儲能雖小,無所不在
儲能雖小,無所不在

電化學儲能俗稱電池,存在於我們日常生活周遭,已經是一個生活必需品。它雖然小到不起眼,但是卻無所不在,新一代的智慧電力系統當中,電力級儲能也是無所不在,相較於量級龐大的電力系統,儲能的佔比還是非常非常小,它正在逐漸變大,讓我們一起來探索其中的奧妙吧!

本文章嘗試從化學儲能的產業發展趨勢出發,進一步談到鋰電池儲能,以及其無所不在的特性,提供社會大眾參考。至於位能、動能、電磁能等型態的電力級儲能,不在本文章的討論範圍內。

鋰電池儲能系統將對智慧電力系統產生重大影響

約莫在2013年至2014年之間,美國曾經有一個電力級化學儲能系統(Utility Chemistry Storage System)大戰,當時參戰的除了鋰電池以外,還有鉛酸電池(Lead Acid)、鈉化學電池(Sodium Chemistries)、釩液流電池(Flow Vanadium)、鋅液流電池(Flow Zinc)等等。

到了2017年,從實際建置情形來看,這場大戰暫時告一段落,鋰電池技術以94%的市佔率取得絕對的優勢。如果這個趨勢持續下去,可以預見鋰電池儲能系統將對智慧電力系統(Smart Power System)產生重大的影響。

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鋰電池取得94%電力級儲能系統之市佔率
圖/ 陳世芳

我在前面的專欄文章《你應該要知道的智慧電網標準地圖》中論述:儲電為必要,只是佔比不高。當時提到IEC把儲能配置在分散式能源(DER)、工業自動化、家庭與建築自動化三個項目之內。

將電力級化學儲能應用在發電與輸配電端

我們今天來談新的東西,來自於電力設備公司的觀點,他們實際推動產業發展,將電力級化學儲能應用在發電與輸配電端。

我們可以看到從2012年開始,電力級的佔比一直比住家級(Residential)與非住家級/工商級(Non-Residential)還要高,GTM Research預估一直到2022年,電力級依然是佔比最高的項目。我們可以確定,電力級儲能已經是智慧電力系統的主角,住家或工商應用只是配角。

電力級儲能的裝置容量與儲電量比較大,所以具備經濟規模優勢,同時獲得三大百年歷史電力設備公司(GE, ABB, Siemens)與電池電動車(Battery Electric Vehicle, BEV)領導公司Tesla積極推動,其安全性遠較消費性電子等級的鋰電池還要高出許多,達到電力公司之要求,建置的規模逐漸擴大。

當發電公司與電網公司已經使用,表示有嚴格的安全規範與保護措施,我們實在不用太擔心鋰電池的安全性問題。

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電力級儲能系統為主角
圖/ 陳世芳

今年,一份來自於台電綜合研究所的研討會簡報,清楚地告訴我們電力級儲能如何應用在發電端、用電端與輸供配電端。

發電端使用儲能系統可以讓再生能源的輸出平滑化;調整電網頻率(提供毫秒等級的響應速度『單位:A/ms』);提供功率(容量)補償能力。輸供配電端使用儲能系統,好處是提供備轉容量;穩定頻率與電壓;強韌電網;故障備援;電力輔助服務(Ancillary Service)等。在台電的圖片裡,原來的輸配電路上,都可以加掛能源儲存系統(Energy Storage System, ESS),這樣的設計,巧妙地把儲能融合在電網系統裡面,分散式使用儲能系統,有助於建構一個強韌的電網系統。實務上,儲能系統逐漸和各級變電站一起建置,強韌各級變電站。

我們可以在發電廠與變電站內建儲能系統,也可以在發電廠與變電站中間,找一個新的地點,設置好電力線與新的大型儲能系統。這樣彈性的作法,恰好補強過去電網建設時,所面臨的區域性不平衡問題。在某些用電比較緊張的地區,配置一個儲能系統,增加供電餘裕;在某些供電過剩的地區,發揮吸收電力,保護電網的功能。

分散式儲能系統比電力網路更具彈性

分散式儲能系統比電力網路更具彈性。強調彈性優勢的智慧電力系統,需要儲能系統來增加彈性,因此儲能是一個必要的選項,儲能的佔比越高,電力系統的智慧化效果也就越好。

台灣是一個以中小企業為主的經濟體系,中小企業的觀點常常出現在新聞媒體上,讓人誤以為這就是趨勢,但如果從統計上來看,可能未必如此。


台灣的電力化學儲能市場,目前以用電端儲能為主流,應用在手機基地台、工商用途、家用太陽能等。我們從美國電力化學儲能市場的數據看到,電力級儲能才是主流應用,而非住家或工商用。希望各位讀者不要被新聞媒體所誤導了

