鋰電池價格近年來快速跌落,使得能源儲存,從口號轉為經濟上實際可行的概念,而電池能源儲存可分散化的特性,更讓電池儲能與一樣可分散化為住宅屋頂太陽能的太陽能電池成為絕配,如今太陽能加上電池儲能系統,在許多情況下已經來到具經濟效益的邊緣,不過,美國國家可再生能源實驗室(National Renewable Energy Laboratory,NREL)認為,其實太陽能搭配電池儲能,早就已經有經濟效益,只是我們沒把帳算清楚。
一般計算電力來源是否符合經濟效益,採用的是「均化成本」( levelized cost of electricity,LCOE),以太陽能這類無燃料成本的電力來源來說,主要是將最初設置系統的固定成本,以及之後的少許維護營運成本,攤提到所發出的每一度電之內,然而,若將太陽能結合能源儲存,並規畫為可在遇上電網中斷時,能切換為獨立運作「島式」系統,當遇上天災人禍時,系統可提供建物部分電力,而能減少停電帶來的損失。斷電帶來的風險成本,以及避免斷電帶來的避險價值,過去往往並沒有加入計算。
美國國家可再生能源實驗室,針對過去對風險成本的漏算,在2018年1月底發表《評估太陽能搭配電池能源儲存系統提供的能源穩定性》(Valuing the Resilience Provided by Solar and Battery Energy Storage Systems)報告,想算出這樣的價值到底為何。
研究以加州第二大城安那海姆市為基準,設想三種不同的應用模型,一是用於小學,二是用於大型辦公大樓,三是用於大型旅館;根據對30家電力公司的客戶做調查的結果,依其營運模式與實際上停電的營運損失,作為計算風險成本的基礎;再根據電力公司提供的平均跳電時間資料,來計算跳電的發生頻率,設定跳電時間為2小時。加計避免風險的價值後,計算太陽能複合能源儲存系統的凈現值(Net Present Value)。
在小學,太陽能複合能源儲存系統,甚至還不用計算風險,就已經符合經濟效益,計算風險後,淨現值更從28,759美元,大增到58,399美元,提升超過1倍。
在大型辦公室與大型旅館,加裝太陽能電池,不用計算風險,就已經符合經濟效益,但是太陽能複合能源儲存系統,則尚未符合經濟效益;計算風險後,大型辦公室理想的系統是,太陽能電池搭配156千瓦,271度的儲能系統,運轉20年,所節省的電費,以及避免停電風險帶來的價值,總計達17.8萬美元,大型旅館理想的系統是363千瓦太陽能電池,搭配39千瓦,60度儲能系統。
加計風險成本以後,太陽能搭配能源儲存,成為最具經濟效益的選擇,而國家可再生能源實驗室,還認為這只是很保守的估計,因為跳電頻率資料來自過去,但是隨著極端氣候加劇,天災造成如波多黎各大斷電這樣的破壞規模頻率,將遠比過去更高,而在這種巨災中,維持一定基礎電力供應,可拯救人命的價值,在這次試算中也未包含進去。
目前美國尚未制定面對天災人禍斷電時的能源儲存電力安全國家標準,但是面對極端氣候加劇,從聯邦到各州與地方政府,都越來越重視極端氣候下的能源安全問題。過去的備援電力,往往是地下室的柴油發電機,需要定期維護,許多建築與住宅的柴油發電機,往往因為平時很少使用,也缺乏維護,故障也無人知道,斷電時完全無法發揮效用,此外,當發生颶風來襲,許多設在地下室的柴油發電機遭洪水淹沒,因而無用武之地。
在美國,國家可再生實驗室與合作的非營利組織,正在推動以太陽能複合能源儲存取代柴油發電機,在麻州,推動「社區潔淨能源穩定計畫」(Community Clean Energy Resiliency Initiative)提供4,000萬美元資助地方政府計畫,以設置太陽能複合能源儲存等潔淨能源,來應對斷電風險。國家可再生實驗室表示,目前美國的相關法規,對柴油發電機有利,但是做為備援用途,柴油發電機在許多方面,不如太陽能複合能源儲存,而且會產生污染與碳排放,應該改以太陽能複合能源儲存為預設的備援電力來源。
在台灣,建築法規同樣是誕生於只有柴油發電機的年代,因此與美國相同,法規對柴油發電機有利,如今美國已經重新檢討,應該改為使用新能源,台灣也應該跟進,政府規畫建築與能源安全相關藍圖時,不妨由改革柴油發電機這點做起。
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