全世界成长最迅速的储能系统不是超级电容储能,竟然是…?

绿色带路人的心底话

  

  上一篇《全世界最大的储能系统不是Tesla的锂电池储能厂,竟然是…?》我们介绍了储能方式有三,分别是物理储能、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。

  在我们接著介绍电磁储能之前,我们先厘清一个很重要的基础概念,才有办法正确理解下表。一般人在接触储能技术时,对于储能技术的功率(瓦)与容量(瓦时)的概念容易混淆。首先我们必须了解其含义:功率是指在驱动负载时,对电力大小的需求,也就是单位供电速率;容量则是总储存电量,对应负载的放电时间长短。功率必须足够才能够驱动负载,如果一颗电池功率很小,不足以带动马达运转,那么再大的储能容量也无用武之地。当基本功率可以满足时,才有机会考虑维持在负载功率下的工作时间长短,也就是对于总储能容量的需求。


(请点选表格放大检视)

  除了物理储能方式之外,第二种是电磁储能。电磁储能包括超导储能和超级电容储能。超导储能是把超导材料制成的线圈放在临界温度的容器中,在这么极端温度的环境之下,超导体内的电阻是零,传输电能时不会有电力损失,能量就以超导线圈中循环流动的直流电储存在磁场中。

  但是为了要实现超导储能,它需要耗费能源创造出临界温度的环境,实在是太贵了,也不够环保,而且能储能的时间非常短,虽然已有超导储能产品可用,但在电网中应用很少,大多是试验性的。

  超级电容储能则是采用特殊电极结构,使电极表面积增加几万倍,从而产生很大的电容量,技术特点是充放电速度快,可循环使用次数高,用在公车或捷运上,能够在加速时快速放电,在刹车时回收能量,即使频繁加速、刹车也不会影响电池寿命。

全世界成长最迅速的储能系统是电化学储能,其中又以锂电池储能最具冠军相

  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,其市占率从2017年1.67%提高到2018年的3.7%。

  电化学储能的种类非常多,表一我们整理几个比较常在新闻中看到的如铅酸电池、锂电池、液流电池、钠硫电池、铝电池,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?》有说明铅酸电池和锂电池的原理,同时我们提到,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,制造成本随著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。

  液流电池有好几种,我们最常听到的是全钒液流电池。技术特点是使用寿命长、充放电性能良好、容量也可达MW级,适合于应用在电力系统中,但制造成本较高。

  钠硫电池的技术上有个前提,其电池的运行温度需保持在300℃以上,以使电极处于熔融状态。再加上制造成本也高,因此比较少大规模应用。

  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、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。

天生我才必有用,各种储能电池技术都有其合适的应用场景

  在《如何判断电池技术大突破是世纪大骗局还是真革命?》文章中,我们谈到六个判断电池技术潜能的基本逻辑:能量密度高、寿命长、充放电速度快、耐热耐寒、安全性高、达到可商业化的成本。

  对储能电池来说,有三大应用场景——电力系统、汽车与家用,这些场景需要的电池功能强项不尽相同,例如抽蓄水力储能、压缩空气储能的能量密度不算高,且占地空间大,但对发电端储能、电网端储能就挺有帮助。所以我们在选择投资或使用储能电池的技术时,要先接受一个思维前提:这个世界上没有一种完美的储能技术,我们只是在不同的应用场景里做了选择。天生我才必有用,各种储能电池技术都有其合适的应用场景,有它的优势也有它一定的限制。

  从上一篇读到这里,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. 全世界成长最迅速的储能系统是电化学储能,其中锂电池储能是目前高手擂台上最具冠军相的选手
  3. 天生我才必有用,各种储能电池技术都有其合适的应用场景

  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。

锂电池 储能

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