存下再生能源

作者: 撰文∕李名揚 | 科學人雜誌 – 2012年4月28日 上午10:42

以再生能源大規模發電時,其不穩定的發電量將危及電網的安全,因此最好能將電能儲存起來,需要時再使用。目前有哪些大型儲電設施可以設置?台灣又該朝哪個方向發展?

重點提要

■抽蓄水力發電廠是全世界最普遍使用的大型儲電設施,但受地形、環境保護等條件限制。

■目前全世界大型儲電設施的主流研發方向為鋰電池、液流電池及鈉硫電池。

■台灣有開發燃料電池的潛力,並期待金屬空氣電池能研發成功。

面對化石能源枯竭的危機,發展再生能源成為全世界必然的趨勢,然而太陽光和風力都不受人指揮,發電量極不穩定。若要維持電網穩定,最好的辦法就是把太陽能和風力所發的電能儲存起來,在適當時間穩定輸出。因此,大型儲電裝置的發展近年來逐漸受到各國重視。

義大利物理學家伏特(Alessandro Volta)在1799年發明電池後,人們使用儲電裝置已經超過200年,然而目前能容納發電廠多餘電力的大型儲電裝置只有一種,就是抽蓄水力,可以配合發電廠的能力,達到十億瓦(GW)等級。

台灣在日月潭水庫附近有明潭及大觀二廠兩座抽蓄水力發電廠,裝置容量2.6GW,佔全台總裝置容量的6.3%,其中明潭發電廠的裝置容量1.6GW,大於核一廠,是亞洲第一、全球第四大的抽蓄水力發電廠。可是,台灣也只有這兩座抽蓄水力發電廠,因為興建抽蓄水力發電廠的適當地點難覓,水庫又有破壞生態的疑慮,加上若因極端氣候而集中降雨時,下游地區將面臨洪水的威脅。台灣還有沒有其他地方可以興建水庫?水庫蓄水量是否足夠?都讓人質疑。

因此最適合台灣(及其他沒有抽蓄水力發電地形條件的國家)的方法,只有利用二次電池(可反覆充電的電池)進行化學儲能。第一個二次電池是法國物理學家普蘭特(Gaston Plante)於1859年發明的鉛酸電池,經過100多年的技術改進,便宜又安全,是目前世界上使用最多、最成熟的儲電技術。

不過鉛酸電池有幾個根本的問題,工業技術研究院綠能與環境研究所新能源技術組副組長楊昌中指出,鉛酸電池的製造過程和廢電池處理都對環境造成很大的負擔,因此必須搭配完整的回收系統;其次是鉛酸電池雖然比各種先進電池便宜,可是使用壽命太短;最大的缺點是鉛酸電池只要放電量較高,損壞率就非常高,若每次都100%放電,只能使用200次,不適合做為大型儲電系統。

因此現在全世界的發展重點是可以大型化的三種先進電池:鋰電池、液流電池及鈉硫電池,雖然技術未臻成熟,但已有一些示範計畫正在進行中。

由小變大的鋰電池

鋰電池分為鋰金屬電池和鋰離子電池,早期使用的是鋰金屬電池,但因有嚴重的安全問題,現在廣泛使用的都是鋰離子電池,以日本三洋、索尼、松下、日立,以及韓國三星、LG的技術最先進,但這幾家公司都沒有早期投入大型儲電領域,因此現在以中國的比亞迪及美國的A123在大型儲電市場的表現最好。比亞迪去年聯合另外三家中國廠商,在中國承接了一個14百萬瓦(MW)的示範案,A123也準備在美國加州建置8MW的示範案,台灣則只有能元科技和國內的太陽能發電系統廠商合作,最近剛開始測試50千瓦(KW)的小型儲電系統。

能元科技執行副總經理楊家諭表示,鋰電池的特性是能量密度高,很小的質量、體積就能儲存相當多的電能,很適合用在講究輕薄短小的3C產品,以及需要盡量減輕負重的電動車。3C產品需要高能量密度、可長時間使用,以鋰鈷電池為主;電動車需要高電流,並特別強調安全性,在過充或因事故而導致電池受壓、穿刺時,不能造成嚴重危害,因此使用不容易產生氧氣的鋰錳、鋰鐵或鋰鎳錳鈷電池。

