中國儲能網訊：人類面臨的能源消耗危機從未真正解除，加上溫室氣體排放問題日趨嚴重，因此如何更聰明地管理及使用能源，以達到降低耗能及提升能效，已成為今日能源科技領域的重要議題，結合資通訊技術的「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，然而風力及太陽能發(fā)電等多是間歇性能源，需搭配儲能裝置以維持穩(wěn)定供應，因此儲能技術的發(fā)展與再生能源的普及息息相關。
HEMS需求成長 歐美為主要市場
首先，智能能源分為兩大應用方向，分別為電力系統(tǒng)監(jiān)測及環(huán)境節(jié)能舒適度偵測，這兩大方向將帶出頗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Markets&Markets調查顯示，2015年全球HEMS市場達27.6億美元，較前年成長32.5%，為成長期產品，美國與歐洲為主力市場，市占率分別達40.1 %與36%，亞洲市場占15.5%居于第三，Markets&Markets并預估至2018年將達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市場預估將成長至38.4億美元。
HEMS是指將家電設備，包括冷氣、冰箱、計算機、照明設備等的能源感測裝置，透過網絡相互連結，搜集家電的電力使用信息，讓使用者能了解實際耗能所在、時間點及費用。
基于這些信息，結合使用者的使用習慣調整及各項設施導入，例如能源顯示器、智能溫控器、負載控制開關、智能插座、智能電表、通訊模塊、智能配電盤等，可進一步節(jié)省耗能。其中，智能調溫器為家庭能源管理銷售額最大宗產品，其次為負載控制開關、智能插座，最小為家庭能源顯示器。
導入云端平臺 節(jié)電效果顯著
當然，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到能源高效運用及節(jié)能的目標。整體智能能源管理市場潛力可期，已吸引眾多相關業(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。此一方案是結合IBM的分析和資產管理軟件，以及西門子的能源管理平臺Navigator，透過云端運算、資料分析與智能型硬件設備等新興技術，深入分析內部和外部的資料，找出能源運用的潛在問題。
值得一提的是，臺灣資策會所開發(fā)的In-Snergy(Internet Smart Energy) 智能綠能管理平臺，已經導入國內外超過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用，省下至少10～20%的能源。此一平臺是透過平臺、通訊、軟件及硬件的集成，提供綠能服務與完整的智能綠能聯(lián)網解決方案。在高彈性的技術架構下，In-Snergy發(fā)展四大領域的連網應用，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，以滿足產業(yè)的不同需求。
透過智能能源及各種綠能措施的有效運用，可大幅提升節(jié)能減碳效益。以明基智能與臺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，包括優(yōu)化空調管線設計、提供總量契約管理咨詢、設計節(jié)能照明最佳使用環(huán)境，并集成云端管理平臺，強化異常通報減少人為疏失等。
透過各種節(jié)能自動化及物聯(lián)網技術的導入，明基智能指出，升恒昌的「節(jié)能減碳計劃」預計2016年可省近千萬，約100萬度電，減少700公噸二氧化碳排放，相當于2座大安森林公園1年碳吸附量、10萬個家庭日用電量、造林3.5萬棵樹，效果顯著。
再生能源供電穩(wěn)定 儲能技術是關鍵
智能能源管理的重點是節(jié)電，儲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。據了解，德國在福島事件后停止核電廠運轉，僅2011年，德國超過3分鐘的停電次數就累計高達20萬次以上，儲電設備對于穩(wěn)定供電的重要性可見一斑。此外，使用儲能系統(tǒng)儲存間離峰時的多余電力以供巔峰使用，也能進一步優(yōu)化電力的使用。
根據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的產能，當中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SolarPower Europe所發(fā)布的全球太陽能市場2016-2020的預估報告，預計在2020年全球安裝太陽能電力將可到700GW，顯然電力儲存系統(tǒng)的設置將日趨重要。
根據Pike調查公司估計2020年世界定置型儲能系統(tǒng)產值達350億美元。觀察2016年Intersolar展覽現場可發(fā)現，多家指標性廠商展出儲存技術最新進展，例如臺達電子展出該公司研發(fā)的電能儲存系統(tǒng)、西門子、Pansonic、LG、ABB與德國汽車知名品牌Mercedes Benz，也都在現場展示最新可運用于家用的儲能系統(tǒng)。
推動儲能商業(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已計劃于德國發(fā)售住宅太陽能與能源儲存產品。E.ON預期于未來15年內將再生能源發(fā)電量增為3倍，因此相當重視再生能源的儲存技術發(fā)展。E.ON采用德國太陽能系統(tǒng)商Solarwatt的產品-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存，而非經過逆變器轉為交流電后，又經整流器轉回直流才輸入電池，因此能省去轉換損耗，相對提升能源效率。Solarwatt甚至宣稱MyReserve系統(tǒng)在用戶內部使用時，電力損耗幾乎為零，而需要間歇性儲存電力時，電池充放電循環(huán)的能源效率為93%。
臺達推出的電池儲能解決方案也頗受矚目。臺達的住宅創(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換系統(tǒng)，系統(tǒng)擁有5kWh電池容量和5.5kVA轉換器輸出量，此電池采用與三菱重工(MHI)合作的電池技術，可在緊急情況，例如停電等時，為電視、空調和冰箱等一般家電以儲能供電約4小時，在正常的使用下，用戶可在一天的用電高峰期間使用儲能系統(tǒng)的電力以減少基本電費支出。臺達的電池儲能方案包括鋰電池、標準化的電池模塊、完整的電池柜等產品方案，并結合臺達的智能讀表通訊平臺和家庭能源管理系統(tǒng)(HEMS)。
在相關市場的開拓上，為因應日本電業(yè)自由化政策，臺達近期已開始營運設在日本的第一座自營太陽能發(fā)電廠-「臺達赤穗節(jié)能園區(qū)」，這座發(fā)電廠的裝置容量達4.6MW，每年可為當地提供再生能源發(fā)電約490萬度;臺達也在日本為一棟約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)，實現住宅區(qū)的智能能源管理。
整體而言，唯有再生能源的儲能商業(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能技術。
根據經濟學人報導，目前電網級的儲能電池技術除了鋰鐵電池外，包括以鈉硫電池、鎳鎘電池為基礎的電網級儲能設備都已進入商業(yè)運行階段，且預期還有更多突破性技術將陸續(xù)出現，再生能源全面取代傳統(tǒng)發(fā)電未必不可能。
原標題:智能能源和儲能發(fā)展 許地球一個干凈未來
