电池正在加州开始取代尖载火力发电厂,然后呢?

作者: 时间:2020-07-25 分类:H宅生活 评论:26 条 浏览:860

电池正在加州开始取代尖载火力发电厂,然后呢?

电池储能最明显的取代目标,就是尖载电厂,兴建一座电厂,结果只在少数尖峰时间才启用,显然不符合经济效益,而在绿能先锋的加州,已经开始以电池储能取代尖载火力发电厂,在单纯的经济效益推动下,电池储能取代尖载火力发电厂的趋势应该会很快扩及全球,不过,接下来呢?

为了因应尖峰用电的尖载电厂,往往是最没效率的电厂,一方面全年大多数时间停机,只有尖峰时间开启,尖载电厂就基本的会计摊提就不划算;另一方面,为了因应尖峰弹性应变需求,尖载电厂无法使用最有效率的技术,以燃气电厂而言,尖载电厂通常为单循环电厂,能源效率远低于複循环电厂。也就是说,尖载电厂不仅发电成本高,发电产生的碳排放也较高。

燃油电厂的成本与碳排放还比尖载燃气电厂更高。用电池储能来取代尖载电厂显然是个不需多加思考的决策,既能省钱又能减碳,加州早已开始取消新建尖载燃气发电厂的计画,改用分散式能源包括电池储能、需求反应等技术取代,2017 年底,加州公用事务委员会(California Public Utilities Commission,CPUC)拒绝支付供电安全补贴,要求电力公司太平洋瓦电(Pacific Gas & Electric)以分散式能源来取代 3 座既有燃气尖载电厂,最终于 2018 年 1 月授权太平洋瓦电以电池储能来取代 3 座电厂,这是加州以电池储能来取代既有尖载电厂的开始。太平洋瓦电于 2018 年 7 月提出 4 个电池储能计画,总容量 567.5 百万瓦,总储能容量 227 万度电,将连接至加州蒙特雷郡莫斯兰丁地区。

电力公司南加州爱迪生(Southern California Edison)同样在加州政府的压力下,取消了加州图拉郡最大城市奥克斯纳德的 262 百万瓦燃气发电厂计画,改以分散式能源储存系统取代。

奥克兰市的西奥克兰,原本有座燃油尖载发电厂,造成当地空气污染与气喘患病率上升,东湾社区能源(East Bay Community Energy)将拆除旧有燃油发电厂,改成 20 百万瓦(megawatt)容量,8 万度电储能容量的锂电池储能系统,来解决尖峰用电需求,而不会在社区排放空气污染。

储能事业尚未找到合适商业化方式

加州持续这样的取代行动,对于应对尖峰用电来说,当前主流的 4 小时储能时间的电池储能系统,刚好最为适用,许多尖峰时间发生供需瓶颈的地区,位于人口较多的市中心,对电力公司来说,安装电池储能设施,有助于避免居民反对火力发电厂汙染的抗议声浪,就目前而言,以电池储能取代尖载火力电厂,不论就经济面还是非经济因素,都是不可避免的趋势。

即使电池储能的能源是来自于中载或基载火力发电,例如複循环燃气发电,虽然因为能源效率高于尖载火力发电,储能后在尖峰使用,取代能源效率较低的尖载火力发电厂,还是能有减碳的作用,能为减碳做出贡献,但下一步呢?若电池储能能将尖载火力发电都取代完了,还能如何再更进一步协助减碳,该如何进行?

目前产业界认为,下一阶段,储能的角色,将在于协助可再生能源提升所占能源比例,在可再生能源大量取代火力发电时,由大规模的能源储存资源提供电网系统弹性调度的能力,这就不是目前主流的 4 小时规模,只为因应尖峰以及特殊状况的锂电池储能系统可以因应,而是要专长于长时间大量转移用电时间的系统,目前最成熟的技术为抽蓄水力发电,然而,受到环境保护的顾虑,现在很难再新建水坝,即使能兴建,工程浩大旷日废时,顶多是将既有的水坝改建新增抽蓄水力设施。

长时间大量转移用电时间的各项技术,目前都正苦苦挣扎中,包括液流电池、液态金属电池、压缩空气储能、重力储能,储冷、储热等领域,许多新创事业都尚未能找到合适的商业化方式。若各国要达成减碳目标,2030~2040 年代将会需要大量的长时间储能解决方案,从目前的发展看来,都还看不出哪个技术较可行。

各国政府有需要提早开始押注,大力推动其中一项长时间储能技术,以免届时缺乏大量转移用电时间的工具,而妨碍进一步提升可再生能源占总用电比例?或许还是船到桥头自然直最好。押注某一技术,在技术变化如此快速的时代,很可能才刚下重注,却已经过时,与其如此,还不如分散风险,每种可能的技术都尝试看看,而经济需求自会推出最合适的胜利者出线。就像锂电池储能刚发展时,经济效益备受怀疑,如今因为电池成本下降以及相关控制技术进步,用于取代尖峰电厂,已经势不可挡,虽然背后有像加州政府的大力推动,但根本上还是本身发展已达具经济效益的缘故。

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