【綠色觀點】連臺灣都會停電!你願意為 8.76 小時付出多少的「保險費」?

在一個美國電力公司聯合研究案中,於裝置容量 500MW 的太陽能電廠搭配了 500MW 可支撐四小時的儲能系統,可大幅提升到理論上所謂的「完美發電機」。這時你一定有個疑問,1:1 的比例設置儲能系統?這也設置太多了吧!
評論
Photo by israel palacio on Unsplash
評論

本文作者林常平,從事電子、通訊及能源事業策略規劃與拓展,領導完成台電高壓 AMI 及低壓 AMI 系統第一期建置、東南亞試點、多項 NEP 計劃、智慧電表外銷日本;近年完成國內外多個微電網、國內首座 MW 大型儲能系統,並獲選參與台電調頻輔助服務等新型態能源事業。專長通訊/控制訊號處理及演算法、智慧能源技術、策略與事業發展。目前擔任大同公司智慧能源事業部總處長及綠學院綠色帶路人。

我們之前在《十個儲能九個騙?正確辨別儲能方向成為老司機》跟你聊因為再生能源的間歇性,儲能系統成為協助電網穩定的重要角色。儲能系統如同「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,我想你應該已經很熟了,今天,我來跟你講點你不知道的。

因為工作的關係,我經常需要看國外電網運作的案例與經驗,有天我找到一個很有意思的美國加州三間電力公司的聯合研究案。這個研究顯示,只要讓再生能源發電場域搭配一定比例的儲能系統,也就是複合系統 (hybrid system),就能維護電力系統穩定。在其研究案中,其於裝置容量 500MW 的太陽能電廠搭配了 500MW 可支撐四小時的儲能系統,可大幅提升到理論上所謂的「完美發電機」(perfect generator)。

這時你一定有個疑問,1:1 的比例設置儲能系統?這也設置太多了吧!太陽能已經產生這麼多的問題,我們怎麼能信任一個連電池回收機制都不知道在哪裡的儲能系統,更何況聽說電池還會爆炸?

你買過保險吧,如果想要全套的保險例如壽險、意外險、醫療險、癌症險或旅遊險等,它的價格自然就會比較高,選擇基本款則比較便宜。儲能就像保險一樣,當你想要用 1:1 的再生能源搭配儲能的輸出容量配置,就像是買全套的保險方案一樣,儲能會成為非常安全的完美發電機,你幾乎可以確定 100% 的時間都會非常安全。

但是要 1:1 的比例設置儲能系統,投資成本極高,因此大都是電力公司當作基礎研究買來實驗並操作看看。實務面考量經濟效益後,多數會使用 10:1 的比例,也就是再生能源容量的 10% 作為儲能的輸出容量配置,只設置 10% 用整年度的信賴區間來看,假設可以滿足 99.9% 的時間,表示一年 8,760 小時會有 0.1%,也就是 8.76 小時儲能無法達到穩定電網的功能。你願意為 8.76 小時付出多少的「保險費」?

美國加州認為他們的儲能需要撐到四小時,臺灣倒是不需要撐到四小時,我們只需要大型再生能源案場的輸出能符合新修訂之升、降載率限制,白話文的意思就是在沒有太陽或沒有風的時候,要有個儲能可以撐個幾分鐘到幾十分鐘,這段時間讓其他選手例如新式燃氣機組等補上來。因此,「儲能保險費」顯然應該由太陽能及離岸風力業者買單,他們應該承擔備用容量的責任。

承擔 10% 的責任你聽起來覺得很輕鬆,但其實這工作相當吃重,只有大型儲能系統可以扛得起來,而且建置並維護營運大型儲能系統是有技術門檻的。不只發電端大型再生能源案場需要儲能,電網端也需要儲能,因此這裡面的商機可真不小,如果你想要提供「儲能保險服務」讓需要保險的人跟你「買保單」,你應該從哪裡下手呢?

《儲能概念股夯?行內人揭真相》一文中我們詳細介紹了儲能系統從原材料到系統的七層整合,毫無疑問,臺灣的商機落點正是在最後一層:系統整合。

儲能系統目前各層的建置成本結構。
資料來源:大同公司

你可能從上圖中發現一個問題,系統整合才佔儲能系統建置成本的 10%,這看起來並不是高產值的產業,為什麼要挑選這塊商機呢?

