發布日期 2018 年 08 月 21 日 7:45 | 作者 EnergyTrend

抽水蓄能電站是種兼具儲水與發電的多功能儲能系統，而為解決供電穩定性問題，澳洲塔斯馬尼亞水力公司（Hydro Tasmania）提出一項耗資 50 億澳元專案，希望可將 47 年歷史的 Cethana 水壩與其他水道結合、改造成抽蓄水力發電廠，為塔斯馬尼亞島電網助一臂之力。

抽蓄式水力發電廠通常分成上下兩層，設備可用多餘電力或是在電價低時將水從低處輸送到上層水庫，當電力需求高、需要更多的電力供應時，則可透過將上層蓄水庫的水釋放至下層，利用水位能來推動渦輪機輸送電力。

雖然水力發電的成本比燃煤與太陽光電還要高，但該系統除了可緩解風能與太陽能等間歇性再生能源的影響，其還具有長壽特性，廠商能在逾百年的時間內都可獲利。而若該設備如期展開，塔斯馬尼亞島的再生能源容量將可翻倍達 5GW。

塔斯馬尼亞水力公司專案總監 Chris Gwynne 表示，抽蓄式水力發電廠為大規模儲能的首選設備，只是目前還是有人認為化石燃料是未來能源發展中不可或缺的要素，因此目前仍在爭論水電的可行性。

英國能源諮詢公司 Wood Mackenzie 研究主管 Bikal Pokharel 表示，對於澳洲來說，抽水蓄能電廠是個可提升電網管理的好選擇，只是電廠的可行性將取決於電廠經濟利益，就好比為電池充電的成本，把水輸送到上層水庫也需要付出成本。

且若澳洲想要利用塔斯馬尼亞島的電力，還需要在巴斯海峽拉一條 370 公里長的海底電纜，目前也不知道誰會來資助這項10億澳元專案。塔斯馬尼亞水電公司則預計，一旦 2019 年完成前期的可行性調查後，融資狀況將會變得更加明朗。

隨著再生能源崛起，中國、瑞士、以色列和法國紛紛投入抽水蓄能電廠，根據彭博能源財經（BNEF）2017 年的報告，2016 年全球約有 6.2GW 抽蓄式水力發電廠，相較之下鋰離子電廠僅裝置 688MW。

而塔斯馬尼亞也致力於推廣抽蓄式水力發電廠，像是澳洲總理 Malcolm Turnbull 便希望可將塔斯馬尼亞 14 座老舊水電廠變成抽水蓄能電廠。美國能源部儲能資料庫也指出，若將 14 座水力電廠全面翻新，澳洲抽蓄式水力發電廠裝置量將可躍升 4 倍達 11.5GW、成為世界第四大抽水蓄能電廠國家。

先前美國也計劃斥資 30 億美元將 1930 年代的胡佛水壩（Hoover Dam）變成巨型蓄電池，擬在下游離主要水庫米德湖約 32 公里處建造抽水站調節水流，讓水流可以往返上下水庫、管理巔峰時段的電力，不過由於該水壩占地相當廣，得經過好幾州的議程才能開始動工。

國際能源署（IEA） 2012 年報告也指出，2050 年抽蓄式水力發電容量將增加 3 到 5 倍，美國能源部更預測，美國抽蓄式水力發電可從 101GW，到 2050 年增長到近 150GW，顯示抽蓄式水力發電廠仍是各國備受看好的多功能技術。

（本文由 EnergyTrend 授權轉載；首圖為示意圖，來源：Flickr/david_pointing CC BY 2.0）

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發布日期 2018 年 10 月 17 日 14:50 | 作者 Emma stein | 

以最低成本達到最高效率發電、採光又隔熱的窗戶！由台科大楊錦懷教授團隊所研發的「三機一體太陽能節能玻璃」受到各界青睞，包括杜拜國王，現已確定將安裝於杜拜國際機場建築中，預計 2022 年完工，把台灣亮眼的節能技術放進全世界眼中。

