能源儲存貢獻減碳,不必等到綠能普及

作者 | 發布日期 2015 年 10 月 05 日 7:30 | 分類 能源科技 , 電力儲存 , 電池 follow us in feedly
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一般對能源儲存貢獻減碳的想像,是能源儲存可促進綠能的普及,再透過綠能的普及間接減碳,不過美國獨立電力供應商 AES 旗下的能源儲存部門 AES 能源儲存(AES Energy Storage)認為不用等那麼久,其實現在能源儲存就可以對減碳發揮貢獻,關鍵在於複循環燃氣電廠與單循環燃氣電廠之間的能源效率不同。



目前主流燃氣發電方式是複循環燃氣電廠,如台灣大潭發電廠即屬於複循環燃氣電廠,以大潭電廠而言,其機組能源效率可達 58.75%,遠高於單循環燃氣電廠,也就是說,燃燒同樣的天然氣,產生一樣的二氧化碳時,複循環燃氣電廠譨產生更多電力,或是反過來說,發出同樣電力時,單循環燃氣電廠的碳排量較高。

AES 計算兩者之間的差別,每發出 1,000 度電力,複循環燃氣電廠產生 825 英磅的二氧化碳,單循環燃氣電廠卻會產生 1,365 英磅,可以清楚看出雙方的碳排量差別。單循環燃氣電廠往往於尖峰時啟用,做為尖峰時的備援彈性供電,若是能改以能源儲存方式,儲存複循環燃氣電廠所發出的電力,在尖峰時放電使用,取代尖峰單循環燃氣電廠,就有機會減少碳排,AES 計算,複循環燃氣電廠加上電池能源儲存,考慮到充電過程的能源損耗,每 1,000 度電力發電與儲存產生 916 英磅二氧化碳,比起以單循環燃氣發電因應尖峰需求,減少了三分之一的碳排放量。

若依照 AES 的想法,建立大量能源儲存容量,當電力過剩時也不關閉複循環燃氣發電廠,而是讓它一直全力發電,多餘的電力儲存起來,尖峰時放電使用,取代尖峰時啟動的單循環燃氣電廠,如此一來不僅可以減少碳排放,複循環燃氣發電廠可持續運轉,也能提升容量因數,有利於進一步降低發電均化成本。

 

打造儲能系統取代電廠

AES 能源儲存目前正為南加州愛迪生(Southern California Edison)電力公司建造 100 百萬瓦、可儲存 40 萬度容量的鋰電池能源儲存系統,打算用來做為尖峰供電使用,取代尖峰電廠,此能源儲存裝置將儲能用以供應該區域的傍晚需求高峰。

不過,鋰電池能源儲存裝置過去主要用來做為短期頻率調整使用,使用方式是短期間快速充電或放電,而非持續放電數小時,長期如此使用下來,可能會加速老化,導致效能下降。目前有許多可供長時間供電的能源儲存技術,如液流電池、液態金屬電池等,不過這些技術都還處於早期階段。

鋰電池是否能達到技術規格上的超過 90% 充放電效率也是另一個問題,此外,可能有部分電力要用來冷卻電池,鋰電池提供的是直流電,要與電網連結需先轉換為交流電,轉換過程的損耗也必須計入,這些都有可能讓 AES 的計畫發生變數。

不過 AES 對鋰電池能源儲存仍然相當看好,除了上述100 百萬瓦、 40 萬度容量計畫以外,AES 能源儲存也為姐妹企業印第安納波利斯電力與照明公司(Indianapolis Power & Light)打造 20 百萬瓦能源儲存系統,做為長達數小時的能源儲存資源,AES 表示能源儲存最好的一點就是能夠上下調整達 2 倍的幅度,電力過剩時可吸收 20 百萬瓦,電力短缺時能釋出 20 百萬瓦,相當於有 40 百萬瓦的彈性空間。

AES 認為,未來當可再生能源普及時,能源儲存裝置可以儲存午夜多餘的風能,以及中午多餘的太陽能,轉移到用電高峰使用,如此一來就能達到零碳排,但在此之前,能源儲存裝置可儲存複循環燃氣發電的電力,在用電尖峰放電使用,取代過去的尖峰單循環燃氣電廠,也能減少碳排放量。理論上如此,就看 AES 實際執行成果如何了。

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