目前全球儲存能技術以抽蓄水力為主,成本最低,興建成本約為每度電106~200美元,全球市佔率96.5%,其次為鋰電池儲能;占1.8%。鉛酸電池儲能雖然技術成熟、電池材料成本低,但存在功率調節系統成本、電廠輔助設備、施工費用及資本支出需求較高問題,因此目前儲能裝置以電化學型式(鋰電池)占最大綜,資本支出需求最小。建置儲能總支出:鉛酸電池(200~225美金/kWh-year)>鈉硫電池(100~125美金/kWh-year)>液流電池(100~125美金/kWh-year)>鋰電池(75~100美金/kWh-year)。能量轉換效率及能量密度:鋰電池(95%;150-250kg/kW)優於鉛酸電池(60-70%;30-50kg/kW)。抽蓄水力儲能相關廠商:中興電(2308)、華城(1519)、士電(1503)、中鋼(2002)。
儲能能量密度(Wh/L)指的是的單位體積的儲能所儲存的能量是多少,1Wh等於3600焦耳(J)的能量。儲能功率密度(W/L)指的是單位體積的儲能在放電時可以以何種速率進行能量輸出。
從圖一可得知,在目前所有儲存系統中,鋰電池儲能系統的綜合效率最佳。抽蓄水力能量密度小於5Wh/L;功率密度小於5W/L,鋰電池能量密度500~1,000Wh/L;功率密度近10,000W/L。~集中式→分散式
儲能電網供電流程:(火力、風力、太陽能等)發電廠系統→ 儲電站(電池儲能貨櫃)→ 逆變器→ 住宅。儲電站可分為兩大系統:併網式儲能系統(grid-scale ESSs)、離網式儲能系統(residential ESS) 。併網式儲能成本比重:電池包占38%;EPC(採購及施工)占16%;PCS(功率調節系統)占13%;BOP(電廠輔助設備)占11%;能源管理系統占9%;開發直接成本占9%;開發間接成本占4%。離網式成本比重:電池包占42%;安裝費占15%;逆變器占14%;軟體費用占10%;BOP(電廠輔助設備)占10%;能源管理系統占9%。由上述可得知,排除開發、施工、安裝等支出,單看軟硬體成本,不管在併網式或離網式儲能系統,電池包皆占最大成本比重;介於38~42%,其次為功率調節系統(包含逆變器);介於13~14%。
儲能貨櫃裡包含電池/電池管理系統(BMS)、電源管理系統(PMS)/功率調節系統(PCS)、散熱系統、消防系統。儲能貨櫃供應商:台達電(2038)、台普威能源(廣錠6441)、聯合再生(3576)、華城(1519)、有量(5233)。廣錠為美國儲能業者普威(Powin)的獨家供應商,負責儲能系統設備(ESS)代工之外,2019年合資成立台普威能源公司,雙方持股各一半。台普威在3Q20拿下台電的「儲能自動頻率控制(AFC)調頻備轉輔助服務」標案,合約最長6年。五家入選業者(共得標15MW)中,台普威排名第二,僅次於採用特斯拉解決方案的翰可國際,取得標案容量2MW。
今年5月全台首座AFC設備已正式啟用,為台電最大電力併網輔助服務,電池供應商包括TESLA、能元科技(國際中橡2104)、三星及歐美等廠商。
儲能用之鋰電池芯主要有LFP(磷酸鋰鐵)、NCM(鎳鈷錳)、NCA(鎳鈷鋁)三種正極材料,LFP鋰電池在耐高溫部分(可耐熱287度),優於NCM(180度)和NCA(183度),且在熱失控狀況下,LFP鋰電池最高溫度也低於另外兩者,故安全性為三者之中較佳,其缺點為能量密度低於其他兩者。LFP正極材料供應商:立凱-KY(5227)、長園科(8038)。LFP電池芯供應商:昇陽電池(昇陽半導體8028)、興能高(6558)、有量(5233)。