至於大型儲電,則是近兩年才開始受到注意的應用方向,尤其日本311地震造成嚴重缺電,更吸引全世界鋰電池廠大規模投入。因為不必過於強調輕薄短小,加上需要遠超過3C產品的使用壽命,因此比較常用鋰鐵或鋰鎳錳鈷電池。不過楊家諭強調,除了材料的選擇外,其他如整體電池設計、電解液的選擇與調配、電極板的配方與設計等,對儲電效能也都有很大的影響。

鋰是比較稀少的元素,價格偏高,是鋰電池儲電不易推廣的重要原因。工研院綠能所燃料電池計畫協同計畫主持人張文振表示,有一種做法是利用電動車汰換下來的鋰電池來儲電。電動車的鋰電池在使用一段時間後,瞬間放電能力會衰退得非常快,造成電動車喪失爆發力,當電池性能下降為80%,就不適合繼續做為動力來源,因此可以把這些汰換下來的鋰電池轉為儲電設施,延長其使用時間,降低成本。不過工研院綠能所企劃組組長何無忌指出,每個汰換下來的鋰電池其衰退程度、速度都不一樣,會造成電源管理的困擾,只要一個電池出問題,就會使整個系統產生危險,因此必須搭配很好的監控技術。

另一個方向是回頭研究鋰金屬電池。楊家諭表示,鋰金屬電池的安全問題來自於充放電時,鋰離子會在負極的鋰金屬電極表面形成樹枝狀結晶物,可能刺穿電池中間的隔離膜。可是鋰金屬電池的能量密度是鋰離子電池的好幾倍,因此許多人都在研究避免結晶的技術。

【欲閱讀完整的豐富內容,請參閱科學人2012年第123期5月號】

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11檔油電雙漲概念股 加溫

作者: 記者劉家熙╱台北報導 | 中時電子報 – 2012年4月28日 上午5:30

工商時報【記者劉家熙╱台北報導】

油電雙漲5月15日到位,通膨聲浪再起,節能概念股包括風力發電、天然氣、電動車、汽電共生、鋰電池及LED、自行車等族群將受惠,本周股價戰勝大盤的11檔油電雙漲概念股,包括東元、新普、台塑化、美利達等可望成為強勢指標。

摩根JF台灣金磚基金經理人葉鴻儒分析,本波商業用電及工業用電漲幅逾30%,大幅墊高企業成本,如石化、汽車產業受油價調整衝擊大,至於電價調整對產業影響是全面性的,尤其是產業上游用電量需求較大企業,都會受到明顯的影響,包括電子上游晶圓代工、面板、金屬工業、傳產則以塑化、紡織、水泥、玻璃等族群,預期對2012年整體企業獲利衝擊恐達10%。

葉鴻儒指出,就類股表現,隨油、電價調漲,節能概念的太陽能、LED、自行車等族群連袂走強,相關節能概念股成為短線震盪盤勢中的撐盤重心。隨中國力推風力發電與「十城萬盞」的補貼計畫,相關風電市場應用、LED等族群,可望成為兩岸未來綠能政策與低碳經濟下率先受惠的標的。

葉鴻儒進一步指出,部分電子次產業,如IC廠商對3C產品的電源管理、減少智慧型手機耗電的動態背光控制(CABC)技術,以及可提供即時路況、明確導引行車路徑,節省找路所耗費油錢的GPS(全球定位系統)族群,都是此波節能概念中受惠標的。

台新高股息平衡基金經理人劉宇衡表示,在油電雙漲下,有三大族群具抗通膨特性,是目前可留意的標的,包括實質資產股及替代能源相關族群;此外,可瞄準間接受惠的高配息股,投資人可獲得較好的配息率,有助減緩通膨所受的衝擊,目前台灣股市平均殖利率約4%,故可找尋殖利率在5~6%以上之個股。

