2025年11月22日 星期六
擺脫中國控制—不可燃蓄電池幫助再生能源發展
文/宋瑞文(加州能源特約撰述)
這篇文章想讓您知道的是：隨著對電網韌性的需求，及提高對再生能源的利用，台灣近年開展儲能設備的部署。另一方面，也有民眾擔心儲能設施的火災風險。
而除了透過說明與消防演練降低民眾疑慮之外，國外有越來越多單位採用釜底抽薪的方法：有別於可燃的鋰離子電池，購置不可燃的（定置式）液流電池。
液流電池不僅安全，還成為美國加州加強電網韌性的一員，在停電時做到無縫接軌，讓家戶渾然不覺。美國公司新型的液流電池，還能擺脫受限於中國的原物料。
加州目前的蓄電池裝設量，已達到100%使用再生電力門檻的三分之一；一般民眾擔憂的鋰離子電池的火災風險，他們也有一套見解，值得台灣民眾參閱。
不會起火的電池
2025年10月，日本第二大石油公司出光興產在澳洲的子公司「出光興產 澳洲」宣布，在當地的Boggabri煤礦裝設了5MW的太陽能發電廠，與12.6MWh釩液流電池（Vanadium Redox Flow Battery）。後者是一種不會起火的蓄電池，因而受到矚目。
*圖說：Boggabri煤礦位置。
單單太陽能發電廠的部分，第一年就可以為礦區減少5000公噸的碳排，之後預計每年都能為用電部分減少40%的碳排。由於該太陽能發電廠四周都是屬於可燃物的煤礦，特別注重安全，因而採用不可燃的釩液流電池。
據該電池製造商住友電工的說明。釩液流電池具有：一、高安全性。二、環保。三、使用壽命長。四、生命周期成本較低。五、電池控制的便利性。六、高度的設計自由。
*圖說：住友電工說明液流電池的特點。圖片經翻譯軟體處理，只是大致正確。（來源：官方新聞稿）
一、高安全性。作電解液的硫酸釩為不可燃物質。即使正負極溶液混合，也不會燃燒。電池的其他組成材料也具有阻燃性，從而將起火的可能性降至最低。
二、環保。與其他電池不同，液流電池不會因充放電反應而發生電極溶解或沉澱，因此不會出現電極劣化。電解液本身也不會劣化。未降解的電解液可以重複使用和回收，「而且其他材料的回收比例可達99%。」
*圖片：液流電池的構造，中間是電池，兩邊是電解液槽，其下是幫浦。（來源：產總研）
三、使用壽命長。（據該公司的設計）擁有20年的使用壽命，並且可以無限次充放電循環。此外，由於電解液不會劣化，因此幾乎可以永久使用。
四、生命周期成本較低。釩液流電池一開始的單位儲能成本較高，但因為使用壽命長，隨著使用時間拉長，從產品的整個生命周期看，成本將低於鋰離子電池等其他電池。
*圖說：液流電池（レドックスフロー電池）跟鋰離子電池（リチウムイオン電池）在生命周期成本的比較，隨著時間，前者的成本將低於後者。（來源：住友電工）
五、電池控制的便利性。普通電池在使用過程中，每個電池的電量都會改變。這需要複雜的系統來控制。但液流電池則不同，電解液由同一個儲液罐供應給每個電池組，因此所有電池都處於相同的充電狀態，剩餘電量可以輕鬆準確地測定。特別能夠應對不規則的充放電（再生能源）。
六、高度的設計自由，彈性增加輸出功率或充放電時間。「輸出功率」取決於電池箱內電芯的數量，而「充放電時間」則取決於電解液的量。由於兩者可以獨立設計，因此，如果想要提高輸出功率，只需增加電芯的數量；如果想要在保持輸出功率不變的情況下延長充放電時間，則可以通過增大電解液罐的容量並增加電解液的量來實現。
*圖說：住友電工在北海道南早來變電所設置的液流電池。（來源：住友電工）
住友電工表示，該公司目前最大的釩液流電池產品，裝設於北海道電力網的變電站（上圖），以穩定風力發電輸出；在日本國內的柏崎市、新潟縣、南九州市、鹿兒島縣以及島根縣隱岐群島等地，協助再生能源的利用。包括住友電工在內的釩液流電池廠商，產品遍及美國、加拿大、澳洲，韓國等。
釩液流電池因為需要儲槽與幫浦，對尺寸有一定的要求，住友電工經過研發，目前僅需要三個20英尺貨櫃即可完成安裝。該公司希望能進一步小型化，擴大其安裝範圍並提升市場需求。
有機液流電池
