義電鋰電池儲能玩火車,協助俄羅斯鐵道提升運量

作者 | 發布日期 2018 年 07 月 03 日 7:28 | 分類 交通運輸 , 能源科技 , 電力儲存 follow us in feedly

鋰電池價格正在快速下降,隨著全球大規模量產鋰電池的 Gigafactory 產能將逐漸開出,未來供給量與價格都還將更有利,開啟了許多應用可能性。義大利國家電力公司(Enel)也展開新嘗試,推出特製的鋰電池能源儲存裝置,進軍交通領域,要用來協助俄羅斯鐵道公司(Russian Railways)提升運量。



在鐵路運輸大多數電力化的時代,要提升列車的運量,相對就要提升機電系統的供電能力,而列車行駛並非持續使用一定的電力,起步時耗用大量電力,穩定行駛時只用少量電力,進站前剎車時可剎車回電,突然要用大量電力,突然不用,甚至突然回電,電網都必須吸收因應,當運量更大,將對電網造成更大的負擔。因此,若鐵路路網計畫大幅提升運量,電網往往也必須做出相對應的升級,使總體成本飆升。

義電於 2018 5 月,在俄羅斯聖彼得堡舉辦的聖彼得堡國際經濟論壇,和俄羅斯鐵道簽約,提供一個新想法,就是以能源儲存來緩衝列車造成的電網負擔,如此一來,增加運量也不用跟著更新電網,將可節省大量成本。義電表示雙方合作,主要是在俄羅斯全國鐵路系統,安裝許多創新的能源儲存系統,並表示這是電池科技首次應用於鐵路領域。

義電此次計畫將透過旗下先進服務部門義電 XEnel X),以及義電和俄羅斯鐵道總裁 Grigory Berezkin 個人擁有的 ESN 集團共同成立的子公司鐵道電力系統供應商俄能鐵(RusEnergoSbyt)進行,義電認為這項專案有助於多元化儲能事業,進軍更多不同的專業領域市場。

計畫會使用鋰電池,將於 2018 年底開始,於俄羅斯鐵道的實驗室測試,先以單一電池在控制下的環境測試操作,測試完成上線後,電池儲能系統將安裝於鐵道下,而非列車;以義電 X 的軟體監控鐵道網上特定區段的用電情況,若是用電超過電網供電最大限度,就從電池先汲取電力,有助於在用電尖峰時刻仍能維持列車平穩運作,也因此縮短列車班距。

目前在列車的應用,往往是採用氫燃料電池,而非鋰電池,如加拿大安大略正測試應用氫燃料電池於其 GO Transit 電車系統;機電大廠西門子(Siemens)與氫燃料電池技術大場巴拉德動力系統(Ballard Power Systems)也正合作打造氫燃料電池列車,阿爾斯通(Alstom)的氫燃料電池列車 Coradia iLint 則將在 2021 年於英國運行。

列車採用氫燃料電池而非鋰電池的主要考量,是儲存等量能源時,比起鋰電池,高壓氫氣瓶的體積重量相對更小更輕,列車有充足的空間可儲放高壓氫氣瓶,採用氫燃料電池供電,加上在列車自備氫燃料,鐵道整體設計可省去機電系統,將大為節省興建成本。

但若是已經完工的電氣化鐵路,無所謂從一開始就完全免除機電系統,考量還可把儲能裝置裝在鐵道這端,而非列車,就沒有體積重量的障礙。德國能源儲存設備製造商 Stornetic,即採用儲能裝置相對重量最重的技術之一,以飛輪儲能協助鐵道運作;針對煞車回電,則有應用超級電容的案例。

當前鐵路應用鋰電池的案例還相當少,但安裝於鐵道端的概念,迴避了體積重量問題,加上成本下降,開拓了鋰電池的應用空間,義電如今採用鋰電池科技來協助俄羅斯鐵道因應每年 4% 的運量成長,若此案例成功,鋰電池可望大舉進軍鐵路領域,開拓另一個新市場區塊。

(首圖來源:Flickr/Artem Svetlov CC BY 2.0)

延伸閱讀: