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Outlook

趨勢展望

崑鼎太陽光電效益提升再進化
儲能系統應用與市場分析

崑鼎(ECOVE)積極響應政府再生能源政策,成立昱鼎能源公司(ECOVE Solar Energy Corp),投入太陽光電開發設置與營運,在太陽光電領域的實績,已由台灣拓展至海外,完成96個專案的併聯發電,開發總容量累計突破114 MW。

為解決太陽能發電不穩定的特性問題,崑鼎在積極拓展綠能低碳業務的同時,投入儲能系統技術與業務模式可行性評估,今年更將藉由已取得開發權利的南部科學園區專案,作為投入儲能系統的試驗場域,將太陽光電搭配儲能系統,結合目前市場主流議題的電動車充電系統,以綠電生活圈概念打造出不同的綠色能源新體驗,另在跨入儲能系統市場的同時,亦將執行經驗擴大到電網級儲能系統,爭取儲能市場的龐大商機。本文特別針對儲能系統的應用與台灣市場現況作介紹。

儲能系統發揮電網最大效益

依台灣能源多元化發展政策,經濟部訂定2025年再生能源發電占比20%,主軸即為太陽光電與離岸風力,但兩者皆具有不穩定與間歇發電的特性,需倚賴儲能系統在電網中扮演電力調節的角色,以維持電網穩定性,並滿足離尖峰時間用電調節等需求,可以說,儲能技術的發展,是推動綠能產業發展不可或缺的一環,扮演相當重要的角色。

儲能在電力系統上的角色相當多元,台電積極推動的電力系統輔助服務交易平台也以儲能做為主要參與資源,另從發電端到輸配電端、以至用電端,都可以是儲能系統應用範疇。目前商業應用上,在發電端常見的有「削峰填谷」(用電量低時段對電池充電,用電負荷尖峰時段則將已存儲的電量釋放到電網)、發電容量(功率)調整。在輸配電端,主要可減緩輸電系統壅塞,及延後輸配電系統投資(可在單一輸配電系統區域內,穩定離尖峰負載,避免過度投資)。在用電端應用,則可以降低用戶契約用電容量、作為備用電源,更可作為時間電價管理工具,減少用戶電費支出。總而言之,儲能系統可提供多元應用面向與操作方式,也使電網系統從單向式轉為雙向式,使整個系統發揮最大效益。

儲能技術類型及基本架構

國際電工委員會(International Electrotechnical Commission, IEC),依能量儲存形式的不同,將儲能系統概分為五大類別,包括機械(Mechanical)、電化學(Electrochemical)、化學(Chemical)、電力(Electrical)及熱能(Thermal)儲能,如下圖所示。其技術發展,早期以機械儲能為主,如抽蓄水力儲能。目前市場主流,以鉛酸電池、鋰鐵電池、液流電池的電化學儲能,以及氫能源的化學儲能技術發展最為迅速。技術發展主軸,就是要讓儲能系統朝向高單位容量、高可靠度、高安全性及低成本的目標前進。

儲能系統基本架構主要有:電池系統(BESS)、電力調節器(PCS)、電能管理系統(EMS)及系統整合(SI) 四大單元。在儲能系統應用不斷擴增下,因應不同使用場景,如何設計各系統單元最適規格條件,以及確保運轉時的可靠度,是投資儲能系統前必須全面考量優先掌握的核心能力。

五大儲能系統 (資料來源:IEC/核能所/金屬中心 MII-ITIS研究團隊整理)

台灣儲能系統市場分析

因應政府2025年綠電發展政策,及2019年正式修正並公告之《再生能源發展條例》,在用電大戶義務條款下,用電大戶必須設置一定裝置容量的再生能源發電設備或儲能設備,或以購買綠電憑證、繳納代金的方式代替,故儲能市場具一定商機,再搭配「五加二」產業創新政策中的「綠能科技產業創新方案」,更可促進國內儲能相關產業發展。

另,依經濟部「智慧電網總體規劃方案」,台電預定2025年自建160MW儲能,採購輔助服務430MW,合計590MW;其中,採購部分,2020年已完成「儲能自動頻率控制(AFC) 調頻服務」15MW標案,市場反應熱烈,後續更將透過台電交易平台競標模式,大幅開放儲能設備投資者參與,進一步擴大儲能設備參與輔助服務市場,在再生能源裝置量大幅提高的同時有效提高電網穩定度。

儲能系統應用發展挑戰

儲能系統發展,目前主要有三大挑戰,分別為:設置成本、安全性及法規限制。以目前發展最快速的電化學鋰鐵電池儲能為例,因電池系統價格昂貴,且儲能系統為複雜多單元組件,需具備高度系統整合,致使整體建置成本居高不下,後續需仰賴電池技術不斷突破,並透過更多建置經驗降低系統運轉不確定因素,才能讓設置成本符合市場需求。

至於在安全性要求,電池在長時間充放電運轉下,如何避免因過熱發生火災甚至產生爆炸疑慮,讓系統安全性獲得信賴也是一大挑戰。最後是法規限制,因儲能系統攸關電網運作,必須制定相關法規以供參與者共同遵守,才能讓市場持續且健全的穩定發展。

結 語 

近年在全球永續能源發展及政府能源轉型政策下,再生能源的發展以加倍速度取代傳統高排碳的化石能源,2020年全球再生能源裝置容量占比更成長至36.6%。崑鼎將繼續積極拓展綠能低碳業務,並投入太陽光電結合儲能系統的發展,以發揮最大效益。