燃?xì)怆姀S能快速啟動(dòng)、升載降載的特性，使當(dāng)前尖峰用電需求，可說大多數(shù)由尖峰燃?xì)怆姀S包辦，少部分則由抽蓄水力發(fā)電廠，以水的位能為能源儲(chǔ)存方式，在離峰時(shí)抽水到上池，尖峰時(shí)放水發(fā)電，但受限于水庫破壞山林的環(huán)�？剂浚�如今各國(guó)新建水庫的可能性越來越低。隨著電池成本快速下降，尖峰電力問題有了新的解決方案選擇，那就是應(yīng)用電池能源儲(chǔ)能，電池供應(yīng)鏈產(chǎn)業(yè)，如今開始與燃?xì)夤��?yīng)鏈產(chǎn)業(yè)進(jìn)行一場(chǎng)追逐尖峰商機(jī)的生死較量。

蓋許多電廠，只在尖峰的時(shí)候啟動(dòng)，攤提上成本相對(duì)較高，尖峰燃?xì)怆姀S的容量因數(shù)，往往只有 5%~6%;由于尖峰燃?xì)怆姀S往往是開放、單循環(huán)而非能源效率較高的復(fù)循環(huán)，使得同為燃?xì)獍l(fā)電，尖峰成本較高;燃?xì)怆m然啟動(dòng)與升載快速，但從最低轉(zhuǎn)速升到最高最快也仍要數(shù)分鐘的時(shí)間，同樣因應(yīng)尖峰突發(fā)需求，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)幾乎是即時(shí)，反應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)更快;燃?xì)怆姀S雖然較燃煤電廠的空污少，但仍非全無污染，加上天然氣管線與儲(chǔ)槽等設(shè)施的安全性考量，因此必須興建在距離都會(huì)人口密集區(qū)稍遠(yuǎn)之處，因而有電力輸配方面的需求，電池儲(chǔ)能完全沒有空污問題，可配置在用電所在的都會(huì)區(qū)，對(duì)電力公司來說可省去輸配骨干瓶頸的煩惱。

電池儲(chǔ)能系統(tǒng)唯一不如尖峰燃?xì)獍l(fā)電廠之處，在于若電力短缺危機(jī)持續(xù)不是只在短暫尖峰時(shí)刻，而是延長(zhǎng)到大半天，燃?xì)獍l(fā)電廠只要供氣不斷絕，就能一直開啟發(fā)電，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)所儲(chǔ)存的電力用罄，就無用武之地。因此，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)到底能否取代，或能取代多少尖峰燃?xì)獍l(fā)電廠市場(chǎng)，端看電力調(diào)度時(shí)到底是短暫尖峰需求多，還是延長(zhǎng)的需求多?

實(shí)際檢視美國(guó)尖峰燃?xì)獍l(fā)電廠的營(yíng)運(yùn)狀況，以俄亥俄州的特洛伊電廠為例，2017 年啟動(dòng) 46 次，平均啟動(dòng) 5.2 小時(shí)，只有 8 次啟動(dòng)時(shí)間超過 8 小時(shí)，3 次啟動(dòng)時(shí)間超過 10 小時(shí)。蒐集電廠啟動(dòng)時(shí)間數(shù)據(jù)，加以分析的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，目前 4 小時(shí)儲(chǔ)能時(shí)間的電池儲(chǔ)存系統(tǒng)表現(xiàn)不佳，無法取代大多數(shù)的尖峰燃?xì)怆姀S啟動(dòng)事件，但只要增加到 6 小時(shí)，就能處理 74% 的尖峰，若擴(kuò)增到 8 小時(shí)，則可涵蓋 90%，10 小時(shí)系統(tǒng)可處理 97% 需求。

實(shí)務(wù)上，若電力調(diào)度機(jī)構(gòu)有電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可應(yīng)用，并不會(huì)撐上 10 小時(shí)，而是用以拉平離峰尖峰差距后，讓燃?xì)怆姀S以基載或至少中載方式運(yùn)轉(zhuǎn)，離峰多發(fā)的電力儲(chǔ)存起來，轉(zhuǎn)到尖峰使用，減少燃?xì)獍l(fā)電廠閒置的時(shí)間，提高燃?xì)獍l(fā)電的容量因數(shù)，相對(duì)來說，也同樣的電力，也就不需要那么多燃?xì)獍l(fā)電廠。因此，電池儲(chǔ)能取代燃?xì)獍l(fā)電的市場(chǎng)，并不是完全淘汰對(duì)方。長(zhǎng)時(shí)間的狀況仍會(huì)由燃?xì)獍l(fā)電廠扛起，但短時(shí)間的啟動(dòng)關(guān)閉需求，則由電池系統(tǒng)取代。

顧問公司伍德麥肯茲(Wood Mackenzie)預(yù)估美國(guó)未來 10 年內(nèi)會(huì)有 20 吉瓦(gigawatt)總發(fā)電容量的新燃?xì)獍l(fā)電廠啟用，4 小時(shí)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)能取代其中 32% 需求，也就是估計(jì)約 6.4 吉瓦，這些機(jī)會(huì)將主要在加州、德州、亞利桑那州，而若 8 小時(shí)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)很快降低成本進(jìn)入商用化階段，可取代其中 82% 需求，也就是 13.1 吉瓦。電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)正磨刀霍霍，希望搶食這塊大市場(chǎng)，相對(duì)的，奇異(GE)為首的燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)則拚死守衛(wèi)自己的市場(chǎng)。

