德國全速沖刺風能的結果,當電力需求不足,風力卻十分充沛時,產生大量多余能源,若要透過歐洲電網售予鄰國,偏偏丹麥也大力發展風能,德國海上風場發電過剩時,鄰近的丹麥風場往往一樣發電過剩,真不知道該賣去哪兒,許多時候只能棄風。為了因應大量剩余風能,德國開始研究各種能源儲存方式。
由于棄風所拋棄的電力價值等于零,所以只要儲能成本夠便宜,儲能辦法浪費點能源也無所謂,德國綜合機電大廠西門子(Siemens)就提出風力發電結合熱儲能的辦法,稱為“未來能源解決方案”(FutureEnergySolution),并期望這樣的儲能科技能協助風能解決棄風問題,并達到每度電供電成本0.1歐元以下的目標。
美國尖峰單循環燃氣發電的成本約為每度電0.165~0.218美元,抽蓄水力發電成本約為每度電0.188美元。若能達到此一目標,顯然將能比現有的尖載電力來源更有價格競爭力。
西門子熱儲能的原理相當簡單,多余電力用來驅動工業級電熱器,將空氣加熱到攝氏600度,用來烤熱包復于隔熱儲槽中的玄武巖床,當需要用電時,就利用熱石頭煮水產生蒸氣推動蒸氣渦輪發電。西門子在德國經濟事務暨能源部注資補貼下,目前正組裝25立方米的儲槽模型,計劃將于2016年12月開始測試。
隔熱儲槽模型測試完成后,西門子規劃在一處廢棄煉鋁廠,采用1.5MW發電容量的西門子蒸氣渦輪,建立5MW發電容量、3.6萬度儲能容量的示范計劃。示范計劃預定在2018年初完工,將設有2,000立方米容量的巖石儲槽,計劃全天候提供1.5MW發電容量,預期示范計劃的儲能能源效率將為25%。
西門子規劃在2019年發展30~40MW發電容量的先導計劃,之后進行正式商業化的計劃,正是商用計劃將有100MW發電容量,儲能后能持續發電高達48小時,而儲能能源效率將為50%。
2014德國拋棄可再生能源高達15.81億度,相當于損失8,300萬歐元,其中風能占77.3%,達12.22億度,相當于損失7,200萬歐元,這些平白拋棄的能源,若能回收50%也是相當可觀,因此西門子并不介意儲能的效率不高。
但是,由于其他儲能技術的成本正快速降低、效率也正快速改善,儲熱儲能屆時在成本效益上是否仍然占優勢,可說還在未定之天,有可能不敵電池儲能系統而遭市場淘汰。無論如何,西門子的嘗試顯示“問題就是商機”,棄風是一大問題,但看在西門子眼中卻是發展解決方案的大好機會。
由于其他許多廠商也英雄所見略同,在諸多能源儲存技術群雄并起下,棄風問題在可見的未來將很快得到解決。