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施羅德指分散存儲具吸引力
2018年11月15日

施羅德可持續投資團隊指對於可再生能源的存在而言,其面臨的最大限制因素是如何存儲能源。有關可再生能源兩個最主要來源(風力及太陽能)的問題很簡單:從陽光及風中獲得的能源量無法滿足能源消費的需求。因此,若無法存儲,這些可再生資源將無法供應超過20%的電力需求。圖1顯示光伏(或太陽能)能源生產與普通家庭能源消耗之間的差距。大部份太陽能能源的產生正好處於家庭需求的兩個峰值之間。大部份風力能源是在夜間產生,這時的需求及能源價格最低(有時甚至為負數)。因此,有效地存儲能源非常重要。

目前存在多種能源存儲方式,分別有著不同的優點及缺點。一般而言,這些技術可以分為電化學、機械、化學及熱能系統。相關例子包括:

1.鋰離子及鈉硫電池(電化學)— 分別主要用於電動汽車及家用電器(鋰離子)、大型存儲及太空穿梭機(鈉硫)。

2.抽水蓄能及壓縮空氣存儲(機械)— 利用地心引力及壓縮存儲大量能源。

3.氫及甲烷存儲(化學)— 存儲於地下或高壓低溫罐供未來使用。

4.熱及熱化學存儲(熱能)— 例如太陽能熱化學能源存儲(TCES),在存儲期間利用熱能源驅動可逆轉的吸熱型化學反應,從而將能源存儲為化學電勢

在能源生產過剩的時候,能源可用於將水從低水位水庫抽到高水位水庫。當需求增加時,水被釋放至低水位水庫,從而驅動渦輪機產生電力。然而,這種方案並非處處可用。在缺水的地方無法用水存儲能源,而且並非所有地區均可建造大型水壩以獲得所需的經濟規模。因此,抽水蓄能目前僅限應用於10個國家。

瑞士一間初創公司正在開發一種新的解決方案。該公司使用混凝土及起重機代替水。過剩的能源可驅動起重機將混凝土塊堆砌在其他混凝土上,從而提高勢能水平。當能源需求增加時,起重機卸下土塊,利用重力將勢能轉化為動能,從而驅動發電機產生電力。憑著大約85%的能量轉化率(鋰離子電池為90%)及混凝土密度遠大於水的優勢(可在每單位體積內存儲更多能量),此方案或能夠在無法應用抽水蓄能的地方提供可行的大規模能源存儲方案。此外,其他能源存儲方式亦在加速增長,特別是家用儲能電池,甚至以電動汽車作為家用電池。隨著大部份技術的存儲成本不斷下降,預期分散存儲將具有更大的經濟優勢及變得更具吸引力。

整體而言,堆砌混凝土塊並非唯一的解決方案,而大規模能源存儲及小型電池的發展對於可再生能源成為成功的主流應用至關重要。