各式各樣的節能窗戶已然成為趨勢，最常見比如將玻璃結合太陽能，讓窗戶變成發電設備，或是將透明材料如氣凝膠結合一般窗戶，以大幅提高隔熱效果。

而楊錦懷教授團隊現在開發出三機一體太陽能節能玻璃（Heat Insulation Solar Glass，HISG），不只同時具有透光、發電與隔熱 3 種效用，也堪稱以最低成本造出最高效率的太陽能玻璃。

台科大營建工程學系教授兼系主任楊亦東表示，玻璃關鍵技術在於將高效率反射膜（Off-module Power Enhanced）應用於太陽能透光模組，一舉提升 16% 太陽能發電效率，同時降低 80% 紅外線穿透，達到開源（提升太陽能發電）與節流（節省冷暖房空調）雙重效能。

團隊也於科技部現場實驗玻璃的隔熱效果，當外層玻璃溫度高達 70 ℃ 時，內層溫度只有 30 ℃；若室外溫度約 30～40 ℃，那麼室內溫度可降低至 25～26 ℃ 沒問題，團隊表示，這可省下龐大的空調能耗，只要開抽風設施就能達到舒適環境。

團隊評估三機一體太陽能節能玻璃的經濟效益，若應用在平面採光天窗，則只要 4.23 年就可回本，投資報酬率 18%；若應用在玻璃帷幕牆，因為是立面，陽光接收量沒有平面多，所以約需 8 年回本，投資報酬率 7.6%。

▲ 三機一體太陽能節能玻璃有 3 種透光度可以選擇，但透光越多，發電效益越低，客戶需依需求做取捨。（Source：科技新報）

三機一體太陽能節能玻璃今年起準備商業化，英國、日本、杜拜等都對產品給予高度好評，比如英國綠建築公司、諾丁漢大學都有合作，產品也榮獲歐盟居禮夫人獎；此外，杜拜國際機場已經決定在建築內採用三機一體太陽能節能玻璃，第一期工程將於 2022 年完工。

（首圖中，左方為玻璃外層溫度 47.3℃，右方為玻璃內層溫度 25.6 ℃，來源：科技新報）

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發布日期 2018 年 07 月 26 日 13:04 | 作者 EnergyTrend

中國近年來如火如荼開發太陽光電與風力發電，此舉雖然大大滿足用電需求，但也讓電網難以負荷過多電力，頻繁發生棄光與棄風現象，因此近期有研究提出解決方案，指出可將部分綠能計畫換成聚光太陽能熱發電（CSP）系統，藉此提升電力調度性能。

各國再生能源多以風力發電與太陽光電為主流，但這兩項綠能系統為變動型再生能源（VRE），會受限於天氣、只有起風或是日照充足時才能運作，除非廠商與政府再花大錢安裝電池儲能系統，不然多餘的電力也無法儲存。

而 CSP 系統除了可用太陽熱能發電，還可以儲存熱與電，不管是白天還是晚上都有電可用，發電量更能依需求調節，彈性甚至比天然氣發電還要高。該系統的熱儲存系統（TES）成本也相對低廉，與鋰離子電池儲能系統每 KWh150 美分高價相比，TES 目前成本為每 KWh 20-70 美分。

看好 CSP 系統的優勢，中國清華大學認為該技術可與風力發電與太陽光電相競爭，認為該技術相當適用於中國再生能源重地：青海省與甘肅省。其中青海便預計在 2020 年裝置 3GW 風力發電、10GW 太陽光電，甘肅則是預計安裝 7GW 風能與 10GW 太陽光電。

而為估算 CSP 是否適合甘肅與青海，團隊結合裝置費用與運作成本、調度性能等資料，自製分析軟體來評估。中國清華大學電機系博士生杜爾順表示，電網執行計畫工具（Grid Optimization Planning Tool，GOPT）是個電力系統操作軟體，會考量到各種發電系統、直流與交流電網和實際調度規則，因此可對風力、太陽光電與 CSP 進行有效評估。