這是因為系統整合需要面對最多元的應用場景,是最複雜、最難、且一旦培養起競爭力,其他競爭者很難跨越的城池。以系統整合商而言,他必須尋找合適的策略夥伴,包括電池系統供應商(含 BMS)、PCS 供應商、電力設備/盤供應商、工程安裝業者、軟體平台暨設備業者、EMS 業者、雲端管理平台業者等,並須具備整合前述設備以進行規劃設計、建置案場專案管理及日後維運的能力。

不論在產業鏈中的位置為何,尋求策略合作夥伴都是必須的,因為沒有一家公司能夠、也沒有必要涵蓋所有角色。臺灣以往的供應鏈思維都想要「一條龍」,其實是製造業及代工的思維。在不同的情境與應用場合,需要整合不同策略合作夥伴的產品及解決方案,一條龍看似省錢,卻不利於爭取更多元的應用場景,這卻正是儲能應用市場的特點。

我們公司正在專心建立系統整合所需的核心技術與能力。我為什麼要把這個商機告訴你呢?這樣不是容易被其他人複製或模仿,進而成為公司的潛在競爭對手嗎?

因為這件事很難,尤其最難的是,這牽涉到要改變你的認知。我常跟公司的同仁說,你們年輕人必須有決心擺脫臺灣業界常見的「賺一票」的心態,這不是在搶一個專案,乃是在開拓並經營一個新事業,這樣做儲能才能成功!

這真的不是很容易,尤其在臺灣過去幾十年製造業思維的養成之下,一時間要大家尊重不同定位中的專業分工,尋求上、下游策略夥伴的整合,說起來很容易,做起來很難,但我真心認為若這個認知沒有改變,儲能商機只能停留在這個小島上,做完台電的電力輔助服務也就結案了。我盼望臺灣的儲能系統與其應用的業者們,尤其是下一代的年輕人們,能共同合作、攜手打造一個健全的產業生態,在建設臺灣成為能源轉型的成功案例中累積經驗、實績及合作默契,進而組成輸出海外的儲能系統整合國家隊。

責任編輯:Mia
核稿編輯:Chris

延伸閱讀:



人機合一新型態微創手術,外科醫師的第3隻手——精準持鏡機器手臂,穩定內視鏡影像提升手術品質

隨著科技進步,微創手術已成為一般外科治療的趨勢,「精準微創」更是現階段的目標。新型的「內視鏡持鏡機器手臂」彷彿是外科醫師的第3隻手,可以模擬人手多角度操作持鏡,提供穩定的影像畫面,輔助主刀醫師精準切割、縫合患部,提升手術品質、縮短術後恢復時間。
評論
評論

談到開刀房、手術室,你腦中浮現的第一個畫面是什麼?小小的手術台旁擠滿多名醫護人員,手上持著不同的器械各自忙碌?

沒錯,一台成功的手術是由一整個醫療團隊,每個人各司其職,並保持良好的節奏與共同合作的默契,才能確保病人獲得妥善治療。

看懂傳統腹腔鏡/內視鏡手術,開刀房人員配置

以傳統腹腔鏡/內視鏡手術來說,手術房內會有主刀醫師與第一助手來完成主要的手術內容,同時還會有兩位分別協助操作內視鏡的「扶鏡助手」與協助遞交手術器械的「第一助手」。

▲手術房內除了主刀醫師與第一助手完成主要的手術內容之外,還有協助操作內視鏡的「扶鏡助手」,以及遞交手術器械的「第一助手」。

扶鏡助手扮演了手術過程中相當重要的「眼睛」角色,因為扶鏡助手操作的內視鏡,便是將極細長內含光纖、鏡片的鏡頭放入體內,再利用影像傳輸,將體內畫面傳導至螢幕上。由於內視鏡可以深入腹腔,傳回人眼無法透視皮膚所看到的手術部位,加上具有影像放大的作用,協助醫師更仔細觀察病兆、找對下刀位置。

傳統腹腔鏡/內視鏡手術,「人工持鏡」考驗醫護體力、耐力

然而,內視鏡的操作,並非想像中的簡單。除了操作過程十分考驗「扶鏡助手」和主刀醫師之間的默契外,一場腹腔鏡手術動輒三、四個小時以上,要保持長時間穩定地「人工持鏡」,相當考驗醫護的體力與耐力。

大千醫院一般外科劉信誠主任坦言,「對於長時間的腹腔鏡手術來說,鏡頭畫面的穩定度非常重要。但是,當手術時間超過一個小時以上或步驟、位置較複雜,持鏡助手就容易感到疲憊、集中度下降,開始跟不上醫師的手術工作速度。」

再者,持鏡助手長時間維持持鏡姿勢,也容易因疲勞而產生手持內視鏡影像晃動,造成手術畫面模糊,增加主刀醫師及開刀團隊產生視覺暈眩的可能性,進而拉長手術時間,提升手術困難度。

