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2018年全球儲能市場發展(續)
.2018/03/13
摘要 全球再生能源發電量持續增加,然而再生能源發電尖峰時段並不一定符合當地居民電力使用的尖峰時段,許多國家與公用事業陸續意識到可利用儲能系統以平衡發電量與用電量的時間落差。Frost & Sullivan闡述2018年全球儲能市場的發展,前篇摘述全球主要儲能技術,本篇則針對電池儲能系統做更詳細的介紹。

一、 電網規模的電池儲能系統市場發展預測
2018年全球電網規模的電池儲能系統發電量將自2017年的4,029.8MWh成長52.5%至6,144.3MWh,裝置容量亦從2,284.2MW成長至2,724.5MW,成長主因來自鋰電池與液流電池(Flow Battery)。2017年各類電池的裝置容量占比依序為鋰61.3%、以鈉為材料(sodium based)25.6%、液流10.2%、鉛酸(Lead Acid)2.9%與以鎳為原料(nickel based)0.1%,2018年前三大類的占比則為鋰60.7%、液流19.1%與以鈉為材料18.2%。

二、 關鍵電池儲能系統技術
(一) 先進鉛酸:為成熟技術且是最被廣泛使用的電池,相較於其他電池,能在最低成本下提供高可靠度與效率。
發展優勢:成熟電池技術、低成本、電池壽命佳
(二) 以鈉為材料:為成熟技術,並因日本廣泛設置使其成為電網級併網型儲能系統(utility-scale grid-connect storage systems)的主要電池技術。
發展優勢:高能量密度(energy density)、可多次重複充電、反應快速、壽命長與具規模化潛能。
(三) 鋰:在室溫下,此技術在充電系統中,具有最高能量密度,並成為電動車與油電車偏好的電池技術。
發展優勢:高能量密度、良好的生命週期與充放電效率。
(四) 液流-鋅溴(ZnBr)與全釩氧化還原液流電池(Vanadium Redox Flow Battery, VRFB):透過替換電解質可讓電池快速充電,同時循環使用廢料以重新通電。此種技術相較於其他電池,具有更長的生命週期與續航力。
發展優勢:可多次充放電、產品壽命長、能量轉換效率高

三、 全球電池儲能系統技術發展趨勢
(一) Cadenza Innovation Inc.的鋰離子超大電池(Super-Cell)技術:較現行鋰電池價格低30%,但能量密度高30%,並透過緊密封裝結構,以及搭配有效之排氣機構與壓力斷開裝置(PDD),可實現具有高安全性且具高體積能量密度的大電池系統。預期將能改變既有的電動車電池與電網儲能系統的創新潛能。
(二) CAMX Power開發電池負極含大量鎳的鋰電池:透過化學或電化學反應改善能量密度與生命週期。應用負極新材料CAM-7的電池容量將超過200 mAh/g,且即使在低於零下20℃的溫度下,充電量仍能達到80%。預計在與英國Johnson Matthey及德國BASF合作下,將能大幅降低成本並改善電動車的行駛距離。
(三) 美國阿崗國家實驗室(Argonne National Laboratory)的液流電池:首次為氧化還原液流電池所開發陰極電解液(catholyte)材料,能透過雙環取代(bicyclic substitution)的方式減少能源損失。目前氧化還原液流電池已被應用於電網儲能系統,在改善電池的穩定性與性能後,預計液流電池將能進一步滲透至大型儲能系統。
(四) Jaguar Land Rover與Warwick University將汽車連接電網並為建築物發電:主要目標是將閒置電動車的電力回饋到電網,並為大型建築物提供電力,同時將車輛電池壽命延長10%,在成功示範此技術之後,預計將可被電表後端(behind-the-meter)與離網能源模型廣泛採用。
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資料來源 Frost & Sullivan