研究指出，假如用 CSP 取代中國甘肅省與青海省 5-20% 風能與太陽光電計畫，可獲得價值每 KWh 18-30 美分的額外能源與電力靈活性效益。其中青海已擁有許多水力發電系統，原本就可以靈活調度電力，CSP 對太陽能與風能的效益不大，受益價值低於每 KWh20 美分。

相較至下，CSP 系統可在甘肅大放異彩，由於甘肅火力發電占比高，電力系統較缺乏靈活性，電網無法消化大多再生能源。研究將一部分綠能占比換成 CSP 之後，除了可減少大量棄光與棄風效應，鄰近的化石燃料廠也不用再頻繁因應變動型能源產電波動而升降載，受益價值為每 KWh 24-30 美分。

雖然 CSP 目前建造成本相對高昂，但隨著裝置量上升與技術進步，未來價格也會進一步降低，中國也計畫在 2020 年之前裝置 5GW CSP 系統，並希望電價可降至每 KWh 11.51 美分。

清華大學電機系康重慶教授指出，目前並非所有材料與零件都是中國製造，因此 CSP 在中國推行速度較慢，但該技術未來進展將會越來越快。研究已發表在《Applied Energy》。

（本文由 EnergyTrend 授權轉載；首圖來源：Flickr/alex lang CC BY 2.0）

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 發布日期 2018 年 07 月 30 日 8:45 |作者 EnergyTrend

液流電池可以儲存大量電力，有望在綠能儲能技術派上用場，而近日美國哈佛大學團隊更成功改良有機化合物醌（quinones），打造出更高效與長壽的有機液流電池，縮短該設備與商業化門檻的距離。

太陽能與風能為當今備受歡迎的綠能設備，但這些技術皆為變動型能源，若不想要電力供過於求或是供電不穩，得找出有效且可大規模儲存電力的方式。其中鋰離子電池雖然為儲能技術龍頭，不過大範圍建置鋰離子電池儲能電廠將所費不貲，廠商也需要定期更換電池。

液流電池或許會成為再生能源儲能明日之星。該系統運作模式是將電子儲存在外部兩側的液態電解質槽，充放電時電解質會被幫補到中間的發電室，而發電室也會以薄膜隔開兩種溶液、形成兩個電極，最後產生離子交換來發電。

該電池可以透過改變電解質與薄膜尺寸來調整電池容量與電輸出，且由於電池兩側電解質是分開存放，相互滲漏與自身放電的機率都很低，因此安全性高、能量也可以長久儲存，非常適合製作成大型儲能系統，只不過該設備目前的能量密度不高，還需要進一步突破才能抵達商業化階段。

以往的液流電池也都是由溶於酸的釩和溴電解質組成，這些化學品不僅成本高昂，也具有腐蝕性，因此不少科學家將目光從釩轉向有機化合物醌類。該分子在自然界分布相當廣泛，常見於光合作用與細胞呼吸中，可為動植物儲存能量。

哈佛大學則致力於研發有機液流電池，2014 年以來已嘗試 1 萬種醌類，並測驗過多種材料，像是用亞鐵氰化物取代溴、將酸性電解質轉換為鹼性混合物、用改良維生素 B2 當作醌，2017 年更是調配出中性電解質配方，只是這些研究付出仍無法讓有機液流電池跨越商業門檻。

不過目前似乎又有一線曙光，現在哈佛大學團隊已改造一種醌類，成功製造出壽命與效能兼具的有機液流電池設備。為表達材料的穩定性與長壽特質，研究員還以《聖經》中壽命最長的人來為材料命名、稱之為「瑪士撒拉（Methuselah）分子」。

