天价储能系统短时间难以解决尖峰用电输配电压力,小水力发电是解决方案?

目前台湾再生能源发电主要来自太阳能和陆域风力,近年也积极发展离岸风力,再生能源的设备容量数逐年增加。前述太阳能与风能皆属间歇性发电,受日照时间长短及季节变化等限制再生能源发电性能,如太阳能发电在入夜及阴天时无法发电,而风能在无风或风过大的季节需停机或根本无法运转。

依照前述能源的特性,在未来若台湾要依循国际在净零碳排的目标进程中,不太可能通过烧更多燃煤或天然气来发电。近期台湾也尝试不同领域的再生能源发电技术如地热、氢能等,期待能提供稳定的基载电力。所谓的基载电力是指可以恒定的速率连续生产能源,以供给特定区域供电网络的最低能源需求,例如24小时运行的机房或工厂。在还没能找到新基载电力前,目前台湾其中一个解法便是通过储能系统,在太阳能强劲的时段及风能合适的状态下将能源存储起来,等到用电负载不足的状况下再发布储备量以供使用,但你知道储能的天价成本目前是难以商转的吗?

储能太贵,在完成整体规划前,几年内难以应急

“储能”有两个必须面对的问题,一是技术和原料的取得,二是成本的考量。储能所使用的材料有八成是锂电池。锂矿这个新时代的“白色石油”,主要蕴藏在智利、澳洲、阿根廷和中国,其中中国厂商宁德时代为全球市场占有率最高的电池芯厂商,在这个因政治造成经济关系紧张的时间点,谁能保证稳定的材料供应商呢?

从储能设备的成本观察,根据经济部曾文生次长在立院答询时提到储能系统1MWh的构建成本为4千多万元,台电部分自建160MWh,其余的840MWh则由民营企业构建。如果以台电提供储能调频辅助服务容量费450元/MWh计算,台湾2025年民间储能系统stand-by的费用就要33亿元,一旦傍晚电力不足,还要再另外支付每度2元的时间电价价差,储能成本高达上千亿元,民间或企业根本难以承担这样的费用,更别说储能的过程还会有电力耗损的现象了!

今年经济部公布的太阳能光电批量购买费率是每度3.8680元至5.8952元,而储一度电的成本是7到10元,储电比绿电电费还贵多了!笔者认为,台湾除了台积电等巨人企业之流,谁下得了手买这个单?

风光之外,小水力可以解

那么,到底有没有一个不用太贵的储能系统就能稳定供电的再生能源基载电力?小水力发电可以解决。

不同于台电水库的水力发电,依据台湾2019年“再生能源发展条例”修法后,小水力定义为利用圳路或既有水利设施,设置20,000kw以下水力发电系统 ,给了台湾小水力发电的一个重新发展的机会。

日本实证曾将小水力与台湾普遍使用的太阳能及风力的年发电量比较(如下表),太阳能及陆域风力由于有日照时间跟季节的限制,年推测估计发电量每KW太阳能为能产出1,178度电、风力则是2,356度电,小水力则是每KW的年推测估计发电量高达7,008度电,是太阳能及风能的数倍。且小水力具有24小时都能持续发电的特性,也被国际视为是绿色基载,若善用将能解决企业及一般用户长时间的用电需求。

试想,若能集成风、光和小水力发电,就需求方的重点时间计算用电量,如白天用电高峰以太阳能为主,并善用小水力绿色基载特性使长时间不间断用绿电,依据供应与需求的状况,匹配出每个时间段最合适的绿电种类,补足有缺的时段,并将流失的能源降到最低。如此一来,取而代之的高价储能设备,通过小水力发电与风光的需求匹配,将协助企业及每家每户能达到最佳转供效率及合理的再生能源价格。

总之,目前在谈的储能系统及机制尚不完整,欠缺成本概念及商转条件,执行难度极高。若能在小水力发电或其他类似的基载电力同时投入发展,一两年内乃至于到2030年前的能源燃眉之急,或许有解。

(首图来源:shutterstock)