▲大千醫院一般外科劉信誠主任。

外科醫師的第3隻手:內視鏡持鏡機器手臂CP值高

為了滿足不斷上升的內視鏡手術需求,醫界也追尋更佳的手術方式。於是,內視鏡結合機器手臂的「內視鏡持鏡機器手臂」由此產生。

其中最知名的「機器手臂」就是大名鼎鼎的「達文西機器手臂」,但達文西手臂的體積龐大、造價昂貴、維修費驚人,每次使用的開機與耗材費高達20-30萬。對於一般民眾來說,是一筆相當高額的支出,不是人人都負擔得起。

為解決醫師臨床手術的多元與便捷需求,友信醫療集團代理引進由德國開發的「新型內視鏡持鏡機器手臂」,有兩種不同型號,滿足不同的臨床需求,打破對機器手臂的既定印象,不僅體積輕巧、操作容易,關節活動角度靈活,更可直接架於開刀床邊軌上,手臂移動範圍能完全涵蓋整個病人,彷彿是外科醫師的第3隻手;且大部分的配件可以重複滅菌使用,每次開機約1-2萬元,導入成本低、CP值高,對於醫院及病人來說負擔降低許多。

除了費用門檻較低,劉信誠主任分享到,與傳統人工持鏡相比,機器手臂持鏡的畫面較穩定,還可以由醫師主動控制畫面,提升手術的流暢度。

另外,在執行微創手術的縫合等精細動作時,穩定、不晃動的畫面也能讓主刀醫師在視覺上較舒適且不易感到疲倦,增加手術的準確度,達到「精準微創」的目的。

▲持鏡助手長時間維持持鏡姿勢,容易因疲勞而產生手持內視鏡影像晃動,「新型內視鏡持鏡機器手臂」則可以提供流暢且穩定的影像。

胸腔鏡手術應用範疇多!日本研究揭「人手持鏡」與「機器手臂持鏡」的差異

劉信誠主任指出,近年來微創手術已是目前臨床上的主流。根據統計,在醫院開刀房所進行的手術中,傳統開腹手術對比腹腔鏡微創手術的比例,已經將近1:9。

如同微創手術的主要目的,在於縮小患者的手術傷口、降低出血量及術後疼痛的發生,因此在進行手術時間較長的微創手術,機器手臂持鏡更顯重要。

根據日本研究發現,機器手臂相較於傳統人手持鏡,不會增加手術準備時間,熟悉持鏡手臂操作的醫師更可以降低18%的腹腔鏡手術時間;且因內視鏡影像穩定,手術下刀、縫合位置更精準,在減少內視鏡穿刺套管拉扯傷口下,患者的出血量也會降低、術後恢復速度也更快,大幅降低住院天數。

以新型持鏡機器手臂來說,便是針對消化系統、婦產、泌尿等外科手術需求所設計。透過內視鏡穿刺套管(Trocar)註冊點作為移動與旋轉的中心點,記憶套管虛擬位置,讓持鏡手臂以定位點為軸心進行移動,並自動運算最佳移動方式,在術中提供穩定內視鏡影像的同時,也能避免內視鏡拉扯擴大手術傷口,對外科醫師提升微創手術精準度,保有穩定支撐和靈活定位能力有所助益。

▲新型持鏡機器手臂,透過電腦登記Trocar穿刺套管作為移動/旋轉的中心點,記憶腹腔鏡套管虛擬位置,讓持鏡手臂以定位點為軸心進行移動,並自動運算最佳移動方式,避免拉扯手術傷口擴大。

小腔室也能輕鬆進入,新型持鏡機器手臂體積更輕巧、角度更靈活

相較腹腔、胸腔等部位,對於耳鼻喉科與顱底手術,醫師要面對更小的腔室,為避免觸碰重要的神經組織及血管,更需要仰賴內視鏡精準的移動與角度。另一款新型持鏡機器手臂具有6個關節的機器手臂、模擬人手進行多角度移動,可以提供360度橫向移動視角,及垂直90度的視覺角度,輔助醫師更精準深入手術部位,穩定提供內視鏡影像輔助醫師進行手術。 

▲具有6個關節的另一款新型機器持鏡手臂,能夠模擬人手進行多角度移動,輔助醫師更精準深入手術部位。

除了上述提到的持鏡機器手臂與傳統人工持鏡之間的差異,對醫院及醫師來說,持鏡機器手臂在人力調度上更有彈性,可以減輕醫護的視覺疲勞與持鏡姿勢疲勞。

對患者而言,持鏡機器手臂提供的穩定手術影像畫面,有助於提升手術品質,減少手術時間及併發症,讓患者安全快速地回到工作崗位或生活上。

資訊來源:友信醫療集團、大千醫院一般外科劉信誠主任;文:關鍵評論網媒體集團廣編企劃。