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科技新知

突破鋰電池壟斷能源儲存市場,Hydrostor 將在南澳洲興建壓縮空氣儲能

  • 發佈日期:2019/3/12
  • 資料來源:科技新報
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發布日期 2019 年 03 月 12 日 7:30 | 作者 藍 弋丰 | 

新式壓縮空氣儲能設施

在鋰電池量產規模提升、成本節節下降之下,能源儲存市場目前可說是鋰電池的天下,其他能源儲存技術包括其他電池技術、飛輪、壓縮空氣儲能等,都在鋰電池的強勢下相形失色,不過這不表示相關廠商已經棄械投降。加拿大新創事業 Hydrostor 將在南澳洲興建 5 百萬瓦(megawatt)1 萬度規模新式壓縮空氣儲能設施,以為壓縮空氣儲能打下灘頭堡。

鋰電池雖然是目前儲能主流,但鋰電池技術上並不適合長時間大量電力的儲存與轉移時間使用,目前大多做為緊急應變以及電網調控頻率等彈性調度功能,但是隨著可再生能源比例日漸提高,未來終會需要搭配太陽能,將日間電力儲存到夜間使用,或搭配離岸風能,將夜間多餘電力儲存到日間用電尖峰使用,如此大量、長時間的儲能應用方式,將會是其他儲能技術的一線生機。

壓縮空氣儲能的原理是利用離峰時間多餘的電力,用來加壓空氣,打入地底洞穴中,等到用電尖峰時,再從地底洞穴釋出高壓空氣,推動渦輪發電,地底洞穴可以是天然的地洞,也可以是其他產業人為挖出來的地洞,例如礦業挖掘出來的礦坑,或是油氣公司鑽油抽取石油與天然氣之後留下的空洞。

Hydrostor 主打其先進壓縮空氣儲能,首先 Hydrostor 將壓縮空氣時產生的熱,以儲熱設施儲存起來,之後釋放高壓空氣時,會需要吸收熱能,直接從儲熱系統提供,如此可增加能源效率;另一方面,Hydrostor 在地面打造大蓄水池,地下洞穴部分注滿水,壓縮空氣打入地下時,將洞穴中的水推出,推上地面的蓄水池,如此壓力可保持恆定,即地面與洞穴高度差的水壓,利於系統運作。

壓縮空氣儲能之所以未受主流青睞的原因,是因為需要具備合適的地質條件,才有可供利用的地洞,而利用地洞也並非那麼容易,許多新創事業前仆後繼,仍無法達成具備經濟價值的目標,Hydrostor 將在廢棄的安格斯(Angas)鋅礦打造儲能地洞,希望能避免其他同業利用既有洞穴的一些問題,並證明壓縮空氣儲能在經濟上可行。

儲能需求增加為測試契機
澳洲近年來面臨電力危機,儲能需求殷切,雖然特斯拉(Tesla)為澳洲建立 100 百萬瓦儲能設施,一上線就發揮效用,不過這也讓澳洲了解到儲能的重要性,因此積極發展儲能計畫,並願意嘗試各種技術。Hydrostor 的 5 百萬瓦計畫若能成功運作,將成為示範,有利於爭取後續計畫,規模可能高達數百百萬瓦。

Hydrostor 先前發展水下氣球高壓空氣儲能,在加拿大安大略進行水下氣球示範計畫後,由於水下氣球只能應用在大湖附近地區,進一步將水下氣球改為利用充水地下洞穴,以擴大地理應用範圍,在安大略又打造 2 百萬瓦的正式計畫,最初將先只有 8,000 度電儲能規模,之後可藉由從地下洞穴中抽出較多水,來擴大儲能規模達 1.5 萬度電,該計畫已經與安大略獨立電網(Independent Electricity System Operator,IESO)簽下 10 年合約。

Hydrostor 這次澳洲計畫總預算 3,000 萬澳幣,其中有澳洲可再生能源署 600 萬澳幣,以及南澳洲可再生能源基金 300 萬澳幣資助,完工後,將連上澳洲國家電力市場,自由進行交易,包括提供各種電力服務,以及可在離峰低電價時間儲能,在尖峰高電價時間售電,賺取差價。該計畫只待最終審核通過即可開工,預定將在 2020 年初或年中完工上線,Hydrostor 計劃為該工程拍攝紀錄片,且該計畫將設置遊客中心,以廣為宣傳其壓縮空氣儲能技術。

Hydrostor 目前在全球有 15 處開發中計畫,目前正在爭取 200 百萬瓦、6 小時儲能時間,以及 300 百萬瓦、12 小時儲能時間的計畫。Hydrostor 預期技術在 500 百萬瓦、10 小時儲能時間的規模時,能達到每度電儲能容量成本低於 100 美元的整數關卡,藉此正面迎戰鋰電池儲能。不過,目前 Hydrostor 的儲能成本仍然遠高於該目標,是否能拉近,就看澳洲計畫的表現如何了。

South Australian zinc mine to be converted into Australia’s first compressed air facility for renewable energy storage
Hydrostor Will Build Compressed Air Storage for the Australian Grid
(首圖來源:Hydrostor)
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