TAIWAN

未來的電網該是怎樣的?

現今的電網仍然由化石燃料所主導,難以配合未來需求。由再生能源供電的電網看起來很不一樣,而儲能會在當中扮演關鍵角色,以平衡供給與需求。

在電力發展初期,主要是在地發電、在地使用。隨著大型、中央化的化石燃料發電廠與長距離電力傳輸逐步建立,龐大的電力網路(或稱為電網)慢慢出現,允許人們及產業能夠使用遠方所生產的電力。

當前的電網大多仍停留在 20 世紀與化石燃料時代。我們倚賴化石燃料的靈活性——也就是調節燃燒量的簡便性——好應付早晚的電力需求變化,以及突發事件引致的需求颷升。在1990年世界盃半準決賽時,數千萬名英格蘭球迷看到自己的球隊輸掉激烈的點球大戰後,決定泡杯茶安慰自己,結果導致用電量歷史性暴增2.8GW,相當於同時啟動1 百萬個熱水壺。自此,英國國家電網密切關注體育賽事日程,好準備燃燒更多燃料來滿足這類陡升的需求。

當然,體育賽事只是我們面臨的挑戰的一小部分。隨著氣候變遷加劇,以化石燃料為基礎的電網既使問題長期存在,又難以處理自身的不足。今年夏天熱浪席捲美國加州時,由於該州的電網無法應對用電高峰,居民被敦促節約使用空調。在南非,全國電網也因無法負荷用電需求,使得輪流停電成為常態。近年來,孟加拉巴基斯坦等國也因為各種因素而不斷停電。

變化無常的天氣

事情很明顯需要改變,但轉型之路總非一帆風順。當風電和太陽光電廠所生產的電力超出需求、或超過電網基礎設施所能處理的範圍(電網壅塞)時,平衡供需變得更加困難。因為無處儲存電力,營運商被迫削減風力與太陽能發電廠的發電量,白白浪費掉乾淨的能源。然而,當再生能源的供給無法跟上需求時,我們又會以化石燃料來填補缺口——這種情況不能如此下去。

因此,能源轉型不單單只是產生更多再生能源來取代化石燃料,也應該考量供需平衡,為此必需採取一系列措施,從建立能夠抵禦極端氣候的基礎建設,到結合人工智慧,好讓電網因應供需而調節。然而,最主要的是我們需要在電網中增設儲能設備:像是抽水蓄能、電池儲能、和其他類型如氫能和重力儲能。

若把儲能整合到電網之中,就可在供過於求時儲存過剩的再生能源,並在供不應求時釋出之前儲起的電力。唯有透過電網規模的儲能設備,我們才可能擺脫變化無常的氣候,持續朝淨零碳電網的發展邁進。

建造(很多很多的)電池儲能設備

現今絕大多數的儲能都採取抽水蓄能的方式,也就是在離峰時段利用多餘的電力將水從下池抽往上池,待尖峰用電時段再將水的位能釋放轉換成電能。不過,過去幾年電網規模電池儲能蓬勃發展,終於成為儲能容量的重要來源。截至 2021 年底,全球電池容量達到 16GW(續航力或有不同),相較於 2020 年增加了 60%。在這方面,美國和中國扮演領先角色,而其他地區的電池儲能設備裝置量也逐步攀升。

能源研究公司 Rystad Energy 的數據顯示,英國的電池儲能設備容量將從現有的 2.1GW,預計到 2030 年時大幅提升至 24GW(英國期望在本世紀末前充分利用其凜冽的離岸風和日益增長的光電容量來提升整體儲能容量至 30GW)。同時,至 2022 年底,澳洲建置中的電池儲能設備容量幾乎比前年增加了一倍。此一令人振奮的推展必須持續下去,並應加速推動,以支持電力行業的減碳步伐,進而符合巴黎協定的要求。國際能源總署預估,全球電池儲能設備的設置容量必須在本世紀增加 44 倍,才有辦法達到 2030 年 680GW 的目標。

儘管挑戰重重,像是不穩定的收入模式,但是電網規模儲能電池的成本持續下降,仍是一值得樂見的跡象。

我們正在做什麼?

Lightsource bp 認為,能源轉型應採取多管齊下的方式,而非僅增加再生能源電網的整合。這也是為什麼我們正在開發儲能案場,來儲存光電廠中過剩的電力,並在用電量攀升時釋出——我們最近啟動的第一個儲能系統計畫位於英國,而我們也持續在澳洲各地的大陽光電案場中,規劃電網規模的儲能方案。我們在美國與歐洲各地,也看到不少類似的發展機會。

我們將繼續在世界各地的案場中設置儲能設施——儲存量將會比1990 年的足球迷泡茶所引發的用電量還要多。