产业分析－储能系统成电网救星

对于电网稳定有着关键作用的储能系统，未来必将有一波稳定的成长。图为渔电共生场域的光储案场。图／本报资料照片

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虽然绿电产业对于达成净零碳排目标有显著的帮助，但对于电网稳定性则不然，由于发电周期及发电区域分散，导致发电高峰及离峰之间差异化带来极大的问题。因此，对于电网稳定有着关键作用的储能系统，未来必将有一波稳定的成长。

■绿能是气候变迁的救星，却也是电网克星

近几年在台湾与世界各地，都出现过绿能导致电网不稳的情况。原因大致可分为两项，其一为太阳能与风力发电的不稳定性与用电模式差异带来的不匹配问题。第二则是电网大多围绕火力及核能等能稳定发电的电厂布建，因此应对绿能发电这种有较大电压及周期变化的能力较差，当备载不足时的稳定性也较差。

「储能」顾名思义即将多余的电能转换为其他的形式存在「储能系统」中。按照储能系统转换的形式，大致可分为物理储能与化学储能，物理储能是将电能储存的过程当中，不经过化学反应，只利用物理现象（如位能、动能等）或单纯维持电能本身的形式利用材科学储存，能量密度较化学储能低，但因物理储能系统通常建构较大，具备大规模储能优势，此外物理储能因较早发展且技术成熟，相较于化学储能的营运成本低且安全性高。

而化学储能则是利用化学反应将电能转化为化学能进行储存，相较于物理储能来说，化学储能系统无论在体积、启动速度、能量密度都有较好的表现，我们日常生活当中常见的各种电池便是化学储能的应用。

■储能系统在电网中的分类及角色

在电网中，储能系统主要以稳定电网、削峰填谷、备载电源等三大核心功能加强整体电网的强韧程度。

1.稳定电网：在正常负载下，电网内电力的供电频率为60Hz，当备载电力不足时，会发生频率下降，进而影响用电设施的表现，甚至造成用电设备损害。储能系统能在感应到电网中频率下降时，以毫秒级速度快速响应，补足电网上的频率以稳定电网频率。除了快速频率响应外，储能系统还能帮助稳定电压，若电网备载不足导致电压下降，为了满足相同的功率，用电设备（电器）会从电网抽取更多的电流，可能造成电器发热起火。而储能系统侦测到电网上的电压不足，可以即时反应做出虚功补偿，借此稳定电压。

2.削峰填谷：储能系统在电力需求低谷时储存多余电能，在需求高峰时释放电能，以平滑电力需求曲线，减少电网压力。将储能系统建置在绿能发电装置附近，在发电高峰期将多余的电力充电到储能设备中，在发电离峰时透过电网供给需要的节点，或回传到大型电厂做调节，确保稳定的电力输出。

3.备载电源：分离式储能系统可作为备用电源，在紧急情况下提供电力，确保关键设施的正常运行，且透过各区域间储能系统的配置，可划分为中小型的区域微电网，避免整体电网因区域停电导致备载不足导致跳电；以此减少大规模停电的事件发生。

依照安装位置和应用划分，可分为表前储能系统与表后储能系统。表前储能则是储能系统安装在电表与电厂之间的储能设备，表前储能系统通常是大型设施，容量较大，能够提供大量的电力储存和释放，主要用途为弥补绿能发电离尖峰差距，与余电储存以调节电网。表前储能依照功能性可再细分为调频备转服务型：sReg（静态调频备转），在当电网频率下降时快速向上调频；dReg（动态调频备转）能够快速双向充放电以稳定电网电压及频率；以及包含调频及稳定能量的复合型E-dReg（增强型动态调频备转），除了能上下调节频率外，还可进行大功率充放电支援之系统。目前台湾表前储能以趸购合约及企业透电的模式进行交易，但因过去几年表前案厂投资过热，导致2023年中出现供过于求现象，因此便暂停接受dReg及E-dReg储能系统申请。

表后储能是指安装在电表与用户之间的储能设备，此类系统通常以小型或中型为主，适合家庭、商业和工业用户，大多安装在工厂厂区内、公司大楼楼顶以及一般家庭的屋顶，整体储能容量相对较小。由于安装表后储能系统的空间相对较小，因此对能量密度需求较高，单位成本也比较高。

表后储能主要功能为提升用户的电力管理和用电的可靠性，如紧急备用电源、工厂离尖峰用电控制的电费节省，跟电力敏感设备的用电稳定度提升。不过，表后储能安装能本较高，回本时间长达十年以上，因此在过去几年除了特定对电力品质及不断电需求的企业外，市场上对表后储能投入意愿不高。若要鼓励表后市场发展，仍须仰赖政府政策支援，让成本回收时间进一步降低，才推升整体产业前进。