環境與生態

存下再生能源

以再生能源大規模發電時,其不穩定的發電量將危及電網的安全,因此最好能將電能儲存起來,需要時再使用。目前有哪些大型儲電設施可以設置?台灣又該朝哪個方向發展?

撰文/李名揚

環境與生態

存下再生能源

以再生能源大規模發電時,其不穩定的發電量將危及電網的安全,因此最好能將電能儲存起來,需要時再使用。目前有哪些大型儲電設施可以設置?台灣又該朝哪個方向發展?

撰文/李名揚

重點提要
■抽蓄水力發電廠是全世界最普遍使用的大型儲電設施,但受地形、環境保護等條件限制。
■目前全世界大型儲電設施的主流研發方向為鋰電池、液流電池及鈉硫電池。
■台灣有開發燃料電池的潛力,並期待金屬空氣電池能研發成功。

面對化石能源枯竭的危機,發展再生能源成為全世界必然的趨勢,然而太陽光和風力都不受人指揮,發電量極不穩定。若要維持電網穩定,最好的辦法就是把太陽能和風力所發的電能儲存起來,在適當時間穩定輸出。因此,大型儲電裝置的發展近年來逐漸受到各國重視。

義大利物理學家伏特(Alessandro Volta)在1799年發明電池後,人們使用儲電裝置已經超過200年,然而目前能容納發電廠多餘電力的大型儲電裝置只有一種,就是抽蓄水力,可以配合發電廠的能力,達到十億瓦(GW)等級。

台灣在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2.6GW,佔全台總裝置容量的6.3%,其中明潭發電廠的裝置容量1.6GW,大於核一廠,是亞洲第一、全球第四大的抽蓄水力發電廠。可是,台灣也只有這兩座抽蓄水力發電廠,因為興建抽蓄水力發電廠的適當地點難覓,水庫又有破壞生態的疑慮,加上若因極端氣候而集中降雨時,下游地區將面臨洪水的威脅。台灣還有沒有其他地方可以興建水庫?水庫蓄水量是否足夠?都讓人質疑。

因此最適合台灣(及其他沒有抽蓄水力發電地形條件的國家)的方法,只有利用二次電池(可反覆充電的電池)進行化學儲能。第一個二次電池是法國物理學家普蘭特(Gaston Plante)於1859年發明的鉛酸電池,經過100多年的技術改進,便宜又安全,是目前世界上使用最多、最成熟的儲電技術。

不過鉛酸電池有幾個根本的問題,工業技術研究院綠能與環境研究所新能源技術組副組長楊昌中指出,鉛酸電池的製造過程和廢電池處理都對環境造成很大的負擔,因此必須搭配完整的回收系統;其次是鉛酸電池雖然比各種先進電池便宜,可是使用壽命太短;最大的缺點是鉛酸電池只要放電量較高,損壞率就非常高,若每次都100%放電,只能使用200次,不適合做為大型儲電系統。

因此現在全世界的發展重點是可以大型化的三種先進電池:鋰電池、液流電池及鈉硫電池,雖然技術未臻成熟,但已有一些示範計畫正在進行中。



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