中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：人類面臨的能源消耗危機(jī)從未真正解除，加上溫室氣體排放問題日趨嚴(yán)重，因此如何更聰明地管理及使用能源，以達(dá)到降低耗能及提升能效，已成為今日能源科技領(lǐng)域的重要議題，結(jié)合資通訊技術(shù)的「智能能源管理」為重要發(fā)展方向。
此外，訴求節(jié)能減碳，再生能源是必走之路，然而風(fēng)力及太陽能發(fā)電等多是間歇性能源，需搭配儲(chǔ)能裝置以維持穩(wěn)定供應(yīng)，因此儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展與再生能源的普及息息相關(guān)。
HEMS需求成長 歐美為主要市場
首先，智能能源分為兩大應(yīng)用方向，分別為電力系統(tǒng)監(jiān)測及環(huán)境節(jié)能舒適度偵測，這兩大方向?qū)С鲱H具成長潛力的市場需求。
以家庭能源管理系統(tǒng)(Home Energy Management System;HEMS)來看，根據(jù)Markets&Markets調(diào)查顯示，2015年全球HEMS市場達(dá)27.6億美元，較前年成長32.5%，為成長期產(chǎn)品，美國與歐洲為主力市場，市占率分別達(dá)40.1 %與36%，亞洲市場占15.5%居于第三，Markets&Markets并預(yù)估至2018年將達(dá)80.2億美元。IEK則針對2016年市場推估，在各國持續(xù)推廣節(jié)能政策下，全球HEMS市場預(yù)估將成長至38.4億美元。
HEMS是指將家電設(shè)備，包括冷氣、冰箱、計(jì)算機(jī)、照明設(shè)備等的能源感測裝置，透過網(wǎng)絡(luò)相互連結(jié)，搜集家電的電力使用信息，讓使用者能了解實(shí)際耗能所在、時(shí)間點(diǎn)及費(fèi)用。
基于這些信息，結(jié)合使用者的使用習(xí)慣調(diào)整及各項(xiàng)設(shè)施導(dǎo)入，例如能源顯示器、智能溫控器、負(fù)載控制開關(guān)、智能插座、智能電表、通訊模塊、智能配電盤等，可進(jìn)一步節(jié)省耗能。其中，智能調(diào)溫器為家庭能源管理銷售額最大宗產(chǎn)品，其次為負(fù)載控制開關(guān)、智能插座，最小為家庭能源顯示器。
導(dǎo)入云端平臺(tái) 節(jié)電效果顯著
當(dāng)然，不只是家庭對于智能能源管理有所需求，占整體耗電最大比例的工業(yè)用電，以及大樓建物等也都需透過智能能源管理達(dá)到能源高效運(yùn)用及節(jié)能的目標(biāo)。整體智能能源管理市場潛力可期，已吸引眾多相關(guān)業(yè)者積極投入。例如，西門子與IBM攜手推出云端樓宇能源管理方案。此一方案是結(jié)合IBM的分析和資產(chǎn)管理軟件，以及西門子的能源管理平臺(tái)Navigator，透過云端運(yùn)算、資料分析與智能型硬件設(shè)備等新興技術(shù)，深入分析內(nèi)部和外部的資料，找出能源運(yùn)用的潛在問題。
值得一提的是，臺(tái)灣資策會(huì)所開發(fā)的In-Snergy(Internet Smart Energy) 智能綠能管理平臺(tái)，已經(jīng)導(dǎo)入國內(nèi)外超過300家的工廠及營業(yè)場所，成功幫助企業(yè)透過有效的能源管理與運(yùn)用，省下至少10～20%的能源。此一平臺(tái)是透過平臺(tái)、通訊、軟件及硬件的集成，提供綠能服務(wù)與完整的智能綠能聯(lián)網(wǎng)解決方案。在高彈性的技術(shù)架構(gòu)下，In-Snergy發(fā)展四大領(lǐng)域的連網(wǎng)應(yīng)用，包含智能家庭、企業(yè)能源管理、再生能源管理及智能照明管理，以滿足產(chǎn)業(yè)的不同需求。
透過智能能源及各種綠能措施的有效運(yùn)用，可大幅提升節(jié)能減碳效益。以明基智能與臺(tái)灣最大免稅店升恒昌的合作為例，明基能源除提供硬件規(guī)劃及改良外，并且提供顧問及軟件服務(wù)，包括優(yōu)化空調(diào)管線設(shè)計(jì)、提供總量契約管理咨詢、設(shè)計(jì)節(jié)能照明最佳使用環(huán)境，并集成云端管理平臺(tái)，強(qiáng)化異常通報(bào)減少人為疏失等。
透過各種節(jié)能自動(dòng)化及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的導(dǎo)入，明基智能指出，升恒昌的「節(jié)能減碳計(jì)劃」預(yù)計(jì)2016年可省近千萬，約100萬度電，減少700公噸二氧化碳排放，相當(dāng)于2座大安森林公園1年碳吸附量、10萬個(gè)家庭日用電量、造林3.5萬棵樹，效果顯著。
再生能源供電穩(wěn)定 儲(chǔ)能技術(shù)是關(guān)鍵
智能能源管理的重點(diǎn)是節(jié)電，儲(chǔ)能則是要讓再生能源得以穩(wěn)定供電，如此才能提高綠電的市場接受度。據(jù)了解，德國在福島事件后停止核電廠運(yùn)轉(zhuǎn)，僅2011年，德國超過3分鐘的停電次數(shù)就累計(jì)高達(dá)20萬次以上，儲(chǔ)電設(shè)備對于穩(wěn)定供電的重要性可見一斑。此外，使用儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)存間離峰時(shí)的多余電力以供巔峰使用，也能進(jìn)一步優(yōu)化電力的使用。
