西門子測試風能搭配儲熱儲能系統

作者 | 發布日期 2016 年 10 月 19 日 15:59 | 分類 能源科技 , 電力儲存 , 風力 follow us in feedly
Flickr/David Hall

德國全速衝刺風能的結果,當電力需求不足,風力卻十分充沛時,產生大量多餘能源,若要透過歐洲電網售予鄰國,偏偏丹麥也大力發展風能,德國海上風場發電過剩時,鄰近的丹麥風場往往一樣發電過剩,真不知道該賣去哪兒,許多時候只能棄風。為了因應大量剩餘風能,德國開始研究各種能源儲存方式。



由於棄風所拋棄的電力價值等於零,所以只要儲能成本夠便宜,儲能辦法浪費點能源也無所謂,德國綜合機電大廠西門子(Siemens)就提出風力發電結合熱儲能的辦法,稱為「未來能源解決方案」(Future Energy Solution),並期望這樣的儲能科技能協助風能解決棄風問題,並達到每度電供電成本 0.1 歐元以下的目標。

美國尖峰單循環燃氣發電的成本約為每度電 0.165~0.218 美元,也就是 5.23~6.91 元新台幣,抽蓄水力發電成本約為每度電 0.188 美元,相當於 5.96 元新台幣,0.1 歐元相當於 3.48 元新台幣,若能達到此一目標,顯然將能比現有的尖載電力來源更有價格競爭力。

西門子熱儲能的原理相當簡單,多餘電力用來驅動工業級電熱器,將空氣加熱到攝氏 600 度,用來烤熱包覆於隔熱儲槽中的玄武岩床,當需要用電時,就利用熱石頭煮水產生蒸氣推動蒸氣渦輪發電。西門子在德國經濟事務暨能源部注資補貼下,目前正組裝 25 立方公尺的儲槽模型,計畫將於 2016 12 月開始測試。

隔熱儲槽模型測試完成後,西門子規劃在一處廢棄煉鋁廠,採用 1.5 百萬瓦發電容量的西門子蒸氣渦輪,建立 5 百萬瓦發電容量、3.6 萬度儲能容量的示範計畫。示範計畫預定在 2018 年初完工,將設有 2,000 立方公尺容量的岩石儲槽,計畫全天候提供 1.5 百萬瓦發電容量,預期示範計畫的儲能能源效率將為 25%

西門子規劃在 2019 年發展 30~40 百萬瓦發電容量的先導計畫,之後進行正式商業化的計畫,正是商用計畫將有 100 百萬瓦發電容量,儲能後能持續發電高達 48 小時,而儲能能源效率將為 50%

2014 德國拋棄可再生能源高達 15.81 億度,相當於損失 8,300 萬歐元,其中風能佔 77.3%,達 12.22 億度,相當於損失 7,200 萬歐元,這些平白拋棄的能源,若能回收 50% 也是相當可觀,因此西門子並不介意儲能的效率不高。

但是,由於其他儲能技術的成本正快速降低、效率也正快速改善,儲熱儲能屆時在成本效益上是否仍然佔優勢,可說還在未定之天,有可能不敵電池儲能系統而遭市場淘汰。無論如何,西門子的嘗試顯示「問題就是商機」,棄風是一大問題,但看在西門子眼中卻是發展解決方案的大好機會。

由於其他許多廠商也英雄所見略同,在諸多能源儲存技術群雄並起下,棄風問題在可見的未來將很快得到解決。

(首圖來源:Flickr/David Hall CC BY 2.0) 

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