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證所稅波及 F-永冠蜜月變臉

作者: 記者沈美幸╱台北報導 | 中時電子報 – 2012年4月28日 上午5:30

工商時報【記者沈美幸╱台北報導】

F-永冠(1589,永冠能源科技集團)首季每股淨利1.11元,生產風力發電機組鑄件又具再生能源題材,昨掛牌上市首日卻不敵課徵證所稅魔咒,靠尾盤急拉,終場下跌0.10元作收而未出現蜜月行情。永冠集團董事長張賢銘表示,未來5年啟動至少27億至28億元兩岸投資計畫。

張賢銘表示,股票上市是企業發展的契機,獲得資本市場的資金資助,讓永冠發展更快及改善財務結構外,他正規畫未來5年,在中國大陸東北展開上中下游垂直整合,興建朝上游發展的3百立方米生鐵高爐、中游鑄造加工及下游擴大機器設備組裝規模的一貫廠,投資金額至少新台幣20億元。台灣部份,也因台灣桃園觀音廠規模小且老舊,他責成副總經理張文龍開始覓地,展開購地及建廠,總投資7、8億元,最快明年可展開建廠。據了解,生鐵高爐產量未來一半自用,剩餘產量將賣給其他業者。

永冠能源執行長兼總經理蔡樹根指出,永冠今年成長動能來自與風力發電機輪轂及基座相關的能源類、射出成型機及其他類三大領域鑄件,今年首季營收12.84億元,年增率30.23%,每股淨利1.11元,與去年同期0.88元相比,成長26.14%。

蔡樹根指出,去年投產的江蘇鋼銳開始獲利,今年新增歐洲兩大風機客戶,又增加新興地區風機、新增船舶及採購設備鑄件,均增加永冠今年營收及獲利成長。

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鴻金達節能產品 抗漲利器

作者: 黃全興 | 中時電子報 – 2012年4月27日 上午5:30

工商時報【黃全興】

電價漲價在即,鴻金達能源科技所精心研發的「100至300W風光互補照明系統」新產品,微風即可啟動,造型豐富具變化,且噪音低(低於60db),目前已獲採用於公園、學校、民宿庭園、道路等場所,客戶對設備優異性能與節能效益深表肯定,成為公部門及民間機構「節能抗漲」最佳利器,該公司現徵求各縣市經銷。

鴻金達成立於2008年10月,研發新一代風電機組有成,有效突破傳統風電系統效率、噪音、振頻等技術瓶頸問題,已取得台灣、日本、中國大陸、美國、加拿大、南非、澳洲及紐西蘭等10餘國風力發電相關專利,堪稱是目前全球最具優勢的風力發電機組之一,受到國內外大廠的青睞,積極洽商尋求投資及銷售合作。

鴻金達公司董事長鍾俊能表示,小型的「100至300W風光互補照明系統」新產品,適用於公園、庭院、道路及大型社區等公共場所。此外,電廠級大型風電系統已開發完成,將配合客戶需求伺機推出市場。

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經長澄清 發電方式不同 收購價也不同

自由時報 – 2012年4月22日 上午4:24

〔自由時報記者王俊忠、劉力仁/綜合報導〕外界質疑台電向民間電廠收購電價高,向政府焚化爐、水庫發電收購價卻偏低,經濟部長施顏祥昨天解釋,不同發電方式的燃料成本不同,例如水力發電成本低、太陽光電成本較高,政府焚化爐以處理垃圾為目的,燃燒垃圾產生電能是副產品、成本也低,不能與高成本的發電「等量齊觀」,但也不能因此不鼓勵發展成本較高的太陽光電或風力發電。

施顏祥強調,台電購電原則是考量「成本加上利潤」,民間電廠發電成本較高,台電購電費用隨之提高,契約也明訂清楚,這很合理,「並未圖利民間電廠」。

台電發言人李鴻洲也表示,水力發電使用公共財發電,火力發電要購煤、天然氣,有燃料費支出,兩者不能比較。以台電來說,去年台電水力發電成本每度一.五元,向外界購買的水力發電每度一.五二元,相差不大,並沒有壓低價格。

