【綠色觀點】全世界最大的儲能系統不是 Tesla 推的鋰電池儲能廠,而是⋯⋯

談到儲能,近期鋰電池可是話題熱門,但現有大規模的儲能方式還有許多種類。
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REUTERS/達志影像
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謝芳吉稀有的既懂化學、又能鏈接電機專業的跨領域專家,將這兩種專業靈活的結合在儲能電池技術研發工作,幾年前開始創業,蹲點中國大陸多年,充份運用整條電池儲能供應鏈的資源,現在願望是把一身功夫貢獻出來,培養更多人才,促進儲能業發展。現在也是綠學院的綠色帶路人。

原文刊登於綠學院,INSIDE 獲授權轉載。

前一陣子綠學院發布幾篇關於電力系統內的儲能、電動車用的動力電池及鋰電池觀點文章,我看了文章下面的網路留言,發現許多人提出類似的問題:「怎麼沒有寫抽蓄水力儲能,這可是最大的儲能系統哩!」

網路上的留言是對的,如果把認知地圖往外擴,儲能本來就不只鋰電池,之所以一直談鋰電池,是因為鋰電池是目前高手擂台上最具冠軍相的選手。

我們現在即將開始的「儲能電池白話文運動」系列文章,會把之前的文章串起來,建構你對各個儲能電池選手的基礎認知,包括其原理及差異,了解哪種電池在哪些應用場景最能發揮戰力,學會用行內的角度看事情,不會再眼花撩亂,一聽到國外儲能系統多神、多進步,看到什麼就想要投資,看到什麼就急著創業或代理。

延伸閱讀:【綠色觀點】十個儲能九個騙?認識要綠電不停電的關鍵

三種儲能方式:物理儲能、電磁儲能、電化學儲能

我們簡單複習一下,儲能是先將電力轉化為其他形式的能量,存放在「儲能裝置」中,並在需要時釋放,在充電與放電的過程中,自然實現了能量的跨時間轉移,如同「水庫」居中做個「削峰填谷」調節:水多的時候儲存起來,水少的時候放出來大家用,這就是儲能的角色。

儲能裝置有多種方式,我們可以將電能轉化為動能、位能和化學能等,對應能量轉換方式的不同,目前主要的儲能類型分為物理儲能、電磁儲能、電化學儲能。有些分類會拆分成五類甚至更多,我建議不需要花時間糾結在分類上,這種糾結拿來搞學術可以取得相當的成就,但如果你是個創業者或是投資人還這麼想,我建議你應該改行。

▲(表一)物理儲能和電化學儲能是目前主要的儲能方式。資料來源:謝芳吉

全世界最大的儲能系統是抽蓄水力儲能,而且短期來看它的主導地位不會改變

我們先來理解物理儲能。物理儲能包括抽蓄水力儲能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能等。抽蓄水力機組除了用來發電,也就是我們平時理解的「水力發電」之外,反向過來也可以做為儲能電池,供電力調度之用。網路上的留言說的沒錯,抽蓄水力儲能容量大、儲電成本低,可以說是一個天然電池,而且短期來看它的主導地位不會改變。

但抽蓄水力儲能並沒有太大的成長潛能,如果你要靠著它創業或是賺大錢恐怕不容易,因為它的建設完全依賴於地理條件,也就是說當地水資源是否足夠豐富且穩定供應,這幾年開始,新建的水庫幾乎都面臨到生態與環境爭議而擱置。2016 年以來全球的抽蓄水力機組裝機量僅成長 0.6%。

壓縮空氣儲能顧名思義是用空氣作為能量的載體,利用電力將空氣壓縮,儲存在廢棄礦井、過期油氣井或儲氣井、海底、鹽洞等,當需要時再將壓縮空氣與天然氣混合,加熱燃燒推動渦輪機發電。雖然運作仍然需要化石燃料,但還算環保,技術特點是輸出功率大(MW 級);持續時間長,可達數小時;運行壽命長,可循環上萬次,壽命可達 40 年。缺點是受地理結構限制,建設成本高,應用上不易普及。

最近因為壓縮空氣儲能的研究和開發熱度不斷上升,科技媒體也有國外的相關新聞報導,綠色產業界有人問我國是否應該放棄高污染的鋰電池儲能系統,改設置壓縮空氣儲能廠?我的看法是,國內要找到理想的廠址恐怕會是個大問題,即使是設置在海上,根據離岸風力發電的開發經驗,也會遇到各式各樣社會面向的阻礙,這也就是為什麼說應用上不易普及的原因。

飛輪儲能同樣顧名思義,是用電力將一個圓柱體用非常快的速度在真空中加速,從而將電能以動能的形式儲存起來,再把動能轉成電能使用。飛輪儲能常用於工業裡的不斷電系統 UPS 中,或於電網上進行頻率控制和電壓控制,技術特點是儲能效率高達 90%、使用壽命長、環保無污染、使用起來很簡單。缺點是能量密度低、保養費用昂貴、性價比差。

下一篇,我們繼續來談電磁儲能和電化學儲能技術。

責任編輯:Mia


NEC 以專業的生物辨識驗證技術,為人類生活打造更準確又安全的身份識別方式

NEC 具有多重比對臉部檢測法、攝動空間法、適應領域混合比對等先進技術,讓辨識更準確又快速,不但多次奪下美國國家標準暨技術研究院(NIST)評鑑第一名,在一對多的人臉辨識速度上也是業界之首。
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Photo  Credit:NEC 台灣政府公共解決方案事業群群總經理張裕昌
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你有沒有在機場使用過 e-Gate 快速通關系統呢?這種利用生物特徵的辨識技術既方便又安全,早在幾年前就已經是很多政府機關使用的成熟技術,讓我們跟著生物特徵辨識領導廠商 NEC 一起瞭解這種技術的原理吧。

