發展新能源 大步邁向淨零世代

隨著淨零世代來臨，各國紛紛制定淨零排放目標。如何最有效率地運用再生能源取代化石能源成為全球最大挑戰之一。

台灣最具規模的綠能及永續展覽「台灣國際智慧能源週」與「台灣國際淨零永續展」昨（18）日至明（20）日在台北南港展覽館盛大登場。這是台灣最大跨再生能源領域產官學研交流平台，由外貿協會與SEMI國際半導體產業協會旗下產業聯盟-綠能暨永續發展聯盟（GESA）共同主辦。

今年台灣國際智慧能源週及台灣國際淨零永續展量體更大，反映產業發展蓬勃，展出整體規模較去年成長且集結350家企業，打造智慧能源產業鏈。

NGK NAS®鈉硫電池對於普及再生能源和構築智慧電網的貢獻備受世界矚目。採用NGK NAS®鈉硫電池系統的金門儲能示範計畫，2021年在台灣永續能源基金會舉辦的首屆台灣永續行動獎：SDG7可負擔能源項目中榮獲金獎。

世界潮流將從傳統化石燃料轉向風力或太陽能等潔淨再生能源已經無庸置疑。如何邁向淨零世代是全球當今面對的最大挑戰之一。目前已有70多個國家制定2050年實現淨零排放的目標，有些國家甚至更早。

能源，占了溫室氣體排放的主要部分。因此以再生能源取代化石能源對於減少溫室氣體排放有顯著助益。

今年在日本舉辦的七大工業國組織（G7）高峰會上，成員國表示將大幅增加可再生能源的發電量，承諾到2030年前，海上風力發電機的裝置容量將提高至150百萬瓩（GW），太陽能發電裝置容量將增加到1,000GW以上。

保持電網穩定 實現可變可再生能源 

因此，最大挑戰不在於是否能夠100%使用再生能源，而是在於如何平衡這類無法按照需求提供的發電來源？如何將這類間歇性的發電來源轉變為穩定且可靠的電力供應？

將不到20%的再生能源併入電網可能不會造成嚴重困難，但只要超過這個占比，對於電網的影響將會變得險峻，對於電網平衡的技術需求就變得十分迫切。

為了保持電網穩定，不僅需要消除短暫且頻繁的波動，還需要在發電量過剩時吸收大量電能，並在需要的時段釋放，最終實現可變可再生能源（variable renewable energy，VRE）的供應。同時，對於健全的電網來說，線路壅塞也可能成為另一個問題。

安裝實績豐富 預期壽命達20年

儲能並不是一個新的概念和技術，傳統水力抽蓄儲能（Pumped hydro energy storage，PHES）已經實現超過百年。而最近，固定式電化學儲能系統蓬勃發展，在電動車electric vehicles（EVs）的成長推動下，鋰離子電池在該領域中廣泛採用。其非常適合短效型應用，提供了專門設計於1至4小時的充電放電技術。然而，一旦需要6小時或以上的長效型應用，鋰電池可能會喪失其在短效型應用的性價比優勢。

除了鋰電池以外，有許多長效型儲能（long-duration energy storage，LDES）技術開始投入商業使用，但其中大多數都處於前期發展階段，並沒有如由日本碍子株式會社（NGK Insulators）所發展的鈉硫電池（sodium-sulfur batteries，NAS battery）般的實績。

自1984年起與日本東京電力公司合作研發，並於2002年開始量產結合NGK先進陶瓷專業技術的鈉硫電池（NAS battery）。超過20年的實際應用和超過250座工業級或電網級的建置紀錄可以證明，鈉硫電池（NAS battery）是當今最成熟的長效型儲能技術之一，全球總裝置容量已達5千兆瓦時（5,000MWh）。

鈉硫電池（NAS battery）單元能持續放電6小時或更長時間，並可擴展至數百兆瓦時。該電池系統不僅具有高能量密度和快速反應時間，並且由於其衰退程度非常低，因此，預期壽命可達20年，以每天執行一次100%充放電計算，可達7,300次運轉周期。

鈉硫電池（NAS battery）儲能系統解決方案採用貨櫃外殼，每個標準20英呎貨櫃包含6個電池模組，總輸出功率達250kW，總儲存容量達1,450kWh，單一電池貨櫃即可滿足約120戶家庭每日用電需求，並可以透過組合多個電池貨櫃來擴展規模，以滿足用電大戶或電網等級之應用。

鈉硫電池（NAS battery）使用的主要原料，如鈉、硫、氧化鋁等皆非稀有元素且儲量豐富，對於供應鏈和市場價格皆相對穩定。

耐用度和氣候適應能力也是重要指標，鈉硫電池（NAS battery）可以裝置於高溫或低溫地區且具備相近的運轉效率，包含低至負40度的蒙古以及超過45度的阿拉伯聯合大公國，同時具備IP54防塵防水等級塗裝，可在沿海地帶正常運轉。

安全具競爭力 有助優化總成本

鈉硫電池（NAS battery）具有詳盡的安全設計，並經過第三方的廣泛試驗，包含NGK與日本危險物質安全技術協會（Japanese Hazardous Material Safety Techniques Association）進行的安全性審核。僅於2011年報告過一起事故，鈉硫電池（NAS battery）的安全紀錄確實引人矚目，況且在該起事故過後，NGK與第三方機構重新審視電池內部設計，發展消防安全對策並獲取日本總務省消防廳的認可。因此，最近的幾個計畫毫不意外地選擇將鈉硫電池（NAS battery）與氫氣能源並置。

在國際上來說，UL9540A和UL1973標準對於電池電芯、電池模組到電池系統級別的儲能技術進行測試和認證，對於周遭環境及設備的安全和財務融資變得至關重要。鈉硫電池（NAS battery）通過UL1973認證，可確保儲能系統的安全和運行；並根據UL9540A測試方法進行包含電池電芯、電池模組乃至電池系統等級的安全評估，更進一步證明了安全性和競爭力。

除了優異的性能表現、卓越的安全性外，做為6小時或以上的長效型儲能之理想技術，鈉硫電池（NAS battery）的低營運成本亦十分具有競爭力。該電池儲能系統是以貨櫃形式抵達安裝現場，所有電池元件皆在位於日本的製造工廠完成組裝，因此，安裝程序簡單快速，能大幅降低建置成本。且該設備的耐用性使其不需繁瑣的維護工作，運轉過程中的低衰退表現更免除了在生命周期內重新更換電池的需求，並且透過可100%深度放電提供完整的標稱容量，有助客戶優化總成本。

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