另外,施顏祥也表示,外界對台電電力備載容量過高、浪費的看法是種「誤解」,事實上,這些備載容量設備都是過去政府買的,前幾年景氣較差,用電量降低,導致電力備載容量增加,顯示電量使用與景氣有關,三、四年前,台電備載容量曾高達二十八%,去年約二十%,今年景氣回轉、可能降到十六%,是國內用電安全值。

他指出,台電備載容量十六%是法定的電力安全值,如果國內遇到用電尖峰期又恰巧發生天災維修困難,造成停、限電,這些備載容量的機器就派得上用場。

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本報特約—-產業追蹤/大陸科技部發佈太陽能發電、風電專項規劃

中央日報 – 2012年4月26日 上午10:59

  中國大陸科技部24日發佈《太陽能發電科技發展“十二五”專項規劃》和《風力發電科技發展“十二五”專項規劃》,兩項規劃為中國大陸“十二五”期間的太陽能發電和風電的科技發展與產業化路線指明方向。

 太陽能發電價格趨同常規能源

 在太陽能發電規劃中,科技部稱,目前全球太陽能熱發電成本價格在0.2歐元/千瓦時,到2020年有望降低到0.05歐元/千瓦時。中國大陸將把實現太陽能大規模利用、使其發電成本可以常規能源競爭作為“十二五”規劃的總體目標。

 《規劃》提出將重點佈局晶體矽電池、薄膜電池及新型電池三大技術研發。到2015年,力爭晶矽電池效率20%以上,矽基薄膜電池效率10%以上,碲化鎘、銅銦鎵硒薄膜電池實現商業化應用,裝機成本1.2萬-1.3萬元/千瓦,初步實現使用者側並網光伏系統平價上網,公用電網側並網光伏系統上網電價低於0.8元/千瓦時。

 在關鍵指標設計上,《規劃》明確到2015年,將實現多晶矽材料生產成本降低30%,配套材料國產化率達到50%;晶體矽太陽電池整線成套裝備國產化,具備自主智慧財產權的晶矽整線集成“交鑰匙”工程能力;單晶矽電池產業化平均效率突破20%,擁有自主智慧財產權的非晶矽薄膜電池產業化平均效率突破10%。

 為保證《規劃》順利實施,科技部提出將鼓勵各類社會資本的投入,鼓勵企業充分利用財稅、金融、政府採購等政策,有針對性地解決產業發展中的重大技術問題,打破國外技術壟斷,保障光伏市場的規範性和成果轉化的高效性。

 特大風場建設成風電開發重點

 記者在《風力發電科技發展“十二五”專項規劃》中看到,特大型風電場建設將成為中國大陸風電開發的需求重點,“十二五”期間,國家將規劃建設6個陸上和2個海上及沿海風電基地。

 《規劃》指出,中國大陸可利用的風能資源評價尚不精細,風電場設計需要的長期風資來源資料不完善;風電場設計工具依賴國外軟體產品,缺乏具有自主智慧財產權、符合中國大陸環境和地形條件的風資源評估及風電場設計及優化軟體系統。

 除了陸上特大風電場的建設,《規劃》對已完成第一輪特許權招標的海上風電也提出了進一步開發計畫。

 《規劃》稱,中國大陸海上風電已經起步,“十二五”期間潮間帶和近海風電將進入快速發展、規模化開發階段,因此,需要開展海上風電機組研製及產業化關鍵技術研究,加強工程施工與並網接入等海上(潮間帶)風電場開發系列關鍵技術研究,為大規模海上風電開發提供技術支撐。

 在風電設備設計製造方面,《規劃》提出,“十二五”時期將掌握3-5MW直驅風電機組及部件設計與製造,並實現產業化;掌握7MW級風電機組及零部件設計、製造、安裝和運營等成套產業化技術,推動中國大陸大容量風電機組的產業化;突破10MW級海上風電機組整機和零部件設計關鍵技術,實現海上超大型風電機組的樣機運行。

                        (大陸國研網專供,作者:潘高穎)