根據(jù)2016年慕尼黑太陽光電展(Intersolar Europe)的資料指出，目前歐洲使用太陽能發(fā)電的前三大國家分別為英國、德國及法國，其中，德國綠色能源一年約制造40GW的產(chǎn)能，當(dāng)中60%就是來自太陽能，整體來看，歐洲將逐步提高太陽能的使用。
以全球范圍來看，根據(jù)SolarPower Europe所發(fā)布的全球太陽能市場2016-2020的預(yù)估報(bào)告，預(yù)計(jì)在2020年全球安裝太陽能電力將可到700GW，顯然電力儲(chǔ)存系統(tǒng)的設(shè)置將日趨重要。
根據(jù)Pike調(diào)查公司估計(jì)2020年世界定置型儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)值達(dá)350億美元。觀察2016年Intersolar展覽現(xiàn)場可發(fā)現(xiàn)，多家指標(biāo)性廠商展出儲(chǔ)存技術(shù)最新進(jìn)展，例如臺(tái)達(dá)電子展出該公司研發(fā)的電能儲(chǔ)存系統(tǒng)、西門子、Pansonic、LG、ABB與德國汽車知名品牌Mercedes Benz，也都在現(xiàn)場展示最新可運(yùn)用于家用的儲(chǔ)能系統(tǒng)。
推動(dòng)儲(chǔ)能商業(yè)化 再生能源普及可期
值得一提的是，歐洲大型電力公司之一E.ON已計(jì)劃于德國發(fā)售住宅太陽能與能源儲(chǔ)存產(chǎn)品。E.ON預(yù)期于未來15年內(nèi)將再生能源發(fā)電量增為3倍，因此相當(dāng)重視再生能源的儲(chǔ)存技術(shù)發(fā)展。E.ON采用德國太陽能系統(tǒng)商Solarwatt的產(chǎn)品-MyReserve太陽能暨電池系統(tǒng)。
MyReserve使用鋰電池，電池直接介于太陽能面板與逆變器之間，太陽能面板發(fā)出的直流電力直接以直流輸入電池儲(chǔ)存，而非經(jīng)過逆變器轉(zhuǎn)為交流電后，又經(jīng)整流器轉(zhuǎn)回直流才輸入電池，因此能省去轉(zhuǎn)換損耗，相對提升能源效率。Solarwatt甚至宣稱MyReserve系統(tǒng)在用戶內(nèi)部使用時(shí)，電力損耗幾乎為零，而需要間歇性儲(chǔ)存電力時(shí)，電池充放電循環(huán)的能源效率為93%。
臺(tái)達(dá)推出的電池儲(chǔ)能解決方案也頗受矚目。臺(tái)達(dá)的住宅創(chuàng)蓄電解決方案包括高可靠性電池模塊和高效率太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，系統(tǒng)擁有5kWh電池容量和5.5kVA轉(zhuǎn)換器輸出量，此電池采用與三菱重工(MHI)合作的電池技術(shù)，可在緊急情況，例如停電等時(shí)，為電視、空調(diào)和冰箱等一般家電以儲(chǔ)能供電約4小時(shí)，在正常的使用下，用戶可在一天的用電高峰期間使用儲(chǔ)能系統(tǒng)的電力以減少基本電費(fèi)支出。臺(tái)達(dá)的電池儲(chǔ)能方案包括鋰電池、標(biāo)準(zhǔn)化的電池模塊、完整的電池柜等產(chǎn)品方案，并結(jié)合臺(tái)達(dá)的智能讀表通訊平臺(tái)和家庭能源管理系統(tǒng)(HEMS)。
在相關(guān)市場的開拓上，為因應(yīng)日本電業(yè)自由化政策，臺(tái)達(dá)近期已開始營運(yùn)設(shè)在日本的第一座自營太陽能發(fā)電廠-「臺(tái)達(dá)赤穗節(jié)能園區(qū)」，這座發(fā)電廠的裝置容量達(dá)4.6MW，每年可為當(dāng)?shù)靥峁┰偕茉窗l(fā)電約490萬度;臺(tái)達(dá)也在日本為一棟約250戶規(guī)模的宿舍大樓提供智能電表系統(tǒng)和太陽能發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)住宅區(qū)的智能能源管理。
整體而言，唯有再生能源的儲(chǔ)能商業(yè)模式可行，再生能源的成本與可靠性才能與傳統(tǒng)發(fā)電匹敵，也才能進(jìn)一步普及，有監(jiān)于此，各方勢力持續(xù)尋求更具突破性的儲(chǔ)能技術(shù)。
根據(jù)經(jīng)濟(jì)學(xué)人報(bào)導(dǎo)，目前電網(wǎng)級(jí)的儲(chǔ)能電池技術(shù)除了鋰鐵電池外，包括以鈉硫電池、鎳鎘電池為基礎(chǔ)的電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能設(shè)備都已進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行階段，且預(yù)期還有更多突破性技術(shù)將陸續(xù)出現(xiàn)，再生能源全面取代傳統(tǒng)發(fā)電未必不可能。
原標(biāo)題:智能能源和儲(chǔ)能發(fā)展 許地球一個(gè)干凈未來
