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新興儲能技術趨勢
文|新事業發展管理處 2025/02


儲能的形式有非常多種,所採用的技術也相當多元,不同的儲能技術適用於不同場景

顧名思義,所謂的儲能就是指把能量以某種形式存儲起來,在需要時再釋放出來使用的過程。而儲能的目的主要是為了提高能源利用效率、平衡供需、穩定電網、以及促進再生能源的發展。

隨著全世界的淨零規劃,再生能源正在迅速成長。預計至2050年再生能源將佔全球能源75%以上註1 。然而,再生能源天生的間歇性特性將導致缺電或是能源浪費。儲能技術可以用來削峰填谷,進而解決再生能源間歇性的問題,比如: 現在已經大量建置的鋰電池儲能系統。

儲能的形式有非常多種,所採用的技術也相當多元,包括機械能、電化學能、電磁能、熱能、化學能等。不同的儲能技術各有優缺點,適用於不同的應用場景。例如,抽蓄水力發電適合大規模、長時間儲能,而電池儲能則適用於快速響應、靈活調度,也是目前主流的儲能形式。

以下將針對幾種主要新興儲能技術作介紹:

鈉電池與固態電池
除了鋰電池,一些新興儲能技術比如鈉電池或是固態電池正在加速開發。鈉電池的優勢在儲量豐富,安全性及環保性都比鋰電池佳,低溫性能也比較好,所以特別適用於低溫的儲能應用,量產後的成本也比較低。目前預估鈉電池至2035年約占全球儲能市場15%註2 。固態電池的優勢是能量密度高,高功率,所以特別適用於動力電池。根據億歐智庫2024年11月的報告註3指出,隨著固態電池技術成熟及成本降低,預估到2033年後將逐步應用於成本敏感的儲能場景。

長時間儲能技術
另一方面,隨著再生能源佔比增加,許多國際組織呼籲長時間儲能技術 (≥ 6小時供電) 的必要性。國際能源署認為到2035年,再生能源佔比50-75%註4,長時間儲能將會普遍存在 。雖然鋰電池亦可以應用於長時間儲能,但隨著供電時長增加,鋰電池儲能的整體成本將會大幅提高。

按照技術分類,長時間儲能技術可以分成四大類。第一類是機械儲能,比如: 重力儲能,壓縮空氣儲能等;第二類是熱能儲能,比如: 顯熱儲能,潛熱儲能,熱化學能等;第三類是電化學儲能,比如: 釩液流電池,鐵鏽電池等;第四類是化學儲能,比如: 氫能。大部分的長時間儲能技術尚在研發階段,但是少數已有示範項目或甚至已趨近商用化,比如鐵鏽電池。除氫能之外,目前在全球建置最多的技術是: 熱能儲能,壓縮空氣儲能,以及釩液流電池。

從時間維度來看,長時間儲能技術應用於幾天,幾周,甚至季節性的儲能需求,比如: 一周至幾周的下雪,幾天的暴風雨,冬天日照短的區域。從應用維度來看,長時間儲能主要用於再生能源長時間的能量轉移,為離島微電網提供穩定性,或是協助工商業簽訂100% 再生能源購電合同。另外,距離電網較遠的用電大戶或工業區也可利用長時間儲能來確保穩定的電能供應。

隨著能源轉型和再生能源的發展,儲能的重要性也更受到重視。全球對再生能源(如太陽能和風能)的採用不斷增加,對儲能解決方案的需求也隨之增加,以平衡間歇性發電並確保電網穩定性。為了提高能源安全性,各國政府紛紛轉向支持儲能技術的發展和部署,強化了技術提升,而隨著開發技術提升、成本下降,以及市場對於電網彈性與可靠度的需求日益提高,這些都會促進儲能市場的成長。

根據市場研究單位Precedence Research註5的報告 指出,全球儲能市場將呈現穩定成長的態勢,市場規模將從2022年的 447 億美元,一路成長至2032年的1679億美元,複合年增長率為 14.20%。意味著儲能市場存在著龐大的成長潛力。

註1: IEA 報告:https://www.iea.org/reports/net-zero-by-2050
註2: BloombergNEF https://about.bnef.com/ 
註3: https://www.iyiou.com/research/ 
註4: IEA 報告:https://www.iea.org/reports/integrating-solar-and-wind
註5: Precedence Research : https://www.precedenceresearch.com/