生物辨識面面觀

身份辨識是電腦資安領域中很重要的一環,過去我們常常使用「知識辨識」方式來辨識使用者身份,但是使用輸入密碼的方式可能會被忘記,或是容易被破解的問題。至於「持有物辨識」是某種 USB 加密鑰匙,雖然可以省下記憶密碼的麻煩,但也有機率會不小心遺失。

生物辨識則是利用身體上獨一無二的特徵進行驗證,具備唯一性且不易盜用的先天優勢。其實這也不是很新的技術,早在數千年前人類就開始使用生物辨識,比如我們出門看到隔壁鄰居的臉,就能認出他是老王,這就是生物辨識的概念;但是要教會電腦辨識生物特徵,可就不是這麼簡單的事了。

生物辨識驗證領域全球領導廠商 NEC 從 1970 年代便開始研發指紋辨識、掌紋辨識和人臉辨識等技術。目前除了上述技術之外,NEC 也已開發出虹膜辨識、語音辨識,以及原創的耳道聲波辨識技術,這些獨特且高度準確的生物辨識驗證技術解決方案在全球各地都有實際應用的經驗。

NEC 將這些生物辨識驗證技術以「Bio-IDiom」品牌運用在各式應用中,並且以有效的組合運用這些技術,從而打造出「任何人都能安全無慮地使用數位內容」的世界。

NEC  在生物辨識驗證技術有 50 多年的經驗與龐大的研發團隊,並且具有多項領先技術。/Photo  Credit:NEC

領先業界的人臉辨識技術

以人臉辨識技術為例,它是透過攝影鏡頭補捉人臉的畫面,並透過電腦分析臉部各個特徵點的資訊,來判斷受檢人員是不是與登錄的資料相符。

人臉辨識技術有許多優點,由於人臉是平常人們用來判斷對方身份的方法當中最自然的一種,所以使用者的心理負擔很小,使用過程中也無需動手操作,而且一般攝影機就可辨識,讓建置更快速且低成本。此外它還具備有效防止弊端的特色,例如辨識的時候系統能夠留儲「臉部影像記錄」,讓管理者可以目視確認是否相符。

NEC 具有多重比對臉部檢測法、攝動空間法、適應領域混合比對等先進技術,讓辨識更準確又快速,也能在人臉被遮蔽或影像不清楚的情況下正確辨識,不但多次奪下美國國家標準暨技術研究院(NIST)評鑑第一名,在大規模一對多的人臉辨識準確度上也是業界之首。

生物辨識有使用方便、不易被盜用的優點,近年的應用越來越廣泛。/Photo Credit:NEC
除了人臉辨識之外,NEC 也有多種不同的生物辨識驗證技術可以交互搭配使用。/Photo  Credit:NEC

奧運史上首次使用人臉辨識入場

NEC 為 2020 東京奧運和東京帕拉林匹克運動會(Tokyo 2020)成功提供人臉辨識系統,為奧運的安全、可靠和高效舉辦做出貢獻。NEC 台灣政府公共解決方案事業群群總經理張裕昌在訪談中表示:「NEC 提供的臉部辨識系統,用於驗證運動員、工作人員、志工和其他比賽相關成員的身份,當他們進入奧運和帕運選手村、國際廣播中心(International Broadcasting Center, IBC)以及主新聞中心(Main Press Center, MPC),系統會自動進行臉部辨識。該系統為 NEC 生物辨識驗證技術『Bio-IDiom』的核心技術,採用準確度世界第一的臉部辨識技術。」

NEC 提供的臉部辨識系統,用於驗證 2020 東京奧運和東京帕拉林匹克運動會運動員、工作人員、志工和其他比賽相關成員的身份。/Photo Credit:NEC

One ID 帶來更便利的生活

機場是有高度安全考量的場所,因此無論在航空公司櫃台報到、海關查驗、登機口查驗,甚至在免稅店購物都需要旅客出示護照以確認身份,不但過程相當耗時,同時也增加了經常拿進拿出而遺失護照的風險。

以 NEC 提出的 One ID 解決方案為例,旅客只需要登錄其臉部影像,就能在機場辦理與進行各種手續,例如報到、托運行李、安檢、登機等,而不需要出示護照與登機證,不僅能加速程序的進行,還能達到全程零接觸,降低染疫風險。

全球最大航空公司聯盟星空聯盟(Star Alliance)、NEC 集團及國際航空電訊集團公司(SITA)達成一項新協議,在不久的將來,星空聯盟成員航空公司的飛行常客計劃之客戶,將能在任何參與此協議的機場與航空公司使用生物識別進行身份驗證。/Photo Credit:NEC
NEC 希望透過更多元的生物辨識技術改善人類的生活,透過只要伸出手指就能確實證明兒童身份的指紋辨識技術,就可以不受出生國家或地區左右,建立確實執行給予所有兒童合法出生證明與出生登記的環境,同時也打造兒童在成長過程中必要的、確保享有身為國民應有的公共醫療、教育機會與社會之保障。/Photo Credit:NEC

張裕昌提及,目前 NEC 的技術已經達到相當高的準確度與可靠性,未來的發展重點不再是改善辨識準確度,而是發展更多元的辨識種類,以及透過系統整合的方式,結合多種不同技術,以因應更多差異化的使用需求。

此外張裕昌總經理也特別提到,以 NEC 獨家的嬰兒指紋辨識技術為例,可以克服嬰兒指紋會隨時間變化的問題,有助於協助戶政系統不完善的國家追蹤嬰兒疫苗接種情況,發揮降低夭折比例的功效,為人類社會做出實質貢獻。