綠色能源之母：儲能技術能解「限電」危機？｜碳中和賽跑・四

中國內地近日大規模實施緊急限電，已導致不少工廠拉閘停工，甚至衝擊百姓日常生活。放眼全球，各國同樣面臨能源供應吃緊，雖已爭相佈局再生能源之建設和技術研發，然而再生能源供應不穩定性仍有待解決。在未來，各國有可能憑藉提升「儲能」（energy storage）技術追逐碳中和目標，同時克服供電不足的難題嗎？

一個使用太陽能發電的地方，總有陰天的時間。那麼，沒有太陽的日子，豈不是沒法用電？一個使用風力發電的地方，是否終日寒風凜冽？沒有風了怎麼辦？

像太陽能、風能這些再生能源大多受制於天氣、季節等自然因素，因此相當不穩定。故此，它們需要配備具效能的儲能系統。再生能源的儲能概念因此應運而生，而且順應着世界綠色能源轉型潮流，其戰略地位愈顯重要。

「電池大戰」

所謂儲能，意思即是在合適時機以特定形式將能量儲存起來，再待未來將之釋放出來。目前討論得最沸沸揚揚的方式，就是儲能電池（絕大多數為鋰離子電池），它亦是較可行適合未來城市大規模綠色能源應用的儲能技術方案。

「當一個國家的再生能源發電，佔上全國電力需求的超過10至20%，你就開始需要依賴儲能技術，不然的話整個電網都會很不穩定。」香港太陽能企業NEFIN集團首席業務開發總監張博宏向《香港01》說道。

要實現儲能電池的廣泛應用，目前還需要持續的研究，以突破電池技術瓶頸。科學家們主要還是從電池化學成份，包括正極、負極和電解質的「配方」入手，通過不同化合物元素的組合，希望研發出能量密度、持久度、安全性兼具的新型儲能電池。至於哪條「配方」才是最具發電效益組合，就是目前各大研究團隊爭逐的核心技術，其中又以來自美國、中國、日本的儲能企業手執牛耳。

張博宏補充道：「如果要看哪個電池技術領先，就需要留意電動車產業，這些電動車公司會獲取得最高效率的電池。」

為人熟悉的電動車企業Tesla，便早早佈局儲能電池產業，這些年來先後推出Powerwall、Powerpack、Megapack，總共三款規模不一的儲能電池系統。Tesla之所以會拓展儲能電池業務，正正就是因為這方面的技術研發，將直接影響到其電動車產品的迭代革新。

又例如電動車業務同樣發展迅速的中國龍頭車廠比亞迪（BYD），其儲能業務範圍現已涉足全球50多個國家，總儲能容量超過1.7GWh。

撲不滅的火？

不過，目前來說儲能電池產業受到不同因素影響，窒礙其技術發展和普及化的進程。

首先是儲能電池的安全性問題。由於受到技術限制，現時最常用到的鋰電池的起火風險依然不低。今年8月初，澳洲維多利亞州一個電網級規模的大型儲能電池組便因不明原因起火。一處佔地不大的火頭，足足燃燒三天才陸續受控。該項目由法國電力生產商Neoen SA與Tesla合作開發，項目名為「Victorian Big Battery」（由Tesla提供其Megapack大型儲能技術），旨在幫助維多利亞州實現2030年前五成電力生產自再生能源的綠色電網目標。

「若然現在（鋰電池）起火了，（由於化學原因）這種火還很難撲滅，至少目前是這情況，這個缺點其實相當嚴重。」張博宏說道。

儲能電池需要克服的難關，還有成本問題。儲能電池技術雖然愈趨成熟，但要實現全面普及化以助各國實現碳中和目標，仍然有一定距離，因為目前儲能電池的生產成本水平，對很多新興國家來說仍是難以負擔。

據推算，大型鋰離子電池儲能系統的平均儲能成本每MWh大約為130至245美元。若然全面應用至電網規模，儲能電池的成本需要持續降低，才能繼續提升使用率。

成本如此高，其中一個主因還是要歸根於原材料供應限制。由於儲能電池涉及眾多稀有原材料，包括鋰、鈷及各類稀土。不幸的是，這些原材料的分布並不平均，往往集中於個別國家。例如鈷，非洲國家剛果民主共和國的鈷礦便佔了全球供應量達六成，總產量超過60,000公噸，遠超第二位、鈷總產量僅約7,000公噸的中國。

隨着各界對碳中和概念及再生能源產業愈加重視，儲能電池的重要性愈來愈大，生產儲能電池的原材料於是成為各國間的貿易爭端導火線，這些原材料近年也成為炙手可熱的大宗商品，刺激國際交易價格飆升。

張博宏補充說，今年疫情更加劇了原材料短缺問題，這甚至不限於專門用於儲能電池的稀有礦物，還波及到其他普通造料，令整體再生能源及儲能產業的經營成本急速上升。「全球原材料供應短缺，價格上升，物流成本也上升……今年polysilicon（多晶矽）價錢是去年的3倍；玻璃的價格翻了一倍；鈷的價格升了20-30%；這些全部直接提高太陽能板和儲能系統的造價。」

再生能源與儲能產業鏈，都存在各種波動性極高的因素所影響，儘管綠色能源轉型已成無可逆轉的世界潮流，惟儲能產業未來的發展道路，相信依然會荊棘滿途。