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儲能在電力系統當中所扮演的角色
圖/ 陳世芳

從全球市場的角度來看,儲能現在的佔比確實不高,不及1%。因為儲能系統具備提供功率補償能力的功能,市售的儲能系統皆有標示功率與發電量,所以我們可以和發電設備的裝置容量合併計算。2017年全球新增電力容量為257GW,儲能1.22GW,合計258GW。2017年全球新增電力淨容量以太陽能居第一位,達98GW(38%),後面依序是風力發電52GW(20%)、燃氣發電38GW(15%)、燃煤發電35GW(14%)、大型水力發電19GW(7%)、核能發電11GW(4%)。

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圖/ 陳世芳

電力級儲能系統和龐大的發電容量相比,小到可以忽略,可是智慧電力系統裡面卻無所不在,所以,我認為不應該把電力儲能服務歸類在輸配電網裡面,它應該是一個獨立的業種,適合放在電力供應業的下面。我們也看到儲能是必要的,雖然現在還不是那麼重要,但卻是強韌電力系統的關鍵。

如果我們有螞蟻雄兵式的儲能系統建置,假設也累積到2GW,也許缺電的問題就可以獲得緩解。如何釋放電力級儲能系統的威力,將是我這一系列文章的重點,讓我們一起來探索儲能的新世界吧!

參考資料:

[1] Dr. Imre Gyuk, Director of ESR at US DOE-OE, Dan Finn-Foley, R.A. E.S. at GTM Research 且 Todd Olinsky-Paul, Project Director at CESA, “State of the U.S. Energy Storage Industry: 2017 Year in Review,” 13 02 2018. [線上].
[2] 陳世芳【麥斯管理顧問公司】, “你應該要知道的智慧電網標準地圖,” 28 8 2017. [線上].
[3] 吳成有【台電綜合研究所】, “大型儲能系統應用案例,” 於 107年太陽光電暨儲能技術研討會, 2018.
[4] Tsvetomira Tsanova, “World adds 98 GW solar, 70 GW fossil fuel power capacity in 2017,” Renewables Now, 09 04 2018. [線上]. [存取日期: 18 04 2018].
[5] Emily Holbrook, “Report: Unprecedented Growth in the Energy Storage Market, Expected to reach 29,300 MW by 2027,” Energy Manager Today, 29 03 2018. [線上] [存取日期: 18 04 2018].

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用科技與創意改寫食農未來:好食好事加速器第八屆 Demo Day 登場
用科技與創意改寫食農未來:好食好事加速器第八屆 Demo Day 登場

在科技重塑萬物的時代,飲食與農業的創新也正悄然發酵。台灣唯一專注於食農科技創業輔導的「好食好事加速器」,將於10月30日舉辦第八屆Demo Day。活動將邀請13 家入選新創登台發表,聚焦食農科技、AI供應鏈和飲食創新三大面向,分享他們如何以科技、創意和永續理念,改寫食農產業的未來。現場亦同步規劃「未來食農展演區」,集結本屆共17 家新創團隊,展示最前沿的產品與服務,從飲食創新到食農產業的智慧應用,讓與會者一次看見未來食農的全景樣貌。

化身食農新創關鍵推手,創整體存活率95%佳蹟

好食好事加速器營運總監張正瑜指出,好食好事加速器自2018年啟動以來,至今已輔導 78 家食農新創團隊、累積總資本額達新台幣22.6億元,整體成長率達 114%,整體存活率達 92%。

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圖/ 好食好事

這些成果不僅展現了台灣食農新創的韌性與潛力,更凸顯好食好事加速器在背後扮演的關鍵推手角色,透過系統化輔導、跨域資源鏈結與市場驗證,讓食農創業者能夠以更快的速度、更穩的步伐邁向成功。而因應食農產業的轉型趨勢與全球永續浪潮,今年加速器特別聚焦在以下兩大重點,一是運用科技和創新推動食農產業升級,二是加速飲食創新發展。

食農科技+AI供應鏈,以數位創新驅動食農產業升級

根據張正瑜的觀察,多數人對食農產業的想像皆停留在農作物生產階段,但這其實太過狹隘,「食農產業的真正範圍很廣,從『產地到餐桌』乃至『再循環』的整條供應鏈,都應該被納入其中,」張正瑜說,這當中包含生產、批發零售、物流、用餐場域、包裝材質的選用,甚至或廚餘與農業廢棄物的循環再利用等議題,這些都屬於食農產業的一環。

