杂志精选》汰役废电池重生 虚拟电厂点亮偏乡

任国光（左）带领团队在小林社区以汰役电池打造虚拟电厂，建构低碳社区。（图/ 远见提供）

小林村因八八风灾灭村震惊全台，但如今在中科院飞弹专家的加持下，小林社区成为汰役电池再利用的典范。《远见》团队直击，凭借能源技术，南台湾偏乡的重生之路。

今年，303全台大停电那一夜，日光小林社区，这个历经八八风灾劫后重生的部落，在南台湾的献肚山脚下，兀自发亮。

「邻居们很羡慕，连着几次全台大停电，唯独我们这两排住户的灯始终亮着，不受影响，」日光小林社区发展协会理事长姚水福扬起嘴角，兴奋地指着屋顶上光灿灿的太阳能板；以及藏在社区入口处，长约20呎的货柜。

货柜里的储能与智慧能源管理系统，是社区不断电的秘密。有别于传统的分散式电网，它有个「虚拟电厂」的新潮名字，更是低碳生活的解方。

日光小林社区虚拟电厂的推手，是低调的国家中山科学研究院飞弹火箭研究所绿能小组。

货柜屋藏电池，犹如社区虚拟电网

这天，顶着盛夏炙阳，小组负责人——飞弹所副所长任国光打开货柜，亲自揭开虚拟电厂的神秘面纱。

货柜屋被一整排串接的电池模组墙，隔成两大空间。一边是可视化的智慧能源管理系统，犹如社区里的虚拟电厂。哪一户出远门，暂时不用电？谁家缺电，需要即时从社区电网中调配、输电？在电脑萤幕上，统统一目了然。若白天发电量充沛，暂时不用电的那户，还能回馈到电网，转供公共空间使用。这些电力，都可透过智慧能源系统，紧急调度与流转。

货柜另一头，是由一颗颗电池模组，串接、并联成容量约100kWh储能系统墙。这是虚拟电厂最关键的一环，能将日间太阳能发电储存下来，随时调度。

小林社区供电自给自足，成为汰役电池 再利用典范。（图/ 远见提供）

小林社区如何变身能源自主社区？台湾飞弹专家，为何跑去偏乡盖虚拟电厂？

事实上，低碳浪潮驱动下，再生能源已是不可逆的趋势。但靠天发电，时晴时雨，亦是再生能源的致命伤。要解决这个致命伤，储能与虚拟电厂（智慧能源管理平台）是关键，也是各国积极开发，攸关国安的技术与产业。

台湾启动分散式智慧能源与低碳能源自主社区，关键转折，始于一个灭村灾难。2009年初秋，台湾遇上百年浩劫八八风灾。474人活埋，共681人死亡，高雄甲仙小林部落灭村画面震惊全台。

台湾传统集中式电网，每遇台风、豪雨，高压电塔一受损，各地断电消息频传。脆弱电网，频频让台湾陷入能源孤岛危机。

能源即国安战略，中科院接下挑战

「对任何国家来说，能源都是国安战略问题，」任国光回忆，在当时中科院院长张冠群与经济部技术处支持下，中科院飞弹所启动一连串以再生能源搭配储能，打造「分散式微电网」的计划。

其实，台湾第一个「零碳社区」金门东坑，就是中科院飞弹所科学家团队一手开发打造的。

2012年，中科院打造20呎货柜移动式储能系统原型。货柜上有太阳能板，里头有150度的储能电池，以及可双向整合调度太阳能、风力与市电的智慧能源管理系统。

位处输配电网边陲，但日照、风力等再生能源充足的金门，是计划落地首选。

任国光表示，一直以来，金门仰赖柴油发电，不仅每度电力的发电成本高达十多元，更面临严重空污。

2014年，中科院在金门东坑社区架起陆域风机与太阳能屋顶，成功打造可调度250度电，供30户人家用电需求的虚拟电厂。同时，却也发现储能电池成本过高，难以复制推广的挑战。

「当时锂电池储能系统，每度电建置成本高达800美元，相当于新台币2至3万，」任国光分析，每户人家日常用电约10度至15度，光是家户储能电池就要30多万元，这还未加计社区公用储能系统的成本。

电池成本降不下来，微电网储能系统与虚拟电厂的推广将窒碍难行。为克服电池昂贵问题，任国光与团队又钻入汰役电池再利用的研究。

看上电动车用电池，因为得符合高功率、快速充放电的严苛标准，一旦电池衰老，容量降至80％以下，就得淘汰。任国光分析，这些电池回收光是仓储价格，每公斤要价110元，对车厂负担不小。若能再次利用，延长电池生命周期，既解决储能新电池成本过高，也能降低废电池处理费用与冲击。

团队找上电动车纳智捷与电动巴士厂商立凯合作，但收集自四面八方的每一颗废电池，各自的生命历程与「健康」情况都大不同，如何检测，筛选出健康的汰役电池？工程浩大，挑战不小。

任国光还原当时，团队先将每个电池模组，拆解成一颗颗小电芯，逐一量测电压、判断化学反应，是否还能承受储能系统的应用？经过健检后，筛选出健康情形一致，再重组串接成电池模组。

但最关键的，仍是落地验证。

日光小林村日照超过十小时，再生能源充沛，加上位处偏乡，建置高压电塔、变电站等集中式输配电网费用惊人，成了团队实践分散微电网最佳场域。

中科院飞弹所绿能团队初步征求15户自愿户，每户建置3kW太阳能板，以及汰役电池打造的6～10kWh家用储能系统，社区并搭配100kWh储能货柜调度。耗时三年，记录汰役电池重组后，让充放电的大数据与参数臻于完善。

车用电池再利用，储能成本降至1／3

结果让团队很振奋。「我们证明，汰役电池用于储能确实可行，」任国光分析，汰役车用电池仍有约80％容量，用于储能，可再充放电一千次至容量剩40％再淘汰。「电池生命周期延长三年，储能成本大幅降至1∕3。」

任国光分析，透过「丛集式家户型储电系统管控技术」「社区储电系统电力稳定技术」「电力调度技术」系统解方 ，不仅让日光小林社区供电自给自足，每户10度，15户是150度，一年可发绿电将近5万度。甚至，「企业用电大户缺绿电，我们也想替社区申请绿电相关标章，转供绿电。」

近两年，减碳压力下，储能需求大增，电池大涨又缺货。加上未来电动车普及，多部车同时充放电，恐冲击电网，急需储能系统缓解电网压力。任国光透露，确实很多厂商前来询问。

除了测试系统对电动车V2G双向餽电反应，任国光也正积极在中科院区打造低碳生活圈，「我们自己开发的电动巴士底盘与三电系统，已在院区试行一段时间；我们也帮院内的超商建置汰役电池储能系统。」

「事实上，我还有个梦想，」登上小林村与大爱村制高点，任国光指着眼前千户村庄说，「这里的日照得天独厚，但受限太阳能趸售制度与台电馈线容量，仅20％住户装置太阳屋顶，很可惜。」

「如果家家户户都装上太阳能板与储能系统，这区不但供电自给自足，未来还能缓解台电大电网压力，甚至紧急救援电网，」任国光一脸殷切地说。

本文作者：林凤琪

(本文摘自《远见杂志6月号432期》)

《远见杂志6月号432期》