【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


智慧照護新革命!AI 機器人成為智慧醫療助手

高齡化浪潮來襲, 2025 年台灣將步入超高齡社會,65 歲以上人口佔比超過 20%。高齡化加上少子化,衍生勞動力短缺不足,經濟部工業局推動「電子資訊智慧製造服務系統推動計畫」,加速服務型機器人產業發展,借鏡日本智慧長照現況,把科技導入照護場域,提升更好的生活品質。
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日本是全球高齡化程度最高的國家,而台灣高齡化的腳步愈來愈快,僅剩不到 5 年的時間準備。因應長期照顧與醫療照護需求,各單位紛紛投入 AI 應用服務,解決人口結構改變問題。綜觀以 AIoT(物聯網 + 人工智慧)為核心的智慧醫療趨勢,可輔助醫療流程、節省人力成本,更提升照護服務效率,為高齡化社會帶來了新的解方。

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台日照護機器人交流會邀請各界分享照護機器人開發與應用案例與經驗。

人工智慧產業前景看好

人類壽命越來越長,智慧醫療正逐步顛覆傳統醫療模式,從遠距醫療、機器人、物聯網到穿戴式裝置,龐大潛在商機吸引國際科技大廠投入。台灣醫療服務水準居亞洲領先地位,尤其是資通訊科技實力鏈結全世界,創新能力與解決方案屢屢獲得市場矚目。當人工智慧遇上健康醫療,擴展未來醫療的無限可能,對社會大眾都有切身影響,不僅引領新一波商業浪潮,也創造出更多的照護服務模式。

醫療與科技結合,帶來新變革也帶動數位時代轉型新契機,未來將有更多關於智慧醫療的布局,解決人口高齡化的社會問題。從另一個面向來看,人口快速老化促使長期照護需求,服務人力是建置完整體系的關鍵因素,衛福部在政策面不斷調整適當的滾動式管理。目前長照 2.0 擴增老年照護服務,以及任何年齡的失能身心障礙者,從長照人力需求來說,缺工現象嚴重,照護機器人將成為醫療、長照的主力。

台日照護機器人交流會

為提供台灣照護場域導入智慧科技之契機,在經濟部工業局指導下,服務型機器人聯盟與台灣智慧樂齡照護創新科技產業大聯盟於 5 月 6 日攜手舉辦「台日照護機器人交流會」,邀請各領域專家分享實務現況,作為研發製造與場域運用參考。經濟部工業局林青嶔簡任技正表示,隨著科技迅速發展,智慧醫療創新服務產業生態系逐漸茁壯,5G 落地、AI 應用更多元,機器人正在改革醫療世界。

圖2_經濟部工業局林青嶔簡任技正表示,超高齡社會即將來臨,透過服務型機器人創新科
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經濟部工業局林青嶔簡任技正表示,超高齡社會即將來臨,透過服務型機器人創新科技能解決照護人力議題。

「台灣和日本一樣,面臨急速老化的超高齡社會,因此對於熟齡及身障者的照護非常重要。呼應長照 2.0 政策,應用科技打造更多元化、人性化的服務,AI 及智慧機器人的運用更是未來顯學。」林青嶔簡任技正分享觀點,這場交流會聚焦台日相關經驗分享與討論,加速業者與國際連結。台灣具有精密機電與 ICT 產業供應體系的優勢,發展機器人科技的腳步正迎頭趕上歐美日等國家,尤其是服務型機器人產業,將是台灣製造業的明日之星!

圖3_因應疫情,透過網路視訊方式進行交流,雙邊合作討論熱烈。
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因應疫情,透過網路視訊方式進行交流,雙邊合作討論熱烈。

促成更多元的服務應用

透過「台日照護機器人交流會」,日本 ATA 協會五島清國部長、日方企業 Reif 與 Whill,以及台方微星科技、全智通機器人、福寶科技分享照護機器人的開發與普及應用現況,透過創新科技解決照護難題。照護機器人的開發,必須掌握使用者需求、符合未來照護趨勢,再藉由實體實驗場域的調校,完美融入生活當中。微星科技、全智通機器人、福寶科技旗下的產品已分別應用於物流、醫療、清潔等領域;因應新冠肺炎疫情的「低接觸」服務型態需求,更加快普及速度。

圖4_日本ATA協會五島清國部長強調照護機器人必須貼近使用者,幫助提升生活品質。
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日本 ATA 協會五島清國部長強調照護機器人必須貼近使用者,幫助提升生活品質。

服務型機器人的創新應用在不同領域逐漸成形,經濟部工業局透過政策資源、科專計畫等大力推動服務型機器人產業化,協助企業轉型發展機器人新事業動能或新創公司設立,包括微星、東元、佳世達、凌群等企業。另外,2018 年成立的「服務型機器人聯盟」,由資策會服創所與台灣智慧自動化與機器人協會(智動協會)合作發起,結合政府及民間力量整合產業鏈上中下游資源,共組國家隊搶攻國內外市場。

服務型機器人聯盟今年度規劃「2021 ROBO COM 蘿蔔控」創意實證競賽,延續場域實證的精神,擴大研發能量及市場化企圖。聯盟持續引入資源,推動機器人業者和學研團隊合作,展開技術及實務交流,共同激盪具市場潛力的創新方案。


 「2021 ROBO COM 蘿蔔控」服務型機器人創意實證競賽資訊

  • 報名期間:即日起至 5 月 15 日
  • 競賽期間:6 月 15 日 - 9 月 30 日
  • 報名資格:不限年齡、學生團隊、社會人士、非營利組織、地方社團乃至公司行號都可組隊報名
  • 組隊資格:接受個人挑戰或多人組隊,團體至多6人

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