存下再生能源

 重點提要

■抽蓄水力發電廠是全世界最普遍使用的大型儲電設施，但受地形、環境保護等條件限制。

■目前全世界大型儲電設施的主流研發方向為鋰電池、液流電池及鈉硫電池。

■台灣有開發燃料電池的潛力，並期待金屬空氣電池能研發成功。

面對化石能源枯竭的危機，發展再生能源成為全世界必然的趨勢，然而太陽光和風力都不受人指揮，發電量極不穩定。若要維持電網穩定，最好的辦法就是把太陽能和風力所發的電能儲存起來，在適當時間穩定輸出。因此，大型儲電裝置的發展近年來逐漸受到各國重視。

義大利物理學家伏特（Alessandro Volta）在1799年發明電池後，人們使用儲電裝置已經超過200年，然而目前能容納發電廠多餘電力的大型儲電裝置只有一種，就是抽蓄水力，可以配合發電廠的能力，達到十億瓦（GW）等級。

台灣在日月潭水庫附近有明潭及大觀二廠兩座抽蓄水力發電廠，裝置容量2.6GW，佔全台總裝置容量的6.3%，其中明潭發電廠的裝置容量1.6GW，大於核一廠，是亞洲第一、全球第四大的抽蓄水力發電廠。可是，台灣也只有這兩座抽蓄水力發電廠，因為興建抽蓄水力發電廠的適當地點難覓，水庫又有破壞生態的疑慮，加上若因極端氣候而集中降雨時，下游地區將面臨洪水的威脅。台灣還有沒有其他地方可以興建水庫？水庫蓄水量是否足夠？都讓人質疑。

因此最適合台灣（及其他沒有抽蓄水力發電地形條件的國家）的方法，只有利用二次電池（可反覆充電的電池）進行化學儲能。第一個二次電池是法國物理學家普蘭特（Gaston Plante）於1859年發明的鉛酸電池，經過100多年的技術改進，便宜又安全，是目前世界上使用最多、最成熟的儲電技術。

不過鉛酸電池有幾個根本的問題，工業技術研究院綠能與環境研究所新能源技術組副組長楊昌中指出，鉛酸電池的製造過程和廢電池處理都對環境造成很大的負擔，因此必須搭配完整的回收系統；其次是鉛酸電池雖然比各種先進電池便宜，可是使用壽命太短；最大的缺點是鉛酸電池只要放電量較高，損壞率就非常高，若每次都100%放電，只能使用200次，不適合做為大型儲電系統。

因此現在全世界的發展重點是可以大型化的三種先進電池：鋰電池、液流電池及鈉硫電池，雖然技術未臻成熟，但已有一些示範計畫正在進行中。

由小變大的鋰電池
鋰電池分為鋰金屬電池和鋰離子電池，早期使用的是鋰金屬電池，但因有嚴重的安全問題，現在廣泛使用的都是鋰離子電池，以日本三洋、索尼、松下、日立，以及韓國三星、LG的技術最先進，但這幾家公司都沒有早期投入大型儲電領域，因此現在以中國的比亞迪及美國的A123在大型儲電市場的表現最好。比亞迪去年聯合另外三家中國廠商，在中國承接了一個14百萬瓦（MW）的示範案，A123也準備在美國加州建置8MW的示範案，台灣則只有能元科技和國內的太陽能發電系統廠商合作，最近剛開始測試50千瓦（KW）的小型儲電系統。