【中央網路報】

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17國學生齊聚! 明道中學展現「環保結合科技」的軟實力

NOWnews – 2012年4月23日 下午11:54

記者林重鎣/台中報導

第二屆全球環境線上組織(ENO)亞太年會23日起跑,上午來自芬蘭、印度、肯亞、南非、印尼等17個國家的貴賓與國際學生,於明道中學相見歡,為全球環保而聚。明道中學是全國環保示範學校、有機生態示範校園,特別設站、安排志工,為上百位ENO國際外賓導覽明道校園,讓外國學生見識明道環保特色。

明道中學是台灣國寶級生物紫斑蝶過境的蝶道,它不僅台灣生態國寶,更是世界少見的生態奇蹟。為介紹紫斑蝶,明道中學特別設站,演示紫斑蝶的生態密碼,並教導ENO學生紫斑蝶標記、保育的種種技巧,還實地進行捕蝶模擬操作。

明道志工在菲律賓英丹市長MayorBienvenido V. Dimero面前,大力展示紫斑蝶之美與生態驚喜,讓市長驚奇不已,也讚嘆明道生態環境的完整與用心經營,為保育珍貴的蝶種盡一份心力。除紫斑蝶外,明道校園的植物具有多元性,且相關履歷建檔完整。學校還設有「明道植物網」,對校園植物進行中英文簡介;校方在植物介紹牌貼上「QR碼」,透過連線,還可聽取英文語音介紹。

明道學子手持ipad,帶領ENO學生認識校園植物,並拍攝QR碼直接網路連線,向國際學生展現台灣「環保結合科技」的軟實力。不僅如此,學生還收集校園「無患子」的種子,帶領外賓製作中國結吊飾;以及利用廢油製作環保肥皂。ENO學生親自體驗「從做中學」,展現高昂興趣。來自馬來西亞的Na asha表示,最喜愛種子的吊飾製作,她可帶著親手製作的吊飾回國,送給親友。

明道中學校長汪大久表示,明道中學校園中有蝴蝶園、生態池、有機農園、風力發電機,還有建置完全的校園植物網路系統,無論軟、硬體或課程,都是台灣充滿特色的環保示範學園,此次逢ENO盛會,學生使出渾身解數,希望讓國際師生見識台灣在環保上的成果。

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風力發電產業協會 成立

作者: 葉圳轍 | 中時電子報 – 2012年4月20日 上午5:30

工商時報【葉圳轍】

「台灣風力發電產業協會」昨(19)日在台北國際會議中心舉行成立大會,並選出15位理事、5位監事,理事長則由中鋼公司副總經理許文都榮任。

該協會的前身為「台灣風力發電設備產業聯誼會」,係94年工業局「再生能源設備產業推動計畫」下所推動成立;經過6年來的努力,國內風力發電產業已具雛型,在政府及業界鼓勵下,該聯誼會於去年10月經內政部核准成立為「協會」,並立即組成籌委會,委請金屬中心協助進行相關籌備事宜。

該協會首任理事長許文都表示,期許未來協會能協助進行跨部會協調推動離岸風電產業,同時加強國際合作,協助中小型風力機廠商與國際測試驗證機構接軌,落實國內風電產業之生根與發展。

成立大會同時也舉行風力發電技術研討會,邀請各國風電業者,與協會成員分享風電產業相關經驗。

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正隆蒲公英紙品 頻獲獎

作者: 程鏡明 | 中時電子報 – 2012年4月20日 上午5:30

工商時報【程鏡明】

響應世界地球日,正隆公司推廣環保用紙不遺餘力。數位時代日前揭曉台灣綠色品牌排行榜,正隆公司蒲公英環保家庭用紙以「不砍樹」、「使用回收廢紙」、「風力清淨能源」等綠色主張,及榮獲「環保標章」與「碳標籤」雙認證脫穎而出,獲頒生活用品類特優獎,這是蒲公英連續3年榮獲TOP綠色品牌的肯定,也是唯一獲獎的家庭用紙品牌。

正隆公司長期推動綠色環保、節能減碳,10幾年來,獲得各大環保標章肯定,獲頒8次企業環保獎,是首家取得全球ISO 14064溫室氣體盤查認證、國內第一家國際碳權交易及第一張家庭用紙碳足跡標籤的企業。