哈佛材料科學教授 Michael Aziz 表示，以前團隊也有製造出長壽的液流電池，但是那些化學物質可承受電壓較低，導致分子無法儲存過多能量。而現在已找出穩定性高、輸入電壓也可超過 1 伏特的材料，有望成為符合商業化與技術標準的設備。

該材料的穩定性相當高，研究測試指出，瑪士撒拉分子每日衰退率（fade rate）低於 0.01%，充放電循環衰退率也不到 0.001%，這些數據代表著分子的年衰退率有望低於 3%，在這期間有機液流電池可以充放電好幾萬次。

且瑪士撒拉分子也具有可溶性、容易溶解在弱鹼性電解質中，如此一來不僅可以提高電池能量密度，薄膜與電解槽也不需要優異的耐腐蝕特性，能降低材料的總成本。美國能源部儲能研究主任 Imre Gyuk 則表示，這項研究讓液流電池朝低成本與長壽邁進，而目前我們也相當需要這類型的設備，這樣才可以吸收大量的間歇型綠能電力。

研究已表在《Joule》。

（本文由 EnergyTrend 授權轉載；首圖來源：哈佛大學）

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發布日期 2018 年 08 月 28 日 14:42 |作者 EnergyTrend

身為歷史悠久的長老級再生能源，風力發電技術已相當成熟、裝置量也有一定規模，美國能源部與勞倫斯伯克利國家實驗室報告指出，受到技術進步與成本下降推動，美國新風電廠最低電價已降至每 KWh 2 美分。

伯克利實驗室資深科學家 Ryan Wiser 表示，由於美國稅收減免支持，美國風電一直以來都維持在低價狀態，因此不少公用事業與企業都把風力發電當做低成本綠能選項。

2017 年美國風力發電裝置量最速成長，在短短一年間新增 7,017MW、投資共 110 億美元風力發電，且 2017 年風力發電也占新增電廠的 25%，美國風能總發電占比更是高達 6.3%，其中美國已有 14 州的風力發電占比達到 10％、更有 4 州超過 30%。

風機性能、發電量與體積也越來越大，2017 年風機渦輪機平均容量與 2016 年相比增長 8% 達 2.32MW，自 1998~1999 年以來更是增加了 224%。風機尺寸也顯著增大，2017 年轉子直徑與輪轂高度（hub height）平均為 113 公尺與 86 公尺，與去年相比都提高了 4%，美國聯邦航空總署（FAA）的許可申請也指出未來風機還會越來越高。

得益於性能更加強大的風力渦輪機，風能容量因數也同時水漲船高，就 2014 到 2016 年完工的專案來說，平均容量因數已高達 42%，而以往平均僅有 31%，

發電量與裝置量的提升也都會大大減少風力發電開發成本，目前風機成本已降至每 KWh 750~950 美元，平均裝置成本則是每 KWh1,610 美元，與 2010 年相比下降了 795 美元，這也進一步讓專案總成本與電價下滑。

想當初風電收購在 2009 年時高達 KWh 7 美分，現在最低價已降到 2 美分，這電價或許可讓美國燃煤發電業者備感焦慮，將來綠能家族也或許能因此成功取代燃煤、天然氣和核能發電。

如火如荼發展的風力發電同時也促進美國經濟與就業機會，截至 2017 年底，風力發電相關職位已刷新紀錄達 105,500 個。其中美國風電多以製造業為主，機艙組裝以 90% 高比率占第一，其次為 70%~90% 風機塔、50%~70% 的葉片與輪轂，渦輪機內部零件比率最低僅占 20% 以下。

未來美國也會大力發展離岸風電，隨著新專案加速部署，未來美國離岸風電裝置量有望超過 10,000MW，成為該國新一代再生能源發展主將。Avangrid Renewables 美國離岸風電副總裁 Alejandro de Hoz 表示，美國可透過歐洲離岸風電市場經驗，讓離岸風電在美國大放異彩，短短幾年內跟上歐洲的腳步。

