從IFBF 2023看液流電池產業發展趨勢(下)

 

刊登日期:2023/11/29
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呂志興、鄧禮濤、張文昇 / 工研院綠能所   
四、釩液流公司近期發展狀況
(一) Sumitomo Electric Industries (住友電工)
住友電工擴展液流電池產業策略,著重凸顯液流電池特性優點的應用及成本降低,利用液流電池特性優勢,包括適合持續長時間儲能、大規模及長期時間運轉的運用,同時支持碳中和。
 
液流電池具有長壽命電池堆及電解質不會衰退特性,使用設計搭配時數很彈性,相較於鋰電池,預估運轉每度電總成本,在超過5~8小時以上持續儲能應用具有絕對優勢(圖六)。降低成本策略方面,圖十為釩電解質價格波動圖,一方面使用釩金屬原物料能與市場價格分離,另一方面,降低電解質加工成本,讓電解質在地化生產,減少運輸及關稅費用,落實在地化製造能提供在地化消費,尤其是電解質,因此根據區域需求進行最適化設計。
 
推動擴展液流電池產業策略,陸續推出上述理念示範案例如下:
1. 示範電網連接大型儲能系統及商業運轉
住友電工目前電網連接大型儲能系統運轉共有三座(圖十一),第一座在日本北海道,2016年進行示範運轉,2019年進行商業運轉,規模為15 MW/ 60 MWh,由北海道電力網(Hokkaido Electric Power Network)公司營運,主要應用在電力調度;第二座也是在日本北海道,2022年直接進行商業運轉,規模為17 MW/ 51 MWh,由北海道電力網公司營運,主要應用同樣是電力調度。這兩套系統從外觀來看,最大差異就是電解質槽,由原本圓柱桶槽,改成貨櫃型桶槽設計;第三座在美國加州,2017年進行示範運轉,2022年進行商業運轉,規模為2 MW/ 8 MWh,由聖地亞哥天然氣和電力 (San Diego Gas and Electric) 公司營運,主要應用在電力批發市場(Wholesale Market)。 
 
圖十一、住友電工連接電網之大型釩液流儲能系統案例
圖十一、住友電工連接電網之大型釩液流儲能系統案例
 
5.設置持續長時間儲能情境驗證
因應未來持續長時間儲能需求應用情境,日本在地化電力製造和供應商(Power Producer & Supplier; PPS),規劃建置1 MW/8 MWh儲能系統計畫,由4個250 kW/2 MWh模組組成,預計2024年4月啟動,成為日本第一個長時間持續儲能系統。主要建構商業模式,在電力批發市場,利用再生能源發電,直接販售電力,供應電力給工廠,多餘電力可以進行儲存;另外透過電力批發市場,買入低價電力進行儲存,電力高價時賣出電力,同時也可以供應工廠電力短缺(圖十二)。
 
圖十二、持續長時間儲能情境之商業模式運轉
圖十二、持續長時間儲能情境之商業模式運轉
 
(二) CellCube
CellCube在過去12個月,四大洲設置儲能量超過17 MWh(表二),功率10 kW~2 MW,容量100 Kw~8 MWh,主要配置為4小時,情境運用包括電網調度、微電網韌性、再生能源整合及零碳排放(圖十三)。
 
圖十三、近一年來CellCube在四大洲設置的儲能系統
圖十三、近一年來CellCube在四大洲設置的儲能系統
 
(三) Invinity
Invinity在論壇報告中提到,公司是一個全球性的全釩液流電池領導者,具有標準化工廠製造的產品,在美國、加拿大、英國和澳大利亞已安裝區域最大的液流電池系統。整體來說,五大洲15個國家有70計畫,佈署或合約合計65 MWh,具經驗液流電池團隊成員有134人,擁有73個專利,超過15年在產品和製造的研發投資。
 
Invinity說明三個案場案例,案場1設置在加拿大,使用38個VS3s貨櫃,228個模組,系統容量8.4 MWh,應用在電力調度;案場2設置在澳洲(圖十四),使用41個VS3s貨櫃,246個模組,系統容量8 MWh,應用在電力調度及穩定頻率響應;案場3設置在美國,使用44個VS3s貨櫃,264個模組,系統容量10 MWh,應用在微電網韌性。未來規劃仍以20呎貨櫃外型,尺寸符合填充時的重量限制,以VS3技術放大,設計目標創造最低每度電的均化儲電成本(Levelized Cost of Storage; LCOS),2024年可以供應。
 
(四) H2
2013年,H2成為韓國第一個商用釩氧化還原液流電池(VRFB)公司,完成階段性指標如下: 2017年,成功開發1 MWh之VRFB;2018年,2.2 MWh之VRFB商業部署;2020年,韓國第一個太陽能結合釩液流電池商業運轉;2021年,取得世界第二個UL認證;2023年,建造年產量 ---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。
 

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