基於保護環境及珍惜資源,正隆於2009年推出台灣第一個環保家庭用紙品牌「蒲公英」,使用100%再生廢紙、風力發電潔淨能源以及FSC國際認證紙漿,生產友善環境的綠色產品,且持續投資研發新設備以提升品質。其中,蒲公英擦手紙更率先取得全國「環保標章」與「碳標籤」雙證認,通過PAS2050碳足跡驗證。蒲公英亦贊助2010台北國際花卉博覽會及2011台灣燈會等大型活動,向民眾宣導「紙用再生,環保滿分」的綠色新觀念。 正隆進行廢紙回收再製並致力減降溫室氣體排放,是國內使用回收廢紙最多的造紙公司,也是台灣第一家通過碳權確證之企業。蒲公英環保擦手紙依循英國BSI碳足跡驗證標準規範,以及環保署「產品與服務碳足跡計算指引」,進行產品生命週期 含原物料、製造、使用、運輸及廢棄等5大階段碳足跡盤查,完整揭露擦手紙生命週期中各項活動中,直接與間接所產生的溫室氣體排放量。

正隆造紙事業部副總經理張清標表示,「蒲公英」做為國內環保家用紙先鋒,綠色環保愛地球主張深受國人喜愛,目前已是市面上環保家用紙市佔率最高的品牌;且連續3年入圍TOP綠色品牌並獲特優肯定,顯示民眾對於環保衛生紙認同度漸漸提高。他說,近來已有愈來愈多公私部門選購環保家庭用紙,細心的民眾可能已發現今年起桃園機場的衛廁用紙已全部採用蒲公英環保衛生紙。

未來正隆仍將持續推動環保教育、嚴選分類廢紙品質及強化行銷推廣,期望台灣使用環保家用紙的比率可在3至5年內,從現在約5%提升至20%。

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主典淨水設備 造福偏鄉

作者: 林宜蓁 | 中時電子報 – 2012年4月18日 上午5:30

工商時報【林宜蓁】

能源短缺,各產業進而紛紛投入綠能開發!擁有多功能風力、水力複合發電技術的主典興業公司,近幾年轉型投入再生能源的設備製造,鑒於台灣養殖業漁塭水塘水質淨化成本過高,在油電雙漲下,特開發一部由風能、水力發電的過濾器,利用「固液分離」概念,將魚池底部的水質淨化;為確保該設備效能,過濾效益與過濾的粒子大小細度,並計畫由國立成功大學檢測,預計該產品最快可於年底上市。

主典興業公司董事長、也是該設備發明人盧順從表示,先進地區,電力取得容易,但在偏遠如山區、沙漠地區,往往是電力網無法到達的區域,尤以現在人類正面臨資源短缺,唯有積極開發應用如太陽能、風力、水力等天然能源,才能預防油源不足所帶來的物價通膨衝擊。

成功大學地球科學系暨研究所主任吳銘志表示,該套整合物理、機械性、電子控制等概念之「多功能水力風力發電之循環淨水設備」,能源產生來自風力,推動幫浦進而將底部的水從彈簧管抽出(如同RO濾水將濾心改換彈簧),利用「固液分離」原理將水中的雜質和、分離,取得乾淨的水。

「多功能水力風力發電之循環淨水設備」可運用於汙水廠、紙漿廠、養殖場及染整廠等產業,不需任何電力,就可達到水質淨化,最重要是不受環境地理之限制,利用大自然的綠能,就可取得我們需要的能源及水,是個非常值得推動倡導的「乾淨能源」的生產設備,十分環保。

主典董事長盧順從指出,該套運用免動力幫浦產生的高壓動能,將水打到高處產生的位差發的電,就很適用偏遠、沒有能源的地區,像是偏遠鄉間如台灣離島,或是中東沙漠及落後民族等國家;而近來中國大陸新疆、內蒙的沙塵暴對鄰近北京、哈爾濱等大城造成的空氣汙染,利用油壓機產生高壓動能的「多功能風力、水力發電機」,將河床地底抽出的水拿來噴灑揚塵,可減少沙塵暴對人體的危害。

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