快速發展中的能源儲存商機:2022 年,全球電池儲存的能量可為 600 萬個家庭供電!

美國 Portland General Electric 公司的儲能系統。

為了因應全球暖化挑戰,世界各國正大力發展再生能源,台灣也積極建設綠能,今年夏天,太陽能發電功率甚至一度超越核電機組。

然而,再生能源最大的痛點,就是發電不穩定,發電條件人類無法控制。雖然可以透過火電、核電填補缺口,但要達到 100% 綠電,就必須發展能源儲存技術。

現階段主要以抽蓄水力儲存電能,卻受限於地理環境

能源儲存技術(Energy Storage System,簡稱 ESS)指的是利用化學能、重力位能、熱能等形式儲存電能,作為應急能源,或者是在電網高負荷的時候輸出能量,填補能源缺口。

早在 200 年前,伏特發明電池之後,人類就有了能源儲存技術。現階段主要是用抽蓄水力來儲存發電廠的電能;以台灣為例,根據科學人雜誌的 報導 ,日月潭水庫附近有明潭及大觀二廠兩座抽蓄水力發電廠,裝置容量是 2.6 GW,其中明潭發電廠的裝置容量達 1.6 GW,超過核一廠。問題是,抽蓄水力廠受限於地理環境,不是每個地方都可以建設,不但無法大量建設,還會破壞生態;此外,抽蓄水力也會受到氣候的影響,氣候乾旱時,儲電量就會受限。也就是說,抽蓄水力無法擺脫自然環境的限制。

再生能源、新能源車蓬勃發展,人類急需能源儲存技術

然而人類正在大力發展再生能源,提升再生能源的裝置容量。雖然全球再生能源的總發電量足以滿足人類需求,卻受到發電不穩定與儲能技術的限制,讓人類無法擺脫非再生能源。

此外,電動車等新能源車在快速普及化。今年全球電動車數量達 560 萬,預計在 2030 年達到 1.25 億輛,比今年成長 22 倍,對電能的需求將提升。人類發展電動車,無非是追求環保,但若要讓這些車成為真正的綠能車,供電來源就必須是再生能源,然而人類的綠能發電量能滿足這些車帶來的需求嗎?若這些車需要在離峰的時段充電,電網能應付嗎?

全球鋰電池價格每年下降 8%,2022 年儲電量可供 600 萬家戶使用

因此能源儲存技術(ESS)也與再生能源同步發展。目前發展的方向以電池儲能為主,特別是鋰電池技術的研發。根據 TARGRAY 上的 數據 ,鋰電池占了 98.8% 的全球儲能市場,而且鋰電池的價格正以每年 8% 的速度下降;電池儲能廠也正在蓬勃發展,其中以中國的比亞迪(BYD)為最大宗,它正在建設電池工廠,有望在明年完工,成為全球最大的電池廠。預估在 2022 年,全球的電池儲電量將達 21.6 GWh,可供 600 萬家戶電能。

而且儲能即服務(Energy Storage-as-a-Service,簡稱 ESaaS)的商業模式也在發展,它是個結合儲能與能源管理的商業模式,提供客戶穩定、有經濟效益的能源。政府的政策支持是能源儲存技術發展的重要原因;公部門也積極收購儲能技術公司,或者是與他們合作。

雖然現在能源儲存技術還有問題有待克服,例如鋰電池的安全性問題,然而卻是個值得期待的技術發展,因為再生能源與鋰電池的成本皆持續降低。2018 年,太陽能發電成本約為每瓦 1.4 美元(約新台幣 43 元),鋰電池成本約每千瓦小時 176 美元(約新台幣 5456 元);然而到 2024 年,太陽能發電成本將降為每瓦 0.9 美元(約新台幣 28 元),鋰電池成本低於每千瓦小時 100 美元(約新台幣 3100 元)。再生能源的發電、儲存成本都在下降,即將與非再生能源的成本達到「黃金交叉」,屆時再生能源將比非再生能源更有經濟效益,再生能源將獲得更廣泛的採用,除了新商業模式的發展,也帶給我們更乾淨的地球。

參考資料來源:
1.《TARGRAY》:〈Energy Storage Systems: 10 Technology Trends to Watch
2.《科學人雜誌》:〈 存下再生能源
3.《REDDAL》:〈Energy storage systems (ESS) – disrupting industries
4.《POWER》:〈Lithium-Ion Batteries: Costs Down, Benefits Up [PODCAST]
5.《DARRIN QUALMAN》:〈Electric car numbers, and projections to 2030
(本文提供合作夥伴轉載。首圖來源:Flickr CC Licensed)

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