10701 


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