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2015年電廠級電池儲能系統容量累計達到250MW,加入儲能系統的再生能源發電均化成本估計將增約40%以上

摘要

目前因應變動型再生能源併網平衡的方法有四種:快速啟停電廠調度、國家或區域電網連結、需量反應及儲能。

 

儲能系統成本受到電動車市場的快速成長的規模經濟激勵下,平均電動車輛的電池成本價格由2010年的1,000美元/kWh下降至350美元/kWh。(附圖1)

附圖1、平均電動車電池成本下降趨勢(美元/kWh)[1]



2015年電廠級電池儲能系統累計容量(不包括鉛酸電池)已經達到250MW,比前一年增加了160MW,估計未來可能會超過1.2GW。

 

日本於2012年實施住商部門的儲能系統補助計畫,至2015年共銷售50,000套儲能設備,總計277MWh。

 

德國於2013年實施小型太陽光電加裝儲能系統的補助方案,至2015年9月底止,共銷售27,000套的儲能設備,總計136MWh。

 

2015年電廠級儲能(不包括水力)全球發展呈現暴發式成長,以美洲地區(AMER)為主,亞太地區(APAC)及歐洲、中東及非洲(EMEA)也有顯著的成長 (附圖2)。其中,鋰電池(lithium-ion)占79%;納硫電池(sodium sulphur)占7%;空氣壓縮儲能(compressed air energy storage)占11%。

附圖2、全球電廠級儲能系統(不包括水力)成長趨勢(MW)[1]


評析
根據再生能源21世紀機構(REN21)於2015年發布的研究報告顯示[2],2014年全球再生能源發電占比約22.8%,其中,水力占16.6%;風力占3.1%;太陽光電占0.9%。未來國際能源總署(IEA)[3]及國際再生能源總署(IRENA)[4]估計若採取積極推動的情境下,2030~2040年的再生能源發電占比有可能達到48%~53%。因此,高占比的再生能源發電的電網平衡調度問題是未來亟待解決的課題。

 

附圖3顯示2015年加裝儲能系統後的風力及太陽光電均化發電成本比較(計算基準:儲能容量為總容量的50%,2小時儲能,安裝成本為800美元/kWh,1%的運維費)。若不加裝儲能系統,英、美、德、中的陸域風力或太陽光電均化發電成本可以相當或接近傳統化石燃料發電成本。但是若加裝儲能系統,尤其是太陽光電發電,將大幅削弱與傳統化石燃料電廠的成本競爭力。以風力發電而言,加裝儲能系統後的發電均化成本提高約34%~64%;以太陽光電而言,加裝儲能系統後的發電均化成本提高約40%~85%。

附圖3、2015年加裝儲能系統後的風力及太陽光電均化發電成本比較[1]

 

電池儲能技術中,以鋰電池為技術發展主流,透過技術學習曲線效應,彭博新能源財經(BNEF)預測鋰電池單位成本有可能由目前的300~410 美元/kWh下降至2030年120美元/kWh,估計降幅60~70%,再加上電池技術效能提升,未來變動性再生能源配置儲能系統的併網整合方式,仍具有相當的成本競爭力。

 

電池儲能未來是否能成為變動型再生能源大規模發展的關鍵因素在於其成本降低幅度,若未來電池成本可以有效的大幅降低60~70%,則變動型再生能源加裝儲能系統,可排除不穩定供電的不利因素,並提供分散式發電的可行性,將有可能與傳統化石燃料發電形成更具競爭力的優勢。


參考資料
[1]Frankfurt School-FS-UNEP Collaborating Centre, Global trends in renewable energy investment, 2016.03.

[2]REN21, Renewables 2015_ Global status report, 2015.

[3]IEA, 2015 World Energy Outlook, 2015.11.

[4]IRENA, Roadmap for a renewable energy future, 2016.03.

[5]WEC, E-storage: Shifting from cost to value Wind and solar applications, 2016.01.14.
 

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