有搭配合作的空間

到底這場(chǎng)爭(zhēng)奪戰(zhàn)誰能勝出，目前只能說戰(zhàn)況膠著，加州電力公司早已積極布建能源儲(chǔ)存，佛州、北卡羅來納、亞利桑那州也正在規(guī)劃能源儲(chǔ)存，但服務(wù)範(fàn)圍及于維吉尼亞州、北卡羅來納的道明能源(Dominion Energy)則重押燃?xì)舛�較不重視能源儲(chǔ)存，認(rèn)為電池價(jià)格還不夠低，因此能源儲(chǔ)存目前并不在考慮範(fàn)圍。

道明能源的 5、15、25 年長(zhǎng)期資源整合計(jì)畫中認(rèn)為，現(xiàn)代化的電網(wǎng)將會(huì)創(chuàng)造更動(dòng)態(tài)化的系統(tǒng)，最好能因應(yīng)大量電網(wǎng)級(jí)的太陽能發(fā)電設(shè)施，以及大量小型、廣泛分布的分散式能源資源。這樣的敘述，聽起來應(yīng)該重視大量能源儲(chǔ)存系統(tǒng)建置，道明能源資源整合計(jì)畫表示除了傳統(tǒng)的抽蓄水力發(fā)電以外，也持續(xù)關(guān)注電池與飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展，但是道明能源承認(rèn)對(duì)儲(chǔ)能的關(guān)注不如燃?xì)狻?

道明能源的分析規(guī)劃到 2033 年至少新建 8 座燃?xì)怆姀S，總發(fā)電容量 3.664 吉瓦，道明能源表示，在當(dāng)前的時(shí)點(diǎn)，要配合可再生能源的間歇性，天然氣是最具成本效益的備援能源。不過，未來若成本結(jié)構(gòu)改變，電池可望逐漸占據(jù)更重要的角色，下次將于 2020 年發(fā)表的長(zhǎng)期資源整合計(jì)畫，會(huì)更注重電池。道明能源表示自 1985 年以來就運(yùn)作 3 吉瓦容量的巴斯郡抽蓄水力發(fā)電廠，因此理解能源儲(chǔ)存的重要性。

道明能源和其他州、其他電力公司，對(duì)能源儲(chǔ)存的積極度差異，可說表明了現(xiàn)在正是燃?xì)馀c電池大戰(zhàn)的僵持時(shí)刻，兩者目前利弊相抵不分軒輊，但隨著電池成本將隨時(shí)間下降，燃?xì)獾某杀緞t未必，因美國(guó)天然氣價(jià)格已不易再大幅降低，終究電池會(huì)逐漸勝出。

電池與燃?xì)獍l(fā)電并非真的只能你死我活，電池儲(chǔ)能與燃?xì)馄鋵?shí)有搭配合作的空間。南韓電池能源儲(chǔ)存公司 Kokam 提供澳洲阿林塔能源(Alinta Energy)一處礦業(yè)巨擘必和必拓(BHP Billiton)鐵礦坑的微電網(wǎng)設(shè)施，就是結(jié)合開放循環(huán)燃?xì)獍l(fā)電與電池儲(chǔ)能，含一座 178 百萬瓦發(fā)電容量的開放循環(huán)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)，以及 30 百萬瓦、1.14 萬度電的電池儲(chǔ)能設(shè)施，儲(chǔ)能系統(tǒng)由 5 座約 2,200 度電儲(chǔ)存容量的貨柜大小儲(chǔ)能設(shè)施組成，使用 Kokam 鎳錳鈷叁元鋰電池(Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide, NMC)，電池最大放電電量為 10 庫倫，高于一般鋰電池的 3 庫倫，以在短時(shí)間內(nèi)提供大量電力，宣稱可耐用 1 萬次充放電循環(huán)，保固 10 年。電池能應(yīng)付礦坑用電需求上上下下波動(dòng)，避免燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組需不斷升載降載的負(fù)擔(dān)，可提升燃?xì)獍l(fā)電的能源效率，更能減緩機(jī)組的損耗。

燃?xì)怅嚑I(yíng)的龍頭奇異也對(duì)此有類似見解，奇異與南加州愛迪生(Southern California Edison)，共同合作設(shè)置一組燃?xì)馀c電池混合設(shè)施，結(jié)合 50 百萬瓦的尖峰燃?xì)怆姀S，與 10 百萬瓦、4,000 度電電池儲(chǔ)能設(shè)施，已讓燃?xì)鈾C(jī)組更有效率運(yùn)作，燃?xì)鈾C(jī)組盡量以最有效率的方式運(yùn)轉(zhuǎn)，而每 5~15 分鐘上上下下配合電網(wǎng)提供的旋轉(zhuǎn)備轉(zhuǎn)容量(spinning reserve)需求，則由電池去應(yīng)付。

芬蘭陸用和海上動(dòng)力系統(tǒng)公司瓦錫蘭(Wärtsilä)，2017 年買下電池儲(chǔ)存軟體公司綠鐵匠(Greensmith)，也一樣正在商用化內(nèi)燃發(fā)電機(jī)與電池混合系統(tǒng)，利用電池讓燃油發(fā)電機(jī)更節(jié)省燃料，提高燃油效率，每年使用的燃料可因此減少 6%，也相對(duì)減少了碳排放。

終有一天，當(dāng)電池成本降到一定門檻之下，搭配可再生能源普及，世人可能再也不需要燃?xì)獍l(fā)電，而將跟隨燃煤發(fā)電如今的趨勢(shì)，逐漸成為歷史陳蹟。但當(dāng)前電池仍未能達(dá)到能大量取代燃?xì)獾某杀鹃T檻，反而短時(shí)間內(nèi)，電池與燃?xì)獍l(fā)電還可以達(dá)成「互利共生」，彼此和平共處，但這樣的和平能維持多久，就很難說了。

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