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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%。

*圖說：加州歷年蓄電池裝設量。（來源：加州市長推特）

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。 」