可再生能源結(jié)合能源儲(chǔ)存，可最佳化分布式能源微電網(wǎng)的電力調(diào)度問(wèn)題，解決電網(wǎng)穩(wěn)定性問(wèn)題，不過(guò)，雖然可再生能源如太陽(yáng)能與風(fēng)能的成本已經(jīng)大幅降低，能源儲(chǔ)存成本降幅仍差強(qiáng)人意，因此雙方結(jié)合的應(yīng)用尚未普及，不過(guò)，對(duì)于能源成本原本就較高的偏遠(yuǎn)礦區(qū)，以可再生能源結(jié)合能源儲(chǔ)存取代過(guò)去的柴油發(fā)電機(jī)，不僅減少碳排、空污，更可節(jié)省成本。龍頭金屬及能源礦產(chǎn)與農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)及貿(mào)易商嘉能可(Glencore)、全球最大鋁業(yè)公司力拓加拿大鋁業(yè)(RioTintoAlcan)分別嘗試以不同的技術(shù)組合進(jìn)行。

 

嘉能可于加拿大北部拉格蘭(Raglan)有處銅鎳礦場(chǎng)，位于極北的極圈地帶，礦場(chǎng)沒(méi)有電力網(wǎng)絡(luò)，也沒(méi)有瓦斯管線(xiàn)，只能靠運(yùn)送柴油到現(xiàn)場(chǎng)，以柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電，而運(yùn)送柴油的成本也因地處偏遠(yuǎn)而十分昂貴，這使得能源成本居高不下。

但是礦場(chǎng)附近有處海拔600米高的高原，周遭林木稀疏，很適合風(fēng)力發(fā)電，在進(jìn)行勘查后，嘉能可決定投入這項(xiàng)全加拿大首見(jiàn)的工業(yè)可再生能源結(jié)合能源儲(chǔ)存建設(shè)案，第一階段于2014年夏季開(kāi)始，先設(shè)置一具德國(guó)Enercon風(fēng)力發(fā)電機(jī)，以較小規(guī)模實(shí)驗(yàn)在極地氣候下系統(tǒng)是否能順利運(yùn)轉(zhuǎn)，以減少第二階段擴(kuò)大規(guī)模時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)風(fēng)力發(fā)電超過(guò)礦區(qū)所需用電時(shí)，多余的電力除了先以飛輪能源儲(chǔ)存裝置儲(chǔ)存之外，將用來(lái)電解水產(chǎn)生氫，氫用于氫燃料電池系統(tǒng)，當(dāng)?shù)V區(qū)需要用電大于風(fēng)力發(fā)電時(shí)，可從燃料電池供電，也可用來(lái)驅(qū)動(dòng)氫燃料電池車(chē)輛。由于拉格蘭位于極北，一般電池技術(shù)都因溫度過(guò)低而效能不佳或完全無(wú)法適用，氫技術(shù)是最佳選擇。

這座結(jié)合風(fēng)力發(fā)電、電解水、氫燃料電池的可再生能源結(jié)合能源儲(chǔ)存微電網(wǎng)系統(tǒng)，若第一階段運(yùn)轉(zhuǎn)順利，將于2016年擴(kuò)大規(guī)模到3~5座風(fēng)力發(fā)電機(jī)，預(yù)計(jì)全數(shù)完工以后可減少礦場(chǎng)5成柴油消耗。而若運(yùn)轉(zhuǎn)順利，嘉能可也將轉(zhuǎn)移技術(shù)給附近的村落，推廣這套系統(tǒng)、嘉惠鄰人。

鋁業(yè)和太陽(yáng)能廠(chǎng)商合作

力拓加拿大鋁業(yè)則在澳大利亞昆士蘭北部的韋帕(Weipa)擁有一處鋁土礦，力拓加拿大鋁業(yè)與美國(guó)第一太陽(yáng)能(FirstSolar)及澳大利亞太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)與安裝商Ingenero合作，建立太陽(yáng)能發(fā)電與電池能源儲(chǔ)存結(jié)合的微電網(wǎng)系統(tǒng)。

此計(jì)劃第一階段將斥資2,340萬(wàn)澳幣，建立1.7百萬(wàn)瓦規(guī)模的薄膜太陽(yáng)能電池發(fā)電場(chǎng)，除了供應(yīng)韋帕礦場(chǎng)，也供應(yīng)韋帕市區(qū)與港口用電，預(yù)期可取代2成的柴油發(fā)電需求。第二階段則將擴(kuò)大發(fā)電規(guī)模到6.7百萬(wàn)瓦，并建立電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，以達(dá)到日間可百分之百供電給礦場(chǎng)及周遭市鎮(zhèn)及設(shè)施的目標(biāo)。

投資此計(jì)劃1,130萬(wàn)澳幣的澳大利亞可再生能源協(xié)會(huì)(AustralianRenewableEnergyAgency，ARENA)表示，韋帕計(jì)劃可成為其他礦場(chǎng)的參考藍(lán)圖;而提供電池整流器的廠(chǎng)商理想能源(IdealPower)則表示，礦場(chǎng)多半在電力網(wǎng)絡(luò)不及的偏遠(yuǎn)地區(qū)運(yùn)作，許多礦場(chǎng)因此只能倚賴(lài)柴油發(fā)電機(jī)，不僅昂貴，身處偏遠(yuǎn)地區(qū)，維修不易更是問(wèn)題，而如今電池價(jià)格下跌，因此可考慮如此結(jié)合電池能源儲(chǔ)存的辦法，預(yù)期可減少7成的燃料使用。

而礦場(chǎng)往往有先前挖掘的深坑，也成為能源儲(chǔ)存的可能選項(xiàng)，明尼蘇達(dá)大學(xué)杜魯斯分校的自然資源研究所認(rèn)為某些積水舊礦坑，可能作為抽蓄水力發(fā)電的蓄水池;另一方面，許多老舊礦坑，則可用為壓縮空氣儲(chǔ)能(compressedairenergystorage，CAES)所需的風(fēng)穴。壓縮空氣儲(chǔ)能需要在合適的地理?xiàng)l件區(qū)域挖掘用來(lái)打入壓縮空氣的洞窟，即所謂風(fēng)穴，但若是老舊礦坑已經(jīng)挖掘出空洞，剛好能用來(lái)當(dāng)作風(fēng)穴，則可大幅降低儲(chǔ)能成本。

不過(guò)，若礦場(chǎng)一邊正在挖掘，舊礦坑拿來(lái)做為風(fēng)穴使用，可能會(huì)有安全性問(wèn)題，因此這個(gè)想法尚在理論階段。

無(wú)論如何，在龍頭大廠(chǎng)帶動(dòng)下，偏遠(yuǎn)礦業(yè)使用能源儲(chǔ)存技術(shù)取代柴油發(fā)電，將漸漸成為風(fēng)潮，而可再生能源結(jié)合能源儲(chǔ)存的概念，可望由礦業(yè)領(lǐng)域先行發(fā)展，待規(guī)模化與技術(shù)進(jìn)步使系統(tǒng)價(jià)格進(jìn)一步降低，再普及到一般用電領(lǐng)域。

(首圖來(lái)源：Flickr/PeterCravenCCBY2.0)