為了提升食農產業價值,今年入選團隊中,有許多聚焦於 AI、數位科技、永續再生等領域的新創,透過創新的解決方案去優化供應鏈各個節點,讓創新不只發生在農田,而能延伸至整個產業鏈。舉凡食農科技、AI 供應鏈等議題,其目的都是運用科技與創新思維推動食農產業升級。

其中,食農科技指的是,運用創新技術或數位科技改變傳統農作物的生長模式與管理方式,本屆入選團隊好食Agri Optech,便是以室內植物工廠為核心,自主開發高效植物照明技術與模組化系統,不僅大幅節省能源與水的耗用量,更能降低疏菜耗損量,與國際植物工廠解決方案相比,好食Agri Optech無論在價格或營運效能上都極具競爭力,如今更透過好食好事加速器的輔導與媒合,成功對接至連鎖早餐品牌,擴大產品通路與市場觸角。

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圖/ 好食好事

而AI供應鏈,則是運用人工智慧讓供應鏈更透明、暢通與高效。例如本次入選團隊——團薦科技開發出的AI零售選址平台,可以透過數據與 AI 模型分析人流熱點、預測未來3個月內的營收表現與展店成功率,協助企業找出最具潛力的展店地點。這項技術不僅提升選址決策的速度和精準度,也大幅優化展店流程與整體效率,同時在加速期間,透過業師牽線順利取得與大型連鎖手搖飲品牌合作的機會。

整合大拙匠人資源,加速推動飲食創新

至於本屆加速器的第二個特色——飲食創新,好食好事攜手新興食品品牌「大拙匠人」推出FMCG(快速消費品)加速項目,將具備台灣特色和在地風味的食品,結合新食材、新技術或新包裝,轉化成可在主流通路販售的商品,進一步走向更廣泛的國際市場。

舉例來說,本次入選團隊阿勇家餐飲,是一家擁有 60 年經驗的辦桌團隊,透過與大拙匠人合作開發新產品,使傳統的辦桌料理得以用全新的形式進入零售通路,從節慶餐桌延伸至日常家庭,甚至邁向海外市場,讓全球都能感受台灣獨有的辦桌文化。

另一家入選團隊日日好食,雖然與大拙匠人同樣主打麵類商品,但其強調高蛋白、低碳水化合物的健康取向,與大拙匠人的主要產品鵝油拌麵,各具不同特色、形成互補,雙方在加速期間不僅共同探索合作開發新商品的可能性,大拙匠人更分享自身進軍大型通路的實戰經驗,協助新創掌握通路策略與進入國際市場的運作節奏。

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圖/ 好食好事

不只如此,日日好食也透過好食好事加速器的引薦,接受曾任直銷企業高階主管的業師輔導,進一步優化經營策略、提升銷售表現,並對接大型食品公司洽談合作機會,同時也與海外加速器建立連結,為進軍北美市場做好準備。

「我們想做的不只是產品創新,更是『台灣味』的文化傳承與品牌輸出。」張正瑜強調,把餐飲料理轉化成標準化商品,不僅能擴大銷售通路和市場,更能縮短備菜的人力和時間,成為解決餐飲業人力短缺的有效途徑。

從在地出發,鏈結全球:好食好事推動食農新創國際化

張正瑜認為,台灣食農技術和食品產業都具有很強大的市場競爭力,新創團隊應該更具企圖心,在創業的第一天就放眼海外市場。正因如此,好食好事加速器不僅致力於培育在地新創,更積極推動國際鏈結,透過海外社群串聯日本、新加坡、印尼、北美等地的食農科技與創業生態圈,希望將台灣的新創力量推向全球舞台。

今年 5 月,加速器便帶領校友團隊前往日本參加 SusHi Tech Tokyo 2025(Susai Tech)展會,與日本當地的食農科技團隊與投資人交流;預計 11 月前往新加坡和印尼,透過新加坡知名的食農科技加速器 Innovate 360,接觸具潛力的投資與合作夥伴,並對接由印尼最大食品集團三林集團(Salim Group)成立的加速器 Innovation Factory,進一步串聯當地的大型零售與食品企業,為台灣食農新創開啟跨國合作與市場落地的新契機。

從在地創新到國際鏈結,好食好事加速器持續為台灣食農新創打造更廣闊的舞台。現在就報名 10 月 30 日第八屆 Demo Day,一同見證台灣食農創新的新篇章。

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圖/ 好食好事

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