前述提到，在住友電工的說明裡，釩液流電池「一開始」的單位儲能成本比鋰離子電池高。
*圖說：XL Batteries公司的有機液流電池。（來源：官網）
不過，美國XL Batteries公司即將上市的有機液流電池，裝設成本僅需鋰離子電池成本的一半。這是因為該公司電池的電解液，為有機化合物而非主流的釩，跟過往的釩液流電池相比，成本僅須三分之一到四分之一。
擺脫中國控制
XL Batteries創始人Tom Sisto表示，釩的價格高昂，其中90%都被中國和俄羅斯控制。而且只能溶於硫酸，導致溶液腐蝕性很強，大大增加產品成本。而他們使用的是有機石化原料中的一種分子，溶於pH值中性的水中，從而實現在價格上的優勢。
XL Batteries在2025年5月發佈消息，該公司已經跟數據中心業者Prometheus Hyperscale簽訂長期合約，在2027年為後者在懷俄明州的工廠，供應一套示範規模的有機液流電池系統；2028年供應商業規模等級，2029年供應更大規模的同產品。
蓄電池是投資
儘管前述案例提及液流電池與鋰離子電池在價格上的比較，但許多單位購置蓄電池並不單純只是蓄電後伺機使用，還會在電力交易市場逢低買進逢高賣出，藉此獲利賺錢。日本靜岡市便因此年省上億日圓的電費。
因此購置蓄電池時不會單純考慮成本，還有賣電利得與緊急時供電的價值。（參看文章：全天候供電、加蓄電賺上億元的太陽能電廠與VPP）
停電了家戶也不會發現
自2015年開始，住友電工和加州當地的電力公司與加州政府合作，透過液流電池建設微電網，提升電力系統的韌性，在自然災害與分區停電時發揮作用。並因為實際的表現成績，獲得國際能源總署（IEA）之下的國際智慧電網行動網絡（ISGAN）頒獎肯定。
由住友電工的液流電池所建造的微電網，除了透過電力市場交易產生收益，在災害和計劃停電等緊急情況下作為獨立電源之外，還有黑啟動（Black start）的能力，意即在停電期間無需輔助電源即可啟動電池，以及從併網狀態到微電網自主運行狀態的無縫、不間斷的過渡，從而使消費者不會注意到停電。
靠蓄電池邁向100%再生能源
作為美國再生能源最發達的地區，加州在近年因為蓄電池的利用捷報頻傳。
2023年度，加州蓄電池的發電量超過 6,600MW，足以為6.6萬戶家庭供電長達四個小時。不僅比四年前2019年的771MW大幅增加，還是兩年前安裝量的兩倍。
*圖說：加州在2024年靠大量蓄電池讓燃氣減半。（來源：The Progress Playbook™）
2024年，同樣是蓄電池的大量增設，提高對再生能源的利用。2024年第二季度期間，加州的天然氣發電和前一年同期相比，減少了45%。
2025年11月，加州蓄電池的裝設量達到17000MW（17GW），等於是加州尖峰用電50GW的三分之一，也是加州2045年100%清潔能源（這裡的定義是再生能源）所需蓄電池裝設量的三分之一。蓄電池對於零碳目標的貢獻，由此可見一斑。
鋰離子電池的火災風險
在台灣，部分民眾擔憂儲能設備的火災風險。對此，加州當局是這麼回應的：
「電池儲能系統的安全記錄日益完善。雖然少數幾起火災引起關注，但與全球部署的數千套系統相比，此類事件仍然極為罕見。」
「隨著建築標準不斷提高，目前的電池儲能裝置均建於室外，採用防火板分隔電池組，並配備可靠的熱感應技術，以便及早發現潛在的火災風險。 」
2025年10月12日 星期日
酒鄉、魚塘與淨水廠愛用的水上光電簡介
文/宋瑞文（加州能源特約撰述）
「由於水上光電能夠遮蔽陽光，減少蒸發並抑制藻類生長，對於生產葡萄酒所需灌溉用水的蓄水池而言，改善了水質與蓄水量。」（美國希爾茲堡市公共建設部長Terry Crowley）
美國著名葡萄酒產地加州希爾茲堡市（Healdsburg）公共建設部長Terry Crowley，對於該市灌溉用水的水上光電效益，時常對媒體做出如上的評論。
*圖說：美國著名葡萄酒產地希爾茲堡灌溉溝渠的水上光電。（來源：ABC）
2025年8月26日 星期二
麻省理工發明蓄電水泥 再生能源應用大幅升級
