礦業(yè)龍頭與可再生能源結合 能源儲存省成本
可再生能源結合能源儲存，可最佳化分布式能源微電網的電力調度問題，解決電網穩(wěn)定性問題，不過，雖然可再生能源如太陽能與風能的成本已經大幅降低，能源儲存成本降幅仍差強人意，因此雙方結合的應用尚未普及，不過，對于能源成本原本就較高的偏遠礦區(qū)，以可再生能源結合能源儲存取代過去的柴油發(fā)電機，不僅
可再生能源結合能源儲存，可最佳化分布式能源微電網的電力調度問題，解決電網穩(wěn)定性問題，不過，雖然可再生能源如太陽能與風能的成本已經大幅降低，能源儲存成本降幅仍差強人意，因此雙方結合的應用尚未普及，不過，對于能源成本原本就較高的偏遠礦區(qū)，以可再生能源結合能源儲存取代過去的柴油發(fā)電機，不僅減少碳排、空污，更可節(jié)省成本。龍頭金屬及能源礦產與農產品生產及貿易商嘉能可（Glencore）、全球最大鋁業(yè)公司力拓加拿大鋁業(yè)（Rio Tinto Alcan）分別嘗試以不同的技術組合進行。
圖片來源：Flickr/Peter Craven CC BY 2.0
嘉能可于加拿大北部拉格蘭（Raglan）有處銅鎳礦場，位于極北的極圈地帶，礦場沒有電力網絡，也沒有瓦斯管線，只能靠運送柴油到現場，以柴油發(fā)電機發(fā)電，而運送柴油的成本也因地處偏遠而十分昂貴，這使得能源成本居高不下。
但是礦場附近有處海拔 600 米高的高原，周遭林木稀疏，很適合風力發(fā)電，在進行勘查后，嘉能可決定投入這項全加拿大首見的工業(yè)可再生能源結合能源儲存建設案，第一階段于 2014 年夏季開始，先設置一具德國 Enercon 風力發(fā)電機，以較小規(guī)模實驗在極地氣候下系統(tǒng)是否能順利運轉，以減少第二階段擴大規(guī)模時的風險。
當風力發(fā)電超過礦區(qū)所需用電時，多余的電力除了先以飛輪能源儲存裝置儲存之外，將用來電解水產生氫，氫用于氫燃料電池系統(tǒng)，當礦區(qū)需要用電大于風力發(fā)電時，可從燃料電池供電，也可用來驅動氫燃料電池車輛。由于拉格蘭位于極北，一般電池技術都因溫度過低而效能不佳或完全無法適用，氫技術是最佳選擇。
這座結合風力發(fā)電、電解水、氫燃料電池的可再生能源結合能源儲存微電網系統(tǒng)，若第一階段運轉順利，將于 2016 年擴大規(guī)模到 3 ~ 5 座風力發(fā)電機，預計全數完工以后可減少礦場 5 成柴油消耗。而若運轉順利，嘉能可也將轉移技術給附近的村落，推廣這套系統(tǒng)、嘉惠鄰人。
鋁業(yè)和太陽能廠商合作
力拓加拿大鋁業(yè)則在澳大利亞昆士蘭北部的韋帕（Weipa）擁有一處鋁土礦，力拓加拿大鋁業(yè)與美國第一太陽能（First Solar）及澳大利亞太陽能開發(fā)與安裝商 Ingenero 合作，建立太陽能發(fā)電與電池能源儲存結合的微電網系統(tǒng)。
此計劃第一階段將斥資 2,340 萬澳幣，建立 1.7 百萬瓦規(guī)模的薄膜太陽能電池發(fā)電場，除了供應韋帕礦場，也供應韋帕市區(qū)與港口用電，預期可取代 2 成的柴油發(fā)電需求。第二階段則將擴大發(fā)電規(guī)模到 6.7 百萬瓦，并建立電池儲能系統(tǒng)，以達到日間可百分之百供電給礦場及周遭市鎮(zhèn)及設施的目標。
投資此計劃 1,130 萬澳幣的澳大利亞可再生能源協(xié)會（Australian Renewable Energy Agency，ARENA）表示，韋帕計劃可成為其他礦場的參考藍圖；而提供電池整流器的廠商理想能源（Ideal Power）則表示，礦場多半在電力網絡不及的偏遠地區(qū)運作，許多礦場因此只能倚賴柴油發(fā)電機，不僅昂貴，身處偏遠地區(qū)，維修不易更是問題，而如今電池價格下跌，因此可考慮如此結合電池能源儲存的辦法，預期可減少 7 成的燃料使用。
而礦場往往有先前挖掘的深坑，也成為能源儲存的可能選項，明尼蘇達大學杜魯斯分校的自然資源研究所認為某些積水舊礦坑，可能作為抽蓄水力發(fā)電的蓄水池；另一方面，許多老舊礦坑，則可用為壓縮空氣儲能（compressed air energy storage，CAES）所需的風穴。壓縮空氣儲能需要在合適的地理條件區(qū)域挖掘用來打入壓縮空氣的洞窟，即所謂風穴，但若是老舊礦坑已經挖掘出空洞，剛好能用來當作風穴，則可大幅降低儲能成本。
不過，若礦場一邊正在挖掘，舊礦坑拿來做為風穴使用，可能會有安全性問題，因此這個想法尚在理論階段。
無論如何，在龍頭大廠帶動下，偏遠礦業(yè)使用能源儲存技術取代柴油發(fā)電，將漸漸成為風潮，而可再生能源結合能源儲存的概念，可望由礦業(yè)領域先行發(fā)展，待規(guī)模化與技術進步使系統(tǒng)價格進一步降低，再普及到一般用電領域。
作者： 來源：《科技新報》 責任編輯：wutongyufg
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