【能源維新——節能•創能•蓄能】(4)電能先儲存再使用的時代已然到來_日經能源環境網

【能源維新——節能•創能•蓄能】(4)電能先儲存再使用的時代已然到來_日經能源環境網:

【能源維新——節能•創能•蓄能】(4)電能先儲存再使用的時代已然到來

2012/05/07



【日經BP社報導】作為應急電源,蓄電池忽然成了關注的焦點。將來蓄電池會與可再生能源配套一舉實現普及。將電能儲存起來使用已是理所當然的時代到來了。

        “為什麼只有這棟房子亮著燈?”         千葉縣居民Y的家在停電時也一樣亮著燈。2011年3月計劃停電時,周圍一片漆黑,只有1棟房子亮著耀眼的燈光。覺得奇怪的周圍居民為了了解其中的緣由,按下了Y家的門鈴。         秘密在於蓄電池。這家住宅配備了容量為1.57kWh的三洋電機制鋰離子充電電池(圖1)。電池用於儲存房頂上3.78kW功率的太陽能電池生產的電能,向家中的照明和通信設備等供電。





圖1:配備蓄電池的住宅開始普及
三洋HOMES公司於2009年11月推出了配備鋰離子充電電池和太陽能電池的住宅。目前已經在日本關東地區建設了8棟,在停電時可以維持照明。(攝影:三洋HOMES)

        開發這種配備蓄電池住宅的是三洋HOMES公司。自從2009年11月上市以來,準備的20棟已經全部售光。關東地區有8棟,其中4~5棟位於計劃停電地區。         在另一個計劃停電地區,這種住宅的居民A在東日本大地震發生後,馬上向三洋HOMES的工作人員提出了“能否增加蓄電池容量”的諮詢。因為A希望向電視、個人電腦、冷暖氣設備等電器供電,使生活更加舒適。蓄電池耗盡導致設備癱瘓
蓄電池耗盡導致設備癱瘓 

        三洋HOMES的事例從正面體現了蓄電池的作用,但在這次地震中,有些事例從負面再次體現出了蓄電池的重要性。         舉例來說,在NTT DoCoMo的基站中,因蓄電池耗盡而癱瘓的基站接連出現。在東日本大地震發生的2011年3月11日,喪失了功能的基站數量為2200座,到次日的3月12日增加到了6720座。NTT DoCoMo稱,手機基站配備的蓄電池容量“只能維持1~3個小時”。因為電池容量針對的是暫時性停電,所以無法應付這種“意料之外”的情況。         日本氣象廳用於緊急地震快訊的地震儀也耗盡了蓄電池的容量。因為按照設想,蓄電池只能滿足24小時停電的需要。氣象廳準備加緊強化應急電源設備,表示“打算今後增加蓄電池的容量,以滿足72個小時的需要”。         “在6月底之前,盡量交付已經預定的1500台”——地震發生後,租售配備2kWh鋰離子充電電池的應急電源的ELIIYPower公司源源不斷接到訂單。不只是該公司,經營蓄電池的企業都在拼命應對激增的需求。移峰和削峰         以此次地震為契機,蓄電池的關注度陡增,其作用主要是儲存電能和穩定電力質量。         關於儲存電能的作用,從三洋HOMES所建住宅的實際運用來看就很容易理解。功能有兩項,一項是在蓄電池中儲存低廉的深夜電力,在清晨和白天電力需求大的時段釋放。也就是“移峰”。這樣除了能夠減少電費,還能夠有效利用夜晚的剩餘電力。         另一項是在家中使用太陽能電池白天生產的電能,緩和增加的電力需求。這叫作“削峰”。多餘的電能可以由電力公司收購。借助蓄電池度過電力短缺
在移峰和削峰中,以地震造成的停電/節電對策為中心的短期應對措施是利用前者“移峰”。從必須應對電力短缺和減少峰值用電量的2011年夏季起,要想順利度過這1~2年,東京電力公司轄區內的企業必須控制電力供求平衡。這就需要使用蓄電池。         雖然通過維修和強化火電站,東京電力的供電能力有所提升,但還無法滿足峰值時的需求。不過,假設夠得充分利用蓄電池,就有望滿足需要(圖2)。 



圖2:使用蓄電池應對夏季的電力短缺
夜晚維持4235萬kW的連續運轉,把剩餘電力儲存在蓄電池中,能夠儲存8668萬kWh。考慮到伴隨充放電產生的10%損耗,也可以釋放7880萬kWh的電能。(圖:《日經電子》根據東京大學阿部力也資料製作)

        所有用戶在今年夏季前全部安裝蓄電池雖然不切實際,但必須避免停電的場所似將開始抓緊設置。面對需求的增加,新神戶電機公司在2011年4月上旬推出了面向工廠的蓄電系統(圖3)。在鉛蓄電池中存儲電力供求寬鬆的深夜電力,在白天的峰值時使用。對於用電量為2000kW的中型工廠,鉛蓄電池的容量可供生產設備運轉3個小時,系統的售價約為7億日元。交貨期約為3個月。 

圖3:在工廠中設置大容量鉛蓄電池
新神戶電機開發出了面向工廠的大型蓄電系統。在電能富餘的夜晚儲存電能,在電力需求緊張的白天和停電時使用。(攝影:新神戶電機)

蓄電池接入電網

        蓄電池的另一項功能——削峰通過與可再生能源配套將得到廣泛利用。與正在大量安裝的太陽能電池和風力發電 ​​機組合,設置於電力網中起到穩定電力質量的作用。         
穩定係統還有一個方法是利用火力發電 ​​。但從二氧化碳排放的角度出發,作為緊急措施而增強的火力發電 ​​難以長久地繼續增加。因此,因該重點考慮利用蓄電池進行應對。        
配備蓄電池無需在每座發電設施中進行安裝。東京大學研究生院新領域創成科學研究科尖端能源工學專業教授橫山明彥說:“以社區為單位進行穩定的電力管理就足矣,只需分散配置需要的量即可。”         在地區採用蓄電池的驗證實驗也已經展開。這就是日本經濟產業省主辦的“新一代能源社會體系協議會”推進的計劃“新一代能源社會體系實證總體規劃”,目前正在四座城市實施。實驗的主要內容雖然沒有改變,但該計劃的參與者稱,以這次東日本大地震為契機,“過去主要思考的是電力富餘,而今後也要意識到向系統電源供應其短缺部分來進行實驗”。(未完待續)(《日經電子》記者:狩集浩志、大森敏行、中道理、河合基伸、久米秀尚、野澤哲生)【日經能源環境網】 ■日文原文:電気は蓄えて使う時代に家や工場、電力網にも蓄電池 ■相關報導 有備無患的“家用蓄電池”日益受到關注東芝開始向新建住宅企業銷售帶蓄電池的太陽能發電系統松下發布太陽能電池及蓄電池聯動系統,“2012年度力爭銷售1500套” ■關鍵詞能源/資源/新材料低碳/節能

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