文/宋瑞文（加州能源特約撰述）
近年國外許多太陽能發電案場，紛紛利用蓄電池延伸供電時間，即便日照不足或夜間，也能供電八小時以上或全天；或者透過電力市場交易等方式，省下上億費用的案例也大有人在。（參見文章「全天候供電、加蓄電賺上億元的太陽能電廠與VPP」）
*圖說：靜岡市鼓勵市民把自家的太陽能發電，儲存在學校裡的蓄電池，每年藉此省下一億日圓電費。（來源：鈴與商事）
就在蓄電池為再生能源帶來如虎添翼般的助力的同時，一項名為「蓄電水泥（混凝土）」的技術，因其極低的裝設成本與解決環境疑慮的特性，受到多國企業與政府的重視。
發明「蓄電水泥」的單位，是大名鼎鼎的MIT麻省理工學院；在日本，有心的廠商已準備成立組織，加大投入。最近，共同研發的日本廠商還受到東京都的認可，獲得兩億日圓的研發資金，預計推出能應用於多種空間的產品。
*圖說：2025年3月NHK報導，美國麻省理工大學和日本會澤混凝土公司，共同設立「ec³ hub」（蓄電水泥聯盟）記者會。（來源：NHK）
2025年8月19日 星期二
全天候供電、加蓄電賺上億元的太陽能電廠與VPP
文/宋瑞文（加州能源特約撰述）
核三延役公投帶起一波能源討論，其中也不乏對於能源的迷思。例如很常見到的「太陽能晚上較難供應」，這樣直觀上似乎如此，但已被漸漸推翻的觀念。
*圖說：透過太陽能加蓄電池，非日照時也能供電8小時以上的「富岡再生能源數據中心」。（來源：Energywith）
現在國際上有越來越多的，搭配蓄電池的太陽能案場，或是包括太陽能在內的虛擬電廠，在非日照時也能供電，例如，延伸四小時、八小時，甚至全天候GW級的供電。
2025年8月2日 星期六
進一步消除疑慮—日本太陽能板廢棄回收制度研議近況
文/宋瑞文（加州能源特約撰述）
每當新聞出現被棄置的太陽能板，總有民眾感到疑慮，「能處理這麼多嗎？」「20年後誰負責處理回收？」；在日本，在太陽能補助制度推高太陽能裝置容量後，隨之而來的便是大量的廢棄太陽能板，有鑒於此，日本政府正在研議，賦予太陽能板回收義務。
2025年7月21日 星期一
從細節到新科技—日本農用太陽能近況
文/宋瑞文（加州能源特約撰述）
從這篇文章可以知道：透過日本政府簡報認識近十年日本農用太陽能的概況，及部分日本薑曲折的種植過程，以及模範農用太陽能農家對鈣鈦礦太陽能的展望。🙂
「寬36公分、長1.9公尺的細型太陽能板，可以盡量減少風雨帶來的影響。以往大片的太陽能板，有減少水田產量2-3成的案例，而細型太陽能板則可以維持同樣的產量。」
在5月底日本農用太陽能的一場官方會議「理想的農用太陽能檢討會」裡，千葉縣的農家椿茂雄先生介紹著，他所經營的農用太陽能案場的現況。
「市民能源株式會社」代表董事椿茂雄，是日本農用太陽能代表性的人物之一，有著出色的實績。在台灣也有不少媒體報導過，稱之為「農電共生神話」。
*圖說：椿茂雄在會議上的簡報，寫著許多設備細節，以及農業大於發電的原則。圖片經翻譯軟體處理。（來源：樁茂雄）
2025年5月23日 星期五
下雪也能靠太陽能免電費 日本零能源消費住宅ZEH再下一城
文/宋瑞文(加州能源特約撰述)
許多人聽到太陽能，常會擔心下雨便發電有限的問題；然而，在日本北海道的一家建商，推出裝設太陽能與蓄電池併用的房屋，即便下雪也能發電自給自足，成為幾乎不用買電的零能源消費房屋。
*圖說：將太陽能板裝設在壁面的錦町GXmodel。（來源：Joyful Home）
位於北海道旭川市的建商「Joyful Home」，呼應日本政府推動的綠色轉型政策，在2025年5月推出結合特斯拉蓄電池與設置在壁面的太陽能板的房屋「錦町GXmodel」，讓住戶即便位於寒冷地帶，也能享受不需憂慮電費、瓦斯費等能源費用的零能源消費房屋ZEH（Zero Energy House：淨電力收支近於零的房屋）。
2025年4月25日 星期五
不是為了錢 日本地方再生能源稅意在能源與環境的兩全其美
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