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產業技術評析
太陽能快速擴大下的儲能曙光
發表日期：2016-06-29
作者：王孟傑(工研院IEK)
摘要：
太陽光電產業快速發展已逾十年，全球安裝量也已自2000年不足1GW，達到現今已突破200GW規模。
全文：
一、前言
太陽光電產業快速發展已逾十年，全球安裝量也已自2000年不足1GW，達到現今已突破200GW規模。然而，在各國電網系統仍以傳統的集中式電源型態發展下，太陽能等再生能源的設置也因此受到相當的限制，在部份地區甚至因電網建設不足或老舊而產生發展瓶頸。
在此時，眾多解決瓶頸的方法不斷出現，其中運用儲能系統調控為目前可快速解決問題的手段之一。然而，儲能系統目前價格仍偏高，是否能乘著綠能風潮而起，將有相當的挑戰需克服。
二、儲能設備在再生能源中的角色
由於電力無法儲存，而再生能源所產生的電力又具備相當的變動性，因此若要考量到適當的電力調度，必須以熱能、化學能、機械能、位能等不同形態的能源儲存。目前除了可以水庫等大型水利抽蓄設施儲能外，最常見的還是以化學能型態處理－也就是一般認知的二次電池（或蓄電池）；而二次技術也相當廣泛，鉛酸電池、鋰電池、液流電池等都是目前可被運的儲存技術。
儲能系統運用於電力系統的功能，在美國能源部的定義中高達二十數種，而與再生能源相關的作用主要如下：
1.可將再生能源電力暫時儲存，在需使用時釋放電力，減少自電力公司的電力需求。這是目前最被廣為認知的作法，常用於電網連結之住家及工商業建築，除了減少電費帳單外，若在採取電力躉購之地區，可達到一定的削峰填谷的效果。
2.在無電網地區，可藉由再生能源、柴油發電及儲能等設備組成小型獨立電網或電力供應系統。是在離島或偏鄉地區常見的作法。
3.在風力發電、大型太陽能電廠附近，設立大型儲能系統，可穩定這些變動型電源的電力。這作法有如大型的不斷電系統，可使容易受到天候影響的電力穩定化。這在歐洲、美國有較多的案例，也逐漸朝商業化發展。
4.由於再生能源電力產出有時段性，因此電網電力負荷可藉由火力發電廠進行微調，然而在短時間內調整幅度過大使火力電廠無法快速反應時，可以搭配儲能系統進行區域性電力調節。日本已有數個示範案進行此應用驗證。
以現今定置型儲能系統應用場域來觀察，最主要的應用集中於住宅型儲能與電網調節用；前者在住家運用再生能源的滲透率持續增長下呈現穩定成長，後者則因電力公司急於維持電網品質，而以基礎建設工程方式進行，因此雖然需求成長快速，但需要各國、各地區之政策支持才有持續性的市場。
資料來源：工研院IEK ITIS計畫（2016/06）
圖一 全球定置型儲能系統市場規模之發展
三、車廠帶頭推動太陽能、電動車、儲能之整合
近年許多不同領域的業者不斷切入定置型儲能市場，車廠更是其中之代表。
2015年四月，TESLA推出家用儲能系統PowerWall－雖可搭配自家電動車使用外，但與家庭之電力調節以控制電費帳單為更具吸引力之功用。TESLA除了運用其電動車市場之優勢外，其亮麗的外表及太陽能系統之結合，也引領了其他車廠、儲能系統業者在該產品開發上的新風潮。
在TESLA之後，德國Daimler也配合當地儲能系統之補助，推出類似的儲能設備；BMW金援下太陽能元件廠SolarWatt也推出可搭配BMWi電動車之儲能產品MyResearve；2016年日廠Nissan也公開其儲能產品xStorage。這些車廠因電動車業務而或多或少投入二次電池之生產開發，除了有帶動電池產能外，也搭上當地政府對再生能源結合的政策需求，進而展現出家庭整合式能源系統之能量。
四、合適的銷售模式才能有效擴大市場
然而，現今儲能產品價格仍然偏高，因此會使上述的先進運用造價更為昂貴，若沒有適當的銷售方法，短期內難以將此產品迅速擴散。
以日本儲能企業One Energy為例，該公司以租賃企業ORIX為母體，結合NEC之儲能系統產品以十年租賃方式推廣，使用十年後再回收－此作法可使消費者因經濟負擔下降而接受度提高，該公司產品因此迅速搶占市場，成為日本最大儲能系統品牌。而One Energy進一步結合大數據技術，可將客戶的用電習慣記錄分析，未來可利用這些資源組成社區型自給自足的電力供應系統，進一步提高儲能系統之價值。
因此，儲能系統之需求雖因再生能源之快速擴大而露出商業化曙光，仍需要其他資源之整合（如電動車）與適當經營模式，搭配當地的電力政策，才能有進一步的成長空間。開發因地制宜的解決方案，將是相關業者的重要課題。
（本文作者為工研院IEK ITIS計畫產業分析師）
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