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追上加拿大,德國弗勞恩霍夫測試水底能源儲存  

2016-09-18 13:04:42|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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著全球各國逐漸體認能源儲存的重要性,也同時尋求主流鋰電池以外的能源儲存技術,加拿大多倫多水電(Toronto Hydro)與加拿大新創企業水儲能(Hydrostor)率先測試水底儲能,如今德國也不落人後,德國與歐洲最大科技應用研究機構弗勞恩霍夫(Fraunhofer)同樣推出水底儲能技術構想。

加拿大水儲能的技術是利用水壓加強壓縮空氣的效果,原理類似壓縮空氣儲能,也就是所謂的「風穴」,水儲能從岸邊鑽掘氣道,直通往湖底或海底,連接大型氣球,由重物壓住固定在湖中或海中,儲能時把高壓空氣從岸上基地沿著氣道打入水底的大氣球,需要能源時就釋放壓縮空氣推動渦輪發電,能源回收率約為 60%~80%。

弗勞恩霍夫推出的「海儲能」(Stored Energy in the Sea,StEnSEA)的原理則較為類似傳統的抽蓄水力發電,利用深水處的水壓差,取代抽蓄水力發電的高度差。海儲能的做法是,打造大型圓球混凝土槽,把內部抽空,沉到海底,當打開混凝土槽的水閥時,深水處的水壓會讓水湧入,以此水流來推動渦輪發電;相對的,當儲能時,則啟動馬達逆轉渦輪,將混凝土槽體中的水排空。

海儲能的混凝土槽預定放置於 600~800 公尺深的海床處。由於使用水壓差取代高度差,不像傳統的抽蓄水力發電需要建築水壩,因此也不會有建壩造成的環境與景觀破壞,但預期儲能效率將與傳統抽蓄水力發電相當。系統運作中的壓力差變化不會太快速,所以可使用混凝土為槽體主要材料,不僅是相對廉價的便宜材料,混凝土槽本身就是重物可自我固定於海底,不需再以額外重物固定。

台灣四面環海可考慮

弗勞恩霍夫估計 400 百萬瓦(megawatt)規模的海儲能系統,平均每度電儲存容量成本將為 0.04~0.2 歐元,相當於 1.4~7.1 元新台幣。傳統抽蓄水力發電的每度電儲存容量成本則為 0.188~0.274 美元,相當於 6~8.7 元新台幣。而全球可供設置海儲能系統的海床地帶,總共可提供的儲能容量潛力則有 8,170 億度。

弗勞恩霍夫目前與德國最大建築營造公司豪赫蒂夫(Hochtief)合作進行前期測試,豪赫蒂夫打造 1:10 大小的球體,置於 100 公尺水深中,該計畫由德國聯邦經濟與能源部資助,若前期測試計畫成功,弗勞恩霍夫計劃在 3~5 年內進行商業運用前測試計畫,並在之後正式進行商業應用。

另一方面,加拿大的水儲能也加快商用化腳步,表示會於 9 月發表新的商業合約與合作夥伴,2016 年秋季就將準備好商用上市。水儲能與加拿大多倫多水電的示範系統已經於 2016 年 1 月設置完成,此外,水儲能也已經取得一個商業客戶──加勒比海阿魯巴島電力公司阿魯巴水電(WEB Aruba N.V.)。

水儲能的機器設備都位於岸上,設置、維修與耐用性要求較低,相對的海儲能的主要設備都在深海高壓水中,就以這方面來說水儲能似乎具有優勢,不過水儲能使用壓縮空氣技術,也面臨過去壓縮空氣儲能技術面對的相同質疑,那就是壓縮空氣技術總是宣稱低成本,卻尚未有實際表現。

不論水儲能還是海儲能是否能實現商用化,或是何者會勝出,加拿大與德國不約而同想發展水底儲能,四面環海的台灣或許也可做類似思考。

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