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【绿色观点】全世界最大的储能系统不是Tesla推的锂电池储能

时间:2020-06-13 来源: 动态大全 点赞: 447

【绿色观点】全世界最大的储能系统不是Tesla推的锂电池储能
REUTERS/达志影像

前一阵子绿学院写了几篇关于锂电池、动力电池、发电端及电网端储能的观点文章,我看了文章下面的网路留言,发现许多人提出类似的问题:「怎幺没有写抽蓄水力储能,这可是最大的储能系统哩!」先别急,我们今天就来把之前的文章串起来,理解各种储能方式,比较每种储能的强项及弱项,帮助你判断哪种储能技术值得拿来创业或投资。

其实网路上的留言是对的,如果把认知地图往外扩,储能本来就不只锂电池,之所以一直谈锂电池,是因为锂电池是目前高手擂台上最具冠军相的选手。储能是先将电力转化为其他形式的能量,存放在「储能装置」中,并在需要时释放,在充电与放电的过程中,自然实现了能量的跨时间转移。像是「水库」一样,居中做个「削峰填谷」调节:水多的时候储存起来,水少的时候放出来大家用,这就是储能的角色。

三种储能方式:物理储能、电磁储能、电化学储能

这个储能装置,也就是「水库」的角色,可以有多种选择,我们可以将电能转化为动能、位能和化学能等,对应能量转换方式的不同,目前主要的储能类型分为物理储能、电磁储能、电化学储能。

物理储能包括抽蓄水力储能、压缩空气储能和飞轮储能等。抽蓄水力机组除了用来发电之外,反向过来也可以做为储能电池,供电力调度之用。网路上的留言说的没错,抽蓄水力储能容量大、储电成本低,可以说是一个天然电池,而且短期来看它的主导地位不会改变。

但抽蓄水力储能并没有太大的成长潜能,如果你要靠着它创业或是赚大钱恐怕不容易,因为它的建设完全依赖于地理条件,也就是说当地水资源是否足够丰富且稳定供应,这几年开始,新建的水库几乎都面临到生态与环境争议而搁置。2016 年以来全球的抽蓄水力机组装机量仅成长 0.6%。

压缩空气储能则是另一种物理储能的方式,技术特点是输出功率大;持续时间长,可达数小时;运行寿命长,可循环上万次,寿命可达 40 年;且零碳排,非常环保。缺点是受地理结构限制,建设成本高,应用上不易普及。

飞轮储能的技术特点是储能效率高达 90%、使用寿命长、环保无污染、可连续运行、使用起来很简单。缺点是能量密度低、保养费用昂贵、性价比差。

再来是电磁储能,包括超导储能和超级电容储能,目前因製造成本较高,而且能储能的时间非常短,应用场景较少,仅有少数示範性案例,如超级电容仅在美国有示範性储能厂。

最热门的就是电化学储能,这是近年来发展最迅速的储能类型。2018 年可以说是电化学储能的元年,也是集中爆发的一年,因为从全球角度来看,2018 年电化学储能装机容量达到 6,625MW,跟去年同期相比成长 126.4%;在储能市场中,其市佔率从 2017 年 1.67% 提高到 2018 年的 3.70%。

电化学储能根据所使用的电池不同,可分为铅酸电池、锂电池和液流电池等,之前的文章《如何判断电池技术大突破是世纪大骗局还是真革命?》有说明,铅酸电池挟带非常低廉的成本优势,大量使用在动力电池例如汽机车的启动电瓶、电动自行车,以及储能电池如不断电系统等。但其问题在于使用寿命短,不环保。

锂电池最大的优势就是能量密度高,製造成本随着电动车市场的规模效应而不断下降,是目前电化学储能应用最多的电池。

我们也常听过液流电池或是钠硫电池,这是近年来新兴的化学电池,其使用寿命长、充放电性能良好,但製造成本较高,目前比较少大规模应用。

另一个是最近新闻常出现的铝电池,铝、石墨这种材料产量丰富,量产时,较其他电池便宜,而且寿命长、充电放电效率高、没有有机溶剂在其中。它的缺点就是能量密度不够高,所以要慎选应用场景。

【绿色观点】全世界最大的储能系统不是Tesla推的锂电池储能
物理储能和电化学储能是目前主要的储能方式。资料来源:谢芳吉

读到这里,我们可以得到三个知识升级,帮助你判断哪种储能技术在高手擂台上最有戏:

  1. 全世界最大的储能系统不是锂电池储能厂,而是抽蓄水力储能厂,而且短期来看它的主导地位不会改变。
  2. 因为抽蓄水力储能厂没有太大的成长潜力,因此大家纷纷投资在锂电池身上,锂电池是目前高手擂台上最具冠军相的选手。
  3. 电池技术或新材料的研发,一定要紧扣实际的应用场景,并具备产业生态的全局思维。

接下来,我们将讨论储能电池产业的发展状况,以及提出我们对于台湾发展储能产业可能的解法。


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