UL電池科技峰會從技術、安全、應用探究儲能系統
UL電池科技峰會從技術、安全、應用探究儲能系統
孫昌華
2018-10-25 02:40
眾所皆知，近年能源及電力產業發展議題，始終備受各界關注，產業界也積極尋找下一個最具市場涵量的技術與應用；伴隨綠色能源、新型電動交通工具、運輸及智慧建物等等諸多應用的帶動，「電池儲能」已躍為焦點，稱得上是高度吸睛的明日之星。
此時此刻，電池儲能仍處於快速變革的時期，究竟孰為贏家或輸家，尚在未定之天，顯見此議題蘊含許多亟待探索與開發的空間。為此向來致力推展安全科學、期以驅動未來性產業躍進的UL(Underwriters Laboratories)，著眼於「台灣創新、紮實研發」願景，偕同台灣電池協會、DIGITMES，在日前舉辦「2018電池科技峰會」。
UL希冀藉由各領域專家的精闢分享，從市場發展、技術演進、基礎工程與智慧應用等不同角度切入，深度探究電池儲能議題，同時也特別安排一場「儲能系統新視野—從技術、安全、再生、管理、應用、供應鏈談儲能商機」高峰座談，藉由專業媒體人帶領協會代表、產業先進及技術專家，進行深度對談，向與會者拋出儲能系統新思維。
鋰電池創新應用，以安全性為依歸
UL全球研發技術總監暨UL機構榮譽理事王凱魯致詞表示，能源議題牽動經濟發展，在綠能當道前提下，儲能系統成為當前產業與政府解決電力問題的一大關鍵。伴隨併網型儲能系統帶動，促使再生能源產業對鋰離子電池技術的需求攀升，另外加上鋰離子電池持續降價效應，影響所及，鋰電池儲能系統的前景益發看俏。
根據Research and Markets的2018年最新報告顯示，2017年全球鋰電池市場產值為298.6億美元，預期到2026年可望增至1393.6億美元，成長幅度達366.7%，火熱程度可見一斑。
儘管鋰電池蘊含許多創新應用價值，但不可否認，後續能否穩定發展的關鍵，勢必維繫在安全性。有鑑於此，UL針對鋰電池的各種應用，陸續推出新的安全標準，綜觀這些標準內含的重要元素，首先在必須兼顧電池與系統安全性，其次應建立功能性安全(Functional Safety)機制，再者則透過反向思考，提出失效後的應對防護措施，以優化電池系統設計。
王凱魯重申，UL期望「2018電池科技峰會」帶動跨界交流，分享電池儲能的發展趨勢，並為台灣業者指引可能的切入商機。
台灣電池協會理事長李桐進指出，論及儲能發展，目前全球皆處於啟動階段；以台灣而論，現今發展途徑包括能源局前瞻計畫示範推廣、台灣電力公司示範運行，及社區型儲存的推廣。
李桐進強調，欲促進儲能大步發展，「標準」絕對是必要關鍵，而標準的推廣重點有三，一是產業標準，近兩年台灣電池協會舉辦多場會議，其用意便是催生產業標準，並與全國認證基金會(TAF)合力進行研究，判斷哪些機構有能力提供相關檢驗服務；二是儲能利用，可考慮將儲能列入再生能源法規中；三是政策推廣，建議政府可善用補助及獎勵，鼓舞台灣產業結合太陽能板與儲能，發展為完整系統，增強競逐世界盃的實力。
此外循環經濟的推廣，亦是牽動儲能發展的關鍵之一，相關的推動重點，首先在於未來汽車、機車等電池的梯次利用及回收體系統之推廣，其次在於材料再利用、電池組租賃、綠色能源管理、碳足跡的足跡等等新商業模式的建立。
立足安全核心，提升能量密度與循環壽命
工研院產業科技國際策略發展所(IEK Consulting)研究員林幸慧，以「能源新星—鋰電池儲能的市場觀測」為題發表演說。她指出，全球鋰電池市場呈現穩定成長態勢，2017年整體市場規模達136 GWh，年增率為31%，其中車用鋰電池為成長之最。
電動車廠對於電池性能的要求(含能量密度、充電速度、循環壽命)日益提升，其中能量密度鋰電池驅使電池材料趨向高克電容量、高工作電壓等方向發展，現以高能量密度NCM(三元)為主的正極材料，未來逐步使用高鎳化、高鋰化等高克電容量材料，負極材料則導入矽負極材料。
惟因2018年意外事件不斷爆發，使各國政府與產業更加重視鋰電池安全性與相關消防措施，舉凡提高材料熱穩定性、確保BMS(電池管理系統)功能性正常、有效防止延燒及產品安全性測試，皆成為各界關注焦點。總體來說，針對儲能電池，應以安全為核心，透過材料、機械結構、設備等全方位把關，再立足於安全基石，接續尋求能量密度、使用壽命或高低溫性能的提升。
對的材料與電池設計，必能產生對的應用
德國EnergyBus協會主席楊模樺闡述「電池技術的改造運動」，他表示今後再生能源裝置總容量愈趨攀升，某些區域的再生能源佔比多達30%以上，這些區域如何維持能源系統品質與有效利用性，將是重要課題；欲強化品質與效率，關鍵就在儲能系統及能源管理技術。
每當探討儲能系統，多數人第一個想到的都是鋰離子電池。楊模樺說，不管談到鋰電池的正極、負極、電解液與隔離膜，每個區域皆有諸多材料選項，而每項材料帶來的變化，皆可能對整體系統產生複雜影響，他認為不同材料彼此間並無絕對的好壞，端看設計者能否針對眾多材料的排列組合，做到優化調控，以期在功率／動力(Power)、能量(Energy)、安全性(Safety)、使用壽命(Service life)及成本(Cost)等五大指標之間實現最佳平衡，終至滿足應用端之需求。
