擁抱顛覆式創新

增強潔淨能源儲存能力

全球地緣政治動盪與逐漸增加的極端天氣,明顯表示相比過去任何一段時間,現在需要加速潔淨能源轉型的迫切性。規模龐大且具彈性的能源儲存系統正創造必要的基礎建設架構,以整合不斷增加的可再生能源產能,而此一轉變有助於減少對化石燃料的依賴,同時加速能源轉型的步調。

重點摘要
  • 建立潔淨能源儲存能力,是能源系統去碳化的關鍵所在,同時提供更大的彈性,並有助減少對價格波動的化石燃料的依賴
  • 潔淨能源儲存確保電網穩定,並促進/加快可再生能源融入能源市場
  • 預計未來10年內,全球電池儲存市場將呈兩位數成長

能源儲存將如何穩定能源供需平衡?

根據國際能源總署最近發表的一份報告,可再生能源到2025年將成為主要的電力來源,佔目前到未來五年新增產能的九成1。由於可再生能源的產能及產量正以破紀錄的速度成長,潔淨能源的生產將會跟上全球與日俱增的需求;然而,太陽能、風力及水力發電等天然能源會較為波動(間歇性的),進而限制其效率。潔淨能源儲存系統有助確保電網穩定,並提高(綠色)能源供應的可靠性,因為它們可以儲存多餘的能源,並在需要時再作配送。

因此,透過提升儲存能力來保持能源供需平衡,有助於促進潔淨能源發電的進一步發展。

不同類型的能源儲存系統

儲存能源並確保其按需求供應,對工業、交通及家庭供電皆相當重要;然而,要實現此目標,需要將原始能源轉換為電能進行儲存。以下是實現這目標的不同方法:

The variety of energy storage systems - infographic

在這些類別中,有部分被廣泛用於儲存大量電力。


抽水蓄能

在需求平穩時,水源從下游被抽取至上游水庫。當需求劇升時,水源會被釋放以推動渦輪運作,並向電網輸送電力。

Pumped hydropower storage

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電網規模電池

電化學能裝置(鋰離子、鉛酸、氧化還原液流等)在電力充足且價格較低時,從電網/發電廠累積能源,然後在需要時將能源釋放以提供電力。

Grid-scale batteries - infographic
太陽熱能系統

以太陽能電廠/光伏系統收集能源,在需求上升且太陽能輸入較低時釋放能源。

Solar thermal systems - infographic

氫氣

將電力轉化為氫氣再作儲存,並重新轉化為電力。即使現在其效率仍低於其他儲存系統,但其存量明顯高於電池、水力或太陽熱能技術,所以外界對氫氣儲存方案(尤其是以氨作為氫的載體)的關注程度亦與日俱增。

Hydrogen - infographic

應對儲能系統的挑戰

在潔淨能源的轉型過程中,即使儲能系統及技術所帶來的優勢毋庸置疑,但要使潔淨能源儲存成為推動永續能源轉型的主要動力,仍需克服很大障礙。

Obstacles to overcome - infographic

儲能是潔淨電力不可或缺的一部分

雖全球能源生產及工業去碳化的努力主要集中在能源生產方面,但能源儲存正逐漸成為轉型過程中關鍵的一環。

因此,全球有越來越多政府及機構意識到,需要採取行動及推動相對應的措施,以利提升儲能系統的容量,同時加強及資助替代儲存技術方案的研發。

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美國

在2023 年 1 月 1 日,《降低通膨法案》中規定的投資稅收抵免(ITC)擴大至容量不少於5度(kWh)的獨立儲能項目2。這使規模較小的專案亦符合ITC的資格,開發商就無需將其儲存解決方案直接與光伏系統結合,明顯的減少新能源儲存容量的開發時間及成本。

這種增加的彈性,以及將投資稅收抵免擴展至獨立儲能系統,可望進一步推動不斷成長的美國儲能市場。

Donut Chart - infographic
歐盟

2023年3月,歐盟委員會發表一項關於儲能的建議,強調儲能可以「在能源系統中去碳化、促進能源系統整合及供應安全上發揮重大作用」,並指出「要在能源系統進行去碳化,將需要大量投資於各項儲存能力。」6在這種背景下,歐盟成員國皆被建議應提供詳細數據,以促進新能源儲存設施的投資決策。

歐盟委員會的評估指出,電力系統靈活性的需求在2050年之前可望成長至佔整體電力需求的30%,較2021年增加11%,歐盟在建立能源儲存能力上的推動恰逢其時。

地區焦點

紐約州

紐約州的儲能目標是在2025年前達到1,500千瓩,並在2030年前達到3,000千瓩,不僅能帶來約30億美元的整體效益,也能減少超過200萬公噸的二氧化碳排放,並在2030年之前創造約30,000個就業機會3

加州及德州

2022 年,加州與德州為美國全國潔淨能源成長(包括儲存能力)最快的兩個地區4

Texas and California, frontrunners in clean power additions in 2022 - infographic
拉丁美洲

根據最新的分析,拉丁美洲太陽能儲能市場的規模在2022年達到18.4億美元。未來5年內將以每年7.2%的速度成長5

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投資於產業推動者,有助擴大潔淨能源儲存能力

隨著可再生能源逐漸在全球取代化石燃料,且潔淨能源的裝置容量亦創下紀錄,加快建設額外儲存能力,對穩定供應可靠的潔淨能源極為重要。

預測指出全球每年的新增儲能裝置容量將會介乎80百萬瓩至88百萬瓩7。即使實際及預測的儲存能力有所增加,仍需要更大規模的儲存來提升可靠性及維持正常的運行時間,並需要克服太陽能、風力及水力的間歇性。因此,需要在整個能源儲存的價值鏈上作出額外投資,以平衡潔淨能源生產及儲存的比例,並滿足儲存方案不斷成長的需求。

相關投資有望充滿發展性。根據最近一項分析預測,全球電池儲能市場的規模將會從2022年的108.8億美元,成長至2029年的312億美元,在預估期間內以16.3%的雙位數速度成長8

有鑑於如此驚人的成長速度,將資金引導向相關專業領域的公司,可以為投資人提供更多具潛力的面向與視角:針對新型性能增強原物料投入充裕的資源進行研究,有助加快領先能源收集技術的開發與市場化。最後,這可能會大大影響潔淨能源生產及能源儲存的共同發展與進步。

能源儲存在未來幾年仍是一項艱鉅的任務,同時會創造不同的投資機會。一些應用需要不同形式的技術方案,以迎合不同的個別需求,可見整個價值鏈處處皆機會,並提供不同方案。

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1國際能源總署:Renewable power’s growth is being turbocharged as countries seek to strengthen energy security,2022年12月。
2美國國會:Energy Storage Tax Incentive and Deployment Act of 2021,2021年9月。
3紐約州政府:Types of Energy Storage
4American Clean Power Market Report 2022,2023年5月。
5Digitaljournal.com: Latin America Solar Energy Storage Market Shows Robust Growth Potential
6歐盟執委會:recommendation on Energy Storage – Underpinning a decarbonised and secure EU energy system,2023年3月14日。
7彭博新能源財經:1H 2023 Energy Storage Market Outlook,截至2023年3月及國際能源署:Grid-Scale Storage,截至2022年9月。
8Fortunebusinessinsights.com: Global battery energy storage market,截至2022年3月。

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