分析師預估 2020 年代中期之後，美國離岸風電將會正式開跑。

（本文由 EnergyTrend 授權轉載；首圖來源：Flickr/soundfromwayout CC BY 2.0）

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發布日期 2018 年 09 月 25 日 13:48 | 作者 EnergyTrend | 

德國再生能源公司 juwi 與澳洲昆士蘭大學近期攜手合作，決定把該校在大堡礁赫倫島（Heron Island）研究中心推向再生能源供電，未來裝置量達 500KW 太陽光電與 600KWh 液流電池將可為研究中心提供 80% 電力。

對於離岸小島店家與住家來說，運輸電力與燃料都是一大難題，電費也會比在本土貴上許多，因此目前「供電自給自足」可說是全球島嶼的趨勢，像是希臘度假勝地蒂洛斯也將成為地中海首座綠能島，台灣澎湖與綠島也致力朝低碳島邁進，望可為當地電力系統助一臂之力。

赫倫島則是一座占地 29 公頃的珊瑚礁，約有超過 10 萬隻鳥棲息、更是海龜築巢重地，該計畫將有助於協助研究中心進一步實現愛護地球之心。預計 500KW 屋頂型太陽光電與 600KWh 的全釩氧化還原液流電池（Vanadium Redox Battery）將可在 2019 年開始運作，將結合原有的柴油發電機成為微電網系統。

其中釩液流電池為電網級儲能後起之秀，其運作模式是將電子儲存在外部兩側的液態電解質槽，充放電時電解質會被幫補到中間的發電室，而發電室也會以薄膜隔開兩種溶液、形成兩個電極，最後產生離子交換來發電。可透過較大的儲罐來提供無限能量，也可長時間保存，電解質則易於更換，更不會有易燃爆炸的問題。

昆士蘭大學在 2018 年 6 月也設下雄心勃勃的再生能源目標，希望可成為世界上第一間利用自家再生能源系統達 100% 綠能供電的大學，預計斥資 1,250 萬美金在華威打造 64MW 太陽光電系統，年發電量達154GWh，約可為 27,000 戶家庭供電，而赫倫島研究中心專案則是昆士蘭大學首次計劃部署離網再生能源，

juwi 全球負責人 Dave Manning 表示，柴油與再生能源混合解決方案除了可保護環境，還可以在降低柴油消耗量的情形下維持供電穩定。

目前混合電廠發電成本也已低於傳統化石燃料發電廠，發展再生能源除了可穩定電力運作，還可以進一步減少電費，隨著未來再生能源部署量增加與成本下滑，之後赫倫島將有機會成為另一座 100% 綠能島嶼。

（本文由 EnergyTrend 授權轉載；首圖來源：Flickr/Jon Connell CC BY 2.0）

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發布日期 2018 年 09 月 25 日 16:00 | 作者 MoneyDJ |

金融時報報導，全球在發展綠能方面，數據證明新興市場國家態度極為積極，預估今年風力與太陽能發電裝置量將超越已開發國家。

信評機構穆迪報告指出，中國、印度在再生能源發展上引領風騷，隨著風力與太陽能發電成本大幅降低，兩國大舉投資建置，讓巴黎氣候協定捍衛者感到振奮。

英國 BP 石油公司年度全球能源報告的統計數據也顯示，過去十年來（截至 2016 年止），全球太陽能發電量成長 50%，風力發電成長 22%，動能主要來自新興市場，特別是中國與印度。

其他相關消息方面，據澳洲媒體 Smallcaps.com 日前報導，澳洲再生能源產業 2019 年底前預估將建置超過 10 GW（gigawatts）的太陽能與風力發電，如果趨勢持續下去，澳洲有望在 2025 年達成再生能源占比達 50% 的目標。

（本文由 MoneyDJ新聞 授權轉載；首圖來源：shutterstock）

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