複合式儲能元件與系統整合技術計畫
打造沙崙智慧綠能科學城試驗平台
運用前瞻技術,與台電、中油合作,扶持國內建立儲能上下游產業鏈

* 在本計畫中,工研院建立高安全與高可靠度的儲能系統整合技術,協助政府推動再生能源極大化,並打造全國首座綠能科技示範場域。
財團法人工業技術研究院執行能源局「複合式儲能元件與系統整合技術計畫」,從兩個角度出發,一是盤點國內技術能力,瞭解廠商研發、改進與精進的方向,工研院再依需求投入開發;二是建立國內首座電網級儲能系統實證場域,提高鋰電池耐用性,進而提升我國綠能技術能量與競爭力。
兩年以前,走出臺南高鐵站,不遠的前方黃土漫天,就是一片荒地,如今,由於工研院300多名員工不少人攜家帶眷來此「開墾」,建置了「沙崙智慧綠能科學城」,綠樹、綠能、綠建築煥發綠意生機!
能源局委託工研院綠能與環境研究所技術總監楊昌中博士擔任「複合式儲能元件與系統整合技術計畫」主持人,建立高安全與高可靠度的儲能系統整合技術,協助政府推動再生能源極大化,配合國家2025年再生能源政策目標,工研院打造全國首座綠能科技示範場域,於2021年1月啟用,引領臺灣綠能科技邁入嶄新境界。
連兩期計畫,建立三座儲能場域、儲能技術升級
楊昌中指出,計畫案的前期「前瞻基礎建設—區域性儲能設備技術示範驗證計畫」自106至109年分別在高雄永安、臺中龍井、彰化彰濱共三處場域,建立國內第一座電網級儲能系統實證場域,集合國內電池製造商、電力電子與系統整合商優先參與系統驗證,累計儲能裝置量達7MW。藉由前期計畫,已為能源局完成階段性示範驗證目的,並且釐清國內儲能用高電壓電池模組、機櫃及高功率電力調節器之技術進步空間及方向。
110年接著執行「複合式儲能元件與系統整合技術計畫」,投入協助國內電池技術精進,提高綠能技術與競爭力,投入面向包含:高性能電池儲能機櫃技術、儲能電池性能分析、複合式儲能示範場域運維三大範疇,促使國內儲能領域業者升級轉型。

* 計畫主持人楊昌中表示,計畫投入高性能電池儲能機櫃技術、儲能電池性能分析、複合式儲能示範場域運維三大範疇,促使國內儲能領域業者升級轉型。
尖端前瞻技術,起初不易找到廠商合作與驗證
推動計畫這項所遭遇到的困難,以往並沒有MW等級的大型儲能測試運轉場域,智慧綠能科學城團隊因此自107年起於經濟部能源局指導下,與台電合作建置示範場域,楊昌中進一步說,儲能系統建置時必須與再生能源結合作運轉測試,始能確定儲能效益,這對2025年國內需要1000MW儲能設備的目標很重要,所以須先協助台電確認儲能對電網效益,驗證導入商業性運轉的可行性,產生成果,有助於台電建立儲能市場需求及商業機制,吸引廠商投入。團隊更因此榮獲台電公司109年非傳統機組參與即時備轉輔助服務有功團體表揚。
第二點困難是研發技術走在時代尖端,起初不易找到廠商到平台上合作,隨著近幾年台電與國際儲能需求抬頭,使得廠商看到了市場切入口,投入意願大幅提高。
團隊克服萬難,順利推展計畫宣告成功,技轉廠商的授權金額高,顯見關鍵技術的價值高且達到良好成果,楊昌中指出,在團隊發展出的鋁電池技術已技轉給107年創立的亞福儲能公司,鋁電池比起鋰電池具有高安全性、快速充放電、友善環境、高耐極端環境氣候性、循環壽命長、礦產材料資源豐富等優勢,應用領域廣泛多元,幫助亞福成為世界首家鋁電池商業化的新創公司,能創造全新的應用價值,從臺灣出發,開啟全球儲能市場的龐大商機。
創新研發釩液流電池儲能系統,電力調度更多元
智慧綠能科學城團隊又創新研發「水系」的釩液流循環電池儲能系統,不但具有適合長時間儲存的特性,也因安全、壽命長,很適宜作為定置型儲能設備,109年3月與中油公司聯手在臺南前鋒路加油站打造全國首家複合型可加油、可供電動機車充電的智慧綠能示範「加電站」,集合了屋頂型太陽能,輔以台電電網作為多元電力供應來源,透過釩液流電池電力調度,達到智慧節能的效果,為國內儲能產業開創新的里程碑。

* 智慧綠能科學城團隊創新研發「水系」的釩液流循環電池儲能系統。
楊昌中說明,釩液流循環電池配合風力、太陽能,可安全、穩定地以化學能的方式,將電能儲存在釩離子水溶液中,可依據需求隨時供應。新一代的電堆能量效率可達80%以上,比起同樣是水系的鉛酸電池,壽命長達10年以上,不僅可以給電動車輛充電以及提供加油站安全的儲能選擇,未來對於政府推動的能源升級轉型,也更適宜應用於電網儲能、離網電力、工業儲能、供電站等系統。智慧綠能科學城同時均已建立了高壓機櫃與模組的測試能力,可協助國內儲能產業界在平台上得到驗證。
高效儲能產業供應鏈成軍,打入國際有勝算
智慧綠能科學城測試平台包括可測到最大電源等級1000伏特的儲能機櫃、釩液流電池驗證平台,後者可測試全電池系統,結合屋頂型太陽光電的效果,利用釩電池機櫃儲能後,方便電力調度。
智慧綠能科學城目前協助錸洋等5家公司申請能源局業界能源科技專案計畫、發展各類具潛力的儲能電池技術。
瞄準2025年,綠能比例占全國總電量20%,放眼2050年淨零碳排願景,台灣需要更多長時間的儲能電池,提供安全、穩定、高性價比的儲能服務,楊昌中有信心達標,並整合起上中下游完整產業供應鏈形成策略性聯盟,利用國內市場練兵,培植深厚的